KR102581223B1 - 냉매를 포함하는 조성물, 그 사용, 그리고 그것을 갖는 냉동기 및 그 냉동기의 운전 방법 - Google Patents

냉매를 포함하는 조성물, 그 사용, 그리고 그것을 갖는 냉동기 및 그 냉동기의 운전 방법 Download PDF

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Abstract

R410A와 동등한 냉각 능력을 갖고, GWP가 충분히 작으며, 또한 ASHRAE의 규격으로 미연성(2L 클래스)이라는, 3종의 성능을 겸비하는 혼합 냉매를 제공하는 것을 과제로 한다. 냉매를 포함하는 조성물로서, 당해 냉매가, 트랜스-1,2-디플루오로에틸렌(HFO-1132(E)), 디플루오로메탄(R32) 및 2,3,3,3-테트라플루오로-1-프로펜(R1234yf)을 포함하고, 상기 냉매에 있어서, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가, 점 A (71.1, 0.0, 28.9), 점 C (36.5, 18.2, 45.3), 점 F (47.6, 18.3, 34.1) 및 점 D (72.0, 0.0, 28.0)의 4점을 각각 잇는 선분 AC, CF, FD, 및 DA로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 당해 선분 상에 있고, 당해 선분 AC는, 좌표 (0.0181y2-2.2288y+71.096, y, -0.0181y2+1.2288y+28.904)로 나타내어지고, 당해 선분 FD는, 좌표 (0.02y2-1.7y+72, y, -0.02y2+0.7y+28)로 나타내어지고, 또한 당해 선분 CF 및 DA가 직선인, 조성물.

Description

냉매를 포함하는 조성물, 그 사용, 그리고 그것을 갖는 냉동기 및 그 냉동기의 운전 방법{COMPOSITION CONTAINING REFRIGERANT, USE OF SAID COMPOSITION, REFRIGERATOR HAVING SAID COMPOSITION, AND METHOD FOR OPERATING SAID REFRIGERATOR}
본 개시는, 냉매를 포함하는 조성물, 그 사용, 그리고 그것을 갖는 냉동기 및 그 냉동기의 운전 방법에 관한 것이다.
가정용 에어컨 등의 공조용 냉매로서 현재, R410A가 이용되고 있다. R410A는, 디플루오로메탄(CH2F2; HFC-32 또는 R32)과 펜타플루오로에탄(C2HF5; HFC-125 또는 R125)의 2성분 혼합 냉매이며, 의사(擬似) 공비 조성물이다.
그러나, R410A의 지구 온난화 계수(GWP)는 2088이고, 지구 온난화에 대한 우려가 고조됨에 따라 GWP가 675인 R32가 보다 많이 사용되고 있다.
이 때문에, R410A를 대체 가능한 저(低)GWP 혼합 냉매가 여러 가지 제안되고 있다(특허문헌 1).
국제 공개 제2015/186557호
본 발명자들은, 독자적인 검토에 의해, 종래 기술에 있어서는, R410A와 동등한 냉동 능력[Refrigeration Capacity(Cooling Capacity 또는 Capacity로 표기되는 경우도 있음)]을 갖고, GWP가 충분히 작으며, 또한 미국 난방 냉동 공조 학회(ASHRAE)의 규격으로 미연성(微燃性)(2L 클래스)이라는, 3종의 성능을 겸비하는 냉매 조성물의 개발에는 이르지 않았다고 착상하기에 이르렀다. 본 개시는 이러한 독자적인 과제를 해결하는 것을 목적으로 하는 것이다.
항 1.
냉매를 포함하는 조성물로서,
상기 냉매가, 트랜스-1,2-디플루오로에틸렌(HFO-1132(E)), 디플루오로메탄(R32) 및 2,3,3,3-테트라플루오로-1-프로펜(R1234yf)을 포함하고, 상기 냉매에 있어서, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
점 I (72.0, 0.0, 28.0),
점 J (48.5, 18.3, 33.2),
점 N (27.7, 18.2, 54.1) 및
점 E (58.3, 0.0, 41.7)
의 4점을 각각 잇는 선분 IJ, JN, NE, 및 EI로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고(단, 선분 EI 상에 있는 점은 제외한다),
상기 선분 IJ는,
좌표 (0.0236y2-1.7616y+72.0, y, -0.0236y2+0.7616y+28.0)
으로 나타내어지고,
상기 선분 NE는,
좌표 (0.012y2-1.9003y+58.3, y, -0.012y2+0.9003y+41.7)
로 나타내어지고, 또한
상기 선분 JN 및 EI가 직선인, 조성물.
항 2.
냉매를 포함하는 조성물로서,
상기 냉매가, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf를 포함하고, 상기 냉매에 있어서, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
점 M (52.6, 0.0, 47.4),
점 M' (39.2, 5.0, 55.8),
점 N (27.7, 18.2, 54.1),
점 V (11.0, 18.1, 70.9) 및
점 G (39.6, 0.0, 60.4)
의 5점을 각각 잇는 선분 MM', M'N, NV, VG, 및 GM으로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고(단, 선분 GM 상에 있는 점은 제외한다),
상기 선분 MM'는,
좌표 (0.132y2-3.34y+52.6, y, -0.132y2+2.34y+47.4)
로 나타내어지고,
상기 선분 M'N은,
좌표 (0.0596y2-2.2541y+48.98, y, -0.0596y2+1.2541y+51.02)
으로 나타내어지고,
상기 선분 VG는,
좌표 (0.0123y2-1.8033y+39.6, y, -0.0123y2+0.8033y+60.4)
로 나타내어지고, 또한
상기 선분 NV 및 GM이 직선인, 조성물.
항 3.
냉매를 포함하는 조성물로서,
상기 냉매가, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf를 포함하고, 상기 냉매에 있어서, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
점 O (22.6, 36.8, 40.6),
점 N (27.7, 18.2, 54.1) 및
점 U (3.9, 36.7, 59.4)
의 3점을 각각 잇는 선분 ON, NU 및 UO로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고,
상기 선분 ON은,
좌표 (0.0072y2-0.6701y+37.512, y, -0.0072y2-0.3299y+62.488)
로 나타내어지고,
상기 선분 NU는,
좌표 (0.0083y2-1.7403y+56.635, y, -0.0083y2+0.7403y+43.365)
로 나타내어지고, 또한
상기 선분 UO가 직선인, 조성물.
항 4.
