JPWO2019124230A1 - 温水製造装置 - Google Patents

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Abstract

温水製造装置(1)は、冷媒として、少なくとも1,2−ジフルオロエチレン(HFO-1132(E))を含む混合冷媒を用いる。この温水製造装置(1)は、圧縮機(21)と、熱源側の空気熱交換器(24)と、膨張弁(23)と、利用側の水熱交換器(22)とを備える。水熱交換器(22)は、その内部を流れる混合冷媒と、第1の水との間で熱交換をさせて、第1の水を加熱する。

Description

本開示は、温水製造装置に関する。
従来から、ボイラーや電気ヒータによって温水を生成する温水製造装置が普及している。また、例えば、特許文献1(特開2003−083614号公報)に示されるような、熱源としてヒートポンプユニットを採用する温水製造装置も存在している。
ヒートポンプユニットを採用する従来の温水製造装置は、ヒートポンプユニットにおいて冷媒として二酸化炭素を用いることが多い。しかし、従来の温水製造装置よりも効率良く温水を製造したいという要望がある。
第1観点に係る温水製造装置は、冷媒として、少なくとも1,2−ジフルオロエチレン(HFO-1132(E))を含む混合冷媒を用いる。この温水製造装置は、圧縮機と、熱源側の第1熱交換器と、膨張機構と、利用側の第2熱交換器とを備える。第2熱交換器は、その内部を流れる混合冷媒と、第1の水との間で熱交換をさせて、第1の水を加熱する。
この温水製造装置では、従来よく使われている二酸化炭素ではなく、冷媒として、上記の混合冷媒を用いている。これにより、効率の良い温水の製造が可能になる。
第2観点に係る温水製造装置は、第1観点の温水製造装置であって、タンクと、循環流路とをさらに備える。循環流路は、タンクと第2熱交換器との間で、第1の水を循環させる。
第3観点に係る温水製造装置は、第1観点の温水製造装置であって、第1循環流路と、第2循環流路と、第3熱交換器と、タンクと、をさらに備える。第1循環流路は、第2熱交換器によって加熱された第1の水を、循環させる。第2循環流路は、第1循環流路とは別の循環流路である。第3熱交換器は、第1循環流路を流れる第1の水と、第2循環流路を流れる第2の水との間で熱交換をさせて、第2循環流路を流れる第2の水を加熱する。タンクは、第3熱交換器によって加熱された第2の水を貯める。
第4観点に係る温水製造装置は、第1観点の温水製造装置であって、第1循環流路と、タンクと、をさらに備える。第1循環流路は、第2熱交換器によって加熱された第1の水を循環させる。第1循環流路の一部は、タンクの中に配置されており、第1循環流路を流れる第1の水と、タンクの中の第2の水との間で熱交換をさせることによって、タンクの中の第2の水を加熱する。
第5観点に係る温水製造装置は、第1観点の温水製造装置であって、タンクと、第1循環流路と、第3熱交換器と、第2循環流路と、第3流路と、をさらに備える。第1循環流路は、第2熱交換器とタンクとの間で、第1の水を循環させる。第2循環流路は、第3熱交換器とタンクとの間で、第1の水を循環させる。第3流路は、第1循環流路および第2循環流路とは別の流路である。第3熱交換器は、タンクから流れてくる第1の水と第3流路を流れる第3の水との間で熱交換をさせることによって、第3流路を流れる第3の水を加熱する。
第6観点に係る温水製造装置は、第1観点の温水製造装置であって、タンクと、第1循環流路と、第2流路と、をさらに備える。第1循環流路は、タンクと第2熱交換器との間で、第1の水を循環させる。第2流路は、第1循環流路とは別の流路である。第2流路の一部は、タンクの中に配置され、タンクの中の第1の水と、第2流路を流れる第2の水との間で熱交換をさせることによって、第2流路を流れる第2の水を加熱する。
第7観点に係る温水製造装置は、第1観点の温水製造装置であって、第1の水を貯めるタンクと、第2の水が流れる流路と、をさらに備える。流路の一部は、タンクの中に配置される。第2熱交換器は、タンクの中において、タンクに貯められている第1の水を加熱する。タンクに貯められている第1の水は、流路を流れる第2の水を加熱する。
第8観点に係る温水製造装置は、第1観点の温水製造装置であって、タンクと、給水源からタンクへと第1の水を流す流路と、をさらに備える。第2熱交換器は、流路を流れる第1の水を加熱する。
第9観点に係る温水製造装置は、第1観点から第8観点のいずれかの温水製造装置であって、利用側の第4熱交換器と、第4循環流路と、をさらに備える。第4熱交換器は、第2熱交換器とは別の熱交換器である。第4循環流路には、冷房または暖房用の第4の水が流れる。第4熱交換器は、その内部を流れる混合冷媒と、第4循環流路を流れる第4の水との間で熱交換をさせることによって、第4の水を冷却または加熱する。
第10観点に係る温水製造装置は、第1観点から第9観点のいずれかの温水製造装置であって、冷媒は、トランス−1,2−ジフルオロエチレン(HFO-1132(E))、トリフルオロエチレン(HFO-1123)及び2,3,3,3−テトラフルオロ−1−プロペン(R1234yf)を含んでいる。
この温水製造装置では、GWPが十分に小さく、R410Aと同等の冷凍能力[Refrigeration Capacity(Cooling Capacity又はCapacityと表記されることもある)]及び成績係数[Coefficient of Performance(COP)]を有する、という性能を兼ね備える冷媒を用いて、効率的に温水を製造することが可能である。
第11観点に係る温水製造装置は、第10観点の温水製造装置であって、冷媒において、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点A(68.6, 0.0, 31.4)、
点A’(30.6, 30.0, 39.4)、
点B(0.0, 58.7, 41.3)、
点D(0.0, 80.4, 19.6)、
点C’(19.5,70.5,10.0)、
点C(32.9, 67.1, 0.0)及び
点O(100.0, 0.0, 0.0)
の7点をそれぞれ結ぶ線分AA’、A’B、BD、DC’、C’C、CO及びOAで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分BD、CO及びOA上の点は除く)、
前記線分AA’は、
座標(x, 0.0016x2-0.9473x+57.497, -0.0016x2-0.0527x+42.503)
で表わされ、
前記線分A’Bは、
座標(x, 0.0029x2-1.0268x+58.7, -0.0029x2+0.0268x+41.3)
で表わされ、
前記線分DC’は、
座標(x, 0.0082x2-0.6671x+80.4, -0.0082x2-0.3329x+19.6)
で表わされ、
前記線分C’Cは、
座標(x, 0.0067x2-0.6034x+79.729, -0.0067x2-0.3966x+20.271)
で表わされ、かつ
前記線分BD、CO及びOAが直線である。
第12観点に係る温水製造装置は、第10観点の温水製造装置であって、冷媒において、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点G(72.0, 28.0, 0.0)、
点I(72.0, 0.0, 28.0)、
点A(68.6, 0.0, 31.4)、
点A’(30.6, 30.0, 39.4)、
点B(0.0, 58.7, 41.3)、
点D(0.0, 80.4, 19.6)、
点C’(19.5,70.5,10.0) 及び
点C(32.9, 67.1, 0.0)
の8点をそれぞれ結ぶ線分GI、IA、AA’、A’B、BD、DC’、C’C及びCGで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分IA、BD及びCG上の点は除く)、
前記線分AA’は、
座標(x, 0.0016x2-0.9473x+57.497, -0.0016x2-0.0527x+42.503)
で表わされ、
前記線分A’Bは、
座標(x, 0.0029x2-1.0268x+58.7, -0.0029x2+0.0268x+41.3)
で表わされ、
前記線分DC’は、
座標(x, 0.0082x2-0.6671x+80.4, -0.0082x2-0.3329x+19.6)
で表わされ、
前記線分C’Cは、
座標(x, 0.0067x2-0.6034x+79.729, -0.0067x2-0.3966x+20.271)
で表わされ、かつ
前記線分GI、IA、BD及びCGが直線である。
第13観点に係る温水製造装置は、第10観点の温水製造装置であって、冷媒において、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点J(47.1, 52.9, 0.0)、
点P(55.8, 42.0, 2.2)、
点N(68.6, 16.3, 15.1)、
点K(61.3, 5.4, 33.3)、
点A’(30.6, 30.0, 39.4)、
点B(0.0, 58.7, 41.3)、
点D(0.0, 80.4, 19.6)、
点C’(19.5,70.5,10.0) 及び
点C(32.9, 67.1, 0.0)
の9点をそれぞれ結ぶ線分JP、PN、NK、KA’、A’B、BD、DC’、C’C及びCJで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分BD及びCJ上の点は除く)、
前記線分PNは、
座標(x, -0.1135x2+12.112x-280.43, 0.1135x2-13.112x+380.43)
で表わされ、
前記線分NKは、
座標(x, 0.2421x2-29.955x+931.91, -0.2421x2+28.955x-831.91)
で表わされ、
前記線分KA’は、
座標(x, 0.0016x2-0.9473x+57.497, -0.0016x2-0.0527x+42.503)
で表わされ、
前記線分A’Bは、
座標(x, 0.0029x2-1.0268x+58.7, -0.0029x2+0.0268x+41.3)
で表わされ、
前記線分DC’は、
座標(x, 0.0082x2-0.6671x+80.4, -0.0082x2-0.3329x+19.6)
で表わされ、
前記線分C’Cは、
座標(x, 0.0067x2-0.6034x+79.729, -0.0067x2-0.3966x+20.271)
で表わされ、かつ
前記線分JP、BD及びCGが直線である。
第14観点に係る温水製造装置は、第10観点の温水製造装置であって、冷媒において、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点J(47.1, 52.9, 0.0)、
点P(55.8, 42.0, 2.2)、
点L(63.1, 31.9, 5.0)、
点M(60.3, 6.2, 33.5)、
点A’(30.6, 30.0, 39.4)、
点B(0.0, 58.7, 41.3)、
点D(0.0, 80.4, 19.6)、
点C’(19.5,70.5,10.0) 及び
点C(32.9, 67.1, 0.0)
の9点をそれぞれ結ぶ線分JP、PL、LM、MA’、A’B、BD、DC’、C’C及びCJで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分BD及びCJ上の点は除く)、
前記線分PLは、
座標(x, -0.1135x2+12.112x-280.43, 0.1135x2-13.112x+380.43)
で表わされ、
前記線分MA’は、
座標(x, 0.0016x2-0.9473x+57.497, -0.0016x2-0.0527x+42.503)
で表わされ、
前記線分A’Bは、
座標(x, 0.0029x2-1.0268x+58.7, -0.0029x2+0.0268x+41.3)
で表わされ、
前記線分DC’は、
座標(x, 0.0082x2-0.6671x+80.4, -0.0082x2-0.3329x+19.6)
で表わされ、
前記線分C’Cは、
座標(x, 0.0067x2-0.6034x+79.729, -0.0067x2-0.3966x+20.271)
で表わされ、かつ
前記線分JP、LM、BD及びCGが直線である。
第15観点に係る温水製造装置は、第10観点の温水製造装置であって、冷媒において、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点P(55.8, 42.0, 2.2)、
点L(63.1, 31.9, 5.0)、
点M(60.3, 6.2, 33.5)、
点A’(30.6, 30.0, 39.4)、
点B(0.0, 58.7, 41.3)、
点F(0.0, 61.8, 38.2)及び
点T(35.8, 44.9, 19.3)
の7点をそれぞれ結ぶ線分PL、LM、MA’、A’B、BF、FT及びTPで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分BF上の点は除く)、
前記線分PLは、
座標(x, -0.1135x2+12.112x-280.43, 0.1135x2-13.112x+380.43)
で表わされ、
前記線分MA’は、
座標(x, 0.0016x2-0.9473x+57.497, -0.0016x2-0.0527x+42.503)
で表わされ、
前記線分A’Bは、
座標(x, 0.0029x2-1.0268x+58.7, -0.0029x2+0.0268x+41.3)
で表わされ、
前記線分FTは、
座標(x, 0.0078x2-0.7501x+61.8, -0.0078x2-0.2499x+38.2)
で表わされ、
前記線分TPは、
座標(x, 0.0067x2-0.7607x+63.525, -0.0067x2-0.2393x+36.475)
で表わされ、かつ
前記線分LM及びBFが直線である。
第16観点に係る温水製造装置は、第10観点の温水製造装置であって、冷媒において、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点P(55.8, 42.0, 2.2)、
点L(63.1, 31.9, 5.0)、
点Q(62.8, 29.6, 7.6) 及び
点R(49.8, 42.3, 7.9)
の4点をそれぞれ結ぶ線分PL、LQ、QR及びRPで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり、
前記線分PLは、
座標(x, -0.1135x2+12.112x-280.43, 0.1135x2-13.112x+380.43)
で表わされ、
前記線分RPは、
座標(x, 0.0067x2-0.7607x+63.525, -0.0067x2-0.2393x+36.475)
で表わされ、かつ
前記線分LQ及びQRが直線である。
第17観点に係る温水製造装置は、第10観点の温水製造装置であって、冷媒において、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点S(62.6, 28.3, 9.1)、
点M(60.3, 6.2, 33.5)、
点A’(30.6, 30.0, 39.4)、
点B(0.0, 58.7, 41.3)、
点F(0.0, 61.8, 38.2)及び
点T(35.8, 44.9, 19.3)
の6点をそれぞれ結ぶ線分SM、MA’、A’B、BF、FT、及びTSで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり、
前記線分MA’は、
座標(x, 0.0016x2-0.9473x+57.497, -0.0016x2-0.0527x+42.503)
で表わされ、
前記線分A’Bは、
座標(x, 0.0029x2-1.0268x+58.7, -0.0029x2+0.0268x+41.3)
で表わされ、
前記線分FTは、
座標(x, 0.0078x2-0.7501x+61.8, -0.0078x2-0.2499x+38.2)
で表わされ、
前記線分TSは、
座標(x, 0.0017x2-0.7869x+70.888, -0.0017x2-0.2131x+29.112)
で表わされ、かつ
前記線分SM及びBFが直線である。
第18観点に係る温水製造装置は、第1観点から第9観点のいずれかの温水製造装置であって、冷媒が、トランス−1,2−ジフルオロエチレン(HFO-1132(E))及びトリフルオロエチレン(HFO-1123)の合計を、該冷媒の全体に対して99.5質量%以上含み、かつ該冷媒が、HFO-1132(E)を、該冷媒の全体に対して62.0質量%〜72.0質量%含む。
この温水製造装置では、GWPが十分に小さく、R410Aと同等の成績係数[Coefficient of Performance(COP)]と冷凍能力[RefrigerationCapacity(Cooling Capacity、Capacityと表記されることもある)]とを有し、アメリカ暖房冷凍空調学会(ASHRAE)の規格で微燃性(2Lクラス)である、という性能を兼ね備える冷媒を用いて、効率的に温水を製造することが可能である。
第19観点に係る温水製造装置は、第1観点から第9観点のいずれかの温水製造装置であって、冷媒が、HFO-1132(E)及びHFO-1123の合計を、該冷媒の全体に対して99.5質量%以上含み、かつ該冷媒が、HFO-1132(E)を、該冷媒の全体に対して45.1質量%〜47.1質量%含む。
この温水製造装置では、GWPが十分に小さく、R410Aと同等の成績係数[Coefficient of Performance(COP)]と冷凍能力[RefrigerationCapacity(Cooling Capacity、Capacityと表記されることもある)]とを有し、アメリカ暖房冷凍空調学会(ASHRAE)の規格で微燃性(2Lクラス)である、という性能を兼ね備える冷媒を用いて、効率的に温水を製造することが可能である。
第20観点に係る温水製造装置は、第1観点から第9観点のいずれかの温水製造装置であって、冷媒が、トランス−1,2−ジフルオロエチレン(HFO-1132(E))、トリフルオロエチレン(HFO-1123)及び2,3,3,3−テトラフルオロ−1−プロペン(R1234yf)並びにジフルオロメタン(R32)を含み、
前記冷媒において、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yf並びにR32の、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びz並びにaとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が(100-a)質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
0<a≦11.1のとき、
点G(0.026a2-1.7478a+72.0, -0.026a2+0.7478a+28.0, 0.0)、
点I(0.026a2-1.7478a+72.0, 0.0, -0.026a2+0.7478a+28.0)、
点A(0.0134a2-1.9681a+68.6, 0.0, -0.0134a2+0.9681a+31.4)、
点B(0.0, 0.0144a2-1.6377a+58.7, -0.0144a2+0.6377a+41.3)、
点D’(0.0, 0.0224a2+0.968a+75.4, -0.0224a2-1.968a+24.6)及び
点C(-0.2304a2-0.4062a+32.9, 0.2304a2-0.5938a+67.1, 0.0)
の6点をそれぞれ結ぶ直線GI、IA、AB、BD’、D’C及びCGで囲まれる図形の範囲内又は前記直線GI、AB及びD’C上にあり(ただし、点G、点I、点A、点B、点D’及び点Cは除く)、
11.1<a≦18.2のとき、
点G(0.02a2-1.6013a+71.105, -0.02a2+0.6013a+28.895, 0.0)、
点I(0.02a2-1.6013a+71.105, 0.0, -0.02a2+0.6013a+28.895)、
点A(0.0112a2-1.9337a+68.484, 0.0, -0.0112a2+0.9337a+31.516)、
点B(0.0, 0.0075a2-1.5156a+58.199, -0.0075a2+0.5156a+41.801)及び
点W(0.0, 100.0-a, 0.0)
の5点をそれぞれ結ぶ直線GI、IA、AB、BW及びWGで囲まれる図形の範囲内又は前記直線GI及びAB上にあり(ただし、点G、点I、点A、点B及び点Wは除く)、
18.2<a≦26.7のとき、
点G(0.0135a2-1.4068a+69.727, -0.0135a2+0.4068a+30.273, 0.0)、
点I(0.0135a2-1.4068a+69.727, 0.0, -0.0135a2+0.4068a+30.273)、
点A(0.0107a2-1.9142a+68.305, 0.0, -0.0107a2+0.9142a+31.695)、
点B(0.0, 0.009a2-1.6045a+59.318, -0.009a2+0.6045a+40.682)及び
点W(0.0, 100.0-a, 0.0)
の5点をそれぞれ結ぶ直線GI、IA、AB、BW及びWGで囲まれる図形の範囲内又は前記直線GI及びAB上にあり(ただし、点G、点I、点A、点B及び点Wは除く)、
26.7<a≦36.7のとき、
点G(0.0111a2-1.3152a+68.986, -0.0111a2+0.3152a+31.014, 0.0)、
点I(0.0111a2-1.3152a+68.986, 0.0, -0.0111a2+0.3152a+31.014)、
点A(0.0103a2-1.9225a+68.793, 0.0, -0.0103a2+0.9225a+31.207)、
点B(0.0, 0.0046a2-1.41a+57.286, -0.0046a2+0.41a+42.714)及び
点W(0.0, 100.0-a, 0.0)
の5点をそれぞれ結ぶ直線GI、IA、AB、BW及びWGで囲まれる図形の範囲内又は前記直線GI及びAB上にあり(ただし、点G、点I、点A、点B及び点Wは除く)、及び
36.7<a≦46.7のとき、
点G(0.0061a2-0.9918a+63.902, -0.0061a2-0.0082a+36.098,0.0)、
点I(0.0061a2-0.9918a+63.902, 0.0, -0.0061a2-0.0082a+36.098)、
点A(0.0085a2-1.8102a+67.1, 0.0, -0.0085a2+0.8102a+32.9)、
点B(0.0, 0.0012a2-1.1659a+52.95, -0.0012a2+0.1659a+47.05)及び
点W(0.0, 100.0-a, 0.0)
の5点をそれぞれ結ぶ直線GI、IA、AB、BW及びWGで囲まれる図形の範囲内又は前記直線GI及びAB上にある(ただし、点G、点I、点A、点B及び点Wは除く)。
この温水製造装置では、GWPが十分に小さく、R410Aと同等の冷凍能力[Refrigeration Capacity(Cooling Capacity又はCapacityと表記されることもある)]及び成績係数[Coefficient of Performance(COP)]を有する、という性能を兼ね備える冷媒を用いて、効率的に温水を製造することが可能である。
第21観点に係る温水製造装置は、第1観点から第9観点のいずれかの温水製造装置であって、冷媒が、トランス−1,2−ジフルオロエチレン(HFO-1132(E))、トリフルオロエチレン(HFO-1123)及び2,3,3,3−テトラフルオロ−1−プロペン(R1234yf)並びにジフルオロメタン(R32)を含み、
前記冷媒において、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yf並びにR32の、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びz並びにaとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が(100-a)質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
0<a≦11.1のとき、
点J(0.0049a2-0.9645a+47.1, -0.0049a2-0.0355a+52.9, 0.0)、
点K’(0.0514a2-2.4353a+61.7, -0.0323a2+0.4122a+5.9, -0.0191a2+1.0231a+32.4)、
点B(0.0, 0.0144a2-1.6377a+58.7, -0.0144a2+0.6377a+41.3)、
点D’(0.0, 0.0224a2+0.968a+75.4, -0.0224a2-1.968a+24.6)及び
点C(-0.2304a2-0.4062a+32.9, 0.2304a2-0.5938a+67.1, 0.0)
の5点をそれぞれ結ぶ直線JK’、K’B、BD’、D’C及びCJで囲まれる図形の範囲内又は前記直線JK’、K’B及びD’C上にあり(ただし、点J、点B、点D’及び点Cは除く)、
11.1<a≦18.2のとき、
点J(0.0243a2-1.4161a+49.725, -0.0243a2+0.4161a+50.275, 0.0)、
点K’(0.0341a2-2.1977a+61.187, -0.0236a2+0.34a+5.636, -0.0105a2+0.8577a+33.177)、
点B(0.0, 0.0075a2-1.5156a+58.199, -0.0075a2+0.5156a+41.801)及び
点W(0.0, 100.0-a, 0.0)
の4点をそれぞれ結ぶ直線JK’、K’B、BW及びWJで囲まれる図形の範囲内又は前記直線JK’及びK’B上にあり(ただし、点J、点B及び点Wは除く)、
18.2<a≦26.7のとき、
点J(0.0246a2-1.4476a+50.184, -0.0246a2+0.4476a+49.816, 0.0)、
点K’(0.0196a2-1.7863a+58.515, -0.0079a2-0.1136a+8.702, -0.0117a2+0.8999a+32.783)、
点B(0.0, 0.009a2-1.6045a+59.318, -0.009a2+0.6045a+40.682)及び
点W(0.0, 100.0-a, 0.0)
の4点をそれぞれ結ぶ直線JK’、K’B、BW及びWJで囲まれる図形の範囲内又は前記直線JK’及びK’B上にあり(ただし、点J、点B及び点Wは除く)、
26.7<a≦36.7のとき、
点J(0.0183a2-1.1399a+46.493, -0.0183a2+0.1399a+53.507, 0.0)、
点K’(-0.0051a2+0.0929a+25.95, 0.0, 0.0051a2-1.0929a+74.05)、
点A(0.0103a2-1.9225a+68.793, 0.0, -0.0103a2+0.9225a+31.207)、
点B(0.0, 0.0046a2-1.41a+57.286, -0.0046a2+0.41a+42.714)及び
点W(0.0, 100.0-a, 0.0)
の5点をそれぞれ結ぶ直線JK’、K’A、AB、BW及びWJで囲まれる図形の範囲内又は前記直線JK’、K'A及びAB上にあり(ただし、点J、点B及び点Wは除く)、及び
36.7<a≦46.7のとき、
点J(-0.0134a2+1.0956a+7.13, 0.0134a2-2.0956a+92.87, 0.0)、
点K’(-1.892a+29.443, 0.0, 0.892a+70.557)、
点A(0.0085a2-1.8102a+67.1, 0.0, -0.0085a2+0.8102a+32.9)、
点B(0.0, 0.0012a2-1.1659a+52.95, -0.0012a2+0.1659a+47.05)及び
点W(0.0, 100.0-a, 0.0)
の5点をそれぞれ結ぶ直線JK’、K’A、AB、BW及びWJで囲まれる図形の範囲内又は前記直線JK’、K'A及びAB上にある(ただし、点J、点B及び点Wは除く)。
この温水製造装置では、GWPが十分に小さく、R410Aと同等の冷凍能力[Refrigeration Capacity(Cooling Capacity又はCapacityと表記されることもある)]及び成績係数[Coefficient of Performance(COP)]を有する、という性能を兼ね備える冷媒を用いて、効率的に温水を製造することが可能である。
第22観点に係る温水製造装置は、第1観点から第9観点のいずれかの温水製造装置であって、冷媒が、トランス−1,2−ジフルオロエチレン(HFO-1132(E))、ジフルオロメタン(R32)及び2,3,3,3−テトラフルオロ−1−プロペン(R1234yf)を含み、前記冷媒において、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点I(72.0, 0.0, 28.0)、
点J(48.5, 18.3, 33.2)、
点N(27.7, 18.2, 54.1)及び
点E(58.3, 0.0, 41.7)
の4点をそれぞれ結ぶ線分IJ、JN、NE、及びEIで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分EI上にある点は除く)、
前記線分IJは、
座標(0.0236y2-1.7616y+72.0, y, -0.0236y2+0.7616y+28.0)
で表わされ、
前記線分NEは、
座標(0.012y2-1.9003y+58.3, y, -0.012y2+0.9003y+41.7)
で表わされ、かつ
前記線分JN及びEIが直線である。
この温水製造装置では、GWPが十分に小さく、R410Aと同等の冷凍能力[Refrigeration Capacity(Cooling Capacity又はCapacityと表記されることもある)]を有し、アメリカ暖房冷凍空調学会(ASHRAE)の規格で微燃性(2Lクラス)である、という性能を兼ね備える冷媒を用いて、効率的に温水を製造することが可能である。
第23観点に係る温水製造装置は、第1観点から第9観点のいずれかの温水製造装置であって、冷媒が、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfを含み、前記冷媒において、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点M(52.6, 0.0, 47.4)、
点M’(39.2, 5.0, 55.8)、
点N(27.7, 18.2, 54.1)、
点V(11.0, 18.1, 70.9)及び
点G(39.6, 0.0, 60.4)
の5点をそれぞれ結ぶ線分MM’、M’N、NV、VG、及びGMで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分GM上にある点は除く)、
前記線分MM’は、
座標(x, 0.132x2-3.34x+52.6, -0.132x2+2.34x+47.4)
で表わされ、
前記線分M’Nは、
座標(0.0313y2-1.4551y+43.824, y, -0.0313y2+0.4551y+56.176)
で表わされ、
前記線分VGは、
座標(0.0123y2-1.8033y+39.6, y, -0.0123y2+0.8033y+60.4)
で表わされ、かつ
前記線分NV及びGMが直線である。
この温水製造装置では、GWPが十分に小さく、R410Aと同等の冷凍能力[Refrigeration Capacity(Cooling Capacity又はCapacityと表記されることもある)]を有し、アメリカ暖房冷凍空調学会(ASHRAE)の規格で微燃性(2Lクラス)である、という性能を兼ね備える冷媒を用いて、効率的に温水を製造することが可能である。
