KR20070042139A

KR20070042139A - 디메틸에테르와 이산화탄소의 혼합물 냉매

Info

Publication number: KR20070042139A
Application number: KR1020077000154A
Authority: KR
Inventors: 세이쥬로 마이야; 오사무 나까고메; 히데유끼 스즈끼; 야스히사 고따니; 도시후미 하따나까; 도시히로 와다
Original assignee: 세끼유 시겐 카이하츠 가부시키가이샤; 엔케이케이 가부시끼가이샤; 쇼와 탄산 가부시끼가이샤
Priority date: 2004-06-04
Filing date: 2005-06-01
Publication date: 2007-04-20
Also published as: US20070267597A1; CA2569008A1; JP2006022305A; WO2005118739A1

Abstract

본 발명에 따르면, 디메틸에테르와 이산화탄소를 혼합하여, 오존층을 파괴하지 않고, 지구 온난화 계수가 작은 안전하고 독성이 없으며, 저압으로 작동하는 우수한 성능을 갖는 난방/급탕용 혼합 냉매를 제공한다. 또한, 본 발명은 디메틸에테르와 이산화탄소의 총 몰수를 기준으로 디메틸에테르를 10 내지 80 몰％, 이산화탄소를 90 내지 10 몰％ 함유하여 형성되는 조성물을 제공한다.

급탕, 난방, 냉매, 디메틸에테르, 이산화탄소

Description

디메틸에테르와 이산화탄소의 혼합물 냉매{REFRIGERANT MIXTURE OF DIMETHYL ETHER AND CARBON DIOXIDE}

본 발명은 가열 펌프 급탕기에 사용되는, 디메틸에테르와 이산화탄소를 함유하는 냉매 조성물에 관한 것이다.

현재, 이산화탄소는 오존 파괴 계수 0, 지구 온난화 계수 1로 환경에의 부하가 매우 작고, 독성, 가연성이 없어 안전하고 저렴하다는 점, 임계 온도가 31.1 ℃로 낮고, 공기 조절이나 급탕용에서는 사이클의 고압측이 용이하게 초임계가 된다는 점으로부터 냉매와 피냉각 유체와의 온도차가 작은 가열을 행할 수 있기 때문에, 급탕과 같이 승온 폭이 큰 가열 공정에서는 높은 성능 계수가 얻어진다는 점, 압축기 단위 유입 부피당 가열 능력이 크고, 열전도율이 높다는 점으로부터 에코큐트(ecocute)의 명칭으로 가열 펌프 급탕기용 냉매로서 보급, 이용되고 있다.

그러나, 이제까지 이산화탄소 냉매의 작동 압력은 약 10 MPa로 다른 냉매와 비교하면 매우 높고, 그 때문에 시스템 기기 하나 하나의 부품을 초고압 사양으로 해야 하기 때문에, 적절한 가격에서의 사이클 시스템의 요소 기술 개발이 큰 과제가 되고 있다.

본 발명의 목적은 이산화탄소 초임계 냉매를 대신하는, 오존층 파괴의 위험성이 없고, 지구 온난화에 미치는 악영향이 작으며, 또한 불연성 내지 난연성으로 저압에서 작동하는 등의 우수한 성능을 갖는, 안전하고 독성이 없는 급탕/난방용 냉매 조성물을 제공하는 데 있다.

이산화탄소는 임계 온도가 31.1 ℃, 비점이 -56.6 ℃인 것에 대하여, 디메틸에테르는 임계 온도가 126.85 ℃, 비점이 -25 ℃로, 양자의 2종의 물성이 크게 상이하다. 따라서, 이산화탄소는 저압 약 3 MPa 내지 고압 약 10 MPa이라는 매우 고압 영역에서 냉매로서 이용되는데 대하여, 디메틸에테르는 저압 약 0.7 MPa 내지 고압 약 2 MPa의 비교적 저압하에서 용매로서 이용되며, 그러한 압력 조건하에서 가장 우수한 냉매로서의 성능을 발휘하는 것이 알려져 있다. 따라서, 이산화탄소와 디메틸에테르가 각각 단독으로 냉매로서 사용되는 경우는 있어도, 전혀 물성이 다른 이산화탄소와 디메틸에테르를 혼합하여 냉매로서 사용하고자 하는 발상은 이제까지 이루어져 있지 않았고, 검토도 되지 않았다.