냉매를 포함하는 조성물로서,
상기 냉매가, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf를 포함하고, 상기 냉매에 있어서, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
점 Q (44.6, 23.0, 32.4),
점 R (25.5, 36.8, 37.7),
점 T (8.6, 51.6, 39.8),
점 L (28.9, 51.7, 19.4) 및
점 K (35.6, 36.8, 27.6)
의 5점을 각각 잇는 선분 QR, RT, TL, LK 및 KQ로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고,
상기 선분 QR은,
좌표 (0.0099y2-1.975y+84.765, y, -0.0099y2+0.975y+15.235)
로 나타내어지고,
상기 선분 RT는,
좌표 (0.0082y2-1.8683y+83.126, y, -0.0082y2+0.8683y+16.874)
로 나타내어지고,
상기 선분 LK는,
좌표 (0.0049y2-0.8842y+61.488, y, -0.0049y2-0.1158y+38.512)
로 나타내어지고,
상기 선분 KQ는,
좌표 (0.0095y2-1.2222y+67.676, y, -0.0095y2+0.2222y+32.324)
로 나타내어지고, 또한
상기 선분 TL이 직선인, 조성물.
항 5.
냉매를 포함하는 조성물로서,
상기 냉매가, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf를 포함하고, 상기 냉매에 있어서, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
점 P (20.5, 51.7, 27.8),
점 S (21.9, 39.7, 38.4) 및
점 T (8.6, 51.6, 39.8)
의 3점을 각각 잇는 선분 PS, ST 및 TP로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고,
상기 선분 PS는,
좌표 (0.0064y2-0.7103y+40.1, y, -0.0064y2-0.2897y+59.9)
로 나타내어지고,
상기 선분 ST는,
좌표 (0.0082y2-1.8683y+83.126, y, -0.0082y2+0.8683y+16.874)
로 나타내어지고, 또한
상기 선분 TP가 직선인, 조성물.
항 6.
냉매를 포함하는 조성물로서,
상기 냉매가, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf를 포함하고, 상기 냉매에 있어서, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
점 a (71.1, 0.0, 28.9),
점 c (36.5, 18.2, 45.3),
점 f (47.6, 18.3, 34.1) 및
점 d (72.0, 0.0, 28.0)
의 4점을 각각 잇는 선분 ac, cf, fd, 및 da로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고,
상기 선분 ac는,
좌표 (0.0181y2-2.2288y+71.096, y, -0.0181y2+1.2288y+28.904)로 나타내어지고,
상기 선분 fd는,
좌표 (0.02y2-1.7y+72, y, -0.02y2+0.7y+28)로 나타내어지고, 또한
상기 선분 cf 및 da가 직선인, 조성물.
항 7.
냉매를 포함하는 조성물로서,
상기 냉매가, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf를 포함하고, 상기 냉매에 있어서, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
점 a (71.1, 0.0, 28.9),
점 b (42.6, 14.5, 42.9),
점 e (51.4, 14.6, 34.0) 및
점 d (72.0, 0.0, 28.0)
의 4점을 각각 잇는 선분 ab, be, ed, 및 da로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고,
상기 선분 ab는,
좌표 (0.0181y2-2.2288y+71.096, y, -0.0181y2+1.2288y+28.904)로 나타내어지고,
상기 선분 ed는,
좌표 (0.02y2-1.7y+72, y, -0.02y2+0.7y+28)로 나타내어지고, 또한
상기 선분 be 및 da가 직선인, 조성물.
항 8.
냉매를 포함하는 조성물로서,
상기 냉매가, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf를 포함하고, 상기 냉매에 있어서, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
점 g (77.5, 6.9, 15.6),
점 i (55.1, 18.3, 26.6) 및
점 j (77.5, 18.4, 4.1)
의 3점을 각각 잇는 선분 gi, ij 및 jk로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고, 상기 선분 gi는,
좌표 (0.02y2-2.4583y+93.396, y, -0.02y2+1.4583y+6.604)로 나타내어지고, 또한
상기 선분 ij 및 jk가 직선인, 조성물.
항 9.
냉매를 포함하는 조성물로서,
상기 냉매가, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf를 포함하고, 상기 냉매에 있어서, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
점 g (77.5, 6.9, 15.6),
점 h (61.8, 14.6, 23.6) 및
점 k (77.5, 14.6, 7.9)
의 3점을 각각 잇는 선분 gh, hi 및 kg로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고, 상기 선분 gh는,
좌표 (0.02y2-2.4583y+93.396, y, -0.02y2+1.4583y+6.604)로 나타내어지고, 또한
상기 선분 hk 및 kg가 직선인, 조성물.
항 10.
추가로 냉동기유를 함유하며, 냉동기용 작동 유체로서 이용되는, 항 1 내지 항 9 중 어느 한 항에 기재된 조성물.
항 11.
R410A의 대체 냉매로서 이용되는, 항 1 내지 항 10 중 어느 한 항에 기재된 조성물.
항 12.
항 1 내지 항 10 중 어느 한 항에 기재된 조성물의, R410A의 대체 냉매로서의 사용.
항 13.
항 1 내지 항 10 중 어느 한 항에 기재된 조성물을 작동 유체로서 포함하는, 냉동기.
항 14.
냉동기의 운전 방법으로서,
항 1 내지 항 10 중 어느 한 항에 기재된 조성물을 작동 유체로서 냉동기에 있어서 순환시키는 공정을 포함하는, 방법.
본 개시의 냉매는, R410A와 동등한 냉각 능력을 갖고, GWP가 충분히 작으며, 또한 ASHRAE의 규격으로 미연성(2L 클래스)이라는, 3종의 성능을 겸비한다.
도 1은, 연소 속도의 측정에 이용한 장치의 모식도이다.
도 2는, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에, 점 A~C, E, G, 및 I~W 그리고 그들을 서로 잇는 선분을 나타낸 도면이다.
본 발명자들은, 상기의 과제를 해결하려고, 예의 연구를 행한 결과, 트랜스-1,2-디플루오로에틸렌(HFO-1132(E)), 디플루오로메탄(HFC-32 또는 R32) 및 2,3,3,3-테트라플루오로-1-프로펜(HFO-1234yf 또는 R1234yf)을 포함하는 혼합 냉매가, 상기 특성을 갖는 것을 발견했다.
본 개시는, 이러한 지견에 의거하여 더욱 연구를 거듭한 결과 완성된 것이다. 본 개시는, 이하의 실시 형태를 포함한다.
<용어의 정의>
본 명세서에 있어서 용어 「냉매」에는, ISO817(국제 표준화 기구)에서 정해진, 냉매의 종류를 나타내는 R로 시작되는 냉매 번호(ASHRAE 번호)가 붙여진 화합물이 적어도 포함되고, 또한 냉매 번호가 아직 붙여지지 않았다고 해도, 그들과 동등한 냉매로서의 특성을 갖는 것이 포함된다. 냉매는, 화합물의 구조의 면에서, 「플루오로카본계 화합물」과 「비(非)플루오로카본계 화합물」로 크게 나뉜다. 「플루오로카본계 화합물」에는, 클로로플루오로카본(CFC), 하이드로클로로플루오로카본(HCFC) 및 하이드로플루오로카본(HFC)이 포함된다. 「비플루오로카본계 화합물」로서는, 프로판(R290), 프로필렌(R1270), 부탄(R600), 이소부탄(R600a), 이산화탄소(R744) 및 암모니아(R717) 등을 들 수 있다.
