KR20010044992A - 디플루오로메탄(ＨＦＣ-３２),펜타플루오로에탄(ＨＦＣ-１２５)과１,１,１,２-테트라플루오로에탄(ＨＦＣ-１３４ａ)을포함하는 냉매 혼합물 - Google Patents

디플루오로메탄(ＨＦＣ-３２),펜타플루오로에탄(ＨＦＣ-１２５)과１,１,１,２-테트라플루오로에탄(ＨＦＣ-１３４ａ)을포함하는 냉매 혼합물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제1 성분으로서 디플루오로메탄(CH2F2, 이하 HFC-32), 제2 성분으로서 펜타플루오로에탄(CHF2CF3, 이하 HFC-125), 제3 성분으로서 1,1,1,2-테트라플루오로에탄 (CH2FCF3, 이하 HFC-134a)을 포함하고, 제4 성분으로서 사이클로프로판 (C3H6, 이하 RC-270), 1,1-디플루오로에탄(CH3CHF2, 이하 HFC-152a), 1,1,1,2,3,3,3-헵타플루오로프로판 (CF3CHFCF3, 이하 HFC-227ea), 1,1,1,2,2-펜타플루오로프로판 (CH3CF2CF3, 이하 HFC-245cb), 옥타플루오로사이클로부탄 (C4F8, 이하 RC-318), 1,1,1,2,3,3-헥사플루오로프로판(CHF2CHFCF3, 이하 HFC-236ea), 비스(디플루오로메틸)에테르(CHF2OCHF2, 이하 HFE-134), 펜타플루오로에틸메틸에테르(CF3CF2OCH3, HFE-245), n-펜탄(C5H12, 이하 R601), 이소펜탄((CH3)2CHCH2CH3, 이하 R-601a) 중 한 성분을 포함하는 HCFC-22 대체용 새로운 냉매 혼합물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 냉매 혼합물은 오존층 파괴의 위험이 전혀 없으면서 동등한 작용 효과를 보유하여 HCFC-22 대체 냉매로서 사용할 수 있다.

Description

디플루오로메탄(ＨＦＣ-３２), 펜타플루오로에탄(ＨＦＣ-１２５)과 １,１,１,２-테트라플루오로에탄(ＨＦＣ-１３４ａ)을 포함하는 냉매 혼합물 {Refrigerant Mixtures Containing Difluoromethane (HFC-32), Pentafluoroethane (HFC-125) and 1,1,1,2-tetrafluoroethane (HFC-134a)}
본 발명은 클로로디플루오로메탄(CHClF2, 이하 HCFC-22)을 대체하기 위한 새로운 냉매 혼합물에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 제1 성분으로서 디플루오로메탄(CH2F2, 이하 HFC-32), 제2 성분으로서 펜타플루오로에탄(CHF2CF3, 이하 HFC-125), 제3 성분으로서 1,1,1,2-테트라플루오로에탄(CH2FCF3, 이하 HFC-134a)을 포함하고, 제4 성분으로서 사이클로프로판 (C3H6, 이하 RC-270), 1,1-디플루오로에탄 (CH3CHF2, 이하 HFC-152a), 1,1,1,2,3,3,3-헵타플루오로프로판 (CF3CHFCF3, 이하 HFC-227ea), 1,1,1,2,2-펜타플루오로프로판 (CH3CF2CF3, 이하 HFC-245cb), 옥타플루오로사이클로부탄 (C4F8, 이하 RC-318), 1,1,1,2,3,3-헥사플루오로프로판 (CHF2CHFCF3, 이하 HFC-236ea), 비스(디플루오로메틸)에테르 (CHF2OCHF2, 이하 HFE-134), 펜타플루오로에틸메틸에테르 (CF3CF2OCH3, HFE-245), n-펜탄 (C5H12, 이하 R601), 이소펜탄 ((CH3)2CHCH2CH3, 이하 R-601a) 중 한 성분을 포함하는 HCFC-22 대체용 냉매 혼합물에 관한 것이다.
이미 잘 알려진 바와 같이 CFC 화합물은 오존층을 파괴하는 주요인으로 밝혀짐에 따라 몬트리올 의정서에 의해 그 생산과 사용이 규제를 받고 있으며, 선진국에서는 1996년부터 사용이 금지된 상태이다.
