KR20070084266A

KR20070084266A - 2 차 순환 냉각 시스템

Info

Publication number: KR20070084266A
Application number: KR1020077011099A
Authority: KR
Inventors: 마사토 후쿠시마
Original assignee: 아사히 가라스 가부시키가이샤
Priority date: 2004-11-22
Filing date: 2005-11-22
Publication date: 2007-08-24
Also published as: EP1816413A1; AU2005307325A1; KR101213524B1; AU2005307325B2; CN101124437A; US20070235681A1; JPWO2006054776A1; US7943055B2; EP1816413A4; SG158072A1; JP5190199B2; WO2006054776A1; CN101124437B

Abstract

2 차 냉매로서 환경에 대한 영향이 작고 불연성이며, 특히, 저온에서의 압력 손실이 적고, 열전달 계수가 큰 조성물을 사용한 2 차 순환 냉각 시스템을 제공한다. 1 차 냉매를 사용하는 1 차 냉각 수단 (1), 2 차 냉매를 사용하는 2 차 순환 냉각 수단 (13) 및 1 차 냉매와 2 차 냉매의 열교환을 실시하는 열교환 수단 (6) 을 구비하는 2 차 순환 냉각 시스템으로서, 2 차 냉매로서 CF₂HCF₂OCH₂CF₃ 등의 불화 에테르와 에탄올 등의 알코올류를 함유하는 조성물을 사용하는 것을 특징으로 하는 2 차 순환 냉각 시스템.

Description

2 차 순환 냉각 시스템{SECONDARY CIRCULATION COOLING SYSTEM}

본 발명은 2 차 순환 냉각 시스템에 관한 것이다.

일반적인 냉각 장치는 냉동 사이클 내를 순환하는 냉매에 의해 간접적으로 대상물을 냉각하는 시스템으로 구성되어 있다. 종래, 상기 냉매로는 클로로디플루오로메탄 등의 할로겐 유도체가 일반적으로 사용되고 있지만, 이들의 상당수는 구조 중에 염소 원자를 포함하는 화합물로, 오존층 파괴에 관계가 있다고 여겨져 단계적으로 폐지되고 있다. 또한, 염소를 포함하지 않는 할로겐 유도체로는 퍼플루오로카본 (PFC) 류나 하이드로플루오로카본 (HFC) 류가 알려져 있다. 이들의 할로겐 유도체는 지구 온난화와 관계되는 것이 많아서 배출을 억제할 필요가 있다.

또한, 상기 냉매로서 암모니아나 탄화 수소류, 이산화 탄소 등을 사용하는 것이 검토되고 있으나, 이들은 독성, 인화성, 부식성 등의 안전성 문제나 운전 압력이 높아지는, 에너지 효율이 뒤떨어지는 등의 이유로 상업적인 사용이 곤란하다.

이들의 문제점을 개선하려는 목적으로부터, 1 차 냉각 수단과 2 차 순환 냉각 수단을 구비하는 2 차 순환 냉각 시스템이 사용되고 있다. 이것은, 1 차 냉각 수단에 있어서는, 암모니아나 탄화 수소류 등을 열전달 매체 (1 차 냉매) 로서 사용하고, 2 차 순환 냉각 수단에 있어서는, 환경에 대한 영향이 작고 보다 안전성이 높은 열전달 매체 (2 차 냉매) 를 사용하여, 열교환기에 의해 1 차 냉매와 2 차 냉매를 비접촉으로 열에너지 교환을 하는 시스템이다.

2 차 냉매로는 전열특성, 유동성, 부식 방지성, 안정성 및 안전성 등이 우수한 것이 요구된다. 종래부터 사용되고 있는 2 차 냉매로는 염화 칼슘, 염화 나트륨 등의 수용액이나, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 등의 글리콜류, 알코올류, 폴리디메틸실록산, 탄화 수소류나 클로로플루오로카본 (CFC) 류나 하이드로클로로플루오로카본 (HCFC) 류, PFC 류를 들 수 있다.