본 명세서에 있어서, 용어 「냉매를 함유하는 조성물」에는, (1) 냉매 자체(냉매의 혼합물을 포함한다)와, (2) 그 외의 성분을 더 포함하며, 적어도 냉동기유와 혼합함으로써 냉동기용 작동 유체를 얻기 위해 이용할 수 있는 조성물과, (3) 냉동기유를 함유하는 냉동기용 작동 유체가 적어도 포함된다. 본 명세서에 있어서는, 이들 세 양태 중, (2)의 조성물을, 냉매 자체(냉매의 혼합물을 포함한다)와 구별하여 「냉매 조성물」로 표기한다. 또, (3)의 냉동기용 작동 유체를 「냉매 조성물」과 구별하여 「냉동기유 함유 작동 유체」로 표기한다.
본 명세서에 있어서, 용어 「대체」는, 제1 냉매를 제2 냉매로 「대체」한다고 하는 문맥에서 이용되는 경우, 제1 유형으로서, 제1 냉매를 사용하여 운전하기 위해 설계된 기기에 있어서, 필요에 따라서 약간의 부품(냉동기유, 개스킷, 패킹, 팽창 밸브, 드라이어 그 외의 부품 중 적어도 1종)의 변경 및 기기 조정만을 거칠 뿐, 제2 냉매를 사용하여, 최적 조건하에서 운전할 수 있는 것을 의미한다. 즉, 이 유형은, 동일한 기기를, 냉매를 「대체」하여 운전하는 것을 가리킨다. 이 유형의 「대체」의 양태로서는, 제2 냉매로의 치환 시에 필요로 하는 변경 내지 조정의 정도가 작은 순으로, 「드롭 인(drop in) 대체」, 「니얼리·드롭 인(nearly drop in) 대체」 및 「레트로피트(retrofit)」가 있을 수 있다.
제2 유형으로서, 제2 냉매를 이용하여 운전하기 위해 설계된 기기를, 제1 냉매의 기존 용도와 동일한 용도를 위해, 제2 냉매를 탑재하여 이용하는 것도, 용어 「대체」에 포함된다. 이 유형은, 동일한 용도를, 냉매를 「대체」하여 제공하는 것을 가리킨다.
본 명세서에 있어서 용어 「냉동기(refrigerator)」란, 물건 혹은 공간의 열을 빼앗아 감으로써, 주위의 외기보다 낮은 온도로 하고, 또한 이 저온을 유지하는 장치 전반을 말한다. 바꾸어 말하면, 냉동기는 온도가 낮은 쪽에서 높은 쪽으로 열을 이동시키기 위해, 외부로부터 에너지를 얻어 일을 행하여 에너지 변환하는 변환 장치를 말한다.
본 명세서에 있어서 냉매가 「WCF 미연」이라는 것은, 미국 ANSI/ASHRAE34-2013 규격에 따라 가장 타기 쉬운 조성(Worst case of formulation for flammability; WCF)이, 연소 속도가 10cm/s 이하인 것을 의미한다. 또, 본 명세서에 있어서 냉매가 「ASHRAE 미연」이라는 것은, WCF의 연소 속도가 10cm/s 이하이고, 또한, WCF를 이용해 ANSI/ASHRAE34-2013에 의거한 저장, 수송, 사용 시의 누설 시험을 행함으로서 특정되는 가장 타기 쉬운 분획 조성(Worst case of fractionation for flammability; WCFF)이, 연소 속도가 10cm/s 이하이며, 미국 ANSI/ASHRAE34-2013 규격의 연소성 구분이 「2L 클래스」로 판단되는 것을 의미한다.
1. 냉매
1.1 냉매 성분
본 개시의 냉매는, 트랜스-1,2-디플루오로에틸렌(HFO-1132(E)), 디플루오로메탄(R32) 및 2,3,3,3-테트라플루오로-1-프로펜(R1234yf)을 포함하는 혼합 냉매이다.
본 개시의 냉매는, R410A와 동등한 냉각 능력을 갖고, GWP가 충분히 작으며, 또한 ASHRAE의 규격으로 미연성(2L 클래스)이라는, R410A 대체 냉매로서 바람직한 제(諸)특성을 갖는다.
본 개시의 냉매는, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
점 I (72.0, 0.0, 28.0),
점 J (48.5, 18.3, 33.2),
점 N (27.7, 18.2, 54.1) 및
점 E (58.3, 0.0, 41.7)
의 4점을 각각 잇는 선분 IJ, JN, NE, 및 EI로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고(단, 선분 EI 상에 있는 점은 제외한다),
상기 선분 IJ는,
좌표 (0.0236y2-1.7616y+72.0, y, -0.0236y2+0.7616y+28.0)
으로 나타내어지고,
상기 선분 NE는,
좌표 (0.012y2-1.9003y+58.3, y, -0.012y2+0.9003y+41.7)
로 나타내어지고, 또한
상기 선분 JN 및 EI가 직선인 것이면 바람직하다. 본 개시의 냉매는, 상기 요건이 충족되는 경우, R410A를 기준으로 하는 냉동 능력비가 80% 이상이 되고, GWP가 125 이하가 되며, 또한 WCF 미연이 된다.
본 개시의 냉매는, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
점 M (52.6, 0.0, 47.4),
점 M' (39.2, 5.0, 55.8),
점 N (27.7, 18.2, 54.1),
점 V (11.0, 18.1, 70.9) 및
점 G (39.6, 0.0, 60.4)
의 5점을 각각 잇는 선분 MM', M'N, NV, VG, 및 GM으로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고(단, 선분 GM 상에 있는 점은 제외한다),
상기 선분 MM'는,
좌표 (0.132y2-3.34y+52.6, y, -0.132y2+2.34y+47.4)
로 나타내어지고,
상기 선분 M'N은,
좌표 (0.0596y2-2.2541y+48.98, y, -0.0596y2+1.2541y+51.02)
으로 나타내어지고,
상기 선분 VG는,
좌표 (0.0123y2-1.8033y+39.6, y, -0.0123y2+0.8033y+60.4)
로 나타내어지고, 또한
상기 선분 NV 및 GM이 직선인 것이면 바람직하다. 본 개시의 냉매는, 상기 요건이 충족되는 경우, R410A를 기준으로 하는 냉동 능력비가 70% 이상이 되고, GWP가 125 이하가 되며, 또한 ASHRAE 미연이 된다.