CFC 화합물의 대체용으로 현재 사용되고 있는 HCFC-22를 비롯한 HCFC 계열 화합물들도 CFC 화합물만큼 심하지는 않으나, 오존층 파괴에 상당한 영향을 미치고 있다. 이에 따라, 1987년 9월에 국제 연합은 그의 환경 강령(United Nations Environment Program: UNEP)을 통해 1998년까지 완전히 HCFC의 전세계적 생산량을 50% 감소할 것을 요구하는 제안을 발표하였다. 이 제안은 1989년 1월 1일에 비준되어 1989년 7월 1일부터 실시되었다. 1990년 11월 15일에 미국 크린 에어 법령(U.S. Clean Air Act)은 2015년 1월 1일에는 HCFC(예를 들면, HCFC-22)의 생산 동결 및 냉매로서의 사용 제한을 규정하는 방식으로 개정되었고, 점차적으로 그 사용량을 규제하여 2020년경에는 사용이 금지될 예정이다.
따라서, 세계각국은 HCFC-22의 본격적인 규제에 대비하여 대체 냉매 물질에 대한 많은 연구결과를 발표하고 있으며 대표적인 대체 냉매 혼합물의 예로는 미국냉동공조학회(ASHRAE)에서 추천하는 HFC-407C와 HFC-410A를 들 수가 있다. HFC-407C는 HFC-32/125/134a가 23/25/52의 중량%로 혼합된 냉매 혼합물이며 HFC-410A는 HFC-32/125가 50/50의 중량%로 혼합된 냉매 혼합물이다.
이외에도 미국특허 5,080,823은 HFC-143a/프로판, 미국특허 5,185,094는 HFC-32/125/134a, 미국특허 5,211,867는 HFC-125/143a, 미국특허 5,234,613은 HFC-32/프로판, 미국특허 5,236,611은 PFC-218/HFC-143a, 미국특허 5,290,466은 HFC-32/134a/134, 미국특허 5,340,490은 HFC-23/CO2와 HFC-23/116/CO2, 미국특허 5,403,504는 HFC-125/32, 미국특허 5,429,740은 HFC-23/134a, 미국특허 5,538,660은 HFC-32/HFC-134a/FC-41과 HFC-32/HFC-134a/PFC-218, 미국특허 5,643,492는 HFC-32/125/134a로 이루어지는 혼합냉매 조성물을 제시하고 있다.
뿐만 아니라 일본 공개특허공보 평3-172386호는 HFC-32/125/143a, 평3-170594호는 HFC-23/125/134a, 평3-170592호는 HFC-32/143a/152a, 평3-170593호는 HFC-23/125/32, 평170591호는 HFC-23/143a/134a, 평3-170590호는 HFC-125/134a/32, 평3-170589호는 HFC-23/143a/152a, 평3-170588호는 HFC-125/143a/134a, 평3-170587호는 HFC-32/134a/152a, 평3-170586호는 HFC-32/143a/134a, 평3-170585호는 HFC-32/125/134a, 평3-170584호는 HFC-23/134a/152a, 평-170583호는 HFC-125/143a/32, 평4-222893호는 HFC-32/125, 평4-154887호는 HFC-134/152a, 평5-117645호는 HFC-23/134a/프로판, 평5-117643호는 HFC-125/134a/프로판, 평6-65561호는 HFC-23/152a/PFC-218, 평6-128872호는 HFC-32/PFC-218, 평6-220433호는 HFC-32/125/RC-318, 평7-173462호는 HFC-143a/125/134a/헵탄, 평8-176537호는 PFC-218/RC-270/HFC-152a, 평8-151569호는 프로판/RC-270/HFC-134a, 평8-127767호는 HFC-32/134a/RC-318, 평9-25480호는 HFC-32/143a/125/이소부탄, 평9-59611호는 HFC-134a/이소부탄, 평9-208941호는 HFC-32/152a/125/RC-270, 평9-221664호는 HFC-125/143a/134a/RC-270으로 이루어지는 혼합냉매 조성물을 발표하였다.