第24観点に係る温水製造装置は、第1観点から第9観点のいずれかの温水製造装置であって、冷媒が、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfを含み、前記冷媒において、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点O(22.6, 36.8, 40.6)、
点N(27.7, 18.2, 54.1)及び
点U(3.9, 36.7, 59.4)
の3点をそれぞれ結ぶ線分ON、NU及びUOで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり、
前記線分ONは、
座標(0.0072y2-0.6701y+37.512, y, -0.0072y2-0.3299y+62.488)
で表わされ、
前記線分NUは、
座標(0.0083y2-1.7403y+56.635, y, -0.0083y2+0.7403y+43.365)
で表わされ、かつ
前記線分UOが直線である。
この温水製造装置では、GWPが十分に小さく、R410Aと同等の冷凍能力[Refrigeration Capacity(Cooling Capacity又はCapacityと表記されることもある)]を有し、アメリカ暖房冷凍空調学会(ASHRAE)の規格で微燃性(2Lクラス)である、という性能を兼ね備える冷媒を用いて、効率的に温水を製造することが可能である。
第25観点に係る温水製造装置は、第1観点から第9観点のいずれかの温水製造装置であって、冷媒が、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfを含み、前記冷媒において、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点Q(44.6, 23.0, 32.4)、
点R(25.5, 36.8, 37.7)、
点T(8.6, 51.6, 39.8)、
点L(28.9, 51.7, 19.4)及び
点K(35.6, 36.8, 27.6)
の5点をそれぞれ結ぶ線分QR、RT、TL、LK及びKQで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり、
前記線分QRは、
座標(0.0099y2-1.975y+84.765, y, -0.0099y2+0.975y+15.235)
で表わされ、
前記線分RTは、
座標(0.082y2-1.8683y+83.126, y, -0.082y2+0.8683y+16.874)
で表わされ、
前記線分LKは、
座標(0.0049y2-0.8842y+61.488, y, -0.0049y2-0.1158y+38.512)
で表わされ、
前記線分KQは、
座標(0.0095y2-1.2222y+67.676, y, -0.0095y2+0.2222y+32.324)
で表わされ、かつ
前記線分TLが直線である。
この温水製造装置では、GWPが十分に小さく、R410Aと同等の冷凍能力[Refrigeration Capacity(Cooling Capacity又はCapacityと表記されることもある)]を有し、アメリカ暖房冷凍空調学会(ASHRAE)の規格で微燃性(2Lクラス)である、という性能を兼ね備える冷媒を用いて、効率的に温水を製造することが可能である。
第26観点に係る温水製造装置は、第1観点から第9観点のいずれかの温水製造装置であって、冷媒が、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfを含み、前記冷媒において、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点P(20.5, 51.7, 27.8)、
点S(21.9, 39.7, 38.4)及び
点T(8.6, 51.6, 39.8)
の3点をそれぞれ結ぶ線分PS、ST及びTPで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり、
前記線分PSは、
座標(0.0064y2-0.7103y+40.1, y, -0.0064y2-0.2897y+59.9)
で表わされ、
前記線分STは、
座標(0.082y2-1.8683y+83.126, y, -0.082y2+0.8683y+16.874)
で表わされ、かつ
前記線分TPが直線である。
この温水製造装置では、GWPが十分に小さく、R410Aと同等の冷凍能力[Refrigeration Capacity(Cooling Capacity又はCapacityと表記されることもある)]を有し、アメリカ暖房冷凍空調学会(ASHRAE)の規格で微燃性(2Lクラス)である、という性能を兼ね備える冷媒を用いて、効率的に温水を製造することが可能である。
第27観点に係る温水製造装置は、第1観点から第9観点のいずれかの温水製造装置であって、冷媒が、トランス−1,2−ジフルオロエチレン(HFO-1132(E))、トリフルオロエチレン(HFO-1123)及びジフルオロメタン(R32)を含み、
前記冷媒において、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点I(72.0, 28,0, 0.0)
点K(48.4, 33.2, 18.4)
点B’(0.0, 81.6, 18.4)
点H(0.0, 84.2, 15.8)
点R(23.1, 67.4, 9.5)及び
点G(38.5, 61.5, 0.0)
の6点をそれぞれ結ぶ線分IK、KB’、B’H、HR、RG及びGIで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分B’H及びGI上の点を除く)、
前記線分IKは、
座標(0.025z2-1.7429z+72.00, -0.025z2+0.7429z+28.0, z)
で表わされ、
前記線分HRは、
座標(-0.3123z2+4.234z+11.06, 0.3123z2-5.234z+88.94, z)
で表わされ、
前記線分RGは、
座標(-0.0491z2-1.1544z+38.5, 0.0491z2+0.1544z+61.5, z)
で表わされ、かつ
前記線分KB’及びGIが直線である。
この温水製造装置では、GWPが十分に小さく、R410Aと同等の成績係数[Coefficient of Performance(COP)]を有するという、という性能を兼ね備える冷媒を用いて、効率的に温水を製造することが可能である。
第28観点に係る温水製造装置は、第1観点から第9観点のいずれかの温水製造装置であって、冷媒が、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32を含み、
前記冷媒において、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点I(72.0, 28,0, 0.0)
点J(57.7, 32.8, 9.5)
点R(23.1, 67.4, 9.5)及び
点G(38.5, 61.5, 0.0)
の4点をそれぞれ結ぶ線分IJ、JR、RG及びGIで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分GI上の点を除く)、
前記線分IJは、
座標(0.025z2-1.7429z+72.0, -0.025z2+0.7429z+28.0, z)
で表わされ、かつ
前記線分RGは、
座標(-0.0491z2-1.1544z+38.5, 0.0491z2+0.1544z+61.5, z)
で表わされ、
前記線分JR及びGIが直線である。
この温水製造装置では、GWPが十分に小さく、R410Aと同等の成績係数[Coefficient of Performance(COP)]を有するという、という性能を兼ね備える冷媒を用いて、効率的に温水を製造することが可能である。
第29観点に係る温水製造装置は、第1観点から第9観点のいずれかの温水製造装置であって、冷媒が、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32を含み、
前記冷媒において、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点M(47.1, 52.9, 0.0)
点P(31.8, 49.8, 18.4)
点B’(0.0, 81.6, 18.4)
点H(0.0, 84.2, 15.8)
点R(23.1, 67.4, 9.5)及び
点G(38.5, 61.5, 0.0)
の6点をそれぞれ結ぶ線分MP、PB’、B’H、HR、RG及びGMで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分B’H及びGM上の点を除く)、
前記線分MPは、
座標(0.0083z2-0.984z+47.1,-0.0083z2-0.016z+52.9, z)
で表わされ、
前記線分HRは、
座標(-0.3123z2+4.234z+11.06, 0.3123z2-5.234z+88.94, z)
で表わされ、
前記線分RGは、
座標(-0.0491z2-1.1544z+38.5, 0.0491z2+0.1544z+61.5, z)
で表わされ、かつ
前記線分PB’及びGMが直線である。
この温水製造装置では、GWPが十分に小さく、R410Aと同等の成績係数[Coefficient of Performance(COP)]を有するという、という性能を兼ね備える冷媒を用いて、効率的に温水を製造することが可能である。
第30観点に係る温水製造装置は、第1観点から第9観点のいずれかの温水製造装置であって、冷媒が、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32を含み、
前記冷媒において、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点M(47.1, 52.9, 0.0)
点N(38.5, 52.1, 9.5)
点R(23.1, 67.4, 9.5)及び
点G(38.5, 61.5, 0.0)
の4点をそれぞれ結ぶ線分MN、NR、RG及びGMで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分GM上の点を除く)、
前記線分MNは、
座標(0.0083z2-0.984z+47.1,-0.0083z2-0.016z+52.9, z)
で表わされ、かつ
前記線分RGは、
座標(-0.0491z2-1.1544z+38.5, 0.0491z2+0.1544z+61.5, z)
で表わされ、
前記線分JR及びGIが直線である。
この温水製造装置では、GWPが十分に小さく、R410Aと同等の成績係数[Coefficient of Performance(COP)]を有するという、という性能を兼ね備える冷媒を用いて、効率的に温水を製造することが可能である。
第31観点に係る温水製造装置は、第1観点から第9観点のいずれかの温水製造装置であって、冷媒が、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32を含み、
前記冷媒において、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点P(31.8, 49.8, 18.4)
点S(25.4, 56.2, 18.4)及び
点T(34.8, 51.0, 14.2)
の3点をそれぞれ結ぶ線分PS、ST及びTPで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり、
前記線分STは、
座標(-0.0982z2+0.9622z+40.931, 0.0982z2-1.9622z+59.069, z)
で表わされ、かつ
前記線分TPは、
座標(0.0083z2-0.984z+47.1,-0.0083z2-0.016z+52.9, z)
で表わされ、
前記線分PSが直線である。
この温水製造装置では、GWPが十分に小さく、R410Aと同等の成績係数[Coefficient of Performance(COP)]を有するという、という性能を兼ね備える冷媒を用いて、効率的に温水を製造することが可能である。
第32観点に係る温水製造装置は、第1観点から第9観点のいずれかの温水製造装置であって、冷媒が、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32を含み、
前記冷媒において、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点Q(28.6, 34.4, 37.0)
点B’’(0.0, 63.0, 37.0)
点D(0.0, 67.0, 33.0)及び
点U(28.7, 41.2, 30.1)
の4点をそれぞれ結ぶ線分QB’’、B’’D、DU及びUQで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分B’’D上の点を除く)、
前記線分DUは、
座標(-3.4962z2+210.71z-3146.1, 3.4962z2-211.71z+3246.1, z)で表わされ、かつ
前記線分UQは、
座標(0.0135z2-0.9181z+44.133, -0.0135z2-0.0819z+55.867, z)
で表わされ、
前記線分QB’’及びB’’Dが直線である。
この温水製造装置では、GWPが十分に小さく、R410Aと同等の成績係数[Coefficient of Performance(COP)]を有するという、という性能を兼ね備える冷媒を用いて、効率的に温水を製造することが可能である。
燃焼性試験に用いた装置の模式図である。 HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図に、点A〜T並びにそれらを互いに結ぶ線分を示した図である。 HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が(100-a)質量%となる3成分組成図に、点A〜C、D’、G、I、J及びK’並びにそれらを互いに結ぶ線分を示した図である。 HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が92.9質量%(R32含有割合が7.1質量%)となる3成分組成図に、点A〜C、D’、G、I、J及びK’並びにそれらを互いに結ぶ線分を示した図である。 HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が88.9質量%(R32含有割合が11.1質量%)となる3成分組成図に、点A〜C、D’、G、I、J、K’及びW並びにそれらを互いに結ぶ線分を示した図である。 HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が85.5質量%(R32含有割合が14.5質量%)となる3成分組成図に、点A、B、G、I、J、K’及びW並びにそれらを互いに結ぶ線分を示した図である。 HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が81.8質量%(R32含有割合が18.2質量%)となる3成分組成図に、点A、B、G、I、J、K’及びW並びにそれらを互いに結ぶ線分を示した図である。 HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が78.1質量%(R32含有割合が21.9質量%)となる3成分組成図に、点A、B、G、I、J、K’及びW並びにそれらを互いに結ぶ線分を示した図である。 HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が73.3質量%(R32含有割合が26.7質量%)となる3成分組成図に、点A、B、G、I、J、K’及びW並びにそれらを互いに結ぶ線分を示した図である。 HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が70.7質量%(R32含有割合が29.3質量%)となる3成分組成図に、点A、B、G、I、J、K’及びW並びにそれらを互いに結ぶ線分を示した図である。 HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が63.3質量%(R32含有割合が36.7質量%)となる3成分組成図に、点A、B、G、I、J、K’及びW並びにそれらを互いに結ぶ線分を示した図である。 HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が55.9質量%(R32含有割合が44.1質量%)となる3成分組成図に、点A、B、G、I、J、K’及びW並びにそれらを互いに結ぶ線分を示した図である。 HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が52.2質量%(R32含有割合が47.8質量%)となる3成分組成図に、点A、B、G、I、J、K’及びW並びにそれらを互いに結ぶ線分を示した図である。 HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図に、点A〜C、E、G、及びI〜W並びにそれらを互いに結ぶ線分を示した図である。 HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の総和が100質量%となる3成分組成図に、点A〜U並びにそれらを互いに結ぶ線分を示した図である。 第1実施形態に係る温水製造装置としての給湯システムの外観図。 第1実施形態の給湯システムの水回路、冷媒回路図。 第1実施形態の給湯システムの制御ブロック図。 第1実施形態の第1の変形例の給湯システムの水回路、冷媒回路図。 第1実施形態の第2の変形例の給湯システムの水回路、冷媒回路図。 第2実施形態に係る温水製造装置としての温水循環暖房システムの構成の一部を示す図。 第2実施形態の温水循環暖房システムの構成の一部を示す図。 第2実施形態の温水循環暖房システムの構成の一部を示す図。 第2実施形態の温水循環暖房システムの制御ブロック図。 第2実施形態の第1の変形例の温水循環暖房システムの構成の一部を示す図。 第2実施形態の第2の変形例の温水循環暖房システムの構成の一部を示す図。 第3実施形態に係る温水製造装置としての給湯システムの概略構成図。 第3実施形態の給湯システムの熱源ユニットの概略構成図。 第3実施形態の給湯システムの制御ブロック図。
(1)用語の定義
本明細書において用語「冷媒」には、ISO817(国際標準化機構)で定められた、冷媒の種類を表すRで始まる冷媒番号(ASHRAE番号)が付された化合物が少なくとも含まれ、さらに冷媒番号が未だ付されていないとしても、それらと同等の冷媒としての特性を有するものが含まれる。冷媒は、化合物の構造の面で、「フルオロカーボン系化合物」と「非フルオロカーボン系化合物」とに大別される。「フルオロカーボン系化合物」には、クロロフルオロカーボン(CFC)、ハイドロクロロフルオロカーボン(HCFC)及びハイドロフルオロカーボン(HFC)が含まれる。「非フルオロカーボン系化合物」としては、プロパン(R290)、プロピレン(R1270)、ブタン(R600)、イソブタン(R600a)、二酸化炭素(R744)及びアンモニア(R717)等が挙げられる。
本明細書において、用語「冷媒を含む組成物」には、(1)冷媒そのもの(冷媒の混合物を含む)と、(2)その他の成分をさらに含み、少なくとも冷凍機油と混合することにより冷凍機用作動流体を得るために用いることのできる組成物と、(3)冷凍機油を含有する冷凍機用作動流体とが少なくとも含まれる。本明細書においては、これら三態様のうち、(2)の組成物のことを、冷媒そのもの(冷媒の混合物を含む)と区別して「冷媒組成物」と表記する。また、(3)の冷凍機用作動流体のことを「冷媒組成物」と区別して「冷凍機油含有作動流体」と表記する。
本明細書において、用語「代替」は、第一の冷媒を第二の冷媒で「代替」するという文脈で用いられる場合、第一の類型として、第一の冷媒を使用して運転するために設計された機器において、必要に応じてわずかな部品(冷凍機油、ガスケット、パッキン、膨張弁、ドライヤその他の部品のうち少なくとも一種)の変更及び機器調整のみを経るだけで、第二の冷媒を使用して、最適条件下で運転することができることを意味する。すなわち、この類型は、同一の機器を、冷媒を「代替」して運転することを指す。この類型の「代替」の態様としては、第二の冷媒への置き換えの際に必要とされる変更乃至調整の度合いが小さい順に、「ドロップイン(drop in)代替」、「ニアリー・ドロップイン(nealy drop in)代替」及び「レトロフィット(retrofit)」があり得る。
第二の類型として、第二の冷媒を用いて運転するために設計された機器を、第一の冷媒の既存用途と同一の用途のために、第二の冷媒を搭載して用いることも、用語「代替」に含まれる。この類型は、同一の用途を、冷媒を「代替」して提供することを指す。
本明細書において用語「冷凍機(refrigerator)」とは、物あるいは空間の熱を奪い去ることにより、周囲の外気よりも低い温度にし、かつこの低温を維持する装置全般のことをいう。言い換えれば、冷凍機は温度の低い方から高い方へ熱を移動させるために、外部からエネルギーを得て仕事を行いエネルギー変換する変換装置のことをいう。
本明細書において冷媒が「WCF微燃」であるとは、米国ANSI/ASHRAE34-2013規格に従い最も燃えやすい組成(Worst case of formulation for flammability; WCF)が、燃焼速度が10cm/s以下であることを意味する。また、本明細書において冷媒が「ASHRAE微燃」であるとは、WCFの燃焼速度が10cm/s以下で、かつ、WCFを用いてANSI/ASHRAE34-2013に基づいた貯蔵、輸送、使用時の漏洩試験を行うことで特定される最も燃えやすい分画組成(Worst case of fractionation for flammability; WCFF)が、燃焼速度が10cm/s以下であり、米国ANSI/ASHRAE34-2013規格の燃焼性区分が「2Lクラス」と判断されることを意味する。
本明細書において冷媒について「RCLがx%以上」というときは、かかる冷媒についての、米国ANSI/ASHRAE34-2013規格に従い算出される冷媒濃度限界(Refrigerant Concentration Limit; RCL)がx%以上であることを意味する。RCLとは、安全係数を考慮した空気中における濃度限界であり、人間が存在する密閉空間において、急性毒性、窒息及び可燃性の危険度を低減することを目的とした指標である。RCLは上記規格に従って決定される。具体的には、上記規格7.1.1、7.1.2及び7.1.3に従いそれぞれ算出される、急性毒性曝露限界(Acute-Toxicity Exposure Limit; ATEL)、酸欠濃度限界(Oxygen Deprivation Limit; ODL)及び可燃濃度限界(Flammable Concentration Limit; FCL)のうち、最も低い濃度がRCLとなる。
本明細書において温度グライド(Temperature Glide)とは、冷媒システムの熱交換器内における本開示の冷媒を含む組成物の相変化過程の開始温度と終了温度の差の絶対値を意味する。
(2)冷媒
(2−1)冷媒成分
詳細は後述するが、冷媒A、冷媒B、冷媒C、冷媒D、冷媒Eの各種冷媒のいずれか1種を冷媒として用いることができる。
(2−2)冷媒の用途
本開示の冷媒は、冷凍機における作動流体として好ましく使用することができる。
本開示の組成物は、R410A、R407CおよびR404A等のHFC冷媒、並びにR22等のHCFC冷媒の代替冷媒としての使用に適している。
(3)冷媒組成物
本開示の冷媒組成物は、本開示の冷媒を少なくとも含み、本開示の冷媒と同じ用途のために使用することができる。また、本開示の冷媒組成物は、さらに少なくとも冷凍機油と混合することにより冷凍機用作動流体を得るために用いることができる。
本開示の冷媒組成物は、本開示の冷媒に加え、さらに少なくとも一種のその他の成分を含有する。本開示の冷媒組成物は、必要に応じて、以下のその他の成分のうち少なくとも一種を含有していてもよい。上述の通り、本開示の冷媒組成物を、冷凍機における作動流体として使用するに際しては、通常、少なくとも冷凍機油と混合して用いられる。したがって、本開示の冷媒組成物は、好ましくは冷凍機油を実質的に含まない。具体的には、本開示の冷媒組成物は、冷媒組成物全体に対する冷凍機油の含有量が好ましくは0〜1質量%であり、より好ましくは0〜0.1質量%である。
(3−1)水
本開示の冷媒組成物は微量の水を含んでもよい。冷媒組成物における含水割合は、冷媒全体に対して、0.1質量%以下とすることが好ましい。冷媒組成物が微量の水分を含むことにより、冷媒中に含まれ得る不飽和のフルオロカーボン系化合物の分子内二重結合が安定化され、また、不飽和のフルオロカーボン系化合物の酸化も起こりにくくなるため、冷媒組成物の安定性が向上する。
(3−2)トレーサー
トレーサーは、本開示の冷媒組成物が希釈、汚染、その他何らかの変更があった場合、その変更を追跡できるように検出可能な濃度で本開示の冷媒組成物に添加される。
本開示の冷媒組成物は、トレーサーとして、一種を単独で含有してもよいし、二種以上を含有してもよい。
トレーサーとしては、特に限定されず、一般に用いられるトレーサーの中から適宜選択することができる。好ましくは、本開示の冷媒に不可避的に混入する不純物とはなり得ない化合物をトレーサーとして選択する。
トレーサーとしては、例えば、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロクロロフルオロカーボン、クロロフルオロカーボン、ハイドロクロロカーボン、フルオロカーボン、重水素化炭化水素、重水素化ハイドロフルオロカーボン、パーフルオロカーボン、フルオロエーテル、臭素化化合物、ヨウ素化化合物、アルコール、アルデヒド、ケトン、亜酸化窒素(N2O)等が挙げられる。
トレーサーとしては、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロクロロフルオロカーボン、クロロフルオロカーボン、ハイドロクロロカーボン、フルオロカーボン及びフルオロエーテルが特に好ましい。
上記トレーサーとしては、具体的には、以下の化合物が好ましい。
FC-14(テトラフルオロメタン、CF4
HCC-40(クロロメタン、CHCl)
HFC-23(トリフルオロメタン、CHF
HFC-41(フルオロメタン、CHCl)
HFC-125(ペンタフルオロエタン、CFCHF
HFC-134a(1,1,1,2−テトラフルオロエタン、CFCHF)
HFC-134(1,1,2,2−テトラフルオロエタン、CHFCHF
HFC-143a(1,1,1−トリフルオロエタン、CFCH
HFC-143(1,1,2−トリフルオロエタン、CHFCHF)
HFC-152a(1,1−ジフルオロエタン、CHFCH
HFC-152(1,2−ジフルオロエタン、CHFCHF)
HFC-161(フルオロエタン、CHCHF)
HFC-245fa(1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパン、CFCHCHF
HFC-236fa(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、CFCHCF
HFC-236ea(1,1,1,2,3,3−ヘキサフルオロプロパン、CFCHFCHF
HFC-227ea(1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン、CFCHFCF)
HCFC-22(クロロジフルオロメタン、CHClF
HCFC-31(クロロフルオロメタン、CHClF)
CFC-1113(クロロトリフルオロエチレン、CF=CClF)
HFE-125(トリフルオロメチル−ジフルオロメチルエーテル、CFOCHF
HFE-134a(トリフルオロメチル−フルオロメチルエーテル、CFOCHF)
HFE-143a(トリフルオロメチル−メチルエーテル、CFOCH
HFE-227ea(トリフルオロメチル−テトラフルオロエチルエーテル、CFOCHFCF
HFE-236fa(トリフルオロメチル−トリフルオロエチルエーテル、CFOCHCF
トレーサー化合物は、約10重量百万分率(ppm)〜約1000ppmの合計濃度で冷媒組成物中に存在し得る。好ましくは、トレーサー化合物は約30ppm〜約500ppmの合計濃度で冷媒組成物中に存在し、最も好ましくは、トレーサー化合物は約50ppm〜約300ppmの合計濃度で冷媒組成物中に存在する。
(3−3)紫外線蛍光染料
本開示の冷媒組成物は、紫外線蛍光染料として、一種を単独で含有してもよいし、二種以上を含有してもよい。
紫外線蛍光染料としては、特に限定されず、一般に用いられる紫外線蛍光染料の中から適宜選択することができる。
紫外線蛍光染料としては、例えば、ナフタルイミド、クマリン、アントラセン、フェナントレン、キサンテン、チオキサンテン、ナフトキサンテン及びフルオレセイン、並びにこれらの誘導体が挙げられる。紫外線蛍光染料としては、ナフタルイミド及びクマリンのいずれか又は両方が特に好ましい。
(3−4)安定剤
本開示の冷媒組成物は、安定剤として、一種を単独で含有してもよいし、二種以上を含有してもよい。
安定剤としては、特に限定されず、一般に用いられる安定剤の中から適宜選択することができる。
安定剤としては、例えば、ニトロ化合物、エーテル類及びアミン類等が挙げられる。
ニトロ化合物としては、例えば、ニトロメタン及びニトロエタン等の脂肪族ニトロ化合物、並びにニトロベンゼン及びニトロスチレン等の芳香族ニトロ化合物等が挙げられる。
エーテル類としては、例えば、1,4-ジオキサン等が挙げられる。
アミン類としては、例えば、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルアミン、ジフェニルアミン等が挙げられる。
その他にも、ブチルヒドロキシキシレン、ベンゾトリアゾール等が挙げられる。
安定剤の含有割合は、特に限定されず、冷媒全体に対して、通常、0.01〜5質量%とすることが好ましく、0.05〜2質量%とすることがより好ましい。
(3−5)重合禁止剤
本開示の冷媒組成物は、重合禁止剤として、一種を単独で含有してもよいし、二種以上を含有してもよい。
重合禁止剤としては、特に限定されず、一般に用いられる重合禁止剤の中から適宜選択することができる。
重合禁止剤としては、例えば、4-メトキシ-1-ナフトール、ヒドロキノン、ヒドロキノンメチルエーテル、ジメチル-t-ブチルフェノール、2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾール、ベンゾトリアゾール等が挙げられる。
重合禁止剤の含有割合は、特に限定されず、冷媒全体に対して、通常、0.01〜5質量%とすることが好ましく、0.05〜2質量%とすることがより好ましい。
(4)冷凍機油含有作動流体
本開示の冷凍機油含有作動流体は、本開示の冷媒又は冷媒組成物と、冷凍機油とを少なくとも含み、冷凍機における作動流体として用いられる。具体的には、本開示の冷凍機油含有作動流体は、冷凍機の圧縮機において使用される冷凍機油と、冷媒又は冷媒組成物とが互いに混じり合うことにより得られる。冷凍機油含有作動流体には冷凍機油は一般に10〜50質量%含まれる。
(4−1)冷凍機油
冷凍機油としては、特に限定されず、一般に用いられる冷凍機油の中から適宜選択することができる。その際には、必要に応じて、前記混合物との相溶性(miscibility)及び前記混合物の安定性等を向上する作用等の点でより優れている冷凍機油を適宜選択することができる。
冷凍機油の基油としては、例えば、ポリアルキレングリコール(PAG)、ポリオールエステル(POE)及びポリビニルエーテル(PVE)からなる群より選択される少なくとも一種が好ましい。