이에 대하여, 본 발명자들은 디메틸에테르에 대한 이산화탄소 용해성 평가 시험과 용해 육안 시험을 행한 결과, 온도, 압력 조건에 따라 기액 평형 도달량(용해량)이 변화하기는 하지만, 디메틸에테르에 이산화탄소가 잘 용해하고, 분산되는 것을 확인하였다. 또한, 본 발명자들은 물성적으로 전열 효과가 높은 이산화탄소(0.02 W/mK)보다 높은 비열을 갖는 디메틸에테르(138 J/molK)를 혼합함으로써 매우 높은 열 효율을 나타내는 물성이 되지 않을까 생각하여 시뮬레이션을 포함하는 개발을 거듭한 결과, 디메틸에테르와 이산화탄소의 혼합물은 저압에서 작동하는 성능 계수가 우수한 난방용/급탕용 냉매라는 것을 발견하고, 본 발명에 도달한 것이다.

즉, 본 발명은 디메틸에테르와 이산화탄소의 총 몰수를 기준으로, 디메틸에테르를 10 내지 80 몰％, 이산화탄소를 90 내지 20 몰％ 함유하는 것을 특징으로 하는 급탕/난방용 냉매 조성물에 관한 것이다.

<발명의 효과>

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 디메틸에테르와 이산화탄소의 혼합물은 오존층을 파괴하지 않고, 지구 온난화 계수(GWP)가 거의 0으로 안전하고 독성이 없으며, 저압하에서 작동하는 우수한 난방 및 급탕 능력을 갖는 냉매이다.

<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>

이하, 본 발명의 바람직한 실시 양태에 대하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 냉매 조성물에 사용되는 디메틸에테르는, 예를 들면 석탄 가스화 가스, LNG 탱크의 BOG(Boil of Gas), 천연 가스, 제철소의 부생 가스, 석유 잔사, 폐기물 및 바이오 가스를 원료로서, 수소와 일산화탄소로부터 직접 디메틸에테르를 합성하거나, 수소와 일산화탄소로부터 간접적으로 메탄올 합성을 경유하여 얻어진다.

본 발명의 냉매 조성물에 사용되는 이산화탄소는, 예를 들면 암모니아 합성 가스나 중유 탈황용 수소 제조 플랜트 등으로부터 발생하는 부생 가스를 원료로서 압축ㆍ액화ㆍ정제하여 얻어진다.

본 발명의 냉매 조성물에서의 디메틸에테르와 이산화탄소의 혼합 비율은, 냉매가 사용되는 급탕기/난방기의 종류 등에 따라 적절하게 정해지는데, 본 발명의 냉매 조성물은 디메틸에테르와 이산화탄소의 총 몰수를 기준으로 바람직하게는 디메틸에테르를 10 내지 80 몰％, 이산화탄소를 90 내지 20 몰％, 더욱 바람직하게는 디메틸에테르를 30 내지 70 몰％, 이산화탄소를 70 내지 30 몰％ 함유한다. 디메틸에테르가 10 몰％ 미만이면, 후술하는 성능 계수가 낮아져 바람직하지 않다. 한편, 디메틸에테르가 80 몰％보다 크면, 냉매 조성물이 가연성이 되는 경향이 있어 안전상 바람직하지 않다.