아울러 한국 특허 공고 제93-10514호(출원번호 제90-19594호)는 HFC-23/32/152a, HFC-23/125/152a, HFC-32/143a/152a, HFC-125/143a/152a, HFC-32/125/125a, HFC-23/143a/152a, HFC-23/125/152a, 제93-10515호(출원번호 제90-19596호)는 HFC-23/32/134, HFC-23/32/134a, HFC-32/125/134a, HFC-23/125/134, HFC-32/125/134, HFC-23/143a/134a, HFC-23/143a/134a, HFC-32/125/134a, HFC-125/143a/134a, HFC-125/143a/134, 공개번호 제96-4485(출원번호 제95-21221호)는 HFC-32/23/134a, 공개번호 제95-704438호(출원번호 제95-701865호)는 HFC-32/125/143a, 공개번호 제96-701168호(출원번호 제95-704038호)는 HFC-227ea/HFC-152a, 공개번호 제97-704853호(출원번호 제97-700436호)는 HFC-134a/HCFC-124/부탄으로 이루어지는 혼합냉매 조성물을 발표하고 있다.
본 발명은 오존층 파괴 위험이 없는, HCFC-22를 대신하여 사용할 수 있는 새로운 냉매 혼합물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 HCFC-22를 대체하여 사용할 수 있는 새로운 냉매 혼합물에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 HFC-32, HFC-125와 HFC-134a의 혼합물에 RC-270, HFC-152a, HFC-227ea, HFC-245cb, RC-318, HFC-236ea, HFE-134, HFE-245, R-601, R-601a 중 한성분을 추가로 혼합한 냉매 혼합물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 냉매 혼합물은 HCFC-22와 유사한 성능을 발휘할 수 있다. 이들 물질들은 오존층 파괴의 위험이 전혀 없어 향후에도 사용규제에 대한 우려가 없는 것이 장점이라 할 수 있다. 아울러 상기물질들은 이미 생산이 되고 있거나, 차후 생산을 위한 연구가 활발히 진행중인 단계에 있으므로 본 발명을 통해 그 용도를 새로이 추가함으로써 보다 효율적인 활용이 가능하게 되었다.
본 발명에서는 상기의 혼합냉매 조성물을 압축기, 응축기, 팽창변 및 증발기로 이루어지는 냉동시스템에 적용하여 성능계수(COP), 냉매 단위체적당의 열량(VC), 압축기 및 증발기에서의 압력 등을 비교검토하였다. 본 발명에 따른 새로운 냉매 혼합물은 HFC-407C나 HFC-410과 비교하여 성능면에서 거의 동등수준으로 평가되고 있어 HCFC-22의 대체용으로 유용하게 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 냉매 혼합물의 조성범위는 다음과 같다.
HFC-32, HFC-125, HFC-134a 및 RC-270의 혼합물은 각각의 조성비가 20 - 70 중량%, 50 중량% 이하, 5 - 50 중량%, 30 중량% 이하의 범위에서 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 30 - 60 중량%, 40 중량% 이하, 10 - 40 중량%, 20 중량% 이하의 범위에서 사용하는 것이 좋다.
HFC-32, HFC-125, HFC-134a 및 HFC-152a의 혼합물은 각각의 조성비가 25 - 90 중량%, 40 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하의 범위에서 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 35 - 80 중량%, 30 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하의 범위에서 사용하는 것이 좋다.
HFC-32, HFC-125, HFC-134a 및 HFC-227ea의 혼합물은 각각의 조성비가 20 - 90 중량%, 60 중량% 이하, 60 중량% 이하, 50 중량% 이하의 범위에서 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 30 - 85 중량%, 50 중량% 이하, 50 중량% 이하, 40 중량% 이하의 범위에서 사용하는 것이 좋다.
HFC-32, HFC-125, HFC-134a 및 HFC-245cb의 혼합물은 각각의 조성비가 25 - 90 중량%, 55 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하의 범위에서 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 35 - 85 중량%, 45 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하의 범위에서 사용하는 것이 좋다.
HFC-32, HFC-125, HFC-134a 및 HFC-318의 혼합물은 각각의 조성비가 25 - 95 중량%, 45 중량% 이하, 5 - 40 중량%, 35 중량% 이하의 범위에서 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 35 - 90 중량%, 35 중량% 이하, 5 - 30 중량, 25 중량% 이하의 범위에서 사용하는 것이 좋다.