冷凍機油は、基油に加えて、さらに添加剤を含んでいてもよい。添加剤は、酸化防止剤、極圧剤、酸捕捉剤、酸素捕捉剤、銅不活性化剤、防錆剤、油性剤及び消泡剤からなる群より選択される少なくとも一種であってもよい。
冷凍機油として、40℃における動粘度が5〜400 cStであるものが、潤滑の点で好ましい。
本開示の冷凍機油含有作動流体は、必要に応じて、さらに少なくとも一種の添加剤を含んでもよい。添加剤としては例えば以下の相溶化剤等が挙げられる。
(4−2)相溶化剤
本開示の冷凍機油含有作動流体は、相溶化剤として、一種を単独で含有してもよいし、二種以上を含有してもよい。
相溶化剤としては、特に限定されず、一般に用いられる相溶化剤の中から適宜選択することができる。
相溶化剤としては、例えば、ポリオキシアルキレングリコールエーテル、アミド、ニトリル、ケトン、クロロカーボン、エステル、ラクトン、アリールエーテル、フルオロエーテルおよび1,1,1-トリフルオロアルカン等が挙げられる。相溶化剤としては、ポリオキシアルキレングリコールエーテルが特に好ましい。
(5)各種冷媒
以下、本実施形態において用いられる冷媒である冷媒A〜冷媒Eについて、詳細に説明する。
なお、以下の冷媒A、冷媒B、冷媒C、冷媒D、冷媒Eの各記載は、それぞれ独立しており、点や線分を示すアルファベット、実施例の番号および比較例の番号は、いずれも冷媒A、冷媒B、冷媒C、冷媒D、冷媒Eの間でそれぞれ独立であるものとする。例えば、冷媒Aの実施例1と冷媒Bの実施例1とは、互いに異なる実施例を示している。
(5−1)冷媒A
本開示の冷媒Aは、トランス−1,2−ジフルオロエチレン(HFO-1132(E))、トリフルオロエチレン(HFO-1123)及び2,3,3,3−テトラフルオロ−1−プロペン(R1234yf)を含む混合冷媒である。
本開示の冷媒Aは、R410Aと同等の冷凍能力及び成績係数を有し、かつGWPが十分に小さい、という、R410A代替冷媒として望ましい諸特性を有する。
本開示の冷媒Aは、HFO-1132(E)及びR1234yf、並びに必要に応じてHFO-1123を含む組成物であって、さらに以下の要件を満たすものであってもよい。この冷媒もR410Aと同等の冷凍能力及び成績係数を有し、かつGWPが十分に小さい、という、R410A代替冷媒として望ましい諸特性を有する。
要件:
本開示の冷媒Aは、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点A(68.6, 0.0, 31.4)、
点A’(30.6, 30.0, 39.4)、
点B(0.0, 58.7, 41.3)、
点D(0.0, 80.4, 19.6)、
点C’(19.5, 70.5, 10.0)、
点C(32.9, 67.1, 0.0)及び
点O(100.0, 0.0, 0.0)
の7点をそれぞれ結ぶ線分AA’、A’B、BD、DC’、C’C、CO及びOAで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分CO上の点は除く)、
前記線分AA’は、
座標(x, 0.0016x2-0.9473x+57.497, 0.0016x2-0.0527x+42.503)
で表わされ、
前記線分A’Bは、
座標(x, 0.0029x2-1.0268x+58.7, -0.0029x2+0.0268x+41.3)
で表わされ、
前記線分DC’は、
座標(x, 0.0082x2-0.6671x+80.4, -0.0082x2-0.3329x+19.6)
で表わされ、
前記線分C’Cは、
座標(x, 0.0067x2-0.6034x+79.729, -0.0067x2-0.3966x+20.271)
で表わされ、かつ
前記線分BD、CO及びOAが直線であるものであれば好ましい。本開示の冷媒は、上記要件が満たされる場合、R410Aを基準とする冷凍能力比が85%以上となり、かつR410Aを基準とするCOP比が92.5%以上となる。
本開示の冷媒Aは、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点G(72.0, 28.0, 0.0)、
点I(72.0, 0.0, 28.0)、
点A(68.6, 0.0, 31.4)、
点A’(30.6, 30.0, 39.4)、
点B(0.0, 58.7, 41.3)、
点D(0.0, 80.4, 19.6)、
点C’(19.5, 70.5, 10.0)及び
点C(32.9, 67.1, 0.0)
の8点をそれぞれ結ぶ線分GI、IA、AA’、A’B、BD、DC’、C’C及びCGで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分CG上の点は除く)、
前記線分AA’は、
座標(x, 0.0016x2-0.9473x+57.497, 0.0016x2-0.0527x+42.503)
で表わされ、
前記線分A’Bは、
座標(x, 0.0029x2-1.0268x+58.7, -0.0029x2+0.0268x+41.3)
で表わされ、
前記線分DC’は、
座標(x, 0.0082x2-0.6671x+80.4, -0.0082x2-0.3329x+19.6)
で表わされ、
前記線分C’Cは、
座標(x, 0.0067x2-0.6034x+79.729, -0.0067x2-0.3966x+20.271)
で表わされ、かつ
前記線分GI、IA、BD及びCGが直線であるものであれば好ましい。本開示の冷媒は、上記要件が満たされる場合、R410Aを基準とする冷凍能力比が85%以上となり、かつR410Aを基準とするCOP比が92.5%以上となるだけでなく、さらにASHRAEの規格でWCF微燃性(WCF組成の燃焼速度が10cm/s以下)を示す。
本開示の冷媒Aは、HFO-1132(E) HFO-1123及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点J(47.1, 52.9, 0.0)、
点P(55.8, 42.0, 2.2)、
点N(68.6, 16.3, 15.1)、
点K(61.3, 5.4, 33.3)、
点A’(30.6, 30.0, 39.4)、
点B(0.0, 58.7, 41.3)、
点D(0.0, 80.4, 19.6)、
点C’(19.5, 70.5, 10.0) 及び
点C(32.9, 67.1, 0.0)
の9点をそれぞれ結ぶ線分JP、PN、NK、KA’、A’B、BD、DC’、C’C及びCJで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分CJ上の点は除く)、
前記線分PNは、
座標(x, -0.1135x2+12.112x-280.43, 0.1135x2-13.112x+380.43)
で表わされ、
前記線分NKは、
座標(x, 0.2421x2-29.955x+931.91, -0.2421x2+28.955x-831.91)
で表わされ、
前記線分KA’は、
座標(x, 0.0016x2-0.9473x+57.497, 0.0016x2-0.0527x+42.503)
で表わされ、
前記線分A’Bは、
座標(x, 0.0029x2-1.0268x+58.7, -0.0029x2+0.0268x+41.3)
で表わされ、
前記線分DC’は、
座標(x, 0.0082x2-0.6671x+80.4, -0.0082x2-0.3329x+19.6)
で表わされ、
前記線分C’Cは、
座標(x, 0.0067x2-0.6034x+79.729, -0.0067x2-0.3966x+20.271)
で表わされ、かつ
前記線分JP、BD及びCGが直線であるものであれば好ましい。本開示の冷媒は、上記要件が満たされる場合、R410Aを基準とする冷凍能力比が85%以上となり、かつR410Aを基準とするCOP比が92.5%以上となるだけでなく、さらにASHRAEの規格で微燃性(2Lクラス(WCF組成及びWCFF組成の燃焼速度が10cm/s以下))を示す。
本開示の冷媒Aは、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点J(47.1, 52.9, 0.0)、
点P(55.8, 42.0, 2.2)、
点L(63.1, 31.9, 5.0)、
点M(60.3, 6.2, 33.5)、
点A’(30.6, 30.0, 39.4)、
点B(0.0, 58.7, 41.3)、
点D(0.0, 80.4, 19.6)、
点C’(19.5, 70.5, 10.0)及び
点C(32.9, 67.1, 0.0)
の9点をそれぞれ結ぶ線分JP、PL、LM、MA’、A’B、BD、DC’、C’C及びCJで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分CJ上の点は除く)、
前記線分PLは、
座標(x, -0.1135x2+12.112x-280.43, 0.1135x2-13.112x+380.43)
で表わされ、
前記線分MA’は、
座標(x, 0.0016x2-0.9473x+57.497, -0.0016x2-0.0527x+42.503)
で表わされ、
前記線分A’Bは、
座標(x, 0.0029x2-1.0268x+58.7, -0.0029x2+0.0268x+41.3)
で表わされ、
前記線分DC’は、
座標(x, 0.0082x2-0.6671x+80.4, -0.0082x2-0.3329x+19.6)
で表わされ、
前記線分C’Cは、
座標(x, 0.0067x2-0.6034x+79.729, -0.0067x2-0.3966x+20.271)
で表わされ、かつ
前記線分JP、LM、BD及びCGが直線であるものであれば好ましい。本開示の冷媒は、上記要件が満たされる場合、R410Aを基準とする冷凍能力比が85%以上となり、かつR410Aを基準とするCOP比が92.5%以上となるだけでなく、さらにRCLが40g/m3以上となる。
本開示の冷媒Aは、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点P(55.8, 42.0, 2.2)、
点L(63.1, 31.9, 5.0)、
点M(60.3, 6.2, 33.5)、
点A’(30.6, 30.0, 39.4)、
点B(0.0, 58.7, 41.3)、
点F(0.0, 61.8, 38.2)及び
点T(35.8, 44.9, 19.3)
の7点をそれぞれ結ぶ線分PL、LM、MA’、A’B、BF、FT及びTPで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分BF上の点は除く)、
前記線分PLは、
座標(x, -0.1135x2+12.112x-280.43, 0.1135x2-13.112x+380.43)
で表わされ、
前記線分MA’は、
座標(x, 0.0016x2-0.9473x+57.497, -0.0016x2-0.0527x+42.503)
で表わされ、
前記線分A’Bは、
座標(x, 0.0029x2-1.0268x+58.7, -0.0029x2+0.0268x+41.3)
で表わされ、
前記線分FTは、
座標(x, 0.0078x2-0.7501x+61.8, -0.0078x2-0.2499x+38.2)
で表わされ、
前記線分TPは、
座標(x, 0.0067x2-0.7607x+63.525, -0.0067x2-0.2393x+36.475)
で表わされ、かつ
前記線分LM及びBFが直線であるものであれば好ましい。本開示の冷媒は、上記要件が満たされる場合、R410Aを基準とする冷凍能力比が85%以上となり、かつR410Aを基準とするCOP比が95%以上となるだけでなく、さらにRCLが40g/m3以上となる。
本開示の冷媒Aは、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点P(55.8, 42.0, 2.2)、
点L(63.1, 31.9, 5.0)、
点Q(62.8, 29.6, 7.6) 及び
点R(49.8, 42.3, 7.9)
の4点をそれぞれ結ぶ線分PL、LQ、QR及びRPで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり、
前記線分PLは、
座標(x, -0.1135x2+12.112x-280.43, 0.1135x2-13.112x+380.43)
で表わされ、
前記線分RPは、
座標(x, 0.0067x2-0.7607x+63.525, -0.0067x2-0.2393x+36.475)
で表わされ、かつ
前記線分LQ及びQRが直線であるものであれば好ましい。本開示の冷媒は、上記要件が満たされる場合、R410Aを基準とするCOP比が95%以上となり、かつRCLが40g/m3以上となるだけでなく、さらに凝縮温度グライドが1℃以下となる。
本開示の冷媒Aは、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点S(62.6, 28.3, 9.1)、
点M(60.3, 6.2, 33.5)、
点A’(30.6, 30.0, 39.4)、
点B(0.0, 58.7, 41.3)、
点F(0.0, 61.8, 38.2)及び
点T(35.8, 44.9, 19.3)
の6点をそれぞれ結ぶ線分SM、MA’、A’B、BF、FT、及びTSで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり、
前記線分MA’は、
座標(x, 0.0016x2-0.9473x+57.497, -0.0016x2-0.0527x+42.503)
で表わされ、
前記線分A’Bは、
座標(x, 0.0029x2-1.0268x+58.7, -0.0029x2+0.0268x+41.3)
で表わされ、
前記線分FTは、
座標(x, 0.0078x2-0.7501x+61.8, -0.0078x2-0.2499x+38.2)
で表わされ、
前記線分TSは、
座標(x, 0.0017x2-0.7869x+70.888, -0.0017x2-0.2131x+29.112)
で表わされ、かつ
前記線分SM及びBFが直線であるものであれば好ましい。本開示の冷媒は、上記要件が満たされる場合、R410Aを基準とする冷凍能力比が85%以上となり、R410Aを基準とするCOP比が95%以上となり、かつRCLが40g/m3以上となるだけでなく、さらにR410Aを基準とする吐出圧力比が105%以下となる。
本開示の冷媒Aは、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点d(87.6, 0.0, 12.4)、
点g(18.2, 55.1, 26.7)、
点h(56.7, 43.3, 0.0)及び
点O(100.0, 0.0, 0.0)
の4点をそれぞれ結ぶ線分Od、dg、gh及びhOで囲まれる図形の範囲内又は前記線分Od、dg及びgh上にあり(ただし、点O及びhは除く)、
前記線分dgは、
座標(0.0047y2-1.5177y+87.598, y, -0.0047y2+0.5177y+12.402)
で表わされ、
前記線分ghは、
座標(-0.0134z2-1.0825z+56.692, 0.0134z2+0.0825z+43.308, z)
で表わされ、かつ
前記線分hO及びOdが直線であれば好ましい。本開示の冷媒は、上記要件が満たされる場合、R410Aを基準とする冷凍能力比が92.5%以上となり、かつR410Aを基準とするCOP比が92.5%以上となる。
本開示の冷媒Aは、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点l(72.5, 10.2, 17.3)、
点g(18.2, 55.1, 26.7)、
点h(56.7, 43.3, 0.0)及び
点i(72.5, 27.5, 0.0)
の4点をそれぞれ結ぶ線分lg、gh、hi及びilで囲まれる図形の範囲内又は前記線分lg、gh及びil上にあり(ただし、点h及び点iは除く)、
前記線分lgは、
座標(0.0047y2-1.5177y+87.598, y, -0.0047y2+0.5177y+12.402)
で表わされ、
前記線分ghは、
座標(-0.0134z2-1.0825z+56.692, 0.0134z2+0.0825z+43.308, z)
で表わされ、かつ
前記線分hi及びilが直線であるものであれば好ましい。本開示の冷媒は、上記要件が満たされる場合、R410Aを基準とする冷凍能力比が92.5%以上となり、かつR410Aを基準とするCOP比が92.5%以上となるだけでなく、さらにASHRAEの規格で微燃性(2Lクラス)を示す。
本開示の冷媒Aは、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点d(87.6, 0.0, 12.4)、
点e(31.1, 42.9, 26.0)、
点f(65.5, 34.5, 0.0)及び
点O(100.0, 0.0, 0.0)
の4点をそれぞれ結ぶ線分Od、de、ef及びfOで囲まれる図形の範囲内又は前記線分Od、de及びef上にあり(ただし、点O及び点fは除く)、
前記線分deは、
座標(0.0047y2-1.5177y+87.598, y, -0.0047y2+0.5177y+12.402)
で表わされ、
前記線分efは、
座標(-0.0064z2-1.1565z+65.501, 0.0064z2+0.1565z+34.499, z)
で表わされ、かつ
前記線分fO及びOdが直線であるものであれば好ましい。本開示の冷媒は、上記要件が満たされる場合、R410Aを基準とする冷凍能力比が93.5%以上となり、かつR410Aを基準とするCOP比が93.5%以上となる。
本開示の冷媒Aは、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点l(72.5, 10.2, 17.3)、
点e(31.1, 42.9, 26.0)、
点f(65.5, 34.5, 0.0)及び
点i(72.5, 27.5, 0.0)
の4点をそれぞれ結ぶ線分le、ef、fi及びilで囲まれる図形の範囲内又は前記線分le、ef及びil上にあり(ただし、点f及び点iは除く)、
前記線分LEは、
座標(0.0047y2-1.5177y+87.598, y, -0.0047y2+0.5177y+12.402)
で表わされ、
前記線分efは、
座標(-0.0134z2-1.0825z+56.692, 0.0134z2+0.0825z+43.308, z)
で表わされ、かつ
前記線分fi及びilが直線であるものであれば好ましい。本開示の冷媒は、上記要件が満たされる場合、R410Aを基準とする冷凍能力比が93.5%以上となり、かつR410Aを基準とするCOP比が93.5%以上となるだけでなく、さらにASHRAEの規格で微燃性(2Lクラス)を示す。
本開示の冷媒Aは、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点a(93.4, 0.0, 6.6)、
点b(55.6, 26.6, 17.8)、
点c(77.6, 22.4, 0.0)及び
点O(100.0, 0.0, 0.0)
の4点をそれぞれ結ぶ線分Oa、ab、bc及びcOで囲まれる図形の範囲内又は前記線分Oa、ab及びbc上にあり(ただし、点O及び点cは除く)、
前記線分abは、
座標(0.0052y2-1.5588y+93.385, y, -0.0052y2+0. 5588y+6.615)
で表わされ、
前記線分bcは、
座標(-0.0032z2-1.1791z+77.593, 0.0032z2+0.1791z+22.407, z)
で表わされ、かつ
前記線分cO及びOaが直線であるものであれば好ましい。本開示の冷媒は、上記要件が満たされる場合、R410Aを基準とする冷凍能力比が95%以上となり、かつR410Aを基準とするCOP比が95%以上となる。
本開示の冷媒Aは、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点k(72.5, 14.1, 13.4)、
点b(55.6, 26.6, 17.8)及び
点j(72.5, 23.2, 4.3)
の3点をそれぞれ結ぶ線分kb、bj及びjkで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり、
前記線分kbは、
座標(0.0052y2-1.5588y+93.385, y, -0.0052y2+0. 5588y+6.615)
で表わされ、
前記線分bjは、
座標(-0.0032z2-1.1791z+77.593, 0.0032z2+0.1791z+22.407, z)
で表わされ、かつ
前記線分jkが直線であるものであれば好ましい。本開示の冷媒は、上記要件が満たされる場合、R410Aを基準とする冷凍能力比が95%以上となり、かつR410Aを基準とするCOP比が95%以上となるだけでなく、さらにASHRAEの規格で微燃性(2Lクラス)を示す。
本開示の冷媒Aは、上記の特性や効果を損なわない範囲内で、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfに加えて、さらに他の追加的な冷媒を含有していてもよい。この点で、本開示の冷媒が、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの合計を、冷媒全体に対して99.5質量%以上含むことが好ましく、99.75質量%以上含むことがより好ましく、99.9質量%以上含むことがさらに好ましい。
また、本開示の冷媒Aは、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの合計を、冷媒全体に対して99.5質量%以上含むものであってよく、99.75質量%以上含むものであってもよく、さらに99.9質量%以上含むものであってもよい。
追加的な冷媒としては、特に限定されず、幅広く選択できる。混合冷媒は、追加的な冷媒として、一種を単独で含んでいてもよいし、二種以上を含んでいてもよい。
(冷媒Aの実施例)
以下に、冷媒Aの実施例を挙げてさらに詳細に説明する。ただし、冷媒Aは、これらの実施例に限定されるものではない。
R1234yf、及び、R410A(R32=50%/R125=50%)の混合物を含有する組成物のGWPは、IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)第4次報告書の値に基づいて評価した。HFO-1132(E)のGWPは記載がないが、HFO-1132a(GWP=1以下)、HFO-1123(GWP=0.3, 国際公開第2015/141678号に記載)から、そのGWPを1と想定した。R410A及びHFO-1132(E)、HFO-1123、R1234yfとの混合物を含有する組成物の冷凍能力は、National Institute of Science and Technology(NIST) Reference Fluid Thermodynamic and Transport Properties Database(Refprop 9.0)を使い、下記条件で混合冷媒の冷凍サイクル理論計算を実施することにより求めた。
また、混合物のRCLは、HFO-1132(E)のLFL=4.7vol%、HFO-1123のLFL=10vol%、R1234yfのLFL=6.2vol%として、ASHRAE34-2013に基づいて求めた。
蒸発温度:5℃
凝縮温度:45℃
過熱度:5K
過冷却度:5K
圧縮機効率:70%
これらの値を、各混合冷媒についてのGWPと合わせて表1〜34に示す。
Figure 2019124230
Figure 2019124230
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Figure 2019124230
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Figure 2019124230
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Figure 2019124230
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Figure 2019124230
Figure 2019124230
Figure 2019124230
Figure 2019124230
Figure 2019124230
Figure 2019124230
Figure 2019124230
Figure 2019124230
Figure 2019124230
Figure 2019124230
Figure 2019124230
Figure 2019124230
Figure 2019124230
Figure 2019124230
Figure 2019124230
これらの結果から、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点A(68.6, 0.0, 31.4)、
点A’(30.6, 30.0, 39.4)、
点B(0.0, 58.7, 41.3)、
点D(0.0, 80.4, 19.6)、
点C’(19.5, 70.5, 10.0)、
点C(32.9, 67.1, 0.0)及び
点O(100.0, 0.0, 0.0)
の7点をそれぞれ結ぶ線分AA’、A’B、BD、DC’、C’C、CO及びOAで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分CO上の点は除く)、
前記線分AA’は、
座標(x, 0.0016x2-0.9473x+57.497, 0.0016x2-0.0527x+42.503)
で表わされ、
前記線分A’Bは、
座標(x, 0.0029x2-1.0268x+58.7, -0.0029x2+0.0268x+41.3)
で表わされ、
前記線分DC’は、
座標(x, 0.0082x2-0.6671x+80.4, -0.0082x2-0.3329x+19.6)
で表わされ、
前記線分C’Cは、
座標(x, 0.0067x2-0.6034x+79.729, -0.0067x2-0.3966x+20.271)
で表わされ、かつ
前記線分BD、CO及びOAが直線である場合に、R410Aを基準とする冷凍能力比が85%以上となり、かつR410Aを基準とするCOP比が92.5%以上となることが判る。
線分AA’上の点は、点A、実施例1、及び点A’の3点を結ぶ近似曲線を最小二乗法により求めることにより決定した。
線分A’B上の点は、点A’、実施例3、及び点Bの3点を結ぶ近似曲線を最小二乗法により求めることにより決定した。
線分DC’上の点は、点D、実施例6、及び点C’の3点を結ぶ近似曲線を最小二乗法により求めることにより決定した。
線分C’C上の点は、点C’、実施例4、及び点Cの3点を結ぶ近似曲線を最小二乗法により求めることにより決定した。
また、同様に、座標(x,y,z)が、
点A(68.6, 0.0, 31.4)、
点A’(30.6, 30.0, 39.4)、
点B(0.0, 58.7, 41.3)、
点F(0.0, 61.8, 38.2)、
点T(35.8, 44.9, 19.3)、
点E(58.0, 42.0, 0.0)及び
点O(100.0, 0.0, 0.0)
の7点をそれぞれ結ぶ線分AA’、A’B、BF、FT、TE、EO及びOAで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分EO上の点は除く)、
前記線分AA’は、
座標(x, 0.0016x2-0.9473x+57.497, -0.0016x2-0.0527x+42.503)
で表わされ、
前記線分A’Bは、
座標(x, 0.0029x2-1.0268x+58.7, -0.0029x2+0.0268x+41.3)
で表わされ、
前記線分FTは、
座標(x, 0.0078x2-0.7501x+61.8, -0.0078x2-0.2499x+38.2)
で表わされ、
前記線分TEは、
座標(x, 0.0067x2-0.7607x+63.525, -0.0067x2-0.2393x+36.475)
で表わされ、かつ
前記線分BF、FO及びOAが直線である場合に、R410Aを基準とする冷凍能力比が85%以上となり、かつR410Aを基準とするCOP比が95%以上となることが判る。
線分FT上の点は、点T、E’、Fの3点を結ぶ近似曲線を最小二乗法により求めることにより決定した。
線分TE上の点は、点E,R,Tの3点を結ぶ近似曲線を最小二乗法により求めることにより決定した。
表1〜34の結果から、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの混合冷媒においては、これらの総和が100質量%となる3成分組成図であって、点(0.0, 100.0, 0.0)及び点(0.0, 0.0, 100.0)を結ぶ線分を底辺とし、点(0.0, 100.0,0.0)を左側、点(0.0, 0.0, 100.0)を右側とする3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点L(63.1, 31.9, 5.0)及び
点M(60.3, 6.2, 33.5)
を結ぶ線分LMの上、又は当該線分の下側にある場合にRCLが40g/m3以上となることが明らかとなった。
また、表1〜34の結果から、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの混合冷媒においては、これらの総和が100質量%となる3成分組成図であって、点(0.0, 100.0, 0.0)及び点(0.0, 0.0, 100.0)を結ぶ線分を底辺とし、点(0.0, 100.0, 0.0)を左側、点(0.0, 0.0, 100.0)を右側とする3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点Q(62.8, 29.6, 7.6) 及び
点R(49.8, 42.3, 7.9)
を結ぶ線分QRの上、又は当該線分の左側にある場合に温度グライドが1℃以下となることが明らかとなった。
また、表1〜34の結果から、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの混合冷媒においては、これらの総和が100質量%となる3成分組成図であって、点(0.0, 100.0, 0.0)及び点(0.0, 0.0, 100.0)を結ぶ線分を底辺とし、点(0.0, 100.0, 0.0)を左側、点(0.0, 0.0, 100.0)を右側とする3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点S(62.6, 28.3, 9.1)及び
点T(35.8, 44.9, 19.3)
を結ぶ線分STの上、又は当該線分の右側にある場合にR410Aを基準とする吐出圧力比が105%以下となることが明らかとなった。
なお、これらの組成物において、R1234yfは燃焼性の低下や重合等の変質抑制に寄与しており、これを含むことが好ましい。
さらに、これらの各混合冷媒について、混合組成をWCF濃度としてANSI/ASHRAE34-2013規格に従い燃焼速度を測定した。燃焼速度が10 cm/s以下となるものは「2Lクラス(微燃性)」であるとした。
なお、燃焼速度試験は図1に示す装置を用いて、以下の通り行った。なお、図1において、901は試料セルを、902は高速カメラを、903はキセノンランプを、904はコリメートレンズを、905はコリメートレンズを、906はリングフィルターをそれぞれ示す。まず、使用した混合冷媒は99.5%またはそれ以上の純度とし、真空ゲージ上に空気の痕跡が見られなくなるまで凍結、ポンピング及び解凍のサイクルを繰り返すことにより脱気した。閉鎖法により燃焼速度を測定した。初期温度は周囲温度とした。点火は、試料セルの中心で電極間に電気的スパークを生じさせることにより行った。放電の持続時間は1.0〜9.9msとし、点火エネルギーは典型的には約0.1〜1.0Jであった。シュリーレン写真を使って炎の広がりを視覚化した。光を通す2つのアクリル窓を備えた円筒形容器(内径:155mm、長さ:198mm)を試料セルとして用い、光源としてはキセノンランプを用いた。炎のシュリーレン画像を高速デジタルビデオカメラで600fpsのフレーミング速度で記録し、PCに保存した。