본 개시의 냉매는, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
점 O (22.6, 36.8, 40.6),
점 N (27.7, 18.2, 54.1) 및
점 U (3.9, 36.7, 59.4)
의 3점을 각각 잇는 선분 ON, NU 및 UO로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고,
상기 선분 ON은,
좌표 (0.0072y2-0.6701y+37.512, y, -0.0072y2-0.3299y+62.488)
로 나타내어지고,
상기 선분 NU는,
좌표 (0.0083y2-1.7403y+56.635, y, -0.0083y2+0.7403y+43.365)
로 나타내어지고, 또한
상기 선분 UO가 직선인 것이면 바람직하다. 본 개시의 냉매는, 상기 요건이 충족되는 경우, R410A를 기준으로 하는 냉동 능력비가 80% 이상이 되고, GWP가 250 이하가 되며, 또한 ASHRAE 미연이 된다.
본 개시의 냉매는, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
점 Q (44.6, 23.0, 32.4),
점 R (25.5, 36.8, 37.7),
점 T (8.6, 51.6, 39.8),
점 L (28.9, 51.7, 19.4) 및
점 K (35.6, 36.8, 27.6)
의 5점을 각각 잇는 선분 QR, RT, TL, LK 및 KQ로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고,
상기 선분 QR은,
좌표 (0.0099y2-1.975y+84.765, y, -0.0099y2+0.975y+15.235)
로 나타내어지고,
상기 선분 RT는,
좌표 (0.0082y2-1.8683y+83.126, y, -0.0082y2+0.8683y+16.874)
로 나타내어지고,
상기 선분 LK는,
좌표 (0.0049y2-0.8842y+61.488, y, -0.0049y2-0.1158y+38.512)
로 나타내어지고,
상기 선분 KQ는,
좌표 (0.0095y2-1.2222y+67.676, y, -0.0095y2+0.2222y+32.324)
로 나타내어지고, 또한
상기 선분 TL이 직선인 것이면 바람직하다. 본 개시의 냉매는, 상기 요건이 충족되는 경우, R410A를 기준으로 하는 냉동 능력비가 92.5% 이상이 되고, GWP가 350 이하가 되며, 또한 WCF 미연이 된다.
본 개시의 냉매는, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
점 P (20.5, 51.7, 27.8),
점 S (21.9, 39.7, 38.4) 및
점 T (8.6, 51.6, 39.8)
의 3점을 각각 잇는 선분 PS, ST 및 TP로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고,
상기 선분 PS는,
좌표 (0.0064y2-0.7103y+40.1, y, -0.0064y2-0.2897y+59.9)
로 나타내어지고,
상기 선분 ST는,
좌표 (0.0082y2-1.8683y+83.126, y, -0.0082y2+0.8683y+16.874)
로 나타내어지고, 또한
상기 선분 TP가 직선인 것이면 바람직하다. 본 개시의 냉매는, 상기 요건이 충족되는 경우, R410A를 기준으로 하는 냉동 능력비가 92.5% 이상이 되고, GWP가 350 이하가 되며, 또한 ASHRAE 미연이 된다.
본 개시의 냉매는, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
점 a (71.1, 0.0, 28.9),
점 c (36.5, 18.2, 45.3),
점 f (47.6, 18.3, 34.1) 및
점 d (72.0, 0.0, 28.0)
의 4점을 각각 잇는 선분 ac, cf, fd, 및 da로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고,
상기 선분 ac는,
좌표 (0.0181y2-2.2288y+71.096, y, -0.0181y2+1.2288y+28.904)
로 나타내어지고,
상기 선분 fd는,
좌표 (0.02y2-1.7y+72, y, -0.02y2+0.7y+28)
로 나타내어지고, 또한
상기 선분 cf 및 da가 직선인 것이면 바람직하다. 본 개시의 냉매는, 상기 요건이 충족되는 경우, R410A를 기준으로 하는 냉동 능력비가 85% 이상이 되고, GWP가 125 이하가 되며, 또한 ASHRAE의 규격으로 미연성(2L 클래스)이 된다.
본 개시의 냉매는, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
점 a (71.1, 0.0, 28.9),
점 b (42.6, 14.5, 42.9),
점 e (51.4, 14.6, 34.0) 및
점 d (72.0, 0.0, 28.0)
의 4점을 각각 잇는 선분 ab, be, ed, 및 da로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고,
상기 선분 ab는,
좌표 (0.0181y2-2.2288y+71.096, y, -0.0181y2+1.2288y+28.904)
로 나타내어지고,
상기 선분 ed는,
좌표 (0.02y2-1.7y+72, y, -0.02y2+0.7y+28)
로 나타내어지고, 또한
상기 선분 be 및 da가 직선인 것이면 바람직하다. 본 개시의 냉매는, 상기 요건이 충족되는 경우, R410A를 기준으로 하는 냉동 능력비가 85% 이상이 되고, GWP가 100 이하가 되며, 또한 ASHRAE의 규격으로 미연성(2L 클래스)이 된다.
본 개시의 냉매는, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
점 g (77.5, 6.9, 15.6),
점 i (55.1, 18.3, 26.6) 및
점 j (77.5, 18.4, 4.1)
의 3점을 각각 잇는 선분 gi, ij 및 jk로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고, 상기 선분 gi는,
좌표 (0.02y2-2.4583y+93.396, y, -0.02y2+1.4583y+6.604)
로 나타내어지고, 또한
상기 선분 ij 및 jk가 직선인 것이면 바람직하다. 본 개시의 냉매는, 상기 요건이 충족되는 경우, R410A를 기준으로 하는 냉동 능력비가 95% 이상이 되고, GWP가 100 이하가 되며, 또한 중합이나 분해 등의 변화를 일으키기 어려워, 안정성이 우수하다.
본 개시의 냉매는, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
점 g (77.5, 6.9, 15.6),
점 h (61.8, 14.6, 23.6) 및
점 k (77.5, 14.6, 7.9)
의 3점을 각각 잇는 선분 gh, hk 및 kg로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고, 상기 선분 gh는,
좌표 (0.02y2-2.4583y+93.396, y, -0.02y2+1.4583y+6.604)
로 나타내어지고, 또한
상기 선분 hk 및 kg가 직선인 것이면 바람직하다. 본 개시의 냉매는, 상기 요건이 충족되는 경우, R410A를 기준으로 하는 냉동 능력비가 95% 이상이 되고, GWP가 100 이하가 되며, 또한 중합이나 분해 등의 변화를 일으키기 어려워, 안정성이 우수하다.
본 개시의 냉매는, 상기의 특성이나 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf에 더하여, 추가로 다른 추가적인 냉매를 함유하고 있어도 된다. 이 점에서, 본 개시의 냉매가, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 합계를, 냉매 전체에 대해 99.5질량% 이상 포함하는 것이 바람직하고, 99.75질량% 이상 포함하는 것이 보다 바람직하며, 99.9질량% 이상 포함하는 것이 더 바람직하다.
추가적인 냉매로서는, 특별히 한정되지 않고, 폭넓게 선택할 수 있다. 혼합 냉매는, 추가적인 냉매로서, 1종을 단독으로 포함하고 있어도 되고, 2종 이상을 포함하고 있어도 된다.