그러나, CFC 류나 HCFC 류는 환경 잔류성이나 오존층의 파괴에 관계가 있다고 여겨지기 때문에 단계적으로 폐지되는 중이다. PFC 류는 지구 온난화 계수가 높아서 배출을 억제할 필요가 있다. 한편, 염화 칼슘이나 염화 나트륨의 수용액이나 글리콜류, 알코올류 등은 부식성이 있고, 안전성이 충분하지 않고, 큰 수송 동력을 필요로 하는 등, 모두 몇 가지 문제점을 가지고 있다.

이 문제를 해결하는 방법으로서 2 차 냉매로 C₃F₇OCH₃ 등의 불화 에테르를 사용하는 방법이 제안되고 있다 (일본 공개특허공보 평11-513738호 (특허 청구의 범위) 참조). 그러나 이 방법은, 환경에 대한 영향은 작지만, 압력 손실, 열전달이라고 하는 2 차 냉매로서의 특성에 관해서는 반드시 충분하다고 할 수 없다.

발명이 해결하고자 하는 과제

본 발명은, 불연성으로 환경에 대한 영향이 작고, 특히, 저온 용도에 적합한 열전달 매체로서 압력 손실이 적고, 열전달 계수가 큰 매체를 2 차 냉매로서 사용한 2 차 순환 냉각 시스템의 제공을 목적으로 한다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명은, 1 차 냉매를 사용하는 1 차 냉각 수단, 2 차 냉매를 사용하는 2 차 순환 냉각 수단 및 1 차 냉매와 2 차 냉매의 열교환을 실시하는 열교환 수단을 구비하는 2 차 순환 냉각 시스템으로서, 2 차 냉매로서 불화 에테르와 알코올류를 함유하는 조성물을 사용하는 것을 특징으로 하는 2 차 순환 냉각 시스템을 제공한다.

발명의 효과

본 발명에 있어서, 2 차 냉매로서 사용하는 조성물은 순환될 때의 압력 손실이 적다는 점에서, 2 차 순환 냉각 시스템을 작동시키는 경우에 순환 펌프 동력을 저감시킬 수 있게 되어 소비 전력의 저감, 효율화를 도모할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 2 차 냉매로서 사용하는 조성물은 열전달 계수가 크다는 점에서, 전열 면적의 저감, 나아가서는 기기의 소형화가 가능해진다.

도 1 은 2 차 순환 냉각 시스템의 일례를 나타내는 도면이다.

도 2 는 HFE-347/에탄올 혼합 용액에 있어서의 에탄올의 함유 비율과 압력 손실 상대비 (P) 의 상관도이다.

도 3 은 HFE-347/에탄올 혼합 용액에 있어서의 에탄올의 함유 비율과 열전달 계수 상대비 (H) 의 상관도이다.

도 4 는 HFE-347/2-프로판올 혼합 용액에 있어서의 2-프로판올의 함유 비율과 압력 손실 상대비 (P) 의 상관도이다.

도 5 는 C₄F₉OCH₃/에탄올 혼합 용액에 있어서의 에탄올의 함유 비율과 압력 손실 상대비 (P) 의 상관도이다.

도 6 은 C₄F₉OC₂H₅/에탄올 혼합 용액에 있어서의 에탄올의 함유 비율과 압력 손실 상대비 (P) 의 상관도이다.

도 7 은 C₄F₉OC₂H₅/에탄올 혼합 용액에 있어서의 에탄올의 함유 비율과 열전달 계수 상대비 (H) 의 상관도이다.

도 8 은 C₃F₇OCH₃/에탄올 혼합 용액에 있어서의 에탄올의 함유 비율과 압력 손실 상대비 (P) 의 상관도이다.

도 9 는 C₃F₇OCH₃/에탄올 혼합 용액에 있어서의 에탄올의 함유 비율과 열전달 계수 상대비 (H) 의 상관도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 1 차 냉각 수단 2 : 증발기

3 : 콤프레서 4 : 응축기

5 : 팽창 밸브 6 : 1 차/ 2 차 열교환기

7 : 2 차 순환 냉각용 순환 펌프

8 : 냉각판 9 : 상품 (피냉각물)

10 : 2 차 순환 냉각 복귀 배관

11 : 2 차 냉매 순환 배관

12 : 진열 케이스 13 : 2 차 순환 냉각 수단

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

본 발명의 2 차 순환 냉각 시스템에서는, 1 차 냉각 수단에 있어서 2 차 냉매를 냉각하기 위하여 사용하는 1 차 냉매를 냉각시킨다. 이어서, 열교환 수단에 있어서 1 차 냉매와 2 차 냉매의 열교환을 실시하고, 냉각된 2 차 냉매는 2 차 순환 냉각 수단에 보내고, 열에너지를 받은 1 차 냉매는 1 차 냉각 수단으로 되돌린다. 2 차 순환 냉각 수단에서는 저온의 2 차 냉매를 펌프 등으로 냉각기에 강제적으로 순환시킴으로써 피냉각물을 간접적으로 냉각시킨다.