また、WCFF濃度は、WCF濃度を初期濃度としてNIST Standard Reference Data Base Refleak Version 4.0により漏洩シミュレーションを行うことで求めた。
結果を表35及び表36に示す。
Figure 2019124230
Figure 2019124230
表35の結果から、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの混合冷媒においては、これらの総和を基準として、HFO-1132(E)を72.0質量%以下含む場合に、WCF微燃性と判断できることが明らかとなった。
表36の結果から、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの混合冷媒においては、これらの総和が100質量%となる3成分組成図であって、点(0.0, 100.0,0.0)及び点(0.0, 0.0, 100.0)を結ぶ線分を底辺とする3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点J(47.1, 52.9, 0.0)、
点P(55.8, 42.0, 2.2)、
点L(63.1,31.9,5.0)
点N(68.6, 16.3, 15.1)
点N’(65.0,7.7,27.3)及び
点K(61.3, 5.4, 33.3)
の6点をそれぞれ結ぶ線分JP、PN及びNKの上、又は当該線分の下側にある場合に、WCF微燃、及びWCFF微燃性と判断できることが明らかとなった。
ただし、前記線分PNは、
座標(x, -0.1135x2+12.112x-280.43, 0.1135x2-13.112x+380.43)
で表わされ、
前記線分NKは、
座標(x, 0.2421x2-29.955x+931.91, -0.2421x2+28.955x-831.91)
で表わされる。
線分PN上の点は、点P、点L、点Nの3点を結ぶ近似曲線を最小二乗法により求めることにより決定した。
線分NK上の点は、点N、点N’、点Kの3点を結ぶ近似曲線を最小二乗法により求めることにより決定した。
(5−2)冷媒B
本開示の冷媒Bは、
トランス−1,2−ジフルオロエチレン(HFO-1132(E))及びトリフルオロエチレン(HFO-1123)の合計を、該冷媒の全体に対して99.5質量%以上含み、かつ、該冷媒が、HFO-1132(E)を、該冷媒の全体に対して62.0質量%〜72.0質量%又は45.1質量%〜47.1質量%含む、混合冷媒であるか、または、
HFO-1132(E)及びHFO-1123の合計を、該冷媒の全体に対して99.5質量%以上含み、かつ該冷媒が、HFO-1132(E)を、該冷媒の全体に対して45.1質量%〜47.1質量%含む、混合冷媒である。
本開示の冷媒Bは、(1)R410Aと同等の成績係数を有すること、(2)R410Aと同等の冷凍能力を有すること、(3)GWPが十分に小さいこと、及び(4)ASHRAEの規格で微燃性(2Lクラス)であること、という、R410A代替冷媒として望ましい諸特性を有する。
本開示の冷媒Bは、HFO-1132(E)を72.0質量%以下含む混合冷媒であればWCF微燃となる。本開示の冷媒Bは、HFO-1132(E)を47.1%以下含む組成物であればWCF微燃及びWCFF微燃でASHRAE規格では微燃性冷媒である「2Lクラス」となり、取り扱いがさらに容易となる。
本開示の冷媒Bは、HFO-1132(E)を、62.0質量%以上含む場合、R410Aを基準とする成績係数比が95%以上でより優れたものとなり、かつHFO-1132(E)及び/又はHFO-1123の重合反応がより抑制され、安定性がより優れたものとなる。本開示の冷媒Bは、HFO-1132(E)を、45.1質量%以上含む場合、R410Aを基準とする成績係数比が93%以上でより優れたものとなり、かつHFO-1132(E)及び/又はHFO-1123の重合反応がより抑制され、安定性がより優れたものとなる。
本開示の冷媒Bは、上記の特性や効果を損なわない範囲内で、HFO-1132(E)及びHFO-1123に加えて、さらに他の追加的な冷媒を含有していてもよい。この点で、本開示の冷媒Bが、HFO-1132(E)及びHFO-1123の合計を、冷媒全体に対して99.75質量%以上含むことがより好ましく、99.9質量%以上含むことがさらに好ましい。
追加的な冷媒としては、特に限定されず、幅広く選択できる。混合冷媒は、追加的な冷媒として、一種を単独で含んでいてもよいし、二種以上を含んでいてもよい。
(冷媒Bの実施例)
以下に、冷媒Bの実施例を挙げてさらに詳細に説明する。ただし、冷媒Bは、これらの実施例に限定されるものではない。
HFO-1132(E)及びHFO-1123を、これらの総和を基準として表37及び表38にそれぞれ示した質量%(mass%)で混合した混合冷媒を調製した。
R410A(R32=50%/R125=50%)の混合物を含有する組成物のGWPは、IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)第4次報告書の値に基づいて評価した。HFO-1132(E)のGWPは記載がないが、HFO-1132a(GWP=1以下)、HFO-1123(GWP=0.3, 国際公開第2015/141678号に記載)から、そのGWPを1と想定した。R410A及びHFO-1132(E)とHFO-1123との混合物を含有する組成物の冷凍能力は、National Institute of Science and Technology(NIST) Reference Fluid Thermodynamic and Transport Properties Database(Refprop 9.0)を使い、下記条件で混合冷媒の冷凍サイクル理論計算を実施することにより求めた。
蒸発温度5℃
凝縮温度45℃
過熱温度5K
過冷却温度5K
圧縮機効率70%
また、各混合物の組成をWCFとし、ASHRAE34-2013規格に従って装置(Equipment)、貯蔵(Storage)、輸送(Shipping)、漏洩(Leak)及び再充填(Recharge)の条件でNIST Standard Reference Data Base Refleak Version 4.0により漏洩シミュレーションを行い、最も燃えやすい分画(fraction)をWCFFとした。
また、これらの結果をもとに算出したGWP、COP及び冷凍能力を表1、表2に示す。なお、比COP及び比冷凍能力については、R410Aに対する割合を示す。
成績係数(COP)は、次式により求めた。
COP =(冷凍能力又は暖房能力)/消費電力量
また、燃焼性はANSI/ASHRAE34-2013規格に従い燃焼速度を測定した。燃焼速度がWCF及びWCFFともに10 cm/s以下となるものは「2Lクラス(微燃性)」であるとした。
燃焼速度試験は図1に示す装置を用いて、以下の通り行った。まず、使用した混合冷媒は99.5%またはそれ以上の純度とし、真空ゲージ上に空気の痕跡が見られなくなるまで凍結、ポンピング及び解凍のサイクルを繰り返すことにより脱気した。閉鎖法により燃焼速度を測定した。初期温度は周囲温度とした。点火は、試料セルの中心で電極間に電気的スパークを生じさせることにより行った。放電の持続時間は1.0〜9.9msとし、点火エネルギーは典型的には約0.1〜1.0Jであった。シュリーレン写真を使って炎の広がりを視覚化した。光を通す2つのアクリル窓を備えた円筒形容器(内径:155mm、長さ:198mm)を試料セルとして用い、光源としてはキセノンランプを用いた。炎のシュリーレン画像を高速デジタルビデオカメラで600fpsのフレーミング速度で記録し、PCに保存した。
Figure 2019124230
Figure 2019124230
組成物が、HFO-1132(E)を、該組成物の全体に対して62.0質量%〜72.0質量%含む場合に、GWP=1という低いGWPを持ちつつも安定で、かつ、WCF微燃を確保し、更に驚くべきことにR410Aと同等の性能を確保することができる。また、組成物が、HFO-1132(E)を、該組成物の全体に対して45.1質量%〜47.1質量%含む場合に、GWP=1という低いGWPを持ちつつも安定で、かつ、WCFF微燃を確保し、更に驚くべきことにR410Aと同等の性能を確保することができる。
(5−3)冷媒C
本開示の冷媒Cは、トランス−1,2−ジフルオロエチレン(HFO-1132(E))、トリフルオロエチレン(HFO-1123)及び2,3,3,3−テトラフルオロ−1−プロペン(R1234yf)、並びにジフルオロメタン(R32)を含む組成物であって、さらに以下の要件を満たす。本開示の冷媒Cは、R410Aと同等の冷凍能力及び成績係数を有し、かつGWPが十分に小さい、という、R410A代替冷媒として望ましい諸特性を有する。
要件:
本開示の冷媒Cは、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yf、並びにR32の、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びz、並びにaとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が(100-a)質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
0<a≦11.1のとき、
点G(0.026a2-1.7478a+72.0, -0.026a2+0.7478a+28.0, 0.0)、
点I(0.026a2-1.7478a+72.0, 0.0, -0.026a2+0.7478a+28.0)、
点A(0.0134a2-1.9681a+68.6, 0.0, -0.0134a2+0.9681a+31.4)、
点B(0.0, 0.0144a2-1.6377a+58.7, -0.0144a2+0.6377a+41.3)、
点D’(0.0, 0.0224a2+0.968a+75.4, -0.0224a2-1.968a+24.6)及び
点C(-0.2304a2-0.4062a+32.9, 0.2304a2-0.5938a+67.1, 0.0)
の6点をそれぞれ結ぶ直線GI、IA、AB、BD’、D’C及びCGで囲まれる図形の範囲内又は前記直線GI、AB及びD’C上にあり(ただし、点G、点I、点A、点B、点D’及び点Cは除く)、
11.1<a≦18.2のとき、
点G(0.02a2-1.6013a+71.105, -0.02a2+0.6013a+28.895, 0.0)、
点I(0.02a2-1.6013a+71.105, 0.0, -0.02a2+0.6013a+28.895)、
点A(0.0112a2-1.9337a+68.484, 0.0, -0.0112a2+0.9337a+31.516)、
点B(0.0, 0.0075a2-1.5156a+58.199, -0.0075a2+0.5156a+41.801)及び
点W(0.0, 100.0-a, 0.0)
の5点をそれぞれ結ぶ直線GI、IA、AB、BW及びWGで囲まれる図形の範囲内又は前記直線GI及びAB上にあり(ただし、点G、点I、点A、点B及び点Wは除く)、
18.2<a≦26.7のとき、
点G(0.0135a2-1.4068a+69.727, -0.0135a2+0.4068a+30.273, 0.0)、
点I(0.0135a2-1.4068a+69.727, 0.0, -0.0135a2+0.4068a+30.273)、
点A(0.0107a2-1.9142a+68.305, 0.0, -0.0107a2+0.9142a+31.695)、
点B(0.0, 0.009a2-1.6045a+59.318, -0.009a2+0.6045a+40.682)及び
点W(0.0, 100.0-a, 0.0)
の5点をそれぞれ結ぶ直線GI、IA、AB、BW及びWGで囲まれる図形の範囲内又は前記直線GI及びAB上にあり(ただし、点G、点I、点A、点B及び点Wは除く)、
26.7<a≦36.7のとき、
点G(0.0111a2-1.3152a+68.986, -0.0111a2+0.3152a+31.014, 0.0)、
点I(0.0111a2-1.3152a+68.986, 0.0, -0.0111a2+0.3152a+31.014)、
点A(0.0103a2-1.9225a+68.793, 0.0, -0.0103a2+0.9225a+31.207)、
点B(0.0, 0.0046a2-1.41a+57.286, -0.0046a2+0.41a+42.714)及び
点W(0.0, 100.0-a, 0.0)
の5点をそれぞれ結ぶ直線GI、IA、AB、BW及びWGで囲まれる図形の範囲内又は前記直線GI及びAB上にあり(ただし、点G、点I、点A、点B及び点Wは除く)、及び
36.7<a≦46.7のとき、
点G(0.0061a2-0.9918a+63.902, -0.0061a2-0.0082a+36.098, 0.0)、
点I(0.0061a2-0.9918a+63.902, 0.0, -0.0061a2+0.0082a+36.098)、
点A(0.0085a2-1.8102a+67.1, 0.0, -0.0085a2+0.8102a+32.9)、
点B(0.0, 0.0012a2-1.1659a+52.95, -0.0012a2+0.1659a+47.05)及び
点W(0.0, 100.0-a, 0.0)
の5点をそれぞれ結ぶ直線GI、IA、AB、BW及びWGで囲まれる図形の範囲内又は前記直線GI及びAB上にある(ただし、点G、点I、点A、点B及び点Wは除く)ものが含まれる。本開示の冷媒は、上記要件が満たされる場合、R410Aを基準とする冷凍能力比が85%以上となり、かつR410Aを基準とするCOP比が92.5%以上となり、さらにWCF微燃性となる。
本開示の冷媒Cは、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が(100-a)質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
0<a≦11.1のとき、
点J(0.0049a2-0.9645a+47.1, -0.0049a2-0.0355a+52.9, 0.0)、
点K’(0.0514a2-2.4353a+61.7, -0.0323a2+0.4122a+5.9, -0.0191a2+1.0231a+32.4)、
点B(0.0, 0.0144a2-1.6377a+58.7, -0.0144a2+0.6377a+41.3)、
点D’(0.0, 0.0224a2+0.968a+75.4, -0.0224a2-1.968a+24.6)及び
点C(-0.2304a2-0.4062a+32.9, 0.2304a2-0.5938a+67.1, 0.0)
の5点をそれぞれ結ぶ直線JK’、K’B、BD’、D’C及びCJで囲まれる図形の範囲内又は前記直線JK’、K’B及びD’C上にあり(ただし、点J、点B、点D’及び点Cは除く)、
11.1<a≦18.2のとき、
点J(0.0243a2-1.4161a+49.725, -0.0243a2+0.4161a+50.275, 0.0)、
点K’(0.0341a2-2.1977a+61.187, -0.0236a2+0.34a+5.636, -0.0105a2+0.8577a+33.177)、
点B(0.0, 0.0075a2-1.5156a+58.199, -0.0075a2+0.5156a+41.801)及び
点W(0.0, 100.0-a, 0.0)
の4点をそれぞれ結ぶ直線JK’、K’B、BW及びWJで囲まれる図形の範囲内又は前記直線JK’及びK’B上にあり(ただし、点J、点B及び点Wは除く)、
18.2<a≦26.7のとき、
点J(0.0246a2-1.4476a+50.184, -0.0246a2+0.4476a+49.816, 0.0)、
点K’(0.0196a2-1.7863a+58.515, -0.0079a2-0.1136a+8.702, -0.0117a2+0.8999a+32.783)、
点B(0.0, 0.009a2-1.6045a+59.318, -0.009a2+0.6045a+40.682)及び
点W(0.0, 100.0-a, 0.0)
の4点をそれぞれ結ぶ直線JK’、K’B、BW及びWJで囲まれる図形の範囲内又は前記直線JK’及びK’B上にあり(ただし、点J、点B及び点Wは除く)、
26.7<a≦36.7のとき、
点J(0.0183a2-1.1399a+46.493, -0.0183a2+0.1399a+53.507, 0.0)、
点K’(-0.0051a2+0.0929a+25.95, 0.0, 0.0051a2-1.0929a+74.05)、
点A(0.0103a2-1.9225a+68.793, 0.0, -0.0103a2+0.9225a+31.207)、
点B(0.0, 0.0046a2-1.41a+57.286, -0.0046a2+0.41a+42.714)及び
点W(0.0, 100.0-a, 0.0)
の5点をそれぞれ結ぶ直線JK’、K’A、AB、BW及びWJで囲まれる図形の範囲内又は前記直線JK’、K'A及びAB上にあり(ただし、点J、点B及び点Wは除く)、及び
36.7<a≦46.7のとき、
点J(-0.0134a2+1.0956a+7.13, 0.0134a2-2.0956a+92.87, 0.0)、
点K’(-1.892a+29.443, 0.0, 0.892a+70.557)、
点A(0.0085a2-1.8102a+67.1, 0.0, -0.0085a2+0.8102a+32.9)、
点B(0.0, 0.0012a2-1.1659a+52.95, -0.0012a2+0.1659a+47.05)及び
点W(0.0, 100.0-a, 0.0)
の5点をそれぞれ結ぶ直線JK’、K’A、AB、BW及びWJで囲まれる図形の範囲内又は前記直線JK’、K'A及びAB上にある(ただし、点J、点B及び点Wは除く)ものが含まれる。本開示の冷媒は、上記要件が満たされる場合、R410Aを基準とする冷凍能力比が85%以上となり、かつR410Aを基準とするCOP比が92.5%以上となるだけでなく、さらにWCF微燃及びWCFF微燃でASHRAE規格では微燃性冷媒である「2Lクラス」を示す。
本開示の冷媒Cは、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfに加えて、さらにR32を含む場合、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yf並びにR32の、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びz並びにaとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が(100-a)質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
0<a≦10.0のとき、
点a(0.02a2-2.46a+93.4, 0, -0.02a2+2.46a+6.6)、
点b’(-0.008a2-1.38a+56, 0.018a2-0.53a+26.3, -0.01a2+1.91a+17.7)、
点c(-0.016a2+1.02a+77.6, 0.016a2-1.02a+22.4, 0)及び
点o(100.0-a, 0.0, 0.0)
の4点をそれぞれ結ぶ直線で囲まれる図形の範囲内又は前記直線oa、ab’及びb’c上にあり(ただし、点o及び点cは除く)、
10.0<a≦16.5のとき、
点a(0.0244a2-2.5695a+94.056, 0, -0.0244a2+2.5695a+5.944)、
点b’(0.1161a2-1.9959a+59.749, 0.014a2-0.3399a+24.8, -0.1301a2+2.3358a+15.451)、
点c(-0.0161a2+1.02a+77.6, 0.0161a2-1.02a+22.4, 0)及び
点o(100.0-a, 0.0, 0.0)
の4点をそれぞれ結ぶ直線で囲まれる図形の範囲内又は前記直線oa、ab’及びb’c上にあり(ただし、点o及び点cは除く)、又は
16.5<a≦21.8のとき、
点a(0.0161a2-2.3535a+92.742, 0, -0.0161a2+2.3535a+7.258)、
点b’(-0.0435a2-0.0435a+50.406, -0.0304a2+1.8991a-0.0661, 0.0739a2-1.8556a+49.6601)、
点c(-0.0161a2+0.9959a+77.851, 0.0161a2-0.9959a+22.149, 0)及び
点o(100.0-a, 0.0, 0.0)
の4点をそれぞれ結ぶ直線で囲まれる図形の範囲内又は前記直線oa、ab’及びb’c上にあるものとすることができる(ただし、点o及び点cは除く)。なお、点b’は、前記3成分組成図において、R410Aを基準とする冷凍能力比が95%となり、かつR410Aを基準とするCOP比が95%となる点を点bとすると、R410Aを基準とするCOP比が95%となる点を結ぶ近似直線と、直線abとの交点である。本開示の冷媒は、上記要件が満たされる場合、R410Aを基準とする冷凍能力比が95%以上となり、かつR410Aを基準とするCOP比が95%以上となる。
本開示の冷媒Cは、上記の特性や効果を損なわない範囲内で、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yf並びにR32に加えて、さらに他の追加的な冷媒を含有していてもよい。この点で、本開示の冷媒が、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yf並びにR32の合計を、冷媒全体に対して99.5質量%以上含むことが好ましく、99.75質量%以上含むことがより好ましく、99.9質量%以上含むことがさらに好ましい。
また、本開示の冷媒Cは、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yf並びにR32の合計を、冷媒全体に対して99.5質量%以上含むものであってよく、99.75質量%以上含むものであってもよく、さらに99.9質量%以上含むものであってもよい。
追加的な冷媒としては、特に限定されず、幅広く選択できる。混合冷媒は、追加的な冷媒として、一種を単独で含んでいてもよいし、二種以上を含んでいてもよい。
(冷媒Cの実施例)
以下に、冷媒Cの実施例を挙げてさらに詳細に説明する。ただし、冷媒Cは、これらの実施例に限定されるものではない。
HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yf、並びにR32を、これらの総和を基準として、表39〜96にそれぞれ示した質量%で混合した混合冷媒を調製した。
R410A(R32=50%/R125=50%)の混合物を含有する組成物のGWPは、IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)第4次報告書の値に基づいて評価した。HFO-1132(E)のGWPは記載がないが、HFO-1132a(GWP=1以下)、HFO-1123(GWP=0.3, 国際公開第2015/141678号に記載)から、そのGWPを1と想定した。R410A及びHFO-1132(E)とHFO-1123との混合物を含有する組成物の冷凍能力は、National Institute of Science and Technology(NIST) Reference Fluid Thermodynamic and Transport Properties Database(Refprop 9.0)を使い、下記条件で混合冷媒の冷凍サイクル理論計算を実施することにより求めた。
これらの各混合冷媒について、R410を基準とするCOP比及び冷凍能力比をそれぞれ求めた。計算条件は以下の通りとした。
蒸発温度:5℃
凝縮温度:45℃
過熱度:5K
過冷却度;5K
圧縮機効率70%
これらの値を、各混合冷媒についてのGWPと合わせて表39〜96に示す。なお、比COP及び比冷凍能力については、R410Aに対する割合を示す。
成績係数(COP)は、次式により求めた。
COP =(冷凍能力又は暖房能力)/消費電力量
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これらの結果から、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yf、並びにR32の、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びz、並びにaとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が(100-a)質量%となる、点(0.0, 100.0-a, 0.0)と点(0.0, 0.0, 100,0-a)とを結ぶ直線を底辺とし、かつ点(0.0, 100.0-a, 0.0)が左側となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
0<a≦11.1のとき、
点A(0.0134a2-1.9681a+68.6, 0.0, -0.0134a2+0.9681a+31.4)と
点B(0.0, 0.0144a2-1.6377a+58.7, -0.0144a2+0.6377a+41.3)と
を結ぶ直線ABの線上又は左側、
11.1<a≦18.2のとき、
点A(0.0112a2-1.9337a+68.484, 0.0, -0.0112a2+0.9337a+31.516)と
点B(0.0, 0.0075a2-1.5156a+58.199, -0.0075a2+0.5156a+41.801)と
を結ぶ直線ABの線上又は左側、
18.2<a≦26.7のとき、
点A(0.0107a2-1.9142a+68.305, 0.0, -0.0107a2+0.9142a+31.695)と
点B(0.0, 0.009a2-1.6045a+59.318, -0.009a2+0.6045a+40.682)と
を結ぶ直線ABの線上又は左側、
26.7<a≦36.7のとき、
点A(0.0103a2-1.9225a+68.793, 0.0, -0.0103a2+0.9225a+31.207)と
点B(0.0, 0.0046a2-1.41a+57.286, -0.0046a2+0.41a+42.714)と
を結ぶ直線ABの線上又は左側、並びに
36.7<a≦46.7のとき、
点A(0.0085a2-1.8102a+67.1, 0.0, -0.0085a2+0.8102a+32.9)と
点B(0.0, 0.0012a2-1.1659a+52.95, -0.0012a2+0.1659a+47.05)と
を結ぶ直線ABの線上又は左側にある場合に、R410Aを基準とする冷凍能力比が85%以上となることが判る。なお、実際の冷凍能力比85%の点は、図3に示す点A、点Bを結ぶ1234yf側に広がった曲線となる。従って、直線ABの線上又は左側にある場合に、R410Aを基準とする冷凍能力比が85%以上となる。
同様に、上記3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
0<a≦11.1のとき、
点D’(0.0, 0.0224a2+0.968a+75.4, -0.0224a2-1.968a+24.6)と
点C(-0.2304a2-0.4062a+32.9, 0.2304a2-0.5938a+67.1, 0.0)と
を結ぶ直線D’Cの線上又は右側にある場合に、また、
11.1<a≦46.7のとき、
全ての領域内にある場合に、R410Aを基準とするCOP比が92.5%以上となることが判る。
なお、図3においてCOP比が92.5%以上となるのは曲線CDであるが、図3ではR1234yf濃度が5質量%、10質量%のときにCOP比が92.5%となる点(26.6, 68.4,5),(19.5, 70.5, 10)、及び点C(32.9, 67.1, 0.0)の3点を結ぶ近似直線を求め、HFO-1132(E)濃度が0.0質量%との交点D’(0, 75.4, 24.6)と点Cを結ぶ直線を線分D’Cとした。また、図4では、COP比が92.5%となる点C(18.4, 74.5,0)、点(13.9, 76.5, 2.5)、点(8.7, 79.2, 5)を結ぶ近似曲線から同様にD’(0, 83.4, 9.5)を求め、点Cと結ぶ直線をD’Cとした。
また、各混合物の組成をWCFとし、ASHRAE34-2013規格に従って装置(Equipment)、貯蔵(Storage)、輸送(Shipping)、漏洩(Leak)及び再充填(Recharge)の条件でNIST Standard Reference Data Base Refleak Version 4.0により漏洩シミュレーションを行い、最も燃えやすい分画(fraction)をWCFFとした。また、燃焼性はANSI/ASHRAE34-2013規格に従い燃焼速度を測定した。燃焼速度がWCF及びWCFFともに10 cm/s以下となるものは「2Lクラス(微燃性)」であるとした。
なお、燃焼速度試験は図1に示す装置を用いて、以下の通り行った。まず、使用した混合冷媒は99.5%またはそれ以上の純度とし、真空ゲージ上に空気の痕跡が見られなくなるまで凍結、ポンピング及び解凍のサイクルを繰り返すことにより脱気した。閉鎖法により燃焼速度を測定した。初期温度は周囲温度とした。点火は、試料セルの中心で電極間に電気的スパークを生じさせることにより行った。放電の持続時間は1.0〜9.9msとし、点火エネルギーは典型的には約0.1〜1.0Jであった。シュリーレン写真を使って炎の広がりを視覚化した。光を通す2つのアクリル窓を備えた円筒形容器(内径:155mm、長さ:198mm)を試料セルとして用い、光源としてはキセノンランプを用いた。炎のシュリーレン画像を高速デジタルビデオカメラで600fpsのフレーミング速度で記録し、PCに保存した。
結果を表97〜104に示す。
Figure 2019124230
Figure 2019124230
Figure 2019124230
Figure 2019124230
Figure 2019124230
Figure 2019124230
Figure 2019124230
Figure 2019124230
表97〜100の結果から、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yf、並びにR32の混合冷媒においては、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yf、並びにR32の、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びz、並びにaとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が(100-a)質量%となる、点(0.0,100.0-a, 0.0)と点(0.0, 0.0, 100,0-a)とを結ぶ直線を底辺とする3成分組成図において、
0<a≦11.1のとき、
点G(0.026a2-1.7478a+72.0, -0.026a2+0.7478a+28.0, 0.0)と
点I(0.026a2-1.7478a+72.0, 0.0, -0.026a2+0.7478a+28.0)と
を結ぶ直線GIの線上又は下、
11.1<a≦18.2のとき、