본 발명의 냉매 조성물은, 예를 들면 용기에 액화 디메틸에테르 충전 탱크로부터 소정량의 액화 디메틸에테르를 충전하고, 그 후에 액화 이산화탄소 충전 탱크로부터 소정량의 액화 이산화탄소를 충전함으로써, 상기 혼합비의 냉매 조성물을 얻을 수 있다. 또한, 용기에 소정량의 액화 디메틸에테르를 충전한 후, 용기의 기상부에 이산화탄소 가스를 충전하고, 디메틸에테르에 가압 용해, 혼합시켜 제조할 수도 있다.

본 발명의 냉매 조성물에는, 다른 첨가제로서 예를 들면 물을 첨가할 수 있다. 물은 1 기압, 온도 18 ℃의 조건하에서 디메틸에테르에 약 7 몰％ 용해된다는 점과, 증발(응축) 잠열이 높다는 특징을 가지며, 임계점이 높기 때문에 증발 잠열의 온도에 대한 변화율이 작기 때문에 고온 영역에서도 큰 잠열을 얻을 수 있다. 따라서, 잠열 효과가 높은 이산화탄소와 잠열 효과가 높은 디메틸에테르 및 물의 3종을 혼합함으로써, 더욱 높은 열 효율이 얻어질 것이 예상된다. 이 경우의 물의 혼합 비율은, 디메틸에테르에의 용해성을 고려하여 7 몰％를 초과하지 않는 범위로 한다.

냉매 특성의 평가 방법

급탕 시스템

급탕 시스템은, 일반적으로 도 1에 나타낸 바와 같이 압축기, 응축기, 팽창 밸브 및 증발기로 구성되고, 급탕용 고온수는 압축기로부터의 고온 냉매가 응축기에서 저온수와의 열 교환에 의해 행해진다. CO₂ 냉매 급탕용 사이클에서는 응축기측의 작동 압력은 9 MPa 이상의 고압에서 초임계(CO₂ 임계 압력: 7.4 MPa)가 되고, 저압측의 증발기 작동 압력이 3 MPa 이상인 이동 임계 사이클을 구성한다.

CO ₂ / DME 냉매의 급탕 능력 평가 시뮬레이션

CO₂/DME 냉매의 급탕 능력을 평가하기 위해, 도 1의 급탕용 기준 사이클을 수치 모델화하고, 범용의 수치 케미컬 프로세스 시뮬레이터를 이용하여 공지된 방법(예를 들면, 문헌 [미야라 등의 「비공비 혼합 냉매 가열 펌프 사이클의 성능에 미치는 열 교환기의 전열 특성의 영향」 일본 냉동 협회 논문집 제7권, 제1호, 65-73쪽, 1990년] 등을 참조)에 의해, 그 능력을 해석ㆍ평가할 수 있다. 범용의 수치 케미컬 프로세스 시뮬레이터는 다양한 성분의 열 역학 물성의 데이터 베이스를 내장하고, 여러가지 시스템의 기계 공학적 기능에 대응한 화학 성분 상호의 평형 열 역학 계산을 행한다.

수치 시뮬레이션에서는 냉매가 순환하는 압축기, 순환기, 팽창 밸브, 증발기를 구성하는 시스템을 각각 수치화하고, 압축기 출력 압력(P1), 응축기 출력 온도(T2), 증발기 온도(T3) 및 디메틸에테르/CO₂ 몰 농도를 파라미터로 하여, 급탕 능력을 성능 계수(COP(coefficient of performance))로서 평가한다.

급탕 성능 계수 = 냉매의 응축기에서의 총 배열량 ÷ 압축기 동력량

또한, 본 발명에 있어서는, 바람직하게는 냉매의 열 역학 물성치 추정식으로서, 용해에 관해서는 정칙 용해 모델, 상태 방정식에 관해서는 SPK(Soave-Redlich-Kwong)의 식을 각각 적용하여 보다 고정밀도의 평가를 행할 수 있다.