HFC-32, HFC-125, HFC-134a 및 HFC-236ea의 혼합물은 각각의 조성비가 30 - 85 중량%, 45 중량% 이하, 50 중량% 이하, 30 중량% 이하의 범위에서 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 40 - 75 중량%, 35 중량% 이하, 40 중량% 이하, 20 중량% 이하의 범위에서 사용하는 것이 좋다.
HFC-32, HFC-125, HFC-134a 및 HFE-134의 혼합물은 각각의 조성비가 30 - 90 중량%, 45 중량% 이하, 50 중량% 이하, 15 중량% 이하의 범위에서 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 40 - 80 중량%, 35 중량% 이하, 43 중량% 이하, 10 중량% 이하의 범위에서 사용하는 것이 좋다.
HFC-32, HFC-125, HFC-134a 및 HFE-245의 혼합물은 각각의 조성비가 30 - 90 중량%, 45 중량% 이하, 45 중량% 이하, 15 중량% 이하의 범위에서 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 40 - 80 중량%, 38 중량% 이하, 35 중량% 이하, 10 중량% 이하의 범위에서 사용하는 것이 좋다.
HFC-32, HFC-125, HFC-134a 및 R-601의 혼합물은 각각의 조성비가 25 - 95 중량%, 55 중량% 이하, 45 중량% 이하, 10 중량% 이하의 범위에서 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 35 - 90 중량%, 45 중량% 이하, 38 중량% 이하, 5 중량% 이하의 범위에서 사용하는 것이 좋다.
HFC-32, HFC-125, HFC-134a 및 R-601a의 혼합물은 각각의 조성비가 30 - 90 중량%, 45 중량% 이하, 45 중량% 이하, 10 중량% 이하의 범위에서 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 40 - 80 중량%, 35 중량% 이하, 35 중량% 이하, 6 중량% 이하의 범위에서 사용하는 것이 좋다.
이하의 실시예를 통하여 본 발명을 설명하고자 하며, 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않는다.
혼합냉매의 성능평가
본 발명의 냉매 혼합물의 성능을 평가하기 위하여 사용된 압축기, 응축기, 팽창변 및 증발기로 이루어지는 냉동 시스템에서의 성능 평가 조건은 다음과 같다.
냉방용량: 2 kW
증발기의 총열관류율(UA): 0.20 kW/K
응축기의 총열관류율(UA): 0.24 kW/K
응축기에서의 과냉도: 5 ℃
증발기에서의 과열도: 5 ℃
압축기 효율: 0.8
2차유체의 응축기 입구온도; 25 ℃
2차유체의 응축기 출구온도: 35 ℃
2차유체의 증발기 입구온도: 15 ℃
2차유체의 증발기 출구온도; 5 ℃
이상의 동일한 조건하에서 본 발명의 냉매 혼합물과 HCFC-22, HFC-407C, HFC-410A 등에 대해 냉매성능평가의 주요인자인 성능계수(COP), 냉매 단위체적당의 열량(VC), 증발기 압력(PL) 및 응축기 압력(PH)을 비교분석하였다.
비교예 1-3
본 발명의 냉매 혼합물의 성능과 비교하기 위한 HCFC-22, HFC-407C 및 HFC-410A의 성능평가결과는 다음과 같다.
HCFC-22, HFC-407C 및 HFC-410A의 성능평가
냉매종류 HCFC-22(중량%) HFC-32(중량%) HFC-125(중량%) HFC-134a(중량%) COP VC(kJ/m3) PL(kPa) PH(kPa)
비교예 1 HCFC-22 100 - - - 5.45 3338 455 1254
비교예 2 HFC-407C - 23 25 52 4.98 3412 460 1445
비교예 3 HFC-410A - 50 50 - 5.31 5117 730 1993
표 1의 결과를 보면 HFC-407C는 HCFC-22와 비교하여 COP는 약간 떨어지나 VC 및 압력은 거의 비슷한 수준으로 나타났다. 반면에 HFC-410A의 경우는 COP는 비슷하고 VC는 우수하나 압력이 HCFC-22에 비해 다소 높은 특성을 보여주고 있다. 냉매의 성능이 이러한 범위내에 있을 경우 HCFC-22의 대체냉매로서 사용가능한 것으로 평가되고 있으므로 본 발명의 냉매 혼합물의 성능을 평가하여 이들 결과와 비교하였다.