点G(0.02a2-1.6013a+71.105, -0.02a2+0.6013a+28.895, 0.0)と
点I(0.02a2-1.6013a+71.105, 0.0, -0.02a2+0.6013a+28.895)と
を結ぶ直線GIの線上又は下、
18.2<a≦26.7のとき、
点G(0.0135a2-1.4068a+69.727, -0.0135a2+0.4068a+30.273, 0.0)と
点I(0.0135a2-1.4068a+69.727, 0.0, -0.0135a2+0.4068a+30.273)と
を結ぶ直線GIの線上又は下、
26.7<a≦36.7のとき、
点G(0.0111a2-1.3152a+68.986, -0.0111a2+0.3152a+31.014, 0.0)と
点I(0.0111a2-1.3152a+68.986, 0.0, -0.0111a2+0.3152a+31.014)と
を結ぶ直線GIの線上又は下、及び
36.7<a≦46.7のとき、
点G(0.0061a2-0.9918a+63.902, -0.0061a2-0.0082a+36.098,0.0)と
点I(0.0061a2-0.9918a+63.902, 0.0, -0.0061a2-0.0082a+36.098)と
を結ぶ直線GIの線上又は下にある場合に、WCF微燃性と判断できることが明らかとなった。なお、点G(表105)及びI(表106)は、計算により以下の5範囲毎に三点ずつを求め、これらの近似式を求めた。
Figure 2019124230
Figure 2019124230
表101〜104の結果から、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yf、並びにR32の混合冷媒においては、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yf、並びにR32の、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びz、並びにaとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が(100-a)質量%となる、点(0.0,100.0-a, 0.0)と点(0.0, 0.0, 100,0-a)とを結ぶ直線を底辺とする3成分組成図において、
0<a≦11.1のとき、
点J(0.0049a2-0.9645a+47.1, -0.0049a2-0.0355a+52.9, 0.0)と
点K’(0.0514a2-2.4353a+61.7, -0.0323a2+0.4122a+5.9, -0.0191a2+1.0231a+32.4)と
を結ぶ直線JK’の線上又は下、
11.1<a≦18.2のとき、
点J(0.0243a2-1.4161a+49.725, -0.0243a2+0.4161a+50.275, 0.0)と
点K’(0.0341a2-2.1977a+61.187, -0.0236a2+0.34a+5.636, -0.0105a2+0.8577a+33.177)と
を結ぶ直線JK’の線上又は下、
18.2<a≦26.7のとき、
点J(0.0246a2-1.4476a+50.184, -0.0246a2+0.4476a+49.816, 0.0)と
点K’(0.0196a2-1.7863a+58.515, -0.0079a2-0.1136a+8.702, -0.0117a2+0.8999a+32.783)とを結ぶ直線JK’の線上又は下、
26.7<a≦36.7のとき、
点J(0.0183a2-1.1399a+46.493, -0.0183a2+0.1399a+53.507, 0.0)と
点K’(-0.0051a2+0.0929a+25.95, 0.0, 0.0051a2-1.0929a+74.05)と
を結ぶ直線JK’の線上又は下、及び
36.7<a≦46.7のとき、
点J(-0.0134a2+1.0956a+7.13, 0.0134a2-2.0956a+92.87, 0.0)と
点K’(-1.892a+29.443, 0.0, 0.892a+70.557)と
を結ぶ直線JK’の線上又は下にある場合に、WCFF微燃性と判断でき、ASHRAE規格の燃焼性分類で「2L(微燃性)」になることが明らかとなった。
なお、実際のWCFF微燃の点は、図3に示す点J、点K’(直線AB上)を結ぶHFO-1132(E)側に広がった曲線となる。従って、直線JK’の線上又は下側にある場合にはWCFF微燃性となる。
なお、点J(表107)及びK’(表108)は、計算により以下の5範囲毎に三点ずつを求め、これらの近似式を求めた。
Figure 2019124230
Figure 2019124230
なお、図3〜13は、それぞれ、順に、R32含有割合a(質量%)が、0質量%、7.1質量%、11.1質量%、14.5質量%、18.2質量%、21.9質量%、26.7質量%、29.3質量%、36.7質量%、44.1質量%及び47.8質量%の場合の組成を表わしている。
点A、B、C、D’は、近似計算によりそれぞれ以下のようにして求めた。
点Aは、HFO-1123含有割合が0質量%であり、かつR410Aを基準とする冷凍能力比が85%となる点である。点Aについて、計算により以下の5範囲毎に三点ずつを求め、これらの近似式を求めた(表109)。
Figure 2019124230
点Bは、HFO-1132(E)含有割合が0質量%であり、かつR410Aを基準とする冷凍能力比が85%となる点である。点Bについて、計算により以下の5範囲毎に三点ずつを求め、これらの近似式を求めた(表110)。
Figure 2019124230
点D’は、HFO-1132(E)含有割合が0質量%であり、かつR410Aを基準とするCOP比が95.5%となる点である。点D’について、計算により以下の三点ずつを求め、これらの近似式を求めた(表111)。
Figure 2019124230
点Cは、R1234yf含有割合が0質量%であり、かつR410Aを基準とするCOP比が95.5%となる点である。点Cについて、計算により以下の三点ずつを求め、これらの近似式を求めた(表112)。
Figure 2019124230
(5−4)冷媒D
本開示の冷媒Dは、トランス−1,2−ジフルオロエチレン(HFO-1132(E))、ジフルオロメタン(R32)及び2,3,3,3−テトラフルオロ−1−プロペン(R1234yf)を含む混合冷媒である。
本開示の冷媒Dは、R410Aと同等の冷却能力を有し、GWPが十分に小さく、かつASHRAEの規格で微燃性(2Lクラス)である、という、R410A代替冷媒として望ましい諸特性を有する。
本開示の冷媒Dは、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点I(72.0, 0.0, 28.0)、
点J(48.5, 18.3, 33.2)、
点N(27.7, 18.2, 54.1)及び
点E(58.3, 0.0, 41.7)
の4点をそれぞれ結ぶ線分IJ、JN、NE、及びEIで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分EI上にある点は除く)、
前記線分IJは、
座標(0.0236y2-1.7616y+72.0, y, -0.0236y2+0.7616y+28.0)
で表わされ、
前記線分NEは、
座標(0.012y2-1.9003y+58.3, y, -0.012y2+0.9003y+41.7)
で表わされ、かつ
前記線分JN及びEIが直線であるものであれば好ましい。本開示の冷媒は、上記要件が満たされる場合、R410Aを基準とする冷凍能力比が80%以上となり、GWPが125以下となり、かつWCF微燃となる。
本開示の冷媒Dは、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点M(52.6, 0.0, 47.4)、
点M’(39.2, 5.0, 55.8)、
点N(27.7, 18.2, 54.1)、
点V(11.0, 18.1, 70.9)及び
点G(39.6, 0.0, 60.4)
の5点をそれぞれ結ぶ線分MM’、M’N、NV、VG、及びGMで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分GM上にある点は除く)、
前記線分MM’は、
座標(x, 0.132x2-3.34x+52.6, -0.132x2+2.34x+47.4)
で表わされ、
前記線分M’Nは、
座標(x, 0.0313x2-1.4551x+43.824, -0.0313x2+0.4551x+56.176)
で表わされ、
前記線分VGは、
座標(0.0123y2-1.8033y+39.6, y, -0.0123y2+0.8033y+60.4)
で表わされ、かつ
前記線分NV及びGMが直線であるものであれば好ましい。本開示の冷媒は、上記要件が満たされる場合、R410Aを基準とする冷凍能力比が70%以上となり、GWPが125以下となり、かつASHRAE微燃となる。
本開示の冷媒Dは、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点O(22.6, 36.8, 40.6)、
点N(27.7, 18.2, 54.1)及び
点U(3.9, 36.7, 59.4)
の3点をそれぞれ結ぶ線分ON、NU及びUOで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり、
前記線分ONは、
座標(0.0072y2-0.6701y+37.512, y, -0.0072y2-0.3299y+62.488)
で表わされ、
前記線分NUは、
座標(0.0083y2-1.7403y+56.635, y, -0.0083y2+0.7403y+43.365)
で表わされ、かつ
前記線分UOが直線であるものであれば好ましい。本開示の冷媒は、上記要件が満たされる場合、R410Aを基準とする冷凍能力比が80%以上となり、GWPが250以下となり、かつASHRAE微燃となる。
本開示の冷媒Dは、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点Q(44.6, 23.0, 32.4)、
点R(25.5, 36.8, 37.7)、
点T(8.6, 51.6, 39.8)、
点L(28.9, 51.7, 19.4)及び
点K(35.6, 36.8, 27.6)
の5点をそれぞれ結ぶ線分QR、RT、TL、LK及びKQで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり、
前記線分QRは、
座標(0.0099y2-1.975y+84.765, y, -0.0099y2+0.975y+15.235)
で表わされ、
前記線分RTは、
座標(0.082y2-1.8683y+83.126, y, -0.082y2+0.8683y+16.874)
で表わされ、
前記線分LKは、
座標(0.0049y2-0.8842y+61.488, y, -0.0049y2-0.1158y+38.512)
で表わされ、
前記線分KQは、
座標(0.0095y2-1.2222y+67.676, y, -0.0095y2+0.2222y+32.324)
で表わされ、かつ
前記線分TLが直線であるものであれば好ましい。本開示の冷媒は、上記要件が満たされる場合、R410Aを基準とする冷凍能力比が92.5%以上となり、GWPが350以下となり、かつWCF微燃となる。
本開示の冷媒Dは、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの、これらの総和を基準と
する質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの
総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点P(20.5, 51.7, 27.8)、
点S(21.9, 39.7, 38.4)及び
点T(8.6, 51.6, 39.8)
の3点をそれぞれ結ぶ線分PS、ST及びTPで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり、
前記線分PSは、
座標(0.0064y2-0.7103y+40.1, y, -0.0064y2-0.2897y+59.9)
で表わされ、
前記線分STは、
座標(0.082y2-1.8683y+83.126, y, -0.082y2+0.8683y+16.874)
で表わされ、かつ
前記線分TPが直線であるものであれば好ましい。本開示の冷媒は、上記要件が満たされる場合、R410Aを基準とする冷凍能力比が92.5%以上となり、GWPが350以下となり、かつASHRAE微燃となる。
本開示の冷媒Dは、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点a(71.1, 0.0, 28.9)、
点c(36.5, 18.2, 45.3)、
点f(47.6, 18.3, 34.1)及び
点d(72.0, 0.0, 28.0)
の4点をそれぞれ結ぶ線分ac、cf、fd、及びdaで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり、
前記線分acは、
座標(0.0181y2-2.2288y+71.096, y, -0.0181y2+1.2288y+28.904)
で表わされ、
前記線分fdは、
座標(0.02y2-1.7y+72, y, -0.02y2+0.7y+28)
で表わされ、かつ
前記線分cf及びdaが直線であるものであれば好ましい。本開示の冷媒は、上記要件が満たされる場合、R410Aを基準とする冷凍能力比が85%以上となり、GWPが125以下となり、かつASHRAEの規格で微燃性(2Lクラス)となる。
本開示の冷媒Dは、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点a(71.1, 0.0, 28.9)、
点b(42.6, 14.5, 42.9)、
点e(51.4, 14.6, 34.0)及び
点d(72.0, 0.0, 28.0)
の4点をそれぞれ結ぶ線分ab、be、ed、及びdaで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり、
前記線分abは、
座標(0.0181y2-2.2288y+71.096, y, -0.0181y2+1.2288y+28.904)
で表わされ、
前記線分edは、
座標(0.02y2-1.7y+72, y, -0.02y2+0.7y+28)
で表わされ、かつ
前記線分be及びdaが直線であるものであれば好ましい。本開示の冷媒は、上記要件が満たされる場合、R410Aを基準とする冷凍能力比が85%以上となり、GWPが100以下となり、かつASHRAEの規格で微燃性(2Lクラス)となる。
本開示の冷媒Dは、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点g(77.5, 6.9, 15.6)、
点iI(55.1, 18.3, 26.6)及び
点j(77.5. 18.4, 4.1)
の3点をそれぞれ結ぶ線分gi、ij及びjkで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり、
前記線分giは、
座標(0.02y2-2.4583y+93.396, y, -0.02y2+1.4583y+6.604)
で表わされ、かつ
前記線分ij及びjkが直線であるものであれば好ましい。本開示の冷媒は、上記要件が満たされる場合、R410Aを基準とする冷凍能力比が95%以上となり、GWPが100以下となり、かつ重合や分解などの変化を起こしにくく、安定性に優れている。
本開示の冷媒Dは、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点g(77.5, 6.9, 15.6)、
点h(61.8, 14.6, 23.6)及び
点k(77.5, 14.6, 7.9)
の3点をそれぞれ結ぶ線分gh、hk及びkgで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり、
前記線分ghは、
座標(0.02y2-2.4583y+93.396, y, -0.02y2+1.4583y+6.604)
で表わされ、かつ
前記線分hk及びkgが直線であるものであれば好ましい。本開示の冷媒は、上記要件が満たされる場合、R410Aを基準とする冷凍能力比が95%以上となり、GWPが100以下となり、かつ重合や分解などの変化を起こしにくく、安定性に優れている。
本開示の冷媒Dは、上記の特性や効果を損なわない範囲内で、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfに加えて、さらに他の追加的な冷媒を含有していてもよい。この点で、本開示の冷媒Dが、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの合計を、冷媒全体に対して99.5質量%以上含むことが好ましく、99.75質量%以上含むことがより好ましく、99.9質量%以上含むことがさらに好ましい。
追加的な冷媒としては、特に限定されず、幅広く選択できる。混合冷媒は、追加的な冷媒として、一種を単独で含んでいてもよいし、二種以上を含んでいてもよい。
(冷媒Dの実施例)
以下に、冷媒Dの実施例を挙げてさらに詳細に説明する。ただし、冷媒Dは、これらの実施例に限定されるものではない。
HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの各混合冷媒の組成をWCFとし、ASHRAE34-2013規格に従って装置(Equipment)、貯蔵(Storage)、輸送(Shipping)、漏洩(Leak)及び再充填(Recharge)の条件でNIST Standard Reference Data Base Refleak Version 4.0により漏洩シミュレーションを行い、最も燃えやすい分画(fraction)をWCFFとした。
なお、燃焼速度試験は図1に示す装置を用いて、以下の通り行った。まず、使用した混合冷媒は99.5%またはそれ以上の純度とし、真空ゲージ上に空気の痕跡が見られなくなるまで凍結、ポンピング及び解凍のサイクルを繰り返すことにより脱気した。閉鎖法により燃焼速度を測定した。初期温度は周囲温度とした。点火は、試料セルの中心で電極間に電気的スパークを生じさせることにより行った。放電の持続時間は1.0〜9.9msとし、点火エネルギーは典型的には約0.1〜1.0Jであった。シュリーレン写真を使って炎の広がりを視覚化した。光を通す2つのアクリル窓を備えた円筒形容器(内径:155mm、長さ:198mm)を試料セルとして用い、光源としてはキセノンランプを用いた。炎のシュリーレン画像を高速デジタルビデオカメラで600fpsのフレーミング速度で記録し、PCに保存した。結果を表113〜115に示す。
Figure 2019124230
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これらの結果から、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの総和が100質量%となる図14の3成分組成図において、座標(x,y,z)が、点I、点J、点K及び点Lをそれぞれ結ぶ線分上又は該線分よりも下側にある場合、WCF微燃となることが判る。
また、これらの結果から、図14の3成分組成図において、上記座標(x,y,z)が、点M、点M’、点W、点J、点N及び点Pをそれぞれ結ぶ線分上又は該線分よりも下側にある場合、ASHRAE微燃となることが判る。
HFO-1132(E)、R32及びR1234yfを、これらの総和を基準として、表116〜144にそれぞれ示した質量%で混合した混合冷媒を調製した。表116〜144の各混合冷媒について、R410を基準とする成績係数[Coefficient of Performance(COP)]比及び冷凍能力比をそれぞれ求めた。計算条件は以下の通りとした。
蒸発温度:5℃
凝縮温度:45℃
過熱度:5K
過冷却度;5K
圧縮機効率70%
これらの値を、各混合冷媒についてのGWPと合わせて表116〜144に示す。
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これらの結果から、本開示の冷媒Dは、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点I(72.0, 0.0, 28.0)、
点J(48.5, 18.3, 33.2)、
点N(27.7, 18.2, 54.1)及び
点E(58.3, 0.0, 41.7)
の4点をそれぞれ結ぶ線分IJ、JN、NE、及びEIで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分EI上にある点は除く)、
前記線分IJは、
座標(0.0236y2-1.7616y+72.0, y, -0.0236y2+0.7616y+28.0)
で表わされ、
前記線分NEは、
座標(0.012y2-1.9003y+58.3, y, -0.012y2+0.9003y+41.7)
で表わされ、かつ
前記線分JN及びEIが直線である場合、R410Aを基準とする冷凍能力比が80%以上となり、GWPが125以下となり、かつWCF微燃となることが判る。
また、本開示の冷媒Dは、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点M(52.6, 0.0, 47.4)、
点M’(39.2, 5.0, 55.8)、
点N(27.7, 18.2, 54.1)、
点V(11.0, 18.1, 70.9)及び
点G(39.6, 0.0, 60.4)
の5点をそれぞれ結ぶ線分MM’、M’N、NV、VG、及びGMで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分GM上にある点は除く)、
前記線分MM’は、
座標(x, 0.132x2-3.34x+52.6, -0.132x2+2.34x+47.4)
で表わされ、
前記線分M’Nは、
座標(x, 0.0313x2-1.4551x+43.824, -0.0313x2+0.4551x+56.176)
で表わされ、
前記線分VGは、
座標(0.0123y2-1.8033y+39.6, y, -0.0123y2+0.8033y+60.4)
で表わされ、かつ
前記線分NV及びGMが直線である場合、R410Aを基準とする冷凍能力比が70%以上となり、GWPが125以下となり、かつASHRAE微燃となることが判る。
さらに、本開示の冷媒Dは、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点O(22.6, 36.8, 40.6)、
点N(27.7, 18.2, 54.1)及び
点U(3.9, 36.7, 59.4)
の3点をそれぞれ結ぶ線分ON、NU及びUOで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり、
前記線分ONは、
座標(0.0072y2-0.6701y+37.512, y, -0.0072y2-0.3299y+62.488)
で表わされ、
前記線分NUは、
座標(0.0083y2-1.7403y+56.635, y, -0.0083y2+0.7403y+43.365)
で表わされ、かつ
前記線分UOが直線である場合、R410Aを基準とする冷凍能力比が80%以上となり、GWPが250以下となり、かつASHRAE微燃となることが判る。
また、本開示の冷媒Dは、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点Q(44.6, 23.0, 32.4)、
点R(25.5, 36.8, 37.7)、
点T(8.6, 51.6, 39.8)、
点L(28.9, 51.7, 19.4)及び
点K(35.6, 36.8, 27.6)
の5点をそれぞれ結ぶ線分QR、RT、TL、LK及びKQで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり、
前記線分QRは、
座標(0.0099y2-1.975y+84.765, y, -0.0099y2+0.975y+15.235)
で表わされ、
前記線分RTは、
座標(0.082y2-1.8683y+83.126, y, -0.082y2+0.8683y+16.874)
で表わされ、
前記線分LKは、
座標(0.0049y2-0.8842y+61.488, y, -0.0049y2-0.1158y+38.512)
で表わされ、
前記線分KQは、
座標(0.0095y2-1.2222y+67.676, y, -0.0095y2+0.2222y+32.324)
で表わされ、かつ
前記線分TLが直線である場合、R410Aを基準とする冷凍能力比が92.5%以上となり、GWPが350以下となり、かつWCF微燃となることが判る。
さらに、本開示の冷媒Dは、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点P(20.5, 51.7, 27.8)、
点S(21.9, 39.7, 38.4)及び
点T(8.6, 51.6, 39.8)
の3点をそれぞれ結ぶ線分PS、ST及びTPで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり、
前記線分PSは、
座標(0.0064y2-0.7103y+40.1, y, -0.0064y2-0.2897y+59.9)
で表わされ、
前記線分STは、
座標(0.082y2-1.8683y+83.126, y, -0.082y2+0.8683y+16.874)
で表わされ、かつ
前記線分TPが直線である場合、R410Aを基準とする冷凍能力比が92.5%以上となり、GWPが350以下となり、かつASHRAE微燃となることが判る。
(5−5)冷媒E
本開示の冷媒Eは、トランス−1,2−ジフルオロエチレン(HFO-1132(E))、トリフルオロエチレン(HFO-1123)及びジフルオロメタン(R32)を含む混合冷媒である。
本開示の冷媒Eは、R410Aと同等の成績係数を有し、かつGWPが十分に小さい、という、R410A代替冷媒として望ましい諸特性を有する。
本開示の冷媒Eは、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点I(72.0, 28,0, 0.0)
点K(48.4, 33.2, 18.4)
点B’(0.0, 81.6, 18.4)
点H(0.0, 84.2, 15.8)
点R(23.1, 67.4, 9.5)及び
点G(38.5, 61.5, 0.0)
の6点をそれぞれ結ぶ線分IK、KB’、B’H、HR、RG及びGIで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分B’H及びGI上の点を除く)、
前記線分IKは、
座標(0.025z2-1.7429z+72.00, -0.025z2+0.7429z+28.0, z)
で表わされ、
前記線分HRは、
座標(-0.3123z2+4.234z+11.06, 0.3123z2-5.234z+88.94, z)
で表わされ、
前記線分RGは、
座標(-0.0491z2-1.1544z+38.5, 0.0491z2+0.1544z+61.5, z)
で表わされ、かつ
前記線分KB’及びGIが直線であるものであれば好ましい。本開示の冷媒は、上記要件が満たされる場合、WCF微燃であり、R410Aを基準とするCOP比が93%以上となり、かつGWPが125以下となる。
本開示の冷媒Eは、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点I(72.0, 28,0, 0.0)
点J(57.7, 32.8, 9.5)
点R(23.1, 67.4, 9.5)及び
点G(38.5, 61.5, 0.0)
の4点をそれぞれ結ぶ線分IJ、JR、RG及びGIで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分GI上の点を除く)、
前記線分IJは、
座標(0.025z2-1.7429z+72.0, -0.025z2+0.7429z+28.0, z)
で表わされ、かつ
前記線分RGは、
座標(-0.0491z2-1.1544z+38.5, 0.0491z2+0.1544z+61.5, z)
で表わされ、
前記線分JR及びGIが直線であるものであれば好ましい。本開示の冷媒は、上記要件が満たされる場合、WCF微燃であり、R410Aを基準とするCOP比が93%以上となり、かつGWPが125以下となる。
本開示の冷媒Eは、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点M(47.1, 52.9, 0.0)
点P(31.8, 49.8, 18.4)
点B’(0.0, 81.6, 18.4)
点H(0.0, 84.2, 15.8)
点R(23.1, 67.4, 9.5)及び
点G(38.5, 61.5, 0.0)
の6点をそれぞれ結ぶ線分MP、PB’、B’H、HR、RG及びGMで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分B’H及びGM上の点を除く)、
前記線分MPは、
座標(0.0083z2-0.984z+47.1,-0.0083z2-0.016z+52.9, z)
で表わされ、
前記線分HRは、
座標(-0.3123z2+4.234z+11.06, 0.3123z2-5.234z+88.94, z)
で表わされ、
前記線分RGは、
座標(-0.0491z2-1.1544z+38.5, 0.0491z2+0.1544z+61.5, z)
で表わされ、かつ
前記線分PB’及びGMが直線であるものであれば好ましい。本開示の冷媒は、上記要件が満たされる場合、ASHRAE微燃であり、R410Aを基準とするCOP比が93%以上となり、かつGWPが125以下となる。
本開示の冷媒Eは、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点M(47.1, 52.9, 0.0)
点N(38.5, 52.1, 9.5)
点R(23.1, 67.4, 9.5)及び
点G(38.5, 61.5, 0.0)
の4点をそれぞれ結ぶ線分MN、NR、RG及びGMで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分GM上の点を除く)、
前記線分MNは、
座標(0.0083z2-0.984z+47.1,-0.0083z2-0.016z+52.9, z)
で表わされ、かつ
前記線分RGは、
座標(-0.0491z2-1.1544z+38.5, 0.0491z2+0.1544z+61.5, z)
で表わされ、
前記線分JR及びGIが直線であるものであれば好ましい。本開示の冷媒は、上記要件が満たされる場合、ASHRAE微燃であり、R410Aを基準とするCOP比が93%以上となり、かつGWPが65以下となる。
本開示の冷媒Eは、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点P(31.8, 49.8, 18.4)
点S(25.4, 56.2, 18.4)及び
点T(34.8, 51.0, 14.2)
の3点をそれぞれ結ぶ線分PS、ST及びTPで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり、
前記線分STは、
座標(-0.0982z2+0.9622z+40.931, 0.0982z2-1.9622z+59.069, z)
で表わされ、かつ
前記線分TPは、
座標(0.0083z2-0.984z+47.1,-0.0083z2-0.016z+52.9, z)