본 발명에 있어서의 2 차 냉매로는 불화 에테르와 알코올류를 함유하는 조성물을 사용한다. 이 조성물은 환경에 미치는 영향은 작지만, 순환될 때의 압력 손실이 적고 열전달 계수가 높다는 점에서 열전달 매체로서 바람직하다.

불화 에테르로는 하이드로플루오로에테르가 바람직하고, 특히, 일반식 C_aF_bH_2a+2-bO_d (식 중, a = 3 ∼ 6 인 정수이고, b = 1 ∼ 14 인 정수이며, d 는 1 또는 2 임.) 로 표시되는 화합물이 바람직하다. 특히, CF₂HCF₂OCH₂CF₃, CF₃CHFCF₂OCH₂CF₃, CF₃CHFCF₂OCH₂CF₂CHF₂, C₃F₇OCH₃, C₄F₉OCH₃ 또는 C₄F₉OC₂H₅ 가 바람직하고, 그 중에서도 CF₂HCF₂OCH₂CF₃ 이 더욱 바람직하다. 이들은 단독으로 사용해 도 되지만, 혼합하여 사용해도 된다.

불화 에테르의 선정에 있어서는 사용 온도 범위, 설비 설계 조건 등에 의거하여 적절한 응고점, 표준 비점, 임계 온도, 밀도, 비열, 열전도율, 점도 등의 물성을 갖는 화합물을 선정한다.

상기 조성물에 있어서의 불화 에테르의 함유 비율은 특별히 한정되지 않지만, 본 발명의 효과를 충분히 발현시킨다는 관점에서 50 질량％ 이상, 특히 70 질량％ 이상, 나아가서는 85 질량％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

알코올류로서는 표준 비점, 응고점, 인화성, 입수 용이성 등의 관점에서 탄소수가 1 ∼ 4 인 알코올이 바람직하게 사용되고, 구체적으로는 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 1-부탄올, 2-부탄올 등이 사용된다. 이들은 단독으로 사용해도 되지만, 혼합하여 사용해도 된다.

상기 조성물에 있어서의 알코올류의 함유 비율은 특별히 한정되지 않지만, 1 ∼ 15 질량％, 특히 3 ∼ 10 질량％ 인 것이 바람직하다. 알코올류의 함유 비율이 15 질량％ 를 넘는 경우는 인화점을 나타낼 가능성이 발생함과 함께, 불화 에테르와 알코올류를 공존시킴으로 인한 효과가 작아지는 경우가 있다고 생각된다.

상기 조성물 중에서도, CF₂HCF₂OCH₂CF₃ 의 함유 비율이 85 ∼ 99 질량％, 탄소수 1 ∼ 4 의 알코올의 함유 비율이 1 ∼ 15 질량％ 인 조성물은 열전달 계수가 크고, 순환시킬 때의 압력 손실이 적다고 하는 본 발명의 효과가 현저한 점에서 특히 바람직하다.

본 발명에 있어서의 2 차 냉매는 종래 열전달 매체로서 사용되고 있는 화합물의 하나 이상을 추가로 함유하고 있어도 된다. 이러한 열전달 매체로는 염화 메틸렌, 트리클로로에틸렌 등의 클로로카본류, 1,1-디클로로-2,2,2-트리플루오로에탄, 1,1-디클로로-1-플루오로에탄, 3,3-디클로로-1,1,1,2,2-펜타플루오로프로판, 3,3-디클로로-1,1,2,2,3-펜타플루오로프로판 등의 HCFC 류를 들 수 있다.