실시예 1
HFC-32/HFC-125/HFC-134a/RC-270 혼합물의 성능평가
HFC-32/HFC-125/HFC-134a/RC-270으로 이루어진 냉매 혼합물의 조성변화에 따른 성능평가 결과는 하기 표 2와 같다. 각 항목별 성능이 HFC-407C와 HFC-410A의 중간 범위에 있어 HCFC-22 대체냉매로서 사용될 수 있음을 알 수 있다.
HFC-32/HFC-125/HFC-134a/RC-270 혼합물의 성능평가
HFC-32(중량%) HFC-125(중량%) HFC-134a(중량%) RC-270(중량%) COP VC(kJ/m3) PL(kPa) PH(kPa)
조성 1 40 30 20 10 5.11 4669 681 1894
조성 2 30 20 30 20 5.02 4300 634 1780
조성 3 45 40 10 5 5.17 4911 711 1965
조성 4 50 10 40 0 5.21 4164 557 1640
조성 5 60 0 35 5 5.18 4597 632 1804
조성 6 35 25 25 15 5.05 4495 661 1848
조성 7 50 20 22 8 5.15 4787 685 1908
실시예 2
HFC-32/HFC-125/HFC-134a/HFC-152a 혼합물의 성능평가
HFC-32/HFC-125/HFC-134a/HFC-152a로 이루어진 냉매 혼합물의 조성변화에 따른 성능평가 결과는 하기 표 3과 같다. 각 항목별 성능이 HFC-407C와 HFC-410A의 중간 범위에 있어 HCFC-22 대체냉매로서 사용될 수 있음을 알 수 있다.
HFC-32/HFC-125/HFC-134a/HFC-152a 혼합물의 성능평가
HFC-32(중량%) HFC-125(중량%) HFC-134a(중량%) HFC-152a(중량%) COP VC(kJ/m3) PL(kPa) PH(kPa)
조성 1 40 30 20 10 5.16 4096 557 1643
조성 2 70 15 10 5 5.37 4867 661 1833
조성 3 80 0 18 2 5.38 4877 656 1819
조성 4 75 20 0 5 5.43 5133 704 1909
조성 5 60 5 20 15 5.21 4207 558 1642
조성 6 50 10 40 0 5.21 4164 556 1640
조성 7 50 25 5 20 5.18 4187 564 1654
조성 8 45 10 15 30 5.16 3683 481 1463
조성 9 35 20 10 35 5.10 3473 456 1407
실시예 3
HFC-32/HFC-125/HFC-134a/HFC-227ea 혼합물의 성능평가
HFC-32/HFC-125/HFC-134a/HFC-227ea로 이루어진 냉매 혼합물의 조성변화에 따른 성능평가 결과는 하기 표 4와 같다. 각 항목별 성능이 HFC-407C와 HFC-410A의 중간 범위에 있어 HCFC-22 대체냉매로서 사용될 수 있음을 알 수 있다.
HFC-32/HFC-125/HFC-134a/HFC-227ea 혼합물의 성능평가
HFC-32(중량%) HFC-125(중량%) HFC-134a(중량%) HFC-227ea(중량%) COP VC(kJ/m3) PL(kPa) PH(kPa)
조성 1 40 30 20 10 5.13 4325 601 1756
조성 2 70 15 10 5 5.42 5065 695 1899
조성 3 80 0 18 2 5.41 4955 669 1841
조성 4 85 5 5 5 5.48 5297 725 1942
조성 5 60 2 30 8 5.27 4457 599 1726
조성 6 50 10 40 0 5.21 4164 556 1640
조성 7 40 40 0 20 5.10 4682 675 1924
조성 8 45 50 2 3 5.19 4894 705 1962
조성 9 35 13 50 2 5.09 3692 491 1510
조성 10 45 20 5 30 5.13 4543 640 1849
조성 11 43 2 15 40 4.99 4091 565 1722
조성 12 30 10 50 10 5.03 3420 454 1456
실시예 4
HFC-32/HFC-125/HFC-134a/HFC-245cb 혼합물의 성능평가
HFC-32/HFC-125/HFC-134a/HFC-245cb로 이루어진 냉매 혼합물의 조성변화에 따른 성능평가 결과는 하기 표 5와 같다. 각 항목별 성능이 HFC-407C와 HFC-410A의 중간 범위에 있어 HCFC-22 대체냉매로서 사용될 수 있음을 알 수 있다.