본 발명의 냉매 조성물은, 에코큐트의 명칭으로 알려져 있는 기존의 이산화탄소 가열 펌프 급탕기에 그대로 사용하는 것이 기본적으로 가능하다. 그러나, 본 발명의 냉매 조성물의 물성을 고려하여, 응축기나 피스톤 등의 기구면을 본 발명의 냉매 조성물에 적합시키도록 적절하게 개량ㆍ설계할 수 있다.

이하, 실시예에 의해 본 발명의 내용을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예로 전혀 한정되는 것이 아니다.

디메틸에테르/이산화탄소의 용해성 시험

디메틸에테르(DME)와 이산화탄소(CO₂) 혼합계의 용해 정도를 조사하기 위해, 또한 후술하는 급탕 시스템에서의 혼합 냉매의 성능 계수를 구하기 위해 DME/C0₂의 용해성 시험을 행하였다. 시험 방법은 이하와 같다.

(1) 압력 용기(500 mL)에 300 g의 디메틸에테르를 봉입하고, 봉입 후의 중량을 전자 천칭으로 측정한다.

(2) 항온조에 압력 용기를 넣어 일정 온도로 한다.

(3) 승압 펌프로 일정 압력까지 이산화탄소를 주입한다.

(4) 충전한 이산화탄소는 충전 전후의 중량으로부터 산출한다(d=0.1 g).

또한, 충전시에는 DME/CO₂가 충분히 혼합하도록 압력 용기를 상하로 진탕시켜, 종 배치로 정치하여 시험을 행하였다.

얻어진 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 표 1에 나타낸 바와 같이, CO₂ 및 DME의 K-volume의 값은 측정 조건에 있어서 각각 0.66<KDME<0.80 및 2.59<KCO₂< 3.42의 범위이고, DME에 이산화탄소가 잘 용해되어 있다는 것을 알았다.

<제1 실시예>

도 1에 나타낸 급탕 시스템에서의 디메틸에테르와 이산화탄소의 혼합 냉매의 성능 계수(COP)를 구한다. 수치 케미컬 프로세스 시뮬레이터를 이용하여 시뮬레이션을 이하의 순서로 행하였다.

시뮬레이션 순서

도 1의 급탕 시스템에서의 스트림 (1) 내지 (4)의 상태량(부피, 엔탈피, 엔트로피 등)을 시뮬레이션에 의해 결정하고, 하기 식의 성능 계수 COP를 구한다.

COP=H1/H2

H1: 냉매의 응축기에서의 총 배열량

H2: (4)에서 (1)에 이르는 압축기의 동력량

이 때, 이하의 조건 설정을 하였다.

(1) CO₂ 단독 냉매

T2 = 15 ℃

P1 = 9.2 MPa

P3 = 3.2 MPa

(2) CO₂/DME 혼합 냉매

CO₂/DME 혼합 냉매의 급탕 능력을 평가하기 위해 압축기의 토출 압력, 증기 압력, CO₂/DME 혼합비를 변동 파라미터로서 계산한다.

P1 = 9.2 내지 2.0 MPa

P3 = 0.5 내지 3.2 MPa

DME/CO₂ 혼합비(0 ％, 30 ％, 50 ％, 70 ％, 90 ％: 몰분율)

냉매 증발 온도: 1 ℃ 전후

DME+CO ₂ 혼합계의 기액 평균 물성치의 추산

시뮬레이션ㆍ스터디에 있어서는, 채용하는 물성 추산 모델의 정밀도가 중요한 요인이며, 그 검토를 이하와 같이 행하였다.

일반적으로 기액 평형 관계는 하기 수학식 1로 표시된다.

여기서, 검토해야 할 것은 다음의 3가지이다.