또, 본 발명에 있어서의 2 차 냉매는 디플루오로메탄, 1,1,1,2,2-펜타플루오로에탄, 1,1,1,2-테트라플루오로에탄, 1,1,1-트리플루오로에탄, 1,1-디플루오로에탄, 1,1,1,2,3,3,3-헵타플루오로프로판, 1,1,1,2,2,3,3-헵타플루오로프로판, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로판, 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판, 1,1,2,2,3-펜타플루오로프로판, 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄, 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-데카플루오로펜탄, 1,1,2,2,3,3,4-헵타플루오로시클로펜탄 등의 HFC 류를 함유하고 있어도 된다.

이들 불화 에테르 및 알코올류 이외에 함유하여도 되는 화합물은 본 발명의 효과를 현저하게 저하시키지 않는 범위라면 사용할 수 있다. 상기 화합물의 바람직한 함유 비율은 화합물에 따라 상이하지만, 통상 30 질량％ 이하, 바람직하게는 20 질량％ 이하의 범위로 한다.

본 발명의 열전달 매체는 열이나 산화물에 대한 안정성이 높으며, 특히, 내산화성 향상제 및 내열성 향상제, 금속 불활성제 등의 안정제를 포함함으로써 열이나 산화물에 대한 안정성이 현저하게 높아진다.

내산화성 향상제 및 내열성 향상제로는, 예를 들어, N,N'-디페닐페닐렌디아 민, p-옥틸디페닐아민, p,p'-디옥틸디페닐아민, N-페닐-1-나프틸아민, N-페닐-2-나프틸아민, N-(p-도데실)페닐-2-나프틸아민, 디-1-나프틸아민, 디-2-나프틸아민, N-알킬페노티아진, p-(t-부틸)페놀, 2,6-디-(t-부틸)페놀, 4-메틸-2,6-디-(t-부틸)페놀, 4,4'-메틸렌비스(2,6-디-t-부틸페놀) 또는 그들의 2 종류 이상의 조합 등을 들 수 있다.

금속 불활성제로는 이미다졸, 벤즈이미다졸, 2-메르캅토벤즈티아졸, 살리실리딘-프로필렌디아민, 피라졸, 벤조트리아졸, 톨루트리아졸, 2-메틸벤즈이미다졸, 3,5-디메틸피라졸 및 메틸렌비스-벤조트리아졸 등을 들 수 있다. 또한, 유기산 또는 그들의 에스테르, 제 1, 제 2 또는 제 3 급의 지방족 아민, 유기산 또는 무기산의 아민염, 복소환식 질소 함유 화합물, 알킬포스페이트의 아민염 또는 그들의 유도체 등을 들 수 있다.

상기 안정제의 함유 비율은 통상 열전달 매체용 조성물 중에 있어서 5 질량％ 이하이고, 1 질량％ 이하인 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서의 1 차 냉각 수단은 냉동 사이클에 의한 냉각 공정에 한정되지 않고, 온도를 안정적으로 열에너지 교환하는 열원을 제공할 수 있는 공정을 가지고 있으면 되고, 본 발명에 있어서의 1 차 냉매는 그 자체가 다른 1 차 냉매를 사용하여 냉각된 2 차 냉매이어도 된다. 따라서, 본 발명에서 사용되는 1 차 냉매로서는 주로 냉동 사이클 등에 사용할 수 있는 일반적인 냉매나, 2 차 냉각된 브라인을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 포름산, 염화 칼슘의 수용액, 염화 나트륨의 수용액, 알코올, 글리콜, 암모니아, 탄화 수소, 에테르, 플루오로카본 등 을 들 수 있다.

2 차 순환 냉각 시스템에 의해 진열되어 있는 상품을 냉각하는 전형적인 예를 도 1 에 나타낸다. 1 차 냉각 수단 (1) 에서는, 1 차 냉각 수단을 순환하는 1 차 냉매가 콤프레서 (3) 에서 압축되어 응축기 (4) 에서 열을 방출하고 액화 냉각된다. 이 1 차 냉매가 팽창 밸브 (5) 를 통과하고, 1 차/2 차 열교환기 (6) 에서 2 차 냉매로부터 열을 간접적으로 받는다. 그 후, 1 차 냉매는 증발기에 의해 적당히 냉각되어 다시 콤프레서 (3) 로 돌아온다.