HFC-32/HFC-125/HFC-134a/HFC-245cb 혼합물의 성능평가
HFC-32(중량%) HFC-125(중량%) HFC-134a(중량%) HFC-245cb(중량%) COP VC(kJ/m3) PL(kPa) PH(kPa)
조성 1 40 30 20 10 5.11 4220 584 1722
조성 2 50 10 10 30 5.08 4204 576 1716
조성 3 60 20 0 20 5.31 4851 673 1878
조성 4 70 0 15 15 5.34 4716 638 1795
조성 5 85 5 5 5 5.47 5233 715 1924
조성 6 80 15 5 0 5.46 5269 723 1943
조성 7 45 5 40 10 5.14 3906 520 1571
조성 8 55 13 30 2 5.25 4412 595 1719
조성 9 35 35 20 10 5.05 4110 572 1703
조성 10 50 3 7 40 5.02 4048 552 1679
조성 11 50 40 2 8 5.26 4891 691 1921
조성 12 45 45 8 2 5.22 4781 676 1897
조성 13 45 5 45 5 5.16 3900 517 1561
실시예 5
HFC-32/HFC-125/HFC-134a/RC-318 혼합물의 성능평가
HFC-32/HFC-125/HFC-134a/RC-318로 이루어진 냉매 혼합물의 조성변화에 따른 성능평가 결과는 하기 표 6과 같다. 각 항목별 성능이 HFC-407C와 HFC-410A의 중간 범위에 있어 HCFC-22 대체냉매로서 사용될 수 있음을 알 수 있다.
HFC-32/HFC-125/HFC-134a/RC-318 혼합물의 성능평가
HFC-32(중량%) HFC-125(중량%) HFC-134a(중량%) RC-318(중량%) COP VC(kJ/m3) PL(kPa) PH(kPa)
조성 1 40 30 20 10 5.12 4517 639 1842
조성 2 35 10 30 25 4.99 4196 593 1773
조성 3 60 20 15 5 5.30 4943 684 1907
조성 4 70 0 28 2 5.30 4691 631 1789
조성 5 90 5 5 0 5.49 5314 725 1936
조성 6 50 15 15 20 5.21 4959 707 1977
조성 7 40 35 10 15 5.13 4798 696 1961
조성 8 80 7 10 3 5.41 5220 715 1944
실시예 6
HFC-32/HFC-125/HFC-134a/HFC-236ea 혼합물의 성능평가
HFC-32/HFC-125/HFC-134a/HFC-236ea로 이루어진 냉매 혼합물의 조성변화에 따른 성능평가 결과는 하기 표 7과 같다. 각 항목별 성능이 HFC-407C와 HFC-410A의 중간 범위에 있어 HCFC-22 대체냉매로서 사용될 수 있음을 알 수 있다.
HFC-32/HFC-125/HFC-134a/HFC-236ea 혼합물의 성능평가
HFC-32(중량%) HFC-125(중량%) HFC-134a(중량%) HFC-236ea(중량%) COP VC(kJ/m3) PL(kPa) PH(kPa)
조성 1 40 30 20 10 4.99 4100 564 1712
조성 2 60 10 15 15 5.11 4460 606 1784
조성 3 70 0 10 20 5.08 4569 622 1826
조성 4 75 5 0 20 5.20 4902 675 1910
조성 5 45 15 40 0 5.18 4088 548 1628
조성 6 45 20 30 5 5.14 4168 565 1678
조성 7 50 35 7 8 5.20 4703 656 1867
실시예 7
HFC-32/HFC-125/HFC-134a/HFE-134 혼합물의 성능평가
HFC-32/HFC-125/HFC-134a/HFE-134로 이루어진 냉매 혼합물의 조성변화에 따른 성능평가 결과는 하기 표 8과 같다. 각 항목별 성능이 HFC-407C와 HFC-410A의 중간 범위에 있어 HCFC-22 대체냉매로서 사용될 수 있음을 알 수 있다.