で表わされ、
前記線分PSが直線であるものであれば好ましい。本開示の冷媒は、上記要件が満たされる場合、ASHRAE微燃であり、R410Aを基準とするCOP比が94.5%以上となり、かつGWPが125以下となる。
本開示の冷媒Eは、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点Q(28.6, 34.4, 37.0)
点B’’(0.0, 63.0, 37.0)
点D(0.0, 67.0, 33.0)及び
点U(28.7, 41.2, 30.1)
の4点をそれぞれ結ぶ線分QB’’、B’’D、DU及びUQで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分B’’D上の点を除く)、
前記線分DUは、
座標(-3.4962z2+210.71z-3146.1, 3.4962z2-211.71z+3246.1, z)で表わされ、かつ
前記線分UQは、
座標(0.0135z2-0.9181z+44.133, -0.0135z2-0.0819z+55.867, z)で表わされ、
前記線分QB’’及びB’’Dが直線であるものであれば好ましい。本開示の冷媒は、上記要件が満たされる場合、ASHRAE微燃であり、R410Aを基準とするCOP比が96%以上となり、かつGWPが250以下となる。
本開示の冷媒Eは、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点O(100.0, 0.0, 0.0)、
点c’(56.7, 43.3, 0.0)、
点d’(52.2, 38.3, 9.5)、
点e’(41.8, 39.8, 18.4)及び
点a’(81.6, 0.0, 18.4)
の5点をそれぞれ結ぶ線分Oc’、c’d’、d’e’、e’a’及びa’Oで囲まれる図形の範囲内又は前記線分c’d’、d’e’及びe’a’上にあり(ただし、点c’及びa’を除く)、
前記線分c’d’は、
座標(-0.0297z2-0.1915z+56.7, 0.0297z2+1.1915z+43.3, z)
で表わされ、
前記線分d’e’は、
座標(-0.0535z2+0.3229z+53.957, 0.0535z2+0.6771z+46.043, z)で表わされ、かつ
前記線分Oc’、e’a’及びa’Oが直線であるものであれば好ましい。本開示の冷媒は、上記要件が満たされる場合、R410Aを基準とするCOP比が92.5%以上となり、かつGWPが125以下となる。
本開示の冷媒Eは、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点O(100.0, 0.0, 0.0)、
点c(77.7, 22.3, 0.0)、
点d(76.3, 14.2, 9.5)、
点e(72.2, 9.4, 18.4)及び
点a’(81.6, 0.0, 18.4)
の5点をそれぞれ結ぶ線分Oc、cd、de、ea’及びa’Oで囲まれる図形の範囲内又は前記線分cd、de及びea’上にあり(ただし、点c及びa’を除く)、
前記線分cdeは、
座標(-0.017z2+0.0148z+77.684, 0.017z2+0.9852z+22.316, z)で表わされ、かつ
前記線分Oc、ea’及びa’Oが直線であるものであれば好ましい。本開示の冷媒は、上記要件が満たされる場合、R410Aを基準とするCOP比が95%以上となり、かつGWPが125以下となる。
本開示の冷媒Eは、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点O(100.0, 0.0, 0.0)、
点c’(56.7, 43.3, 0.0)、
点d’(52.2, 38.3, 9.5)及び
点a(90.5, 0.0, 9.5)
の5点をそれぞれ結ぶ線分Oc’、c’d’、d’a及びaOで囲まれる図形の範囲内又は前記線分c’d’及びd’a上にあり(ただし、点c’及びaを除く)、
前記線分c’d’は、
座標(-0.0297z2-0.1915z+56.7, 0.0297z2+1.1915z+43.3, z)で表わされ、かつ
前記線分Oc’、d’a及びaOが直線であるものであれば好ましい。本開示の冷媒は、上記要件が満たされる場合、R410Aを基準とするCOP比が93.5%以上となり、かつGWPが65以下となる。
本開示の冷媒Eは、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点O(100.0, 0.0, 0.0)、
点c(77.7, 22.3, 0.0)、
点d(76.3, 14.2, 9.5)、
点a(90.5, 0.0, 9.5)
の5点をそれぞれ結ぶ線分Oc、cd、da及びaOで囲まれる図形の範囲内又は前記線分cd及びda上にあり(ただし、点c及びaを除く)、
前記線分CDは、
座標(-0.017z2+0.0148z+77.684, 0.017z2+0.9852z+22.316, z)で表わされ、かつ
前記線分Oc、da及びaOが直線であるものであれば好ましい。本開示の冷媒は、上記要件が満たされる場合、R410Aを基準とするCOP比が95%以上となり、かつGWPが65以下となる。
本開示の冷媒Eは、上記の特性や効果を損なわない範囲内で、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32に加えて、さらに他の追加的な冷媒を含有していてもよい。この点で、本開示の冷媒Eが、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の合計を、冷媒全体に対して99.5質量%以上含むことが好ましく、99.75質量%以上含むことがより好ましく、99.9質量%以上含むことがさらに好ましい。
追加的な冷媒としては、特に限定されず、幅広く選択できる。混合冷媒は、追加的な冷媒として、一種を単独で含んでいてもよいし、二種以上を含んでいてもよい。
(冷媒Eの実施例)
以下に、冷媒Eの実施例を挙げてさらに詳細に説明する。ただし、冷媒Eは、これらの実施例に限定されるものではない。
HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32を、これらの総和を基準として、表145及び表146にそれぞれ示した質量%で混合した混合冷媒を調製した。各混合物の組成をWCFとし、ASHRAE34-2013規格に従って装置(Equipment)、貯蔵(Storage)、輸送(Shipping)、漏洩(Leak)及び再充填(Recharge)の条件でNational Institute of Science and Technology (NIST) Standard Reference Data Base Refleak Version 4.0により漏洩シミュレーションを行い、最も燃えやすい分画(fraction)をWCFFとした。
これらの各混合冷媒について、ANSI/ASHRAE34-2013規格に従い燃焼速度を測定した。WCF組成、及びWCFF組成の燃焼速度が10 cm/s以下となるものはASHRAEの燃焼性分類で「2Lクラス(微燃性)」に相当する。
なお、燃焼速度試験は図1に示す装置を用いて、以下の通り行った。まず、使用した混合冷媒は99.5%またはそれ以上の純度とし、真空ゲージ上に空気の痕跡が見られなくなるまで凍結、ポンピング及び解凍のサイクルを繰り返すことにより脱気した。閉鎖法により燃焼速度を測定した。初期温度は周囲温度とした。点火は、試料セルの中心で電極間に電気的スパークを生じさせることにより行った。放電の持続時間は1.0〜9.9msとし、点火エネルギーは典型的には約0.1〜1.0Jであった。シュリーレン写真を使って炎の広がりを視覚化した。光を通す2つのアクリル窓を備えた円筒形容器(内径:155mm、長さ:198mm)を試料セルとして用い、光源としてはキセノンランプを用いた。炎のシュリーレン画像を高速デジタルビデオカメラで600fpsのフレーミング速度で記録し、PCに保存した。
結果を表145及び表146に示す。
Figure 2019124230
Figure 2019124230
表145の結果から、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の混合冷媒においては、これらの総和が100質量%となる3成分組成図であって、点(0.0, 100.0, 0.0)及び点(0.0, 0.0, 100.0)を結ぶ線分を底辺とし、点(0.0, 100.0, 0.0)を左側、点(0.0, 0.0, 100.0)を右側とする3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点I(72.0, 28,0, 0.0)
点K(48.4, 33.2, 18.4)及び
点L(35.5, 27.5, 37.0)
の3点をそれぞれ結ぶ線分IK及びKLの上、又は当該線分の下側にあり、
前記線分IKは、
座標(0.025z2-1.7429z+72.00, -0.025z2+0.7429z+28.00, z)で表わされ、かつ
前記線分KLは、
座標(0.0098z2-1.238z+67.852, -0.0098z2+0.238z+32.148, z)で表わされる場合にWCF微燃と判断できることが明らかとなった。
線分IK上の点は、I(72.0, 28,0, 0.0)、J(57.7, 32.8, 9.5)、K(48.4, 33.2, 18.4)の3点から最小二乗法により近似曲線x=0.025z2-1.7429z+72.00を求め、座標(x=0.025z2-1.7429z+72.00, y=100-z-x=-0.00922z2+0.2114z+32.443, z)を求めた。
以下同様に線分KL上の点は、K(48.4, 33.2, 18.4)、実施例10(41.1, 31.2, 27.7)、L(35.5, 27.5, 37.0)の3点から最小二乗法により近似曲線を求め、座標を定めた。
表146の結果から、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の混合冷媒においては、これらの総和が100質量%となる3成分組成図であって、点(0.0, 100.0, 0.0)及び点(0.0, 0.0, 100.0)を結ぶ線分を底辺とし、点(0.0, 100.0, 0.0)を左側、点(0.0, 0.0, 100.0)を右側とする3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点M(47.1, 52.9, 0.0)、
点P(31.8, 49.8, 18.4)及び
点Q(28.6, 34.4, 37.0)
の3点をそれぞれ結ぶ線分MP及びPQの上、又は当該線分の下側にある場合にASHRAE微燃と判断できることが明らかとなった。ただし、前記線分MPは、座標(0.0083z2-0.984z+47.1, -0.0083z2-0.016z+52.9,z)で表わされ、前記線分PQは、座標(0.0135z2-0.9181z+44.133, -0.0135z2-0.0819z+55.867,z)で表わされる。
線分MP上の点は、点M,N,Pの3点から最小二乗法により近似曲線を求め、線分PQ上の点は点P,U,Qの3点から最小二乗法により近似曲線を求め、座標を定めた。
また、R410A(R32=50%/R125=50%)の混合物を含有する組成物のGWPは、IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)第4次報告書の値に基づいて評価した。HFO-1132(E)のGWPは記載がないが、HFO-1132a(GWP=1以下)、HFO-1123(GWP=0.3, 国際公開第2015/141678号に記載)から、そのGWPを1と想定した。R410A及びHFO-1132(E)とHFO-1123との混合物を含有する組成物の冷凍能力は、National Institute of Science and Technology(NIST) Reference Fluid Thermodynamic and Transport Properties Database(Refprop 9.0)を使い、下記条件で混合冷媒の冷凍サイクル理論計算を実施することにより求めた。これらの各混合冷媒について、R410を基準とするCOP比及び冷凍能力[Refrigeration Capacity(Cooling Capacity又はCapacityと表記されることもある)]比をそれぞれ求めた。計算条件は以下の通りとした。
蒸発温度:5℃
凝縮温度:45℃
過熱度:5K
過冷却度;5K
圧縮機効率70%
これらの値を、各混合冷媒についてのGWPと合わせて表147〜166に示す。
Figure 2019124230
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これらの結果から、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の総和が100質量%となり、点(0.0, 100.0, 0.0)と点(0.0, 0.0, 100.0)とを結ぶ線分を底辺とし、点(0.0, 100.0, 0.0)を左側とする3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
点O(100.0, 0.0, 0.0)、
点A’’(63.0, 0.0, 37.0)、
点B’’(0.0, 63.0, 37.0)及び
点(0.0, 100.0, 0.0)
の4点をそれぞれ結ぶ線分で囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にある場合、GWPが250以下となることが判る。
また、同様に、座標(x,y,z)が、
点O(100.0, 0.0, 0.0)、
点A’(81.6, 0.0, 18.4)、
点B’(0.0, 81.6, 18.4)及び
点(0.0, 100.0, 0.0)
の4点をそれぞれ結ぶ線分で囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にある場合、GWPが125以下となることが判る。
また、同様に、座標(x,y,z)が、
点O(100.0, 0.0, 0.0)、
点A(90.5, 0.0, 9.5)、
点B(0.0, 90.5, 9.5)及び
点(0.0, 100.0, 0.0)
の4点をそれぞれ結ぶ線分で囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にある場合、GWPが65以下となることが判る。
また、同様に、座標(x,y,z)が、
点C(50.0, 31.6, 18.4)、
点U(28.7, 41.2, 30.1)及び
点D(52.2, 38.3, 9.5)
の3点をそれぞれ結ぶ線分の左側又は前記線分上にある場合、R410Aを基準とするCOP比が96%以上となることが判る。ただし、前記線分CUは、座標(-0.0538z2+0.7888z+53.701, 0.0538z2-1.7888z+46.299, z)前記線分UDは、座標(-3.4962z2+210.71z-3146.1, 3.4962z2-211.71z+3246.1, z)で表わされる。
線分CU上の点は、点C,比較例10,点Uの3点から最小二乗法にて求められる。
線分UD上の点は、点U,実施例2, Dの3点から最小二乗法にて求められる。
また、同様に、座標(x,y,z)が、
点E(55.2, 44.8, 0.0)と、
点T(34.8, 51.0, 14.2)
点F(0.0, 76.7, 23.3)と
の3点をそれぞれ結ぶ線分の左側又は前記線分上にある場合、R410Aを基準とするCOP比が94.5%以上となることが判る。ただし、前記線分ETは、座標(-0.0547z2-0.5327z+53.4, 0.0547z2-0.4673z+46.6, z)前記線分TFは、座標(-0.0982z2+0.9622z+40.931, 0.0982z2-1.9622z+59.069, z)で表わされる。線分ET上の点は、点E,実施例2,Tの3点から最小二乗法にて求められる。
線分TG上の点は、点T,S,Fの3点から最小二乗法にて求められる。
また、同様に、座標(x,y,z)が、
点G(0.0, 76.7, 23.3)、
点R(21.0, 69.5, 9.5)及び
点H(0.0, 85.9, 14.1)
の3点をそれぞれ結ぶ線分の左側又は前記線分上にある場合、R410Aを基準とするCOP比が93%以上となることが判る。ただし、前記線分GRは、座標(-0.0491z2-1.1544z+38.5, 0.0491z2+0.1544z+61.5, z)で表わされ、かつ前記線分RHは、座標(-0.3123z2+4.234z+11.06, 0.3123z2-5.234z+88.94, z)で表わされる。
線分GR上の点は、点G,実施例5、点Rの3点から最小二乗法にて求められる。
線分RH上の点は、点R,実施例7,点Hの3点から最小二乗法にて求められる。
一方、比較例8、9、13、15、17及び18等に示されるようにR32を含まない場合、二重結合を持つHFO-1132(E)及びHFO-1123の濃度が相対的に高くなり、冷媒化合物において分解等の変質や重合を招くため、好ましくない。
(6)第1実施形態
第1実施形態に係る温水製造装置である給湯システム1は、図16〜図18に示すように、ヒートポンプ2、貯湯ユニット3、これらの管理や制御を行うコントローラ50、ユーザーへの情報表示やユーザーの操作受付を担うリモコン90、などを備えている。
(6−1)ヒートポンプ
ヒートポンプ2は、水を加熱するための熱源装置として機能するユニットであり、冷媒が循環する冷媒回路20、送風ファン24F、各種センサ、などを備えている。本実施形態では、冷媒回路20には、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うための冷媒が充填されている。当該冷媒は、1,2−ジフルオロエチレンを含む混合冷媒であり、上述した冷媒A〜Eのいずれかを用いることができる。
冷媒回路20は、圧縮機21、利用側の水熱交換器22、電動膨張弁23、熱源側の空気熱交換器24、冷媒配管25、などから構成されている。
圧縮機21は、インバータ式の出力可変の電動圧縮機である。
水熱交換器22は、冷媒の熱を利用する利用側の熱交換器として機能し、冷媒管22rと、水管32wとを有している。水熱交換器22は、ヒートポンプ2の圧縮機21によって吐出された後に冷媒管22rを流れる高温高圧のガス冷媒と、後述する貯湯ユニット3から流れてきて水管32wを流れる循環水との間で、熱交換を行わせる。この水熱交換器22における熱交換によって、冷媒管22rを通過する冷媒が冷却されると同時に、水管32wを通過する水が加熱され、湯(高温の水=温水)が生成される。
電動膨張弁23は、圧縮機21を出て、水との熱交換で冷却された低温高圧の冷媒を膨張させる。
空気熱交換器24は、外気から熱を奪う熱源側の熱交換器として機能し、電動膨張弁23で膨張した低温低圧の二相状態の冷媒と、外気との間で、熱交換を行わせる。外気から吸熱した冷媒は、蒸発して低圧のガス冷媒となって圧縮機21に吸入される。
冷媒配管25は、圧縮機21の吐出口、水熱交換器22内の冷媒管22r、電動膨張弁23、空気熱交換器24、圧縮機21の吸入口、の順に各機器を接続している。
各種センサとしては、例えば、冷媒に関する温度や圧力を検知するセンサが設けられる。図17には、これらのセンサのうち、熱交換器入口水温センサ31Tと、熱交換器出口水温センサ32Tとを示している。熱交換器入口水温センサ31Tは、水熱交換器22に入る前の水の温度を検出する。すなわち、熱交換器入口水温センサ31Tは、水熱交換器22を通過する前の水の温度を検出する。熱交換器出口水温センサ32Tは、水熱交換器22を通過した後の水の温度を検出する。
(6−2)貯湯ユニット
貯湯ユニット3は、市水(水道水)などの外部から供給される水を、ヒートポンプ2に送って加熱させ、ヒートポンプ2から戻ってきた水(湯)を蓄えるユニットである。また、貯湯ユニット3は、ユーザーが設定する温度の湯が供給されるように、燃焼加熱装置4や混合弁77によって温度調整された湯を給湯部82に送る機能を持つ。
貯湯ユニット3は、取水部81、給湯部82、貯湯タンク35、循環水配管30、取水給湯配管70、燃焼加熱装置4、などを備えている。
(6−2−1)取水部および給湯部
取水部81は、接続口を有し、市水(水道水)の供給管89aが接続される。
給湯部82は、接続口を有し、設置対象の建物内の蛇口99などから延びる給水・給湯用の建物内配管99aが接続される。
(6−2−2)貯湯タンク
貯湯タンク35は、ヒートポンプ2によって加熱された水(湯)を、ユーザーが蛇口99を回して利用する前から予め蓄えておくタンクである。貯湯タンク35は、水が常に満たされている。そして、貯湯タンク35には、所定温度以上、ここでは70℃以上の高温の水(以下、高温水という。)の量をコントローラ50に把握させるための、タンク温度分布検知センサが設けられている。タンク温度分布検知センサは、貯湯タンク35の下部から上部に向かって、順に、第1センサT1、第2センサT2、第3センサT3、第4センサT4、第5センサT5、第6センサT6の6つにより構成される。コントローラ50は、これらのタンク温度分布検知センサT1〜T6が検知する貯湯タンク35内の各高さ位置での水温およびリモコン90による設定に基づき、ヒートポンプ2を駆動させて沸き上げ運転を行う。沸き上げ運転とは、貯湯タンク35の中の水の温度が目的の温度に到達するまで水の熱量を上げていく運転である。沸き上げ運転における目的の温度、すなわち、貯湯タンク35の中の水の目標貯湯温度は、例えば予め給湯システム1の製造工場において設定されている。本実施形態では、目標貯湯温度は75℃である。
なお、第6センサT6の温度検出値が70℃を下回っていれば、残湯量は0、第6センサT6の温度検出値が70℃以上であれば、残湯量は1である。さらに、第5センサT5の温度検出値も70℃以上であれば、残湯量は2である。同様に、残湯量は3,4,5,6まで存在し、第1センサT1の温度検出値も70℃以上であれば、残湯量は最大の6である。
(6−2−3)循環水配管
循環水配管30は、貯湯タンク35の中の水にヒートポンプ2で得られる熱を伝えるための回路であり、往き管31、水熱交換器22内の水管32w、戻り管33、および、循環用ポンプ34を有している。往き管31は、貯湯タンク35の下端近傍と水熱交換器22内の水管32wの上流側端部とを接続している。戻り管33は、水熱交換器22内の水管32wの下流側端部と貯湯タンク35の上端近傍とを接続している。循環用ポンプ34は、往き管31の途中に設けられている。循環用ポンプ34は、出力を調整することができる電動ポンプであり、貯湯タンク35と水熱交換器22との間で水を循環させる役割を果たす。具体的には、循環水配管30では、循環用ポンプ34がコントローラ50からの指令を受けて駆動することにより、貯湯タンク35内の水のうち下部に存在している温度の低い水が、往き管31に流出し、水熱交換器22内の水管32wを通過することで温度上昇し、戻り管33を介して貯湯タンク35の上端近傍に戻ってくる。これにより、貯湯タンク35内の高温水とそれより温度が低い水との境界が上から下に向けて移動していくことになり、貯湯タンク35内の高温水の量が増えていく。
(6−2−4)取水給湯配管および燃焼加熱装置
取水給湯配管70は、外部の市水等から水の供給を受けつつ、貯湯タンク35に蓄えられている高温水を利用するための回路であって、取水管71、給湯管73、バイパス管74、および、混合弁77を有している。
取水管71は、外部の市水等から水の供給を受けて、貯湯タンク35の下端近傍に常温の水を供給する。この取水管71には、市水によって供給される水の温度を検知するための取水温度センサ71Tが設けられている。
給湯管73は、貯湯タンク35に蓄えられている水のうち、上端近傍に存在している温度の高い水を、給湯部82から、ユーザーの利用箇所、例えば建物内の蛇口99から延びる建物内配管99aに導く。
燃焼加熱装置4は、給湯管73の途中に配備されている。燃焼加熱装置4は、貯湯タンク35と混合弁77との間に配置されており、燃料ガスを燃焼させる燃焼バーナー41を備えている。燃焼バーナー41は、その加熱能力が調整できるガスバーナーであり、コントローラ50の指令に応じて加熱量を調整しながら給湯管73を流れる水を加熱する。
また、給湯管73の燃焼加熱装置4と混合弁77との間には、通過する水の温度を検知するための混合前湯温センサ4Tが設けられている。
バイパス管74は、取水管71を流れている常温の水と、給湯管73を流れてくる水(湯)と、を混合させるための配管である。バイパス管74は、取水管71から給湯管73まで延びており、混合弁77によって給湯管73に接続されている。
混合弁77は、コントローラ50からの指令を受け、給湯管73を流れてくる高い温度の水(湯)と、バイパス管74を流れてくる常温の水との混合比率を調節するための調整弁である。
(6−3)コントローラおよびリモコン
コントローラ50は、貯湯ユニット3の内部に設置されており、圧縮機21、電動膨張弁23、送風ファン24F、混合弁77、燃焼バーナー41、循環用ポンプ34などのアクチュエータと接続され、これらのアクチュエータに動作指示を送る。また、コントローラ50は、熱交換器入口水温センサ31T、熱交換器出口水温センサ32T、タンク温度分布検知センサT1〜T6、取水温度センサ71T、混合前湯温センサ4T、などのセンサ類と接続されており、これらのセンサ類から検知結果を取得する。さらに、コントローラ50には、ユーザーの設定入力を受け付けたりユーザーへの情報提供を行ったりするためのリモコン90が接続されている。
リモコン90には、図18に示すように、必要な湯(水)の温度を設定するための湯温設定部91や、設定湯温や残湯量などを表示する表示部92などが設けられている。
(6−4)給湯システムの特徴
本実施形態に係る給湯システム1では、上述した冷媒A〜Eのいずれかを用いて、水熱交換器22によって水を加熱しているため、効率が高い。供給される水が硬水である場合、スケールが生じるというデメリットがあるが、供給される水が軟水である場合には、本実施形態に係る給湯システム1を採用するメリットが特に大きい。
(6−5)第1実施形態の第1の変形例
第1実施形態の給湯システム1に代えて、図19に示す給湯システム1aを採用すれば、スケールの発生のデメリットを抑制することができる。図19の給湯システム1aでは、ヒートポンプ2aが、第1実施形態のヒートポンプ2が保有しないサブの循環水配管60を備えている。サブの循環水配管60には、サブの循環用ポンプ64が設けられている。サブの循環水配管60の中の水は、水熱交換器22において冷媒から熱を奪い、サブの水熱交換器62においてメインの循環水配管30を流れる水に放熱する。メインの水熱交換器22は、冷媒と水との間で熱交換をさせる熱交換器であるが、サブの水熱交換器62は、水と水との間で熱交換をさせる熱交換器である。
図19に示す給湯システム1aでは、ヒートポンプ2aの圧縮機21から吐出された高温のガス冷媒によって、サブの環水配管60を流れる水がサブの水熱交換器62において加熱され、その加熱された水によって、メインの循環水配管30を流れる水がサブの水熱交換器62において加熱される。サブの循環水配管60によって構成される水の流路は閉ループであり、ここでは殆どスケールは発生しない。
(6−6)第1実施形態の第2の変形例
第1実施形態の給湯システム1に代えて、図20に示す給湯システム1bを採用すれば、スケールの発生のデメリットを抑制することができる。図20の給湯システム1bでは、貯湯ユニット3bが、第1実施形態の貯湯ユニット3が保有しない熱交換部38を備えている。熱交換部38は、循環水配管30bの一部であって、貯湯タンク35の内部に配置される。第1実施形態の給湯システム1では、貯湯タンク35の下部から水を循環水配管30に流出させ、加熱後の水を貯湯タンク35の上端近傍に戻しているが、図20に示す給湯システム1bでは、閉ループを構成する循環水配管30bを流れる加熱水によって、貯湯タンク35の中の水の沸き上げが行われる。貯湯タンク35の中の水は、熱交換部38を流れる温水から熱を奪って温度が上がっていく。
図20に示す給湯システム1bでは、循環水配管30bによって構成される水の流路は閉ループであり、ここでは殆どスケールは発生しない。
また、図20に示す給湯システム1bのヒートポンプ2bには、利用側の熱交換器として機能する水熱交換器22に加えて、同じく利用側の水熱交換器22aを備える。水熱交換器22aは、水熱交換器22の冷媒流れの上流側に配置され、水循環流路190を流れる水を加熱する。水循環流路190は、床暖房を行うために床の下に配置された熱交換器192と、ヒートポンプ2bの水熱交換器22aとを結ぶ、閉じたループ流路である。水循環流路190には、ポンプ194が設けられている。水熱交換器22aにおいて圧縮機21から吐出された高温の混合冷媒から熱を奪って加熱された水は、ポンプ194の駆動によって床の下の熱交換器192に送られる。熱交換器192において放熱し、床暖房を行った水は、水循環流路190を通って再び水熱交換器22aに流入する。
ここでは、ヒートポンプ2bが、貯湯タンク35の中の水を加熱して給湯に役立つとともに、床暖房の熱源としての役割も果たす。
(7)第2実施形態
(7−1)温水循環暖房システムの主要構成
第2実施形態に係る温水製造装置である温水循環暖房システムの構成を、図21〜図23に示す。温水循環暖房システムは、建物において温水を循環させて暖房を行うとともに給湯機能を持つシステムであって、温水を溜めるタンク240と、居室内ラジエータ261a,262aと、トイレ内放熱器269b,269c,269eと、屋内暖房用循環ポンプ251と、温水を加熱するための蒸気圧縮式のヒートポンプ210と、温水加熱用循環ポンプ225と、給湯用熱交換器241aと、加熱水散布装置275と、コントロールユニット220とを備えている。
居室内ラジエータ261a,262aは、建物の居室261,262に配置され、温水の持つ熱を居室261,262の室内空気に放熱させる。
トイレ内放熱器269b,269c,269eは、建物のトイレ269に配置され、温水の持つ熱をトイレ269内で放熱させる。
屋内暖房用循環ポンプ251は、タンク240から居室内ラジエータ261a,262aおよびトイレ内放熱器269b,269c,269eへと温水を流し、居室内ラジエータ261a,262aおよびトイレ内放熱器269b,269c,269eで放熱を行った温水を再びタンク240へと戻す。タンク240を出た温水は、居室内ラジエータ261a,262aを流れた後、トイレ内放熱器269b,269c,269eを流れて、タンク240へと戻る。
ヒートポンプ210は、圧縮機211、放熱器212、膨張弁213および蒸発器214を有する冷媒回路を備え、蒸発器214により外気から熱を奪い、放熱器212から放出する熱によってタンク240から流れてくる温水を加熱する。本実施形態では、冷媒回路には、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うための冷媒が充填されている。当該冷媒は、1,2−ジフルオロエチレンを含む混合冷媒であり、上述した冷媒A〜Eのいずれかを用いることができる。
温水加熱用循環ポンプ225は、タンク240からヒートポンプ210の放熱器212へと温水を流し、ヒートポンプ210の放熱器212から再びタンク240へと温水を戻す。
給湯用熱交換器241aは、タンク240内に配置され、給水源から取り入れた水とタンク240内の温水との間で熱交換をさせ、水を加熱して建物の給湯配管272に供給する。給湯用熱交換器241aで加熱され給湯配管272に供給される水を、以下、加熱水と称する。なお、給水源から取り入れられ給湯配管272に供給される水と、タンク240内の温水とは、互いに混ざり合うことはない。図21の符号241は、給水源から給湯配管272に至る水の流路である。
加熱水散布装置275は、給湯用熱交換器241aから給湯配管272に供給される加熱水を、ヒートポンプ210の蒸発器214の外表面に散布する装置である。