1 차/2 차 열교환기 (6) 에서 1 차 냉매에 의해 간접적으로 냉각된 2 차 냉매는, 2 차 순환 냉각용 순환 펌프 (7) 에 의해 2 차 냉매 순환 배관 (11) 을 통하여 진열 케이스 (12) 내에 있는 각 냉각판 (8) 으로 보내진다. 냉각판 (8) 은 진열 케이스 (12) 내의 분위기나 상품 (9) 을 냉각하고, 그 때 2 차 냉매는 열을 흡수한다. 그 후 2 차 냉매는 2 차 순환 냉각 복귀 배관 (10) 에 의해 1 차/2 차 열교환기 (6) 로 돌아오고 다시 냉각된다. 2 차 냉매는 2 차 순환 냉각용 순환 펌프 (7) 에 의해 순환된다. 이와 같이, 2 차 순환 냉각 시스템에 있어서는, 2 차 냉매가 2 차 루프 내를 순환 펌프에서 이동하면서 열이동을 실시하는 것이 된다.

열교환을 효율적으로 실시하기 위해서는, 열전달 계수가 큰 것이 바람직하다. 원관 내의 평균 열전달 계수는, 난류 지역에 있어서는 누셀트수, 레이놀즈수, 프란틀수의 관계를 나타내는 하기식 1 로부터 유도해 냄으로써, 하기식 1-1 로 나타낼 수 있다.

Nu = 0.023Re⁰ ^.8Pr⁰ ^.4… 식 1

식 1 에 있어서 각 부호는 아래와 같다.

Nu (누셀트수) = hd/λ,

Re (레이놀즈수) = dG/η,

Pr (프란틀수) = C_Pη/λ.

h : 열전달 계수 (W/(㎡·K)), d : 관 직경 (m), λ : 열전도율 (W/(mK)), G : 질량 속도 (㎏/(㎡·s)), η : 점도 (㎏/(m·s)), C_P : 정압비열 (J/(㎏·K)).

h = 0.023(dG/η)^0.8(C_P/λ)^0.4(λ/d)^P … 식 1-1

동일 관 직경, 동일 유속에 있어서는 평균 열전달 계수는 2 차 냉매의 열전도율, 비열, 점도, 밀도에 의존한다. 이 평균 열전달 계수는 높을수록 효율적으로 열전달을 실시하는 것이 가능해져 기기의 소형화가 가능해진다.

2 차 냉매는 2 차 루프 내를 순환하기 위하여 필요로 하는 순환 펌프 동력에 영향을 미치는 인자로서 압력 손실이 있다. 압력 손실 (△ρ) 은 하기식 2 로 표시된다. 식 2 에 있어서 f 는 마찰 계수, ρ 는 밀도 (㎏/㎥), u 는 속도 (m/s), l 은 관의 길이 (m), d 는 관 직경 (m) 이다.

△p = 4f(ρu²/2)(l/d) … 식 2

동일한 흡입, 토출 압력 조건에 있어서는 배관 내의 압력 손실이 적은 편이 적은 순환 펌프 동력으로 일을 할 수 있어서 효율적이다. 식 2 중의 마찰 계수 (f) 는, 난류 지역에 있어서는 평활관이나 구리관이나 주철관 등 평활관에 가까운 것에 대해서는 하기식 3 으로 나타낼 수 있다. 식 3 에 있어서 Re는 레이놀즈수이다.

f = 0.0791Re^-1/4 … 식 3

따라서, 압력 손실은 2 차 냉매의 점도와 밀도에 의존한다. 본 발명에 있어서 사용되는 2 차 냉매는 적당한 점도와 밀도를 갖는 점에서 압력 손실이 적고, 또한 열전달 계수가 크다.

이하, 본 발명을 실시예를 참조하여 설명한다. 예 2 ∼ 9, 예 11 ∼ 14, 예 16 ∼ 19 및 예 21 ∼ 24 는 실시예이고, 예 1, 예 10, 예 15 및 예 20 은 비교예이다.

[예 1 ∼ 5]

불화 에테르로서 CF₂HCF₂OCH₂CF₃ (이하, HFE-347 이라고 함) 을 선정하고, 알코올류로서 에탄올을 선정하였다. 표 1 에 나타내는 5 종류의 용액의 각각에 대하여 HFE-347 에 대한 압력 손실 상대비 (P)(-10℃ 인 경우 및 -60℃ 인 경우) 를 산출하였다.