1.2 용도
본 개시의 냉매는, 냉동기에 있어서의 작동 유체로서 바람직하게 사용할 수 있다.
본 개시의 조성물은, R410A의 대체 냉매로서의 사용에 적합하다.
2. 냉매 조성물
본 개시의 냉매 조성물은, 본 개시의 냉매를 적어도 포함하고, 본 개시의 냉매와 같은 용도를 위해 사용할 수 있다. 또, 본 개시의 냉매 조성물은, 추가로 적어도 냉동기유와 혼합함으로써 냉동기용 작동 유체를 얻기 위해 이용할 수 있다.
본 개시의 냉매 조성물은, 본 개시의 냉매에 더하여, 추가로 적어도 1종의 그 외의 성분을 함유한다. 본 개시의 냉매 조성물은, 필요에 따라서, 이하의 그 외의 성분 중 적어도 1종을 함유하고 있어도 된다. 상술한 바와 같이, 본 개시의 냉매 조성물을, 냉동기에 있어서의 작동 유체로서 사용할 때에는, 통상, 적어도 냉동기유와 혼합하여 이용된다. 따라서, 본 개시의 냉매 조성물은, 바람직하게는 냉동기유를 실질적으로 포함하지 않는다. 구체적으로는, 본 개시의 냉매 조성물은, 냉매 조성물 전체에 대한 냉동기유의 함유량이 바람직하게는 0~1질량%이고, 보다 바람직하게는 0~0.1질량%이다.
2.1 물
본 개시의 냉매 조성물은 미량의 물을 포함해도 된다. 냉매 조성물에 있어서의 함수 비율은, 냉매 전체에 대해, 0.1질량% 이하로 하는 것이 바람직하다. 냉매 조성물이 미량의 수분을 포함함으로써, 냉매 중에 포함될 수 있는 불포화 플루오로카본계 화합물의 분자 내 이중 결합이 안정화되고, 또, 불포화 플루오로카본계 화합물의 산화도 일어나기 어려워지기 때문에, 냉매 조성물의 안정성이 향상된다.
2.2 트레이서
트레이서는, 본 개시의 냉매 조성물이 희석, 오염, 그 외 어떠한 변경이 있었을 경우, 그 변경을 추적할 수 있도록 검출 가능한 농도로 본 개시의 냉매 조성물에 첨가된다.
본 개시의 냉매 조성물은, 트레이서로서, 1종을 단독으로 함유해도 되고, 2종 이상을 함유해도 된다.
트레이서로서는, 특별히 한정되지 않고, 일반적으로 이용되는 트레이서 중에서 적절히 선택할 수 있다. 바람직하게는, 본 개시의 냉매에 불가피하게 혼입되는 불순물이 될 수는 없는 화합물을 트레이서로서 선택한다.
트레이서로서는, 예를 들면, 하이드로플루오로카본, 하이드로클로로플루오로카본, 클로로플루오로카본, 하이드로클로로카본, 플루오로카본, 중수소화 탄화수소, 중수소화 하이드로플루오로카본, 퍼플루오로카본, 플루오로에테르, 브롬화 화합물, 요오드화 화합물, 알코올, 알데히드, 케톤, 아산화질소(N2O) 등을 들 수 있다. 트레이서로서는, 하이드로플루오로카본, 하이드로클로로플루오로카본, 클로로플루오로카본, 플루오로카본, 하이드로클로로카본, 플루오로카본 및 플루오로에테르가 특히 바람직하다.
상기 트레이서로서는, 구체적으로는, 이하의 화합물이 바람직하다.
FC-14(테트라플루오로메탄, CF4)
HCC-40(클로로메탄, CH3Cl)
HFC-23(트리플루오로메탄, CHF3)
HFC-41(플루오로메탄, CH3Cl)
HFC-125(펜타플루오로에탄, CF3CHF2)
HFC-134a(1,1,1,2-테트라플루오로에탄, CF3CH2F)
HFC-134(1,1,2,2-테트라플루오로에탄, CHF2CHF2)
HFC-143a(1,1,1-트리플루오로에탄, CF3CH3)
HFC-143(1,1,2-트리플루오로에탄, CHF2CH2F)
HFC-152a(1,1-디플루오로에탄, CHF2CH3)
HFC-152(1,2-디플루오로에탄, CH2FCH2F)
HFC-161(플루오로에탄, CH3CH2F)
HFC-245fa(1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판, CF3CH2CHF2)
HFC-236fa(1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로판, CF3CH2CF3)
HFC-236ea(1,1,1,2,3,3-헥사플루오로프로판, CF3CHFCHF2)
HFC-227ea(1,1,1,2,3,3,3-헵타플루오로프로판, CF3CHFCF3)
HCFC-22(클로로디플루오로메탄, CHClF2)
HCFC-31(클로로플루오로메탄, CH2ClF)
CFC-1113(클로로트리플루오로에틸렌, CF2=CClF)
HFE-125(트리플루오로메틸-디플루오로메틸에테르, CF3OCHF2)
HFE-134a(트리플루오로메틸-플루오로메틸에테르, CF3OCH2F)
HFE-143a(트리플루오로메틸-메틸에테르, CF3OCH3)
HFE-227ea(트리플루오로메틸-테트라플루오로에틸에테르, CF3OCHFCF3)
HFE-236fa(트리플루오로메틸-트리플루오로에틸에테르, CF3OCH2CF3)
트레이서 화합물은, 약 10중량 백만분율(ppm)~약 1000ppm의 합계 농도로 냉매 조성물 중에 존재할 수 있다. 바람직하게는, 트레이서 화합물은 약 30ppm~약 500ppm의 합계 농도로 냉매 조성물 중에 존재하고, 가장 바람직하게는, 트레이서 화합물은 약 50ppm~약 300ppm의 합계 농도로 냉매 조성물 중에 존재한다.
2.3 자외선 형광 염료
본 개시의 냉매 조성물은, 자외선 형광 염료로서, 1종을 단독으로 함유해도 되고, 2종 이상을 함유해도 된다.
자외선 형광 염료로서는, 특별히 한정되지 않고, 일반적으로 이용되는 자외선 형광 염료 중에서 적절히 선택할 수 있다.
자외선 형광 염료로서는, 예를 들면, 나프탈이미드, 쿠마린, 안트라센, 페난트렌, 크산텐, 티오크산텐, 나프토크산텐 및 플루오레세인, 그리고 이들의 유도체를 들 수 있다. 자외선 형광 염료로서는, 나프탈이미드 및 쿠마린 중 어느 하나 또는 양쪽 모두가 특히 바람직하다.
2.4 안정제
본 개시의 냉매 조성물은, 안정제로서, 1종을 단독으로 함유해도 되고, 2종 이상을 함유해도 된다.