HFC-32/HFC-125/HFC-134a/HFC-134 혼합물의 성능평가
HFC-32(중량%) HFC-125(중량%) HFC-134a(중량%) HFC-134(중량%) COP VC(kJ/m3) PL(kPa) PH(kPa)
조성 1 80 5 5 10 4.98 4519 607 1822
조성 2 70 10 12 8 5.03 4425 593 1779
조성 3 60 35 0 5 5.17 4817 667 1904
조성 4 50 20 25 5 5.02 4117 553 1686
조성 5 55 0 43 2 5.15 4041 532 1603
조성 6 40 25 35 0 5.14 4106 558 1655
조성 7 45 32 20 3 5.07 4290 588 1748
실시예 8
HFC-32/HFC-125/HFC-134a/HFE-245 혼합물의 성능평가
HFC-32/HFC-125/HFC-134a/HFE-245로 이루어진 냉매 혼합물의 조성변화에 따른 성능평가 결과는 하기 표 9와 같다. 각 항목별 성능이 HFC-407C와 HFC-410A의 중간 범위에 있어 HCFC-22 대체냉매로서 사용될 수 있음을 알 수 있다.
HFC-32/HFC-125/HFC-134a/HFE-245 혼합물의 성능평가
HFC-32(중량%) HFC-125(중량%) HFC-134a(중량%) HFE-245(중량%) COP VC(kJ/m3) PL(kPa) PH(kPa)
조성 1 80 5 5 10 5.10 4784 656 1889
조성 2 80 12 0 8 5.36 5164 711 1943
조성 3 70 10 20 0 5.38 4837 655 1821
조성 4 60 0 35 5 5.18 4250 565 1673
조성 5 50 20 25 5 5.10 4275 581 1726
조성 6 45 38 15 2 5.19 4569 636 1821
조성 7 40 30 27 3 5.08 4143 568 1694
조성 8 62 25 10 3 5.32 4919 678 1886
실시예 9
HFC-32/HFC-125/HFC-134a/R-601 혼합물의 성능평가
HFC-32/HFC-125/HFC-134a/R-601로 이루어진 냉매 혼합물의 조성변화에 따른 성능평가 결과는 하기 표 10과 같다. 각 항목별 성능이 HFC-407C와 HFC-410A의 중간 범위에 있어 HCFC-22 대체냉매로서 사용될 수 있음을 알 수 있다.
HFC-32/HFC-125/HFC-134a/R-601 혼합물의 성능평가
HFC-32(중량%) HFC-125(중량%) HFC-134a(중량%) R-601(중량%) COP VC(kJ/m3) PL(kPa) PH(kPa)
조성 1 90 2 3 5 5.45 5295 729 1956
조성 2 90 0 5 5 5.51 5314 730 1941
조성 3 80 10 6 4 5.48 5215 717 1927
조성 4 70 15 12 3 5.38 4973 683 1881
조성 5 60 37 0 3 5.33 5093 718 1963
조성 6 50 30 17 3 5.15 4414 623 1801
조성 7 40 20 38 2 5.09 3951 534 1613
조성 8 43 25 30 2 5.13 4172 570 1685
조성 9 45 29 25 1 5.17 4369 601 1749
조성 10 35 45 20 0 5.08 4336 611 1782
실시예 10
HFC-32/HFC-125/HFC-134a/R-601a 혼합물의 성능평가
HFC-32/HFC-125/HFC-134a/R-601a로 이루어진 냉매 혼합물의 조성변화에 따른 성능평가 결과는 하기 표 11과 같다. 각 항목별 성능이 HFC-407C와 HFC-410A의 중간 범위에 있어 HCFC-22 대체냉매로서 사용될 수 있음을 알 수 있다.
HFC-32/HFC-125/HFC-134a/R-601a 혼합물의 성능평가
HFC-32(중량%) HFC-125(중량%) HFC-134a(중량%) R-601a(중량%) COP VC(kJ/m3) PL(kPa) PH(kPa)
조성 1 80 7 8 5 5.49 5207 718 1923
조성 2 70 10 14 6 5.08 4625 640 1851
조성 3 60 0 35 5 5.21 4302 579 1689
조성 4 60 35 0 5 5.21 4807 632 1944
조성 5 50 20 26 4 5.16 4333 594 1735
조성 6 40 27 30 3 5.10 4099 563 1672
조성 7 63 15 20 2 5.32 4749 649 1821
조성 8 59 30 10 1 5.34 4957 688 1899
조성 9 45 25 30 0 5.17 4296 586 1715
본 발명에 따른 냉매 혼합물은 오존층 파괴의 위험이 전혀 없으면서 동등한 작용 효과를 보유하여 HCFC-22 대체 냉매로서 사용할 수 있다.