압력 손실 상대비 (P)= △p^x/△p^o

△p^x : HFE-347 과 에탄올의 혼합 용액의 압력 손실

△p^o : HFE-347 의 압력 손실

△p^x 및 △p^o 는 식 2 에 의거하여 산출하였다. 결과를 도 2 에 나타낸다.

또한, 표 1 에 나타내는 5 종류의 용액의 각각에 대하여 HFE-347 에 대한 열전달 계수 상대비 (H)(-10℃ 인 경우 및 -60℃ 인 경우) 를 산출하였다.

열전달 계수 상대비 (H)= h^x/h^o

h^x : HFE-347 과 에탄올의 혼합 용액의 열전달 계수

h^o : HFE-347 의 열전달 계수

h^x 및 h^o 는 식 1-1 에 의거하여 산출하였다. 결과를 도 3 에 나타낸다.

또, 밀도 (ρ) 및 점도 (η) 는 문헌값 및 자사에서 측정한 값을 사용하고, 정압비열 (C_p) 및 열전도율 (λ) 은 물질 구조로부터 추산하여 가정하였다. 관 직경 (d), 길이 (l) 및 속도 (u) 에 대해서는 어느 케이스에 있어서도 동일하게 가정했다.

	예1	예2	예3	예4	예5
HFE-347/에탄올의 질량비	100/0	95/5	90/10	80/20	70/30

도 2 로부터, 에탄올을 혼합함으로써 압력 손실이 저하되는 것을 알았다. 또한, 도 3 으로부터, 에탄올을 혼합함으로써 열전달 계수가 커지는 것을 알았다. 특히, 에탄올의 함유 비율이 5 질량％ 인 예 2 의 경우에 열전달 계수가 현저하게 큰 것을 알았다.

[예 6 ∼ 9]

불화 에테르로서 CF₂HCF₂OCH₂CF₃ (이하, HFE-347 이라고 함) 을 선정하고, 알코올류로서 2-프로판올을 선정하였다. 표 2 에 나타내는 5 종류의 용액의 각각에 대하여 예 1 ∼ 5 와 동일하게 하여, HFE-347 에 대한 압력 손실 상대비 (P)(-20℃ 인 경우 및 -50℃ 인 경우) 를 산출하였다. 결과를 도 4 에 나타낸다. 도 4 로부터, 2-프로판올을 혼합함으로써 압력 손실이 저하되는 것을 알았다. 또한, 예 9 에 있어서는 압력 손실이 약간 증가하고 있으나, 예 9 의 조성물은 큰 열전달 계수를 가지므로 2 차 냉매의 종합적인 성능으로는 우수한 것이라 할 수 있다.

	예1	예6	예7	예8	예9
HFE-347/2-프로판올의 질량비	100/0	95/5	90/10	80/20	70/30

[예 10 ∼ 14]

불화 에테르로서 C₄F₉OCH₃ 을 선정하고, 알코올류로서 에탄올을 선정하였다. 표 3 에 나타내는 5 종류의 용액의 각각에 대하여 예 1 ∼ 5 와 동일하게 하여, C₄F₉OCH₃ 에 대한 압력 손실 상대비 (P)(-10℃ 인 경우, -40℃ 인 경우 및 -60℃ 인 경우) 를 산출하였다. 결과를 도 5 에 나타낸다. 도 5 로부터, 에탄올을 혼합함으로써 압력 손실이 저하되는 것을 알았다.

	예10	예11	예12	예13	예14
C₄F₉OCH₃/에탄올의 질량비	100/0	95/5	90/10	80/20	70/30

[예 15 ∼ 19]