안정제로서는, 특별히 한정되지 않고, 일반적으로 이용되는 안정제 중에서 적절히 선택할 수 있다.
안정제로서는, 예를 들면, 니트로 화합물, 에테르류 및 아민류 등을 들 수 있다.
니트로 화합물로서는, 예를 들면, 니트로메탄 및 니트로에탄 등의 지방족 니트로 화합물, 그리고 니트로벤젠 및 니트로스티렌 등의 방향족 니트로 화합물 등을 들 수 있다.
에테르류로서는, 예를 들면, 1,4-디옥산 등을 들 수 있다.
아민류로서는, 예를 들면, 2,2,3,3,3-펜타플루오로프로필아민, 디페닐아민 등을 들 수 있다.
그 외에도, 부틸하이드록시크실렌, 벤조트리아졸 등을 들 수 있다.
안정제의 함유 비율은, 특별히 한정되지 않고, 냉매 전체에 대해, 통상, 0.01~5질량%로 하는 것이 바람직하고, 0.05~2질량%로 하는 것이 보다 바람직하다.
2.5 중합 금지제
본 개시의 냉매 조성물은, 중합 금지제로서, 1종을 단독으로 함유해도 되고, 2종 이상을 함유해도 된다.
중합 금지제로서는, 특별히 한정되지 않고, 일반적으로 이용되는 중합 금지제 중에서 적절히 선택할 수 있다.
중합 금지제로서는, 예를 들면, 4-메톡시-1-나프톨, 하이드로퀴논, 하이드로퀴논메틸에테르, 디메틸-t-부틸페놀, 2,6-디-tert-부틸-p-크레졸, 벤조트리아졸 등을 들 수 있다.
중합 금지제의 함유 비율은, 특별히 한정되지 않고, 냉매 전체에 대해, 통상, 0.01~5질량%로 하는 것이 바람직하고, 0.05~2질량%로 하는 것이 보다 바람직하다.
3. 냉동기유 함유 작동 유체
본 개시의 냉동기유 함유 작동 유체는, 본 개시의 냉매 또는 냉매 조성물과, 냉동기유를 적어도 포함하고, 냉동기에 있어서의 작동 유체로서 이용된다. 구체적으로는, 본 개시의 냉동기유 함유 작동 유체는, 냉동기의 압축기에 있어서 사용되는 냉동기유와, 냉매 또는 냉매 조성물이 서로 혼합됨으로써 얻어진다. 냉동기유 함유 작동 유체에는 냉동기유는 일반적으로 10~50질량% 포함된다.
3.1 냉동기유
본 개시의 조성물은, 냉동기유로서, 1종을 단독으로 함유해도 되고, 2종 이상을 함유해도 된다.
냉동기유로서는, 특별히 한정되지 않고, 일반적으로 이용되는 냉동기유 중에서 적절히 선택할 수 있다. 그 때에는, 필요에 따라서, 상기 혼합물과의 상용성(miscibility) 및 상기 혼합물의 안정성 등을 향상시키는 작용 등의 점에서 보다 우수한 냉동기유를 적절히 선택할 수 있다.
냉동기유의 기유(基油)로서는, 예를 들면, 폴리알킬렌글리콜(PAG), 폴리올에스테르(POE) 및 폴리비닐에테르(PVE)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하다.
냉동기유는, 기유에 더하여, 추가로 첨가제를 포함하고 있어도 된다. 첨가제는, 산화 방지제, 극압제, 산 포착제, 산소 포착제, 구리 불활성화제, 방청제, 유성제 및 소포제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이어도 된다.
냉동기유로서, 40℃에 있어서의 동점도가 5~400cSt인 것이, 윤활의 점에서 바람직하다.
본 개시의 냉동기유 함유 작동 유체는, 필요에 따라서, 추가로 적어도 1종의 첨가제를 포함해도 된다. 첨가제로서는 예를 들면 이하의 상용화제 등을 들 수 있다.
3.2 상용화제
본 개시의 냉동기유 함유 작동 유체는, 상용화제로서, 1종을 단독으로 함유해도 되고, 2종 이상을 함유해도 된다.
상용화제로서는, 특별히 한정되지 않고, 일반적으로 이용되는 상용화제 중에서 적절히 선택할 수 있다.
상용화제로서는, 예를 들면, 폴리옥시알킬렌글리콜에테르, 아미드, 니트릴, 케톤, 클로로카본, 에스테르, 락톤, 아릴에테르, 플루오로에테르 및 1,1,1-트리플루오로알칸 등을 들 수 있다. 상용화제로서는, 폴리옥시알킬렌글리콜에테르가 특히 바람직하다.
4. 냉동기의 운전 방법
본 개시의 냉동기의 운전 방법은, 본 개시의 냉매를 이용하여 냉동기를 운전하는 방법이다.
구체적으로는, 본 개시의 냉동기의 운전 방법은, 본 개시의 냉매를 냉동기에 있어서 순환시키는 공정을 포함한다.
이상, 실시 형태를 설명했는데, 특허청구범위의 취지 및 범위로부터 일탈하는 일 없이, 형태나 상세의 다양한 변경이 가능하다는 것이 이해될 것이다.
[실시예]
이하에, 실시예를 들어 더욱 상세하게 설명한다. 단, 본 개시는, 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 각 혼합 냉매의 조성을 WCF로 하고, ASHRAE34-2013 규격에 따라서 장치(Equipment), 저장(Storage), 수송(Shipping), 누설(Leak) 및 재충전(Recharge)의 조건으로 NIST Standard Reference Data Base Refleak Version 4.0에 의해 누설 시뮬레이션을 행하고, 가장 타기 쉬운 분획(fraction)을 WCFF로 했다.
또한, 연소 속도 시험은 도 1에 나타내는 장치를 이용하여, 이하와 같이 행했다. 우선, 사용한 혼합 냉매는 99.5% 또는 그 이상의 순도로 하고, 진공 게이지 상에 공기의 흔적이 보이지 않게 될 때까지 동결, 펌핑 및 해동의 사이클을 반복함으로써 탈기했다. 폐쇄법에 의해 연소 속도를 측정했다. 초기 온도는 주위 온도로 했다. 점화는, 시료 셀의 중심에서 전극 간에 전기적 스파크를 발생시킴으로써 행했다. 방전의 지속 시간은 1.0~9.9ms로 하고, 점화 에너지는 전형적으로는 약 0.1~1.0J이었다. 슐리렌 사진을 사용하여 불꽃의 확산을 시각화했다. 광을 통과시키는 2개의 아크릴 창을 구비한 원통형 용기(내경: 155mm, 길이: 198mm)를 시료 셀로서 이용하고, 광원으로서는 크세논 램프를 이용했다. 불꽃의 슐리렌 화상을 고속 디지털 비디오 카메라로 600fps의 프레이밍 속도로 기록하고, PC에 저장했다. 결과를 표 1~3에 나타낸다.