Claims (11)

  1. 제1 성분으로서 디플루오로메탄 (CH2F2, 이하 HFC-32), 제2 성분으로서 펜타플루오로에탄 (CHF2CF3, 이하 HFC-125), 제3 성분으로서 1,1,1,2-테트라플루오로에탄 (CH2FCF3, 이하 HFC-134a)을 포함하고, 제4 성분으로서 사이클로프로판 (C3H6, 이하 RC-270), 1,1-디플루오로에탄 (CH3CHF2, 이하 HFC-152a), 1,1,1,2,3,3,3-헵타플루오로프로판 (CF3CHFCF3, 이하 HFC-227ea), 1,1,1,2,2-펜타플루오로프로판 (CH3CF2CF3, 이하 HFC-245cb), 옥타플루오로사이클로부탄 (C4F8, 이하 RC-318), 1,1,1,2,3,3-헥사플루오로프로판 (CHF2CHFCF3, 이하 HFC-236ea), 비스(디플루오로메틸)에테르 (CHF2OCHF2, 이하 HFE-134), 펜타플루오로에틸메틸에테르 (CF3CF2OCH3, HFE-245), n-펜탄 (C5H12, 이하 R601), 이소펜탄 ((CH3)2CHCH2CH3, 이하 R-601a) 중 한 성분을 포함하는 냉매 혼합물.
  2. 제1항에 있어서, HFC-32, HFC-125, HFC-134a 및 RC-270을 각각 30 - 60 중량%, 40 중량% 이하, 10 - 40 중량%, 20 중량% 이하의 양으로 포함하는 혼합물.
  3. 제1항에 있어서, HFC-32, HFC-125, HFC-134a 및 HFC-152a를 각각 35 - 80 중량%, 30 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하의 양으로 포함하는 혼합물.
  4. 제1항에 있어서, HFC-32, HFC-125, HFC-134a 및 HFC-227ea를 각각 30 - 85 중량%, 50 중량% 이하, 50 중량% 이하, 40 중량% 이하의 양으로 포함하는 혼합물.
  5. 제1항에 있어서, HFC-32, HFC-125, HFC-134a 및 HFC-245cb를 각각 35 - 85 중량%, 45 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하의 양으로 포함하는 혼합물.
  6. 제1항에 있어서, HFC-32, HFC-125, HFC-134a 및 RC-318을 각각 35 - 90 중량%, 35 중량% 이하, 5 - 30 중량%, 25 중량% 이하의 양으로 포함하는 혼합물.
  7. 제1항에 있어서, HFC-32, HFC-125, HFC-134a 및 HFC-236ea를 각각 40 - 75 중량%, 35 중량% 이하, 40 중량% 이하, 20 중량% 이하의 양으로 포함하는 혼합물.
  8. 제1항에 있어서, HFC-32, HFC-125, HFC-134a 및 HFE-134를 각각 40 - 80 중량%, 35 중량% 이하, 43 중량% 이하, 10 중량% 이하의 양으로 포함하는 혼합물.
  9. 제1항에 있어서, HFC-32, HFC-125, HFC-134a 및 HFE-245를 각각 40 - 80 중량%, 38 중량% 이하, 35 중량% 이하, 10 중량% 이하의 양으로 포함하는 혼합물.
  10. 제1항에 있어서, HFC-32, HFC-125, HFC-134a 및 R-601을 각각 35 - 90 중량%, 45 중량% 이하, 38 중량% 이하, 5 중량% 이하의 양으로 포함하는 혼합물.
  11. 제1항에 있어서, HFC-32, HFC-125, HFC-134a 및 R-601a를 각각 40 - 80 중량%, 35 중량% 이하, 35 중량% 이하, 6 중량% 이하의 양으로 포함하는 혼합물.
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