불화 에테르로서 C₄F₉OC₂H₅ 를 선정하고, 알코올류로서 에탄올을 선정하였다. 표 4 에 나타내는 5 종류의 용액의 각각에 대하여 예 1 ∼ 5 와 동일하게 하여, C₄F₉OC₂H₅ 에 대한 압력 손실 상대비 (P)(-10℃ 인 경우, -40℃ 인 경우 및 -50℃ 인 경우) 를 산출하였다. 결과를 도 6 에 나타낸다. 도 6 으로부터, 에탄올을 혼합함으로써 압력 손실이 저하되는 것을 알았다. 또한, 예 1 ∼ 5 와 동일하게 하여, 열전달 계수 상대비 (H)(-10℃ 인 경우, -40℃ 인 경우 및 -50℃ 인 경우) 를 산출하였다. 결과를 도 7 에 나타낸다. 도 7 로부터, 에탄올을 혼합함으로써 열전달 계수가 커지는 것을 알았다. 또, 예 19 의 -10℃ 인 경우는 열전달 계수는 크게 되어 있지 않지만, 예 19 의 조성물은 압력 손실이 점에서, 2 차 냉매의 종합적인 성능으로는 우수한 것이라 할 수 있다.

	예15	예16	예17	예18	예19
C₄F₉OC₂H₅/에탄올의 질량비	100/0	95/5	90/10	80/20	70/30

[예 20 ∼ 24]

불화 에테르로서 C₃F₇OCH₃ 을 선정하고, 알코올류로서 에탄올을 선정하였다. 표 5 에 나타내는 5 종류의 용액의 각각에 대하여 예 1 ∼ 5 와 동일하게 하여, C₃F₇OCH₃ 에 대한 압력 손실 상대비 (P)(-10℃ 인 경우 및 -40℃ 인 경우) 를 산출하였다. 결과를 도 8 에 나타낸다. 도 8 로부터, 에탄올을 혼합함으로써 압력 손실이 저하되는 것을 알았다. 또한, 예 1 ∼ 5 와 동일하게 하여, 열전달 계수 상대비 (H)(-10℃ 인 경우 및 -40℃ 인 경우) 를 산출하였다. 결과를 도 9 에 나타낸다. 도 9 로부터, 에탄올을 혼합함으로써 열전달 계수가 커지는 것을 알았다. 또, 예 22 ∼ 24 의 -10℃ 인 경우는 열전달 계수는 약간 작게 되어 있으나, 예 22 ∼ 24 의 조성물은 압력 손실이 적은 점에서, 2 차 냉매의 종합적인 성능으로는 우수한 것이라 할 수 있다.

	예20	예21	예22	예23	예24
C₃F₇OCH₃/에탄올의 질량비	100/0	95/5	90/10	80/20	70/30

본 발명은, 1 차 냉매를 사용하는 1 차 냉각 수단, 2 차 냉매를 사용하는 2 차 순환 냉각 수단 및 1 차 냉매와 2 차 냉매의 열교환을 실시하는 열교환 수단을 구비하는 2 차 순환 냉각 시스템으로서 유용하다.

또한, 2004년 11월 22일 출원된 일본 특허출원 2004-337577호의 명세서, 특허 청구의 범위, 도면 및 요약서의 모든 내용을 여기에 인용하고, 본 발명의 명세서의 개시로서 도입하는 것이다.

Claims

1 차 냉매를 사용하는 1 차 냉각 수단, 2 차 냉매를 사용하는 2 차 순환 냉각 수단 및 1 차 냉매와 2 차 냉매의 열교환을 실시하는 열교환 수단을 구비하는 2 차 순환 냉각 시스템으로서, 2 차 냉매로서 불화 에테르와 알코올류를 함유하는 조성물을 사용하는 것을 특징으로 하는 2 차 순환 냉각 시스템.

제 1 항에 있어서,

불화 에테르가 일반식 C_aF_bH_2a _+2- _bO_d (식 중, a = 3 ∼ 6 인 정수이고, b = 1 ∼ 14 인 정수이며, d 는 1 또는 2 임.) 로 표시되는 화합물인 2 차 순환 냉각 시스템.

제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

알코올류가 탄소수 1 ∼ 4 의 알코올인 2 차 순환 냉각 시스템.

제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

불화 에테르가 CF₂HCF₂OCH₂CF₃ 인 2 차 순환 냉각 시스템.

제 4 항에 있어서,

2 차 냉매로서 CF₂HCF₂OCH₂CF₃ 의 함유 비율이 85 ∼ 99 질량％, 탄소수 1 ∼ 4 인 알코올의 함유 비율이 1 ∼ 15 질량％ 인 조성물을 사용하는 2 차 순환 냉각 시스템.