이들 결과로부터, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 도 2의 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가, 점 I, 점 J, 점 K 및 점 L을 각각 잇는 선분 상 또는 당해 선분보다 하측에 있는 경우, WCF 미연이 되는 것을 알 수 있다.
또, 이들 결과로부터, 도 2의 3성분 조성도에 있어서, 상기 좌표 (x, y, z)가, 점 M, 점 M', 점 W, 점 J, 점 N 및 점 P를 각각 잇는 선분 상 또는 당해 선분보다 하측에 있는 경우, ASHRAE 미연이 되는 것을 알 수 있다.
HFO-1132(E), R32 및 R1234yf를, 이들의 총합을 기준으로 하여, 표 4~32에 각각 나타낸 질량%로 혼합한 혼합 냉매를 조제했다. 표 4~32의 각 혼합 냉매에 대해, R410을 기준으로 하는 성적 계수[Coefficient of Performance(COP)]비 및 냉동 능력비를 각각 구했다. 계산 조건은 이하와 같이 했다.
증발 온도: 5℃
응축 온도: 45℃
과열 온도: 5K
과냉각 온도: 5K
압축기 효율: 70%
이들 값을, 각 혼합 냉매에 대한 GWP와 함께 표 4~32에 나타낸다.
이들 결과로부터, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
점 I (72.0, 0.0, 28.0),
점 J (48.5, 18.3, 33.2),
점 N (27.7, 18.2, 54.1) 및
점 E (58.3, 0.0, 41.7)
의 4점을 각각 잇는 선분 IJ, JN, NE, 및 EI로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고(단, 선분 EI 상에 있는 점은 제외한다),
상기 선분 IJ는,
좌표 (0.0236y2-1.7616y+72.0, y, -0.0236y2+0.7616y+28.0)
으로 나타내어지고,
상기 선분 NE는,
좌표 (0.012y2-1.9003y+58.3, y, -0.012y2+0.9003y+41.7)
로 나타내어지고, 또한
상기 선분 JN 및 EI가 직선인 경우, R410A를 기준으로 하는 냉동 능력비가 80% 이상이 되고, GWP가 125 이하가 되며, 또한 WCF 미연이 되는 것을 알 수 있다.
또, 본 개시의 냉매는, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
점 M (52.6, 0.0, 47.4),
점 M' (39.2, 5.0, 55.8),
점 N (27.7, 18.2, 54.1),
점 V (11.0, 18.1, 70.9) 및
점 G (39.6, 0.0, 60.4)
의 5점을 각각 잇는 선분 MM', M'N, NV, VG, 및 GM으로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고(단, 선분 GM 상에 있는 점은 제외한다),
상기 선분 MM'는,
좌표 (0.132y2-3.34y+52.6, y, -0.132y2+2.34y+47.4)
로 나타내어지고,
상기 선분 M'N은,
좌표 (0.0596y2-2.2541y+48.98, y, -0.0596y2+1.2541y+51.02)
으로 나타내어지고,
상기 선분 VG는,
좌표 (0.0123y2-1.8033y+39.6, y, -0.0123y2+0.8033y+60.4)
로 나타내어지고, 또한
상기 선분 NV 및 GM이 직선인 경우, R410A를 기준으로 하는 냉동 능력비가 70% 이상이 되고, GWP가 125 이하가 되며, 또한 ASHRAE 미연이 되는 것을 알 수 있다.
또한, 본 개시의 냉매는, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
점 O (22.6, 36.8, 40.6),
점 N (27.7, 18.2, 54.1) 및
점 U (3.9, 36.7, 59.4)
의 3점을 각각 잇는 선분 ON, NU 및 UO로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고,
상기 선분 ON은,
좌표 (0.0072y2-0.6701y+37.512, y, -0.0072y2-0.3299y+62.488)
로 나타내어지고,
상기 선분 NU는,
좌표 (0.0083y2-1.7403y+56.635, y, -0.0083y2+0.7403y+43.365)
로 나타내어지고, 또한
상기 선분 UO가 직선인 경우, R410A를 기준으로 하는 냉동 능력비가 80% 이상이 되고, GWP가 250 이하가 되며, 또한 ASHRAE 미연이 되는 것을 알 수 있다.
또, 본 개시의 냉매는, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
점 Q (44.6, 23.0, 32.4),
점 R (25.5, 36.8, 37.7),
점 T (8.6, 51.6, 39.8),
점 L (28.9, 51.7, 19.4) 및
점 K (35.6, 36.8, 27.6)
의 5점을 각각 잇는 선분 QR, RT, TL, LK 및 KQ로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고,
상기 선분 QR은,
좌표 (0.0099y2-1.975y+84.765, y, -0.0099y2+0.975y+15.235)
로 나타내어지고,
상기 선분 RT는,
좌표 (0.0082y2-1.8683y+83.126, y, -0.0082y2+0.8683y+16.874)
로 나타내어지고,
상기 선분 LK는,
좌표 (0.0049y2-0.8842y+61.488, y, -0.0049y2-0.1158y+38.512)
로 나타내어지고,
상기 선분 KQ는,
좌표 (0.0095y2-1.2222y+67.676, y, -0.0095y2+0.2222y+32.324)
로 나타내어지고, 또한
상기 선분 TL이 직선인 경우, R410A를 기준으로 하는 냉동 능력비가 92.5% 이상이 되고, GWP가 350 이하가 되며, 또한 WCF 미연이 되는 것을 알 수 있다.
또한, 본 개시의 냉매는, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
점 P (20.5, 51.7, 27.8),
점 S (21.9, 39.7, 38.4) 및
점 T (8.6, 51.6, 39.8)
의 3점을 각각 잇는 선분 PS, ST 및 TP로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고,
상기 선분 PS는,
좌표 (0.0064y2-0.7103y+40.1, y, -0.0064y2-0.2897y+59.9)
로 나타내어지고,
상기 선분 ST는,
좌표 (0.0082y2-1.8683y+83.126, y, -0.0082y2+0.8683y+16.874)
로 나타내어지고, 또한
상기 선분 TP가 직선인 경우, R410A를 기준으로 하는 냉동 능력비가 92.5% 이상이 되고, GWP가 350 이하가 되며, 또한 ASHRAE 미연이 되는 것을 알 수 있다.