なお、タンク240に溜められ、屋内暖房用循環ポンプ251や温水加熱用循環ポンプ225により閉じたループを循環する温水は、ここでは普通の水を用いているが、液体であればよく、必ずしも水(HO)でなくてもよい。屋内暖房用循環ポンプ251や温水加熱用循環ポンプ225の動力を低減でき、循環ルートとなる配管252,231などのサイズを水(HO)よりも小さくすることができる液体があれば、その液体を用いることが望ましい。
(7−2)温水循環暖房システムの概略動作
温水循環暖房システムでは、温水加熱用循環ポンプ225の作動によりタンク240からヒートポンプ210の放熱器212に流れてくる温水を、ヒートポンプ210の作動により放熱器212から放出される熱を使って加熱する。これにより、ヒートポンプ210からタンク240へは、高温の温水が戻される。一方、タンク240内の温水は、屋内暖房用循環ポンプ251の作動により、居室261,262にある居室内ラジエータ261a,262aやトイレ269にあるトイレ内放熱器269b,269c,269eに送られる。温水の熱は、居室261,262の室内空気やトイレ内放熱器269b,269c,269eの周囲に移動し、居室261,262が暖房され、トイレ269においてもトイレタンク269a内の洗浄水や便座269dなどが暖められる。そして、約10℃〜20℃に温度が下がった温水が、再びタンク240に戻されてくる。この温度が下がった温水は、ヒートポンプ210の作動によって再び高温にされる。
このように、ここでは、配管231で接続されるタンク240とヒートポンプ210とを循環する第1のループと、配管252で接続されるタンク240と居室内ラジエータ261a,262aやトイレ内放熱器269b,269c,269eとを循環する第2のループとが形成されており、それぞれのループを温水が循環する。これにより、ヒートポンプ210の作動によって屋外から集めた熱や圧縮機211の作動により生じた熱が、タンク240に溜められた温水を介して、最終的には居室261,262の室内空気やトイレ269の各部に移動することになる。
また、タンク240内には給湯用熱交換器241aが配備されており、給水源から取り入れられた水が、給湯用熱交換器241aを通るときにタンク240内の温水から熱を奪って加熱水となり、建物の給湯配管272に流れていく。この給湯配管272に流れた加熱水は、シャワー273や浴槽274などで使用されることになる。さらに、給湯配管272に流れた加熱水の一部は、加熱水散布装置275により、ヒートポンプ210の蒸発器214の外表面に散布される。この散布は、ヒートポンプ210の蒸発器214に霜がつく所定条件のときに、定期的に行われる。
(7−3)コントロールユニット220の詳細構成
総合コントローラ229は、図21および図24に示すように、ヒートポンプ210に付随する機器およびタンク240に付随する機器を、外部から入力される信号に基づいて制御する。総合コントローラ229は、三方弁221,222や温水加熱用循環ポンプ225とともにケーシングの中に収められ、1つのコントロールユニット220を形成している(図21参照)。
三方弁221,222は、タンク240の高さ方向のどの部分から温水を引き出して居室内ラジエータ261a,262aなどへ送り出すかや、トイレ内放熱器269b,269c,269eから戻ってくる低温の温水をタンク240の高さ方向のどの部分へ戻すかを調整するために設けられている。これらの三方弁221,222は、総合コントローラ229からの指示によって作動する。
総合コントローラ229は、三方弁221,222のほか、ブースターヒータ242、ヒートポンプ制御ユニット219、屋内暖房用循環ポンプ251、温水加熱用循環ポンプ225、温水流量調整弁253〜255、デフロスト用バルブ277、などを制御する。また、総合コントローラ229は、暖房温水往き温度センサ252a、暖房温水戻り温度センサ252b、タンク240の温度センサ240a〜240e、給水配管温度センサ271a、給湯配管温度センサ272aなどから計測結果の信号を受けるとともに、居室261,262などに配備されたリモコン/サーモスタット291から室内温度や室内設定温度の情報などを受ける。
(7−4)温水循環暖房システムの特徴
第2実施形態に係る温水循環暖房システムでは、上述した冷媒A〜Eのいずれかを用いて、ヒートポンプ210の放熱器212によって水を加熱しているため、効率が高い。また、ヒートポンプ210の放熱器212によって加熱される水は、タンク240に溜められ、屋内暖房用循環ポンプ251や温水加熱用循環ポンプ225により閉じたループを循環する。言い換えると、ヒートポンプ210の放熱器212によって加熱される水は、給水源から取り入れられ給湯配管272に供給される水と混ざり合うことはない。このため、ヒートポンプ210の放熱器212による水の加熱によって過度のスケールが発生することがない。
(7−5)第2実施形態の第1の変形例
第2実施形態の温水循環暖房システムでは、タンク240内に配置された給湯用熱交換器241aによって給水源から取り入れた水を加熱して給湯用の加熱水を作っているが、図25に示すように、水熱交換器112によって加熱水を作ってもよい。図25に示す温水循環暖房システムでは、第3のループを構成する水循環流路110およびポンプ115を設けて、タンク240の上部から温水を取り出し、水熱交換器112を通した後に、放熱した温水がタンク240の下部に戻るようにしている。水熱交換器112では、タンク240から流れてくる温水の放熱によって、給水源から取り入れた水が加熱され、給湯用の加熱水となって給湯配管272に流れていく。図25の符号118は、給水源から給湯配管272に至る水の流路である。
(7−6)第2実施形態の第2の変形例
第2実施形態の温水循環暖房システムでは、温水加熱用循環ポンプ225によって、タンク240の下部からヒートポンプ210の放熱器212へと温水を流し、ヒートポンプ210の放熱器212から再びタンク240の上部へと温水を戻しているが、図26に示すように、放熱器212を無くし、圧縮機211から吐出された高温高圧の混合冷媒をタンク240の中まで導く冷媒循環流路217を設け、タンク240の中に配置した熱交換器216によってタンク240内の水を加熱する構成を採ってもよい。図26に示す温水循環暖房システムでは、タンク240内の熱交換器216が、給湯用熱交換器241aの近傍に配置される。冷媒循環流路217を流れてきた高温の混合冷媒は、熱交換器216においてタンク240内の水に放熱し、凝縮して低温高圧の液相の冷媒となり、ヒートポンプ210のユニットへと戻る。ヒートポンプ210のユニットに戻った液冷媒は、膨張弁213で減圧されて蒸発器214に流入し、外気から熱を奪って蒸発する。その後、混合冷媒は、再び圧縮機211において圧縮され、高温高圧となる。熱交換器216によって加熱されたタンク240内の水は、熱交換器216に隣接する給湯用熱交換器241aを流れる水を加熱する。また、熱交換器216から輻射によっても、冷媒の熱が給湯用熱交換器241aへと伝えられる。給水源から取り入れられ給湯用熱交換器241aを流れる水は、タンク240内の水を介して熱交換器216から熱を奪って、また輻射によって熱交換器216から熱を奪って、加熱水となる。
図26に示す温水循環暖房システムでは、タンク240内の水と、給水源から給湯配管272に至る水(流路241を流れる水)とが分けられており、混合冷媒の凝縮器として機能するタンク240内の熱交換器216による水の急激な加熱があったとしても、スケールの発生量が少なくなる。
(8)第3実施形態
図27は、第3実施形態に係る温水製造装置である給湯システム310の概略構成図である。給湯システム310は、ホテル、病院およびスポーツ施設等の大型施設で利用される給湯設備である。図27に示されるように、給湯システム310は、主として、受水槽320と、熱源ユニット330と、貯湯タンク340と、湯利用部350と、制御部360と、給水ライン312と、出湯ライン314と、湯循環路316とを備える。給水ライン312は、受水槽320と熱源ユニット330とを接続する管である。出湯ライン314は、熱源ユニット330と貯湯タンク340とを接続する管である。湯循環路316は、貯湯タンク340と湯利用部350とを接続する管である。図27において、給水ライン312、出湯ライン314および湯循環路316に沿った矢印は、水または湯の流れる方向を表す。次に、受水槽320、熱源ユニット330、貯湯タンク340、湯利用部350および制御部360について、それぞれ説明する。
(8−1)受水槽
受水槽320は、給湯システム310によって使用される水を貯留するための槽である。受水槽320は、上水道等に接続される。受水槽320は、給水ライン312を介して、熱源ユニット330に水を供給する。受水槽320の給水圧力は、40kPa〜500kPaである。
(8−2)熱源ユニット
熱源ユニット330は、屋外に設置される。熱源ユニット330は、受水槽320から給水ライン312を介して水の供給を受ける。熱源ユニット330は、給水ライン312から取り入れた水を加熱する。熱源ユニット330は、加熱された水である湯を、出湯ライン314を介して貯湯タンク340に送る。
図28は、熱源ユニット330の概略構成図である。図29は、給湯システム310のブロック図である。図28および図29に示されるように、熱源ユニット330は、主として、水流路331と、給水ポンプ332と、第2熱交換器333と、冷媒循環流路334と、圧縮機335と、膨張弁336と、第1熱交換器337と、出湯温度センサ338とを有している。水流路331は、給水ポンプ332および第2熱交換器333に接続されている。冷媒循環流路334は、圧縮機335、膨張弁336および第1熱交換器337に接続されている。図28において、水流路331および冷媒循環流路334に沿った矢印は、水または冷媒の流れる方向を表す。次に、熱源ユニット330の各構成要素について説明する。
(8−2−1)水流路
水流路331は、給水ライン312から取り入れた水が流れる管である。水流路331は、第1水配管331aと、第2水配管331bと、第3水配管331cとから構成される。第1水配管331aは、給水ライン312に接続され、かつ、給水ポンプ332の吸入口に接続される。第2水配管331bは、給水ポンプ332の吐出口に接続され、かつ、第2熱交換器333の水管333aに接続される。第3水配管331cは、第2熱交換器333の水管333aに接続され、かつ、出湯ライン314に接続される。第3水配管331cは、出湯ライン314との接続部の近傍において、第3水配管331cを流れる水の温度を測定するための出湯温度センサ338が取り付けられている。
(8−2−2)給湯ポンプ
給水ポンプ332は、容量可変のポンプであり、水流路331を流れる水の量を調節することができる。水流路331を流れる水は、給水ライン312から供給され、給水ポンプ332および第2熱交換器333を通過して、出湯ライン314に供給される。
(8−2−3)第2熱交換器
第2熱交換器333は、水流路331を流れる水が通過する水管333aと、冷媒循環流路334を流れる冷媒が通過する冷媒管333bとを有する。第2熱交換器333は、例えば、水管333aの外周に冷媒管333bが螺旋状に巻きつけられ、かつ、水管333aの内部に溝が形成されている構成を有するトルネード式の熱交換器である。第2熱交換器333では、水管333aを流れる低温の水と、冷媒管333bを流れる高温高圧の冷媒との間で熱交換が行われる。第2熱交換器333の水管333aを流れる低温の水は、第2熱交換器333の冷媒管333bを流れる高温の冷媒と熱交換が行われて加熱される。これにより、給水ライン312から供給された水は、第2熱交換器333で加熱されて、湯として出湯ライン314に供給される。
(8−2−4)冷媒循環流路
冷媒循環流路334は、第2熱交換器333において水と熱交換される冷媒が循環する管である。本実施形態では、冷媒循環流路334には、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うための冷媒が充填されている。当該冷媒は、1,2−ジフルオロエチレンを含む混合冷媒であり、上述した冷媒A〜Eのいずれかを用いることができる。
図28に示されるように、冷媒循環流路334は、圧縮機335の吐出口と第2熱交換器333の冷媒管333bとを連結し、第2熱交換器333の冷媒管333bと膨張弁336とを連結し、膨張弁336と第1熱交換器337とを連結し、第1熱交換器337と圧縮機335の吸入口とを連結する。第2熱交換器333は、冷凍サイクルにおける凝縮器としての機能を有する。第1熱交換器337は、冷凍サイクルにおける蒸発器としての機能を有する。
(8−2−5)圧縮機
圧縮機335は、容量可変のインバータ圧縮機である。圧縮機335は、冷媒循環流路334を流れる低圧のガス冷媒を吸入して圧縮する。圧縮機335において圧縮された高温高圧のガス冷媒は、圧縮機335から吐出されて、第2熱交換器333の冷媒管333bに送られる。第2熱交換器333では、第2熱交換器333の冷媒管333bを流れる高温高圧のガス冷媒は、第2熱交換器333の水管333aを流れる低温の水と熱交換する。これにより、第2熱交換器333において、高温高圧のガス冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒となる。
(8−2−6)膨張弁
膨張弁336は、冷媒循環流路334を流れる冷媒の圧力および流量を調節するための電動弁である。第2熱交換器333の冷媒管333bで熱交換された高圧の液冷媒は、膨張弁336を通過することで減圧され、低圧の気液二相状態の冷媒となる。
(8−2−7)第1熱交換器
第1熱交換器337は、例えば、プレートフィンコイル熱交換器である。第1熱交換器337の近傍には、ファン337aが設置されている。ファン337aは、第1熱交換器337に対して外気を送風して、第1熱交換器337において冷媒と熱交換された外気を排出する。第1熱交換器337では、膨張弁336で減圧された低圧の気液二相状態の冷媒が、ファン337aによって供給される外気との熱交換により蒸発して、低圧のガス冷媒となる。第1熱交換器337を通過した低圧のガス冷媒は、圧縮機335に送られる。
(8−2−8)出湯温度センサ
出湯温度センサ338は、水流路331の第3水配管331cと出湯ライン314との接続部の近傍において、第3水配管331cに取り付けられる温度センサである。出湯温度センサ338は、第2熱交換器333において加熱され、第3水配管331cを流れる水の温度を測定する。すなわち、出湯温度センサ338は、熱源ユニット330によって供給される湯の温度を測定する。
(8−3)貯湯タンク
貯湯タンク340は、熱源ユニット330から出湯ライン314を介して供給される湯を貯めるための開放型の貯湯タンクである。貯湯タンク340は、例えば、ステンレス製のタンク、および、FRP製のタンクである。貯湯タンク340に貯められた湯は、湯循環路316を介して湯利用部350に供給される。湯循環路316は、図27に示されるように、第1湯配管316aと、第2湯配管316bとから構成される。貯湯タンク340は、内部に貯められた湯を第1湯配管316aに供給し、第1湯配管316aを介して湯利用部350に湯を送る。湯利用部350で利用されなかった湯は、第2湯配管316bを介して貯湯タンク340に戻される。すなわち、貯湯タンク340に貯められた湯の一部は、第1湯配管316aおよび第2湯配管316bを流れて、貯湯タンク340に再び戻される。
なお、図27に示されるように、第1湯配管316aには、給湯ポンプ351が取り付けられている。給湯ポンプ351は、貯湯タンク340に貯められた湯を湯利用部350に送るための加圧ポンプである。給湯ポンプ351は、容量可変であり、湯利用部350に送られる湯の量を調節することができる。
図29に示されるように、貯湯タンク340は、主として、保温ヒータ341と、水圧センサ342と、フロートスイッチ343と、貯湯温度センサ344とを有している。次に、貯湯タンク340の各構成要素について説明する。
(8−3−1)保温ヒータ
保温ヒータ341は、貯湯タンク340に貯められている湯の温度を、湯利用部350において湯として利用可能な温度以上に維持するために、貯湯タンク340の内部に取り付けられるヒータである。貯湯タンク340は、保温ヒータ341を用いて、内部に貯められた湯の保温運転を行う。
(8−3−2)水圧センサ
水圧センサ342は、貯湯タンク340に貯められている湯の残量を測定するためのセンサである。水圧センサ342は、貯湯タンク340内部の下部に取り付けられ、貯湯タンク340内部の湯による水圧を検出することで、貯湯タンク340に貯められている湯の残量および水位を算出する。水圧センサ342は、例えば、貯湯タンク340に貯められている湯の残量が、予め設定されている目標残湯量未満であるか否かを検出することができる。
(8−3−3)フロートスイッチ
フロートスイッチ343は、貯湯タンク340に貯められている湯の水位に応じて上下するフロートを用いて、貯湯タンク340に貯められている湯の残量を補助的に検出する。
(8−3−4)貯湯温度センサ
貯湯温度センサ344は、湯循環路316の第1湯配管316aと、貯湯タンク340との接続部の近傍において、貯湯タンク340の内部に設置されている温度センサである。貯湯温度センサ344は、貯湯タンク340に貯められている湯の温度を測定する。
(8−4)湯利用部
湯利用部350は、台所、シャワーおよびプール等、貯湯タンク340に貯められている湯が利用される場所である。貯湯タンク340に貯められている湯は、給湯ポンプ351によって、湯循環路316の第1湯配管316aを介して、湯利用部350に供給される。湯利用部350では、第1湯配管316aを介して供給された湯の全てが利用されるとは限らない。湯利用部350で利用されなかった湯は、湯循環路316の第2湯配管316bを介して、貯湯タンク340に戻される。
(8−5)制御部
制御部360は、図29に示されるように、給湯システム310の構成要素に接続されている。具体的には、制御部360は、給水ポンプ332、圧縮機335、膨張弁336、ファン337a、出湯温度センサ338、保温ヒータ341、水圧センサ342、フロートスイッチ343、貯湯温度センサ344および給湯ポンプ351に接続されている。制御部360は、例えば、熱源ユニット330内部の電装品ユニット(図示せず)に設置されている。
制御部360は、給湯システム310の構成要素を制御するためのコンピュータである。例えば、制御部360は、給水ポンプ332の回転数、圧縮機335の運転周波数、膨張弁336の開度、ファン337aの回転数、保温ヒータ341の消費電力および給湯ポンプ351の回転数を制御し、出湯温度センサ338、水圧センサ342、フロートスイッチ343および貯湯温度センサ344の測定値を取得する。
また、図29に示されるように、制御部360は、さらに、リモコン370と接続されている。リモコン370は、給湯システム310を制御するための機器である。
(8−6)給湯システムの特徴
第3実施形態に係る給湯システムでは、上述した冷媒A〜Eのいずれかを用いて、熱源ユニット330の第2熱交換器333によって水を加熱しているため、効率が高い。
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
1 給湯システム(温水製造装置)
1a 給湯システム(温水製造装置)
1b 給湯システム(温水製造装置)
21 圧縮機
22 水熱交換器(第2熱交換器)
23 膨張弁(膨張機構)
24 空気熱交換器(第1熱交換器)
30 循環水配管(循環流路;第2循環流路)
30b 循環水配管(第1循環流路)
35 貯湯タンク(タンク)
38 熱交換部(第1循環流路の一部)
60 サブの循環水配管(第1循環流路)
62 サブの水熱交換器(第3熱交換器)
110 水循環流路(第2循環流路)
112 水熱交換器(第3熱交換器)
118 流路(第3流路)
211 圧縮機
212 放熱器(第2熱交換器)
213 膨張弁(膨張機構)
214 蒸発器(第2熱交換器)
231 配管(第1循環流路)
240 タンク
241 流路(第2流路)
241a 給湯用熱交換器(第2流路の一部)
320 受水槽(給水源)
312 給水ライン(流路)
314 出湯ライン(流路)
331 水流路(流路)
333 第2熱交換器
335 圧縮機
336 膨張弁(膨張機構)
337 第1熱交換器
340 貯湯タンク(タンク)
特開2003−083614号公報

Claims (32)

  1. 少なくとも1,2−ジフルオロエチレン(HFO-1132(E))を含む混合冷媒を用いた温水製造装置であって、
    圧縮機(21,211,335)と、
    熱源側の第1熱交換器(24,214,337)と、
    膨張機構(23,213,336)と、
    利用側の第2熱交換器(22,212,333)と、
    を備え、
    前記第2熱交換器(22,212,333)は、その内部を流れる前記混合冷媒と、第1の水との間で熱交換をさせて、前記第1の水を加熱する、
    温水製造装置。
  2. タンク(35)と、
    前記タンク(35)と前記第2熱交換器(22)との間で前記第1の水を循環させる循環流路(30)と、
    をさらに備える、請求項1に記載の温水製造装置(1)。
  3. 前記第2熱交換器(22)によって加熱された前記第1の水を循環させる第1循環流路(60)と、
    前記第1循環流路(60)とは別の第2循環流路(30)と、
    前記第1循環流路(60)を流れる前記第1の水と、前記第2循環流路(30)を流れる第2の水との間で熱交換をさせて、前記第2循環流路(30)を流れる前記第2の水を加熱する、第3熱交換器(62)と、
    前記第3熱交換器(62)によって加熱された前記第2の水を貯めるタンク(35)と、
    をさらに備える、請求項1に記載の温水製造装置(1a)。
  4. 前記第2熱交換器(22)によって加熱された前記第1の水を循環させる第1循環流路(30b)と、
    タンク(35)と、
    をさらに備え、
    前記第1循環流路(30b)の一部(38)は、前記タンク(35)の中に配置され、前記第1循環流路(30b)を流れる前記第1の水と、前記タンク(35)の中の第2の水との間で熱交換をさせて、前記タンク(35)の中の前記第2の水を加熱する、
    請求項1に記載の温水製造装置(1b)。
  5. タンク(240)と、
    前記第2熱交換器(212)と前記タンク(240)との間で前記第1の水を循環させる第1循環流路(231)と、
    第3熱交換器(112)と、
    前記第3熱交換器(112)と前記タンク(240)との間で前記第1の水を循環させる第2循環流路(110)と、
    前記第1循環流路(231)および前記第2循環流路(110)とは別の第3流路(118)と、
    をさらに備え、
    前記第3熱交換器(112)は、前記タンクから流れてくる前記第1の水と前記第3流路(118)を流れる第3の水との間で熱交換をさせて、前記第3流路(118)を流れる前記第3の水を加熱する、
    請求項1に記載の温水製造装置。
  6. タンク(240)と、
    前記タンク(240)と前記第2熱交換器(212)との間で前記第1の水を循環させる第1循環流路(231)と、
    前記第1循環流路(231)とは別の第2流路(241)と、
    をさらに備え、
    前記第2流路(241)の一部(241a)は、前記タンク(240)の中に配置され、前記タンク(240)の中の前記第1の水と、前記第2流路(241)を流れる第2の水との間で熱交換をさせて、前記第2流路(241)を流れる前記第2の水を加熱する、
    請求項1に記載の温水製造装置。
  7. 前記第1の水を貯めるタンク(240)と、
    一部(241a)が前記タンク(240)の中に配置され、第2の水が流れる流路(241)と、
    をさらに備え、
    前記第2熱交換器(216)は、前記タンク(240)の中において、前記タンク(240)に貯められている前記第1の水を加熱し、
    前記タンク(240)に貯められている前記第1の水は、前記流路(241)を流れる前記第2の水を加熱する、
    請求項1に記載の温水製造装置。
  8. タンク(340)と、
    給水源(320)から前記タンク(340)へと前記第1の水を流す流路(312,331,314)と、
    をさらに備え、
    前記第2熱交換器(333)は、前記流路(331)を流れる前記第1の水を加熱する、
    請求項1に記載の温水製造装置。
  9. 前記第2熱交換器(212)とは別の、利用側の第4熱交換器(22a)と、
    冷房または暖房用の第4の水が流れる第4循環流路(190)と、
    をさらに備え、
    前記第4熱交換器(22a)は、その内部を流れる前記混合冷媒と、前記第4循環流路(190)を流れる前記第4の水との間で熱交換をさせて、前記第4の水を冷却または加熱する、
    請求項1から8のいずれか1項に記載の温水製造装置(1b)。
  10. 前記冷媒が、トランス−1,2−ジフルオロエチレン(HFO-1132(E))、トリフルオロエチレン(HFO-1123)及び2,3,3,3−テトラフルオロ−1−プロペン(R1234yf)を含む、
    請求項1から9のいずれか1項に記載の温水製造装置。
  11. 前記冷媒において、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
    点A(68.6, 0.0, 31.4)、
    点A’(30.6, 30.0, 39.4)、
    点B(0.0, 58.7, 41.3)、
    点D(0.0, 80.4, 19.6)、
    点C’(19.5,70.5,10.0)、
    点C(32.9, 67.1, 0.0)及び
    点O(100.0, 0.0, 0.0)
    の7点をそれぞれ結ぶ線分AA’、A’B、BD、DC’、C’C、CO及びOAで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分BD、CO及びOA上の点は除く)、
    前記線分AA’は、
    座標(x, 0.0016x2-0.9473x+57.497, -0.0016x2-0.0527x+42.503)
    で表わされ、
    前記線分A’Bは、
    座標(x, 0.0029x2-1.0268x+58.7, -0.0029x2+0.0268x+41.3)
    で表わされ、
    前記線分DC’は、
    座標(x, 0.0082x2-0.6671x+80.4, -0.0082x2-0.3329x+19.6)
    で表わされ、
    前記線分C’Cは、
    座標(x, 0.0067x2-0.6034x+79.729, -0.0067x2-0.3966x+20.271)
    で表わされ、かつ
    前記線分BD、CO及びOAが直線である、
    請求項10に記載の温水製造装置。
  12. 前記冷媒において、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
    点G(72.0, 28.0, 0.0)、
    点I(72.0, 0.0, 28.0)、
    点A(68.6, 0.0, 31.4)、
    点A’(30.6, 30.0, 39.4)、
    点B(0.0, 58.7, 41.3)、
    点D(0.0, 80.4, 19.6)、
    点C’(19.5,70.5,10.0) 及び
    点C(32.9, 67.1, 0.0)
    の8点をそれぞれ結ぶ線分GI、IA、AA’、A’B、BD、DC’、C’C及びCGで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分IA、BD及びCG上の点は除く)、
    前記線分AA’は、
    座標(x, 0.0016x2-0.9473x+57.497, -0.0016x2-0.0527x+42.503)
    で表わされ、
    前記線分A’Bは、
    座標(x, 0.0029x2-1.0268x+58.7, -0.0029x2+0.0268x+41.3)
    で表わされ、
    前記線分DC’は、
    座標(x, 0.0082x2-0.6671x+80.4, -0.0082x2-0.3329x+19.6)
    で表わされ、
    前記線分C’Cは、
    座標(x, 0.0067x2-0.6034x+79.729, -0.0067x2-0.3966x+20.271)
    で表わされ、かつ
    前記線分GI、IA、BD及びCGが直線である、
    請求項10に記載の温水製造装置。
  13. 前記冷媒において、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
    点J(47.1, 52.9, 0.0)、
    点P(55.8, 42.0, 2.2)、
    点N(68.6, 16.3, 15.1)、
    点K(61.3, 5.4, 33.3)、
    点A’(30.6, 30.0, 39.4)、
    点B(0.0, 58.7, 41.3)、
    点D(0.0, 80.4, 19.6)、
    点C’(19.5,70.5,10.0) 及び
    点C(32.9, 67.1, 0.0)
    の9点をそれぞれ結ぶ線分JP、PN、NK、KA’、A’B、BD、DC’、C’C及びCJで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分BD及びCJ上の点は除く)、
    前記線分PNは、
    座標(x, -0.1135x2+12.112x-280.43, 0.1135x2-13.112x+380.43)
    で表わされ、
    前記線分NKは、
    座標(x, 0.2421x2-29.955x+931.91, -0.2421x2+28.955x-831.91)
    で表わされ、
    前記線分KA’は、
    座標(x, 0.0016x2-0.9473x+57.497, -0.0016x2-0.0527x+42.503)
    で表わされ、
    前記線分A’Bは、
    座標(x, 0.0029x2-1.0268x+58.7, -0.0029x2+0.0268x+41.3)
    で表わされ、
    前記線分DC’は、
    座標(x, 0.0082x2-0.6671x+80.4, -0.0082x2-0.3329x+19.6)
    で表わされ、
    前記線分C’Cは、
    座標(x, 0.0067x2-0.6034x+79.729, -0.0067x2-0.3966x+20.271)
    で表わされ、かつ
    前記線分JP、BD及びCGが直線である、
    請求項10に記載の温水製造装置。
  14. 前記冷媒において、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
    点J(47.1, 52.9, 0.0)、
    点P(55.8, 42.0, 2.2)、
    点L(63.1, 31.9, 5.0)、
    点M(60.3, 6.2, 33.5)、
    点A’(30.6, 30.0, 39.4)、
    点B(0.0, 58.7, 41.3)、
    点D(0.0, 80.4, 19.6)、
    点C’(19.5,70.5,10.0) 及び
    点C(32.9, 67.1, 0.0)
    の9点をそれぞれ結ぶ線分JP、PL、LM、MA’、A’B、BD、DC’、C’C及びCJで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分BD及びCJ上の点は除く)、
    前記線分PLは、
    座標(x, -0.1135x2+12.112x-280.43, 0.1135x2-13.112x+380.43)