(1) DME에 대한 γ_i ⁽⁰⁾ 모델

(2) DME와 CO₂의 상대적 휘발성 정도

(3) 엔탈피 및 엔트로피 모델

DME는 산소 함유 저분자 화합물인데, 그 대표예인 에탄올의 비점이 78 ℃인 데 대하여 DME의 비점은 -25 ℃이기 때문에 알코올, 알데히드, 케톤기 등과 같이 강한 극성을 갖지 않는다는 것을 알 수 있다. 따라서, DME의 γ_i ⁽⁰⁾에 대해서는 정칙 용해 모델을 적용할 수 있다.

상기에서 얻은 DME/CO₂의 용해성 시험 데이터(표 1)로부터, CO₂ 및 DME의 K-volume의 값은, 측정 조건에 있어서 각각 0.66<KDME<0.80 및 2.59<KCO₂<3.42의 범위에 있고, DME와 CO₂의 휘발성에는 그다지 큰 차가 없다는 것을 알 수 있다. 이에 따라, f_i ⁽⁰⁾에 대해서는 증기압 모델을 적용할 수 있다.

또한, 엔탈피 및 엔트로피에 대해서는, DME+CO₂계의 상정되는 최고 사용 압력이 10 MPa 정도라는 점에서 SPK(Soave-Redlich-Kwong)의 상태 방정식을 채용하는 것이 적절하다.

또한, 계의 압력이 어느 정도 고압(수 MPa)이 되면, 포인팅 인자도 무시할 수 없게 되므로, 이 점도 고려하기로 하였다.

프로그램

하기의 A, B 2종의 프로그램을 이용하였다.

(1) DME CO₂ A

주어진 조성, T(온도), P(압력)하에서의 플래시 계산.

주어진 조성 및 P1(압축기 압력)하에서 버블 포인트(Bubble Point)를 계산하였다.

이들에 의해 기액 평형 물성치 추산 모델의 정밀도 확인 및 응축기에서의 전체 응축이 가능한지의 기준을 삼을 수 있다.

(2) DME CO₂ B

이상 설명한 시뮬레이터를 이용하여 이산화탄소 단독, 디메틸에테르와 이산화탄소를 포함하는 냉매 조성물, 비교로서 R22, 디메틸에테르 단독, 이산화탄소 단독에 대하여 COP를 이하와 같이 얻었다.

<비교예 1>

도 1의 시스템에 있어서, 토출 압력=9.2 MPa, 응축기 출구 온도=15 ℃, 증발 압력=3.2 MPa에서의 이산화탄소 100 몰％의 COP는 3.44이고, 그 경우의 노출 온도는 116 ℃, T3/T4 증발 온도는 1.2 ℃/1.2 ℃였다. 이 사이클 시스템에 있어서, 토출 압력으로부터 증발 압력에 이르는 압력은, 초임계 압력으로부터 이동 임계 압력하에서 작동시킨 것이다.

<실시예 1>

동일한 시스템에 있어서, 토출 압력=2 MPa, 응축기 출구 온도=15 ℃, 증발 압력=0.55 MPa에서의 이산화탄소 30 몰％, 디메틸에테르 70 몰％를 포함하는 냉매 조성물의 COP는 4.20이었다. 이 경우의 토출 온도는 111 ℃, T3/T4 증발 온도는 -12.8 ℃/11.6 ℃였다.

<실시예 2>

동일한 시스템에 있어서, 토출 압력=2.5 MPa, 응축기 출구 온도=15 ℃, 증발 압력=0.8 MPa에서의 이산화탄소 50 몰％, 디메틸에테르 50 몰％를 포함하는 냉매 조성물의 COP는 4.28이었다. 이 경우의 토출 온도는 111 ℃, T3/T4 증발 온도는 -18.0 ℃/13.6 ℃였다.

<실시예 3>

동일한 시스템에 있어서, 토출 압력=3.5 MPa, 응축기 출구 온도=15 ℃, 증발 압력=1.3 MPa에서의 이산화탄소 70 몰％, 디메틸에테르 30 몰％를 포함하는 냉매 조성물의 COP는 4.36이었다. 이 경우의 토출 온도는 110 ℃, T3/T4 증발 온도는 -16.8 ℃/14.8 ℃였다.