1: 시료 셀
2: 고속 카메라
3: 크세논 램프
4: 콜리메이트 렌즈
5: 콜리메이트 렌즈
6: 링 필터

Claims (11)

  1. 냉매를 포함하는 조성물로서,
    상기 냉매가, 트랜스-1,2-디플루오로에틸렌(HFO-1132(E)), 디플루오로메탄(R32) 및 2,3,3,3-테트라플루오로-1-프로펜(R1234yf)을 포함하고, 또한 HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 합계를, 상기 냉매 전체에 대해 99.5질량% 이상 포함하며, 상기 냉매에 있어서, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
    점 I (72.0, 0.0, 28.0),
    점 J (48.5, 18.3, 33.2),
    점 N (27.7, 18.2, 54.1) 및
    점 E (58.3, 0.0, 41.7)
    의 4점을 각각 잇는 선분 IJ, JN, NE, 및 EI로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고(단, 선분 EI 상에 있는 점은 제외한다),
    상기 선분 IJ는,
    좌표 (0.0236y2-1.7616y+72.0, y, -0.0236y2+0.7616y+28.0)
    으로 나타내어지고,
    상기 선분 NE는,
    좌표 (0.012y2-1.9003y+58.3, y, -0.012y2+0.9003y+41.7)
    로 나타내어지고, 또한
    상기 선분 JN 및 EI가 직선이고, 또한
    상기 냉매 전체에 대해 0.1질량% 이하의 물을 포함하는, 조성물.
  2. 냉매를 포함하는 조성물로서,
    상기 냉매가, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf를 포함하고, 또한 HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 합계를, 상기 냉매 전체에 대해 99.5질량% 이상 포함하며, 상기 냉매에 있어서, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
    점 M (52.6, 0.0, 47.4),
    점 M' (39.2, 5.0, 55.8),
    점 N (27.7, 18.2, 54.1),
    점 V (11.0, 18.1, 70.9) 및
    점 G (39.6, 0.0, 60.4)
    의 5점을 각각 잇는 선분 MM', M'N, NV, VG, 및 GM으로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고(단, 선분 GM 상에 있는 점은 제외한다),
    상기 선분 MM'는,
    좌표 (0.132y2-3.34y+52.6, y, -0.132y2+2.34y+47.4)
    로 나타내어지고,
    상기 선분 M'N은,
    좌표 (0.0596y2-2.2541y+48.98, y, -0.0596y2+1.2541y+51.02)
    으로 나타내어지고,
    상기 선분 VG는,
    좌표 (0.0123y2-1.8033y+39.6, y, -0.0123y2+0.8033y+60.4)
    로 나타내어지고, 또한
    상기 선분 NV 및 GM이 직선이고, 또한
    상기 냉매 전체에 대해 0.1질량% 이하의 물을 포함하는, 조성물.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 선분 MM' 및 M'N은 하기 도면에 나타낸 바와 같이 정의되는, 조성물.
  4. 냉매를 포함하는 조성물로서,
    상기 냉매가, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf를 포함하고, 또한 HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 합계를, 상기 냉매 전체에 대해 99.5질량% 이상 포함하며, 상기 냉매에 있어서, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
    점 O (22.6, 36.8, 40.6),
    점 N (27.7, 18.2, 54.1) 및
    점 U (3.9, 36.7, 59.4)
    의 3점을 각각 잇는 선분 ON, NU 및 UO로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고,
    상기 선분 ON은,
    좌표 (0.0072y2-0.6701y+37.512, y, -0.0072y2-0.3299y+62.488)
    로 나타내어지고,
    상기 선분 NU는,
    좌표 (0.0083y2-1.7403y+56.635, y, -0.0083y2+0.7403y+43.365)
    로 나타내어지고, 또한
    상기 선분 UO가 직선이고, 또한
    상기 냉매 전체에 대해 0.1질량% 이하의 물을 포함하는, 조성물.
  5. 냉매를 포함하는 조성물로서,
    상기 냉매가, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf를 포함하고, 또한 HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 합계를, 상기 냉매 전체에 대해 99.5질량% 이상 포함하며, 상기 냉매에 있어서, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
    점 Q (44.6, 23.0, 32.4),
    점 R (25.5, 36.8, 37.7),
    점 T (8.6, 51.6, 39.8),
    점 L (28.9, 51.7, 19.4) 및
    점 K (35.6, 36.8, 27.6)
    의 5점을 각각 잇는 선분 QR, RT, TL, LK 및 KQ로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고,
    상기 선분 QR은,
    좌표 (0.0099y2-1.975y+84.765, y, -0.0099y2+0.975y+15.235)
    로 나타내어지고,
    상기 선분 RT는,
    좌표 (0.0082y2-1.8683y+83.126, y, -0.0082y2+0.8683y+16.874)
    로 나타내어지고,
    상기 선분 LK는,
    좌표 (0.0049y2-0.8842y+61.488, y, -0.0049y2-0.1158y+38.512)
    로 나타내어지고,
    상기 선분 KQ는,
    좌표 (0.0095y2-1.2222y+67.676, y, -0.0095y2+0.2222y+32.324)
    로 나타내어지고, 또한
    상기 선분 TL이 직선이고, 또한
    상기 냉매 전체에 대해 0.1질량% 이하의 물을 포함하는, 조성물.
  6. 냉매를 포함하는 조성물로서,
    상기 냉매가, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf를 포함하고, 또한 HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 합계를, 상기 냉매 전체에 대해 99.5질량% 이상 포함하며, 상기 냉매에 있어서, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의, 이들의 총합을 기준으로 하는 질량%를 각각 x, y 및 z로 할 때, HFO-1132(E), R32 및 R1234yf의 총합이 100질량%가 되는 3성분 조성도에 있어서, 좌표 (x, y, z)가,
    점 P (20.5, 51.7, 27.8),
    점 S (21.9, 39.7, 38.4) 및
    점 T (8.6, 51.6, 39.8)
    의 3점을 각각 잇는 선분 PS, ST 및 TP로 둘러싸이는 도형의 범위 내 또는 상기 선분 상에 있고,
    상기 선분 PS는,
    좌표 (0.0064y2-0.7103y+40.1, y, -0.0064y2-0.2897y+59.9)
    로 나타내어지고,
    상기 선분 ST는,
    좌표 (0.0082y2-1.8683y+83.126, y, -0.0082y2+0.8683y+16.874)
    로 나타내어지고, 또한
    상기 선분 TP가 직선이고, 또한
    상기 냉매 전체에 대해 0.1질량% 이하의 물을 포함하는, 조성물.
  7. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
    상기 선분 RT는 하기 도면에 나타낸 바와 같이 정의되는, 조성물.
  8. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    추가로 냉동기유를 함유하며, 냉동기용 작동 유체로서 이용되는, 조성물.
  9. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    R410A의 대체 냉매로서 이용되는, 조성물.
  10. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 조성물을 작동 유체로서 포함하는, 냉동기.
  11. 냉동기의 운전 방법으로서,
    청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 조성물을 작동 유체로서 냉동기에 있어서 순환시키는 공정을 포함하는, 방법.
KR1020237017965A 2017-12-18 2018-10-17 냉매를 포함하는 조성물, 그 사용, 그리고 그것을 갖는 냉동기 및 그 냉동기의 운전 방법 KR102581223B1 (ko)

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