    で表わされ、
    前記線分MA’は、
    座標(x, 0.0016x2-0.9473x+57.497, -0.0016x2-0.0527x+42.503)
    で表わされ、
    前記線分A’Bは、
    座標(x, 0.0029x2-1.0268x+58.7, -0.0029x2+0.0268x+41.3)
    で表わされ、
    前記線分DC’は、
    座標(x, 0.0082x2-0.6671x+80.4, -0.0082x2-0.3329x+19.6)
    で表わされ、
    前記線分C’Cは、
    座標(x, 0.0067x2-0.6034x+79.729, -0.0067x2-0.3966x+20.271)
    で表わされ、かつ
    前記線分JP、LM、BD及びCGが直線である、
    請求項10に記載の温水製造装置。
  15. 前記冷媒において、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
    点P(55.8, 42.0, 2.2)、
    点L(63.1, 31.9, 5.0)、
    点M(60.3, 6.2, 33.5)、
    点A’(30.6, 30.0, 39.4)、
    点B(0.0, 58.7, 41.3)、
    点F(0.0, 61.8, 38.2)及び
    点T(35.8, 44.9, 19.3)
    の7点をそれぞれ結ぶ線分PL、LM、MA’、A’B、BF、FT及びTPで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分BF上の点は除く)、
    前記線分PLは、
    座標(x, -0.1135x2+12.112x-280.43, 0.1135x2-13.112x+380.43)
    で表わされ、
    前記線分MA’は、
    座標(x, 0.0016x2-0.9473x+57.497, -0.0016x2-0.0527x+42.503)
    で表わされ、
    前記線分A’Bは、
    座標(x, 0.0029x2-1.0268x+58.7, -0.0029x2+0.0268x+41.3)
    で表わされ、
    前記線分FTは、
    座標(x, 0.0078x2-0.7501x+61.8, -0.0078x2-0.2499x+38.2)
    で表わされ、
    前記線分TPは、
    座標(x, 0.0067x2-0.7607x+63.525, -0.0067x2-0.2393x+36.475)
    で表わされ、かつ
    前記線分LM及びBFが直線である、
    請求項10に記載の温水製造装置。
  16. 前記冷媒において、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
    点P(55.8, 42.0, 2.2)、
    点L(63.1, 31.9, 5.0)、
    点Q(62.8, 29.6, 7.6) 及び
    点R(49.8, 42.3, 7.9)
    の4点をそれぞれ結ぶ線分PL、LQ、QR及びRPで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり、
    前記線分PLは、
    座標(x, -0.1135x2+12.112x-280.43, 0.1135x2-13.112x+380.43)
    で表わされ、
    前記線分RPは、
    座標(x, 0.0067x2-0.7607x+63.525, -0.0067x2-0.2393x+36.475)
    で表わされ、かつ
    前記線分LQ及びQRが直線である、
    請求項10に記載の温水製造装置。
  17. 前記冷媒において、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
    点S(62.6, 28.3, 9.1)、
    点M(60.3, 6.2, 33.5)、
    点A’(30.6, 30.0, 39.4)、
    点B(0.0, 58.7, 41.3)、
    点F(0.0, 61.8, 38.2)及び
    点T(35.8, 44.9, 19.3)
    の6点をそれぞれ結ぶ線分SM、MA’、A’B、BF、FT、及びTSで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり、
    前記線分MA’は、
    座標(x, 0.0016x2-0.9473x+57.497, -0.0016x2-0.0527x+42.503)
    で表わされ、
    前記線分A’Bは、
    座標(x, 0.0029x2-1.0268x+58.7, -0.0029x2+0.0268x+41.3)
    で表わされ、
    前記線分FTは、
    座標(x, 0.0078x2-0.7501x+61.8, -0.0078x2-0.2499x+38.2)
    で表わされ、
    前記線分TSは、
    座標(x, 0.0017x2-0.7869x+70.888, -0.0017x2-0.2131x+29.112)
    で表わされ、かつ
    前記線分SM及びBFが直線である、
    請求項10に記載の温水製造装置。
  18. 前記冷媒が、トランス−1,2−ジフルオロエチレン(HFO-1132(E))及びトリフルオロエチレン(HFO-1123)の合計を、該冷媒の全体に対して99.5質量%以上含み、かつ該冷媒が、HFO-1132(E)を、該冷媒の全体に対して62.0質量%〜72.0質量%含む、
    請求項1から9のいずれか1項に記載の温水製造装置。
  19. 前記冷媒が、HFO-1132(E)及びHFO-1123の合計を、該冷媒の全体に対して99.5質量%以上含み、かつ該冷媒が、HFO-1132(E)を、該冷媒の全体に対して45.1質量%〜47.1質量%含む、
    請求項1から9のいずれか1項に記載の温水製造装置。
  20. 前記冷媒が、トランス−1,2−ジフルオロエチレン(HFO-1132(E))、トリフルオロエチレン(HFO-1123)及び2,3,3,3−テトラフルオロ−1−プロペン(R1234yf)並びにジフルオロメタン(R32)を含み、
    前記冷媒において、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yf並びにR32の、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びz並びにaとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が(100-a)質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
    0<a≦11.1のとき、
    点G(0.026a2-1.7478a+72.0, -0.026a2+0.7478a+28.0, 0.0)、
    点I(0.026a2-1.7478a+72.0, 0.0, -0.026a2+0.7478a+28.0)、
    点A(0.0134a2-1.9681a+68.6, 0.0, -0.0134a2+0.9681a+31.4)、
    点B(0.0, 0.0144a2-1.6377a+58.7, -0.0144a2+0.6377a+41.3)、
    点D’(0.0, 0.0224a2+0.968a+75.4, -0.0224a2-1.968a+24.6)及び
    点C(-0.2304a2-0.4062a+32.9, 0.2304a2-0.5938a+67.1, 0.0)
    の6点をそれぞれ結ぶ直線GI、IA、AB、BD’、D’C及びCGで囲まれる図形の範囲内又は前記直線GI、AB及びD’C上にあり(ただし、点G、点I、点A、点B、点D’及び点Cは除く)、
    11.1<a≦18.2のとき、
    点G(0.02a2-1.6013a+71.105, -0.02a2+0.6013a+28.895, 0.0)、
    点I(0.02a2-1.6013a+71.105, 0.0, -0.02a2+0.6013a+28.895)、
    点A(0.0112a2-1.9337a+68.484, 0.0, -0.0112a2+0.9337a+31.516)、
    点B(0.0, 0.0075a2-1.5156a+58.199, -0.0075a2+0.5156a+41.801)及び
    点W(0.0, 100.0-a, 0.0)
    の5点をそれぞれ結ぶ直線GI、IA、AB、BW及びWGで囲まれる図形の範囲内又は前記直線GI及びAB上にあり(ただし、点G、点I、点A、点B及び点Wは除く)、
    18.2<a≦26.7のとき、
    点G(0.0135a2-1.4068a+69.727, -0.0135a2+0.4068a+30.273, 0.0)、
    点I(0.0135a2-1.4068a+69.727, 0.0, -0.0135a2+0.4068a+30.273)、
    点A(0.0107a2-1.9142a+68.305, 0.0, -0.0107a2+0.9142a+31.695)、
    点B(0.0, 0.009a2-1.6045a+59.318, -0.009a2+0.6045a+40.682)及び
    点W(0.0, 100.0-a, 0.0)
    の5点をそれぞれ結ぶ直線GI、IA、AB、BW及びWGで囲まれる図形の範囲内又は前記直線GI及びAB上にあり(ただし、点G、点I、点A、点B及び点Wは除く)、
    26.7<a≦36.7のとき、
    点G(0.0111a2-1.3152a+68.986, -0.0111a2+0.3152a+31.014, 0.0)、
    点I(0.0111a2-1.3152a+68.986, 0.0, -0.0111a2+0.3152a+31.014)、
    点A(0.0103a2-1.9225a+68.793, 0.0, -0.0103a2+0.9225a+31.207)、
    点B(0.0, 0.0046a2-1.41a+57.286, -0.0046a2+0.41a+42.714)及び
    点W(0.0, 100.0-a, 0.0)
    の5点をそれぞれ結ぶ直線GI、IA、AB、BW及びWGで囲まれる図形の範囲内又は前記直線GI及びAB上にあり(ただし、点G、点I、点A、点B及び点Wは除く)、及び
    36.7<a≦46.7のとき、
    点G(0.0061a2-0.9918a+63.902, -0.0061a2-0.0082a+36.098,0.0)、
    点I(0.0061a2-0.9918a+63.902, 0.0, -0.0061a2-0.0082a+36.098)、
    点A(0.0085a2-1.8102a+67.1, 0.0, -0.0085a2+0.8102a+32.9)、
    点B(0.0, 0.0012a2-1.1659a+52.95, -0.0012a2+0.1659a+47.05)及び
    点W(0.0, 100.0-a, 0.0)
    の5点をそれぞれ結ぶ直線GI、IA、AB、BW及びWGで囲まれる図形の範囲内又は前記直線GI及びAB上にある(ただし、点G、点I、点A、点B及び点Wは除く)、
    請求項1から9のいずれか1項に記載の温水製造装置。
  21. 前記冷媒が、トランス−1,2−ジフルオロエチレン(HFO-1132(E))、トリフルオロエチレン(HFO-1123)及び2,3,3,3−テトラフルオロ−1−プロペン(R1234yf)並びにジフルオロメタン(R32)を含み、
    前記冷媒において、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yf並びにR32の、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びz並びにaとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR1234yfの総和が(100-a)質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
    0<a≦11.1のとき、
    点J(0.0049a2-0.9645a+47.1, -0.0049a2-0.0355a+52.9, 0.0)、
    点K’(0.0514a2-2.4353a+61.7, -0.0323a2+0.4122a+5.9, -0.0191a2+1.0231a+32.4)、
    点B(0.0, 0.0144a2-1.6377a+58.7, -0.0144a2+0.6377a+41.3)、
    点D’(0.0, 0.0224a2+0.968a+75.4, -0.0224a2-1.968a+24.6)及び
    点C(-0.2304a2-0.4062a+32.9, 0.2304a2-0.5938a+67.1, 0.0)
    の5点をそれぞれ結ぶ直線JK’、K’B、BD’、D’C及びCJで囲まれる図形の範囲内又は前記直線JK’、K’B及びD’C上にあり(ただし、点J、点B、点D’及び点Cは除く)、
    11.1<a≦18.2のとき、
    点J(0.0243a2-1.4161a+49.725, -0.0243a2+0.4161a+50.275, 0.0)、
    点K’(0.0341a2-2.1977a+61.187, -0.0236a2+0.34a+5.636, -0.0105a2+0.8577a+33.177)、
    点B(0.0, 0.0075a2-1.5156a+58.199, -0.0075a2+0.5156a+41.801)及び
    点W(0.0, 100.0-a, 0.0)
    の4点をそれぞれ結ぶ直線JK’、K’B、BW及びWJで囲まれる図形の範囲内又は前記直線JK’及びK’B上にあり(ただし、点J、点B及び点Wは除く)、
    18.2<a≦26.7のとき、
    点J(0.0246a2-1.4476a+50.184, -0.0246a2+0.4476a+49.816, 0.0)、
    点K’(0.0196a2-1.7863a+58.515, -0.0079a2-0.1136a+8.702, -0.0117a2+0.8999a+32.783)、
    点B(0.0, 0.009a2-1.6045a+59.318, -0.009a2+0.6045a+40.682)及び
    点W(0.0, 100.0-a, 0.0)
    の4点をそれぞれ結ぶ直線JK’、K’B、BW及びWJで囲まれる図形の範囲内又は前記直線JK’及びK’B上にあり(ただし、点J、点B及び点Wは除く)、
    26.7<a≦36.7のとき、
    点J(0.0183a2-1.1399a+46.493, -0.0183a2+0.1399a+53.507, 0.0)、
    点K’(-0.0051a2+0.0929a+25.95, 0.0, 0.0051a2-1.0929a+74.05)、
    点A(0.0103a2-1.9225a+68.793, 0.0, -0.0103a2+0.9225a+31.207)、
    点B(0.0, 0.0046a2-1.41a+57.286, -0.0046a2+0.41a+42.714)及び
    点W(0.0, 100.0-a, 0.0)
    の5点をそれぞれ結ぶ直線JK’、K’A、AB、BW及びWJで囲まれる図形の範囲内又は前記直線JK’、K'A及びAB上にあり(ただし、点J、点B及び点Wは除く)、及び
    36.7<a≦46.7のとき、
    点J(-0.0134a2+1.0956a+7.13, 0.0134a2-2.0956a+92.87, 0.0)、
    点K’(-1.892a+29.443, 0.0, 0.892a+70.557)、
    点A(0.0085a2-1.8102a+67.1, 0.0, -0.0085a2+0.8102a+32.9)、
    点B(0.0, 0.0012a2-1.1659a+52.95, -0.0012a2+0.1659a+47.05)及び
    点W(0.0, 100.0-a, 0.0)
    の5点をそれぞれ結ぶ直線JK’、K’A、AB、BW及びWJで囲まれる図形の範囲内又は前記直線JK’、K'A及びAB上にある(ただし、点J、点B及び点Wは除く)、
    請求項1から9のいずれか1項に記載の温水製造装置。
  22. 前記冷媒が、トランス−1,2−ジフルオロエチレン(HFO-1132(E))、ジフルオロメタン(R32)及び2,3,3,3−テトラフルオロ−1−プロペン(R1234yf)を含み、前記冷媒において、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
    点I(72.0, 0.0, 28.0)、
    点J(48.5, 18.3, 33.2)、
    点N(27.7, 18.2, 54.1)及び
    点E(58.3, 0.0, 41.7)
    の4点をそれぞれ結ぶ線分IJ、JN、NE、及びEIで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分EI上にある点は除く)、
    前記線分IJは、
    座標(0.0236y2-1.7616y+72.0, y, -0.0236y2+0.7616y+28.0)
    で表わされ、
    前記線分NEは、
    座標(0.012y2-1.9003y+58.3, y, -0.012y2+0.9003y+41.7)
    で表わされ、かつ
    前記線分JN及びEIが直線である、
    請求項1から9のいずれか1項に記載の温水製造装置。
  23. 前記冷媒が、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfを含み、前記冷媒において、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
    点M(52.6, 0.0, 47.4)、
    点M’(39.2, 5.0, 55.8)、
    点N(27.7, 18.2, 54.1)、
    点V(11.0, 18.1, 70.9)及び
    点G(39.6, 0.0, 60.4)
    の5点をそれぞれ結ぶ線分MM’、M’N、NV、VG、及びGMで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分GM上にある点は除く)、
    前記線分MM’は、
    座標(x, 0.132x2-3.34x+52.6, -0.132x2+2.34x+47.4)
    で表わされ、
    前記線分M’Nは、
    座標(0.0313y2-1.4551y+43.824, y, -0.0313y2+0.4551y+56.176)
    で表わされ、
    前記線分VGは、
    座標(0.0123y2-1.8033y+39.6, y, -0.0123y2+0.8033y+60.4)
    で表わされ、かつ
    前記線分NV及びGMが直線である、
    請求項1から9のいずれか1項に記載の温水製造装置。
  24. 前記冷媒が、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfを含み、前記冷媒において、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
    点O(22.6, 36.8, 40.6)、
    点N(27.7, 18.2, 54.1)及び
    点U(3.9, 36.7, 59.4)
    の3点をそれぞれ結ぶ線分ON、NU及びUOで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり、
    前記線分ONは、
    座標(0.0072y2-0.6701y+37.512, y, -0.0072y2-0.3299y+62.488)
    で表わされ、
    前記線分NUは、
    座標(0.0083y2-1.7403y+56.635, y, -0.0083y2+0.7403y+43.365)
    で表わされ、かつ
    前記線分UOが直線である、
    請求項1から9のいずれか1項に記載の温水製造装置。
  25. 前記冷媒が、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfを含み、前記冷媒において、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
    点Q(44.6, 23.0, 32.4)、
    点R(25.5, 36.8, 37.7)、
    点T(8.6, 51.6, 39.8)、
    点L(28.9, 51.7, 19.4)及び
    点K(35.6, 36.8, 27.6)
    の5点をそれぞれ結ぶ線分QR、RT、TL、LK及びKQで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり、
    前記線分QRは、
    座標(0.0099y2-1.975y+84.765, y, -0.0099y2+0.975y+15.235)
    で表わされ、
    前記線分RTは、
    座標(0.082y2-1.8683y+83.126, y, -0.082y2+0.8683y+16.874)
    で表わされ、
    前記線分LKは、
    座標(0.0049y2-0.8842y+61.488, y, -0.0049y2-0.1158y+38.512)
    で表わされ、
    前記線分KQは、
    座標(0.0095y2-1.2222y+67.676, y, -0.0095y2+0.2222y+32.324)
    で表わされ、かつ
    前記線分TLが直線である、
    請求項1から9のいずれか1項に記載の温水製造装置。
  26. 前記冷媒が、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfを含み、前記冷媒において、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、R32及びR1234yfの総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
    点P(20.5, 51.7, 27.8)、
    点S(21.9, 39.7, 38.4)及び
    点T(8.6, 51.6, 39.8)
    の3点をそれぞれ結ぶ線分PS、ST及びTPで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり、
    前記線分PSは、
    座標(0.0064y2-0.7103y+40.1, y, -0.0064y2-0.2897y+59.9)
    で表わされ、
    前記線分STは、
    座標(0.082y2-1.8683y+83.126, y, -0.082y2+0.8683y+16.874)
    で表わされ、かつ
    前記線分TPが直線である、
    請求項1から9のいずれか1項に記載の温水製造装置。
  27. 前記冷媒が、トランス−1,2−ジフルオロエチレン(HFO-1132(E))、トリフルオロエチレン(HFO-1123)及びジフルオロメタン(R32)を含み、
    前記冷媒において、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
    点I(72.0, 28,0, 0.0)
    点K(48.4, 33.2, 18.4)
    点B’(0.0, 81.6, 18.4)
    点H(0.0, 84.2, 15.8)
    点R(23.1, 67.4, 9.5)及び
    点G(38.5, 61.5, 0.0)
    の6点をそれぞれ結ぶ線分IK、KB’、B’H、HR、RG及びGIで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分B’H及びGI上の点を除く)、
    前記線分IKは、
    座標(0.025z2-1.7429z+72.00, -0.025z2+0.7429z+28.0, z)
    で表わされ、
    前記線分HRは、
    座標(-0.3123z2+4.234z+11.06, 0.3123z2-5.234z+88.94, z)
    で表わされ、
    前記線分RGは、
    座標(-0.0491z2-1.1544z+38.5, 0.0491z2+0.1544z+61.5, z)
    で表わされ、かつ
    前記線分KB’及びGIが直線である、
    請求項1から9のいずれか1項に記載の温水製造装置。
  28. 前記冷媒が、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32を含み、
    前記冷媒において、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
    点I(72.0, 28,0, 0.0)
    点J(57.7, 32.8, 9.5)
    点R(23.1, 67.4, 9.5)及び
    点G(38.5, 61.5, 0.0)
    の4点をそれぞれ結ぶ線分IJ、JR、RG及びGIで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分GI上の点を除く)、
    前記線分IJは、
    座標(0.025z2-1.7429z+72.0, -0.025z2+0.7429z+28.0, z)
    で表わされ、かつ
    前記線分RGは、
    座標(-0.0491z2-1.1544z+38.5, 0.0491z2+0.1544z+61.5, z)
    で表わされ、
    前記線分JR及びGIが直線である、
    請求項1から9のいずれか1項に記載の温水製造装置。
  29. 前記冷媒が、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32を含み、
    前記冷媒において、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
    点M(47.1, 52.9, 0.0)
    点P(31.8, 49.8, 18.4)
    点B’(0.0, 81.6, 18.4)
    点H(0.0, 84.2, 15.8)
    点R(23.1, 67.4, 9.5)及び
    点G(38.5, 61.5, 0.0)
    の6点をそれぞれ結ぶ線分MP、PB’、B’H、HR、RG及びGMで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分B’H及びGM上の点を除く)、
    前記線分MPは、
    座標(0.0083z2-0.984z+47.1,-0.0083z2-0.016z+52.9, z)
    で表わされ、
    前記線分HRは、
    座標(-0.3123z2+4.234z+11.06, 0.3123z2-5.234z+88.94, z)
    で表わされ、
    前記線分RGは、
    座標(-0.0491z2-1.1544z+38.5, 0.0491z2+0.1544z+61.5, z)
    で表わされ、かつ
    前記線分PB’及びGMが直線である、
    請求項1から9のいずれか1項に記載の温水製造装置。
  30. 前記冷媒が、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32を含み、
    前記冷媒において、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
    点M(47.1, 52.9, 0.0)
    点N(38.5, 52.1, 9.5)
    点R(23.1, 67.4, 9.5)及び
    点G(38.5, 61.5, 0.0)
    の4点をそれぞれ結ぶ線分MN、NR、RG及びGMで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分GM上の点を除く)、
    前記線分MNは、
    座標(0.0083z2-0.984z+47.1,-0.0083z2-0.016z+52.9, z)
    で表わされ、かつ
    前記線分RGは、
    座標(-0.0491z2-1.1544z+38.5, 0.0491z2+0.1544z+61.5, z)
    で表わされ、
    前記線分JR及びGIが直線である、
    請求項1から9のいずれか1項に記載の温水製造装置。
  31. 前記冷媒が、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32を含み、
    前記冷媒において、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
    点P(31.8, 49.8, 18.4)
    点S(25.4, 56.2, 18.4)及び
    点T(34.8, 51.0, 14.2)
    の3点をそれぞれ結ぶ線分PS、ST及びTPで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり、
    前記線分STは、
    座標(-0.0982z2+0.9622z+40.931, 0.0982z2-1.9622z+59.069, z)
    で表わされ、かつ
    前記線分TPは、
    座標(0.0083z2-0.984z+47.1,-0.0083z2-0.016z+52.9, z)
    で表わされ、
    前記線分PSが直線である、
    請求項1から9のいずれか1項に記載の温水製造装置。
  32. 前記冷媒が、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32を含み、
    前記冷媒において、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の、これらの総和を基準とする質量%をそれぞれx、y及びzとするとき、HFO-1132(E)、HFO-1123及びR32の総和が100質量%となる3成分組成図において、座標(x,y,z)が、
    点Q(28.6, 34.4, 37.0)
    点B’’(0.0, 63.0, 37.0)
    点D(0.0, 67.0, 33.0)及び
    点U(28.7, 41.2, 30.1)
    の4点をそれぞれ結ぶ線分QB’’、B’’D、DU及びUQで囲まれる図形の範囲内又は前記線分上にあり(ただし、線分B’’D上の点を除く)、
    前記線分DUは、
    座標(-3.4962z2+210.71z-3146.1, 3.4962z2-211.71z+3246.1, z)で表わされ、かつ
    前記線分UQは、
    座標(0.0135z2-0.9181z+44.133, -0.0135z2-0.0819z+55.867, z)
    で表わされ、
    前記線分QB’’及びB’’Dが直線である、
    請求項1から9のいずれか1項に記載の温水製造装置。
JP2019561029A 2017-12-18 2018-12-13 温水製造装置 Active JP7231834B2 (ja)

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