<실시예 4>

동일한 시스템에 있어서, 토출 압력=6 MPa, 응축기 출구 온도=15 ℃, 증발 압력=2.3 MPa에서의 이산화탄소 90 몰％, 디메틸에테르 10 몰％를 포함하는 냉매 조성물의 COP는 3.90이었다. 이 경우의 토출 온도는 110 ℃, T3/T4 증발 온도는 -9.5 ℃/8.4 ℃였다. 이 사이클 시스템에 있어서, 토출 압력으로부터 증발 압력에 이르는 압력은 초임계 압력으로부터 이동 임계하에서 작동시킨 것이다.

각 실시예에서 얻어진 COP, 팽창 밸브 출구 온도, 증발기 출구 온도 및 압축기 토출 온도를 하기 표 2에 나타내었다. 표 2로부터 명확한 바와 같이, 실시예 1 내지 4에 있어서 이산화탄소 단독보다 높은 COP가 얻어지고, 이산화탄소 단독에 비하여 매우 낮은 토출압으로 급탕 시스템을 작동시킬 수 있다.

상기의 결과로부터, 본 발명의 냉매 조성물은 응축기 출구 온도가 15 ℃ 이하에서 작동하는 시스템에 있어서는, 가정용 급탕/난방용 냉매, 산업용ㆍ공업용 공조기(가열 펌프)ㆍ냉동기용 냉매로서, 또한 열섬(heat-island) 현상을 완화하는 지열을 이용한 가열 펌프용 냉매로서의 이용이 예상된다.

<제2 실시예>

이어서, 본원 발명의 디메틸에테르/이산화탄소 혼합 냉매 조성물이, 실제의 급탕ㆍ난방 시스템에 있어서 어떠한 작용을 나타내는지를 조사하는 실험을 행하였다. 본 실험에 이용한 장치의 개략을 도 3에 나타내었다. 이 냉매 사이클 실험 장치의 기본적 구성은, 응축기 뒤에 냉매의 온도를 조정하기 위한 과냉각기를 구비하고 있는 것 이외에는, 도 1에 나타낸 급탕 시스템과 동일하며, 증발기, 응축기, 팽창 밸브 및 압축기로 이루어진다. 응축기ㆍ증발기 내부에서의 열 교환은 이중관의 내관(냉매 통로)과 외관(물/브라인 통로) 사이에서 행해진다. 응축기와 압축기의 길이는 3.6 m이고, 30 cm의 간격으로 열교환수의 온도를 측정하며, 60 cm 간격으로 냉매 온도를 측정하도록 구성되어 있다. 또한, 압축기의 동력원으로서 R410용 모터(500 W)를 사용하고, 그 회전수는 69 Hz로 하였다.

실험 조건은 이하와 같다.

응축기의 열원수 입구 온도: 약 16 ℃, 출구 온도: 약 46 ℃

유량: 10.7×10^-3 kg/초

증발기의 열원수 입구 온도: 약 6 ℃, 출구 온도: 약 -6 ℃

상기 장치와 실험 조건을 이용하여, 디메틸에테르/이산화탄소=74/26(몰％)의 혼합 냉매에 대하여 냉매 특성을 조사하였다. 그 결과, 응축기에서의 열원수의 피가열량(즉, 냉매의 응축기에서의 총 배열량)은 1350 W이고, 압축기의 전기 입력량(동력량)은 382 W였다. 이들 측정치로부터 COP는 3.53으로 계산된다. 또한, 압축기 냉매 온도(토출 온도)는 93.4 ℃이고, 냉매의 증발기 입구 온도/출구 온도는 -11.7 ℃/-1.0 ℃였다. 따라서, 본 실험에 의해, 본 발명의 디메틸에테르/이산화탄소 혼합 냉매는, 실제의 냉매 사이클에 있어서도 유효한 급탕 능력을 갖는 것이 시사되었다.

또한, 혼합 냉매에 대하여 제1 실시예에서의 시뮬레이션을 행한 바, 토출 압력=1.5 MPa에서의 COP는 3.2이고, 토출 온도는 110 ℃, T3/T4 증발 온도는 -11.7 ℃/-0.7 ℃였다.

상기에서 얻어진 디메틸에테르/이산화탄소=74/26(몰％)의 냉매 사이클 실험 장치에 의한 실험치와 시뮬레이션치를 하기 표 3에 나타내었다. 표 3으로부터 명확한 바와 같이, 실험치와 시뮬레이션치는 매우 잘 대응하였다. 따라서, 제1 실시예에서 행한 시뮬레이션에 의한 결과는, 실제 냉매 사이클 장치에 있어서 보여지는 냉매 능력을 양호한 정밀도로 재현하는 것이라고 할 수 있다.

<제3 실시예>

가연성 평가 시험

본 발명의 냉매 조성물에 대하여, 일본 에어졸 협회의 화염 길이 테스트에 준한 가연성 평가를 행하였다. 시험 방법은 이하와 같다.

시료 온도: 24 ℃ 내지 26 ℃.

시료 블로어의 분사구를 점화 버너로부터 15 cm의 위치에 둔다.

버너의 화염 길이를 4.5 cm 내지 5.5 cm로 조정한다.

분사 버튼을 눌러 가장 잘 분사되는 상태로 분사하고, 3초 후의 화염의 첨단과 말단을 연직으로 내려 화염의 수평 거리를 화염 길이로서 측정한다.

평가 기준은 이하와 같다.

×: 화염 길이가 20 cm 이상(가연)

○: 화염 길이가 20 cm 미만(약간의 가연)

◎: 화염이 확인되지 않음(불연)

블로우 초기: 내용물을 20 ％까지 분사

블로우 중기: 내용물을 50 ％까지 분사

블로우 후기: 내용물을 80 ％까지 분사

하기 표 4의 시료 No.1 내지 5에 대하여 가연성 평가 시험을 행하고, 결과를 하기 표 5에 나타내었다.

상기의 결과로부터 명확한 바와 같이, 이산화탄소에 디메틸에테르를 80 몰％까지 혼합해도 불연 또는 난연화하는 것이 가능하다는 것을 알 수 있다.

<제4 실시예>

냉매 조성물의 다른 물성

본 발명의 냉매 조성물, 디메틸에테르 단독, 이산화탄소 단독 및 R22에 대하여 측정한 다른 냉매 물성을 하기 표 6에 나타내었다. 여기서, 포화 액체 밀도, 증발 잠열, 기체 열전도율, 액체 점성 및 기체 점성은 냉동기의 작동시에서의 물성치이다.

표 6으로부터 명확한 바와 같이, 본 발명의 냉매 조성물은 증발 잠열, 기체 열전도율, 기체 점성 등에 있어서 R22와 큰 차이가 없었다.

도 1은 급탕 시스템의 모식도이다.

도 2는 DME CO₂ B 프로그램 플로우이다.

도 3은 DME/CO₂ 혼합 냉매 사이클의 실험 장치이다.

Claims

디메틸에테르와 이산화탄소의 총 몰수를 기준으로, 디메틸에테르를 10 내지 80 몰％, 이산화탄소를 90 내지 20 몰％ 함유하는 것을 특징으로 하는 급탕/난방용 냉매 조성물.
제1항에 있어서, 디메틸에테르를 30 내지 70 몰％, 이산화탄소를 70 내지 30 몰％ 함유하는 것을 특징으로 하는 냉매 조성물.
디메틸에테르와 이산화탄소의 총 몰수를 기준으로, 디메틸에테르를 10 내지 80 몰％, 이산화탄소를 90 내지 20 몰％ 함유하는 냉매 조성물을 급탕기/난방기에 사용하는 방법.