KR20080041258A

KR20080041258A - 냉매 조성물

Info

Publication number: KR20080041258A
Application number: KR1020087006404A
Authority: KR
Inventors: 세이쥬로 마이야; 오사므 나까고메; 히데유끼 스즈끼; 야스히사 코따니; 도시흐미 하따나까; 도시히로 와다
Original assignee: 세끼유 시겐 카이하츠 가부시키가이샤; 쇼와 탄산 가부시끼가이샤; 토요타 쯔우쇼우 가부시키가이샤
Priority date: 2005-08-17
Filing date: 2006-08-16
Publication date: 2008-05-09
Also published as: EP1923446A4; EP1923446A1; WO2007020937A1; CN101258219A; US20110017941A1; JP5407052B2; JP2007051192A; US20090260373A1

Abstract

본 발명은 냉매와 디메틸에테르와 이산화탄소를 혼합하여, 오존층을 파괴하지 않고, 지구 온난화 계수가 매우 작고 안전하고 독성이 없는 우수한 성능을 갖는 냉매를 제공하는 것이다. 본 발명은 디메틸에테르를 1 내지 10몰％, 이산화탄소를 99 내지 90몰％ 함유하는 냉동기용 냉매 조성물에 관한 것이다.

디메틸에테르, 이산화탄소, 냉동기용 냉매 조성물

Description

냉매 조성물{REFRIGERANT COMPOSITION}

본 발명은 카에어컨이나 자동 판매기용 등의 냉동기에 사용되는, 디메틸에테르와 이산화탄소를 함유하는 냉매 조성물에 관한 것이다.

지금까지 프레온(CFC 클로로플루오로카본, HCFC 하이드로클로로플루오로카본)은 우수한 냉매 능력을 갖기 때문에 전세계에서 카에어컨 등을 위한 냉매로서 널리 사용되어 왔다. 그러나, 현재, 프레온은 염소를 포함하고 있어서 오존층을 파괴하기 때문에, 1996년, 일본 및 구미 선진국에서 특정 프레온 중 CFC의 생산이 전폐되었다. 이와 동일한 특정 프레온인 HCFC(하이드로클로로플루오로카본)도 2004년 이후 차례로 생산이 규제되어, 유럽에서는 2010년까지, 그 밖의 선진국에서도 2020년까지 전폐되게 되었다.

또한, 상기 특정 프레온을 대체할 대체 프레온(HFC 하이드로플루오로카본, PFC 퍼플루오로카본, SP6)은, 오존층 파괴 계수 제로, 저독성, 불연성, 만족할 수 있는 특성, 성능을 갖지만, 광유와의 비상용성, 윤활성의 열화라는 과제를 갖고 있다. 특히, 이 대체 프레온은 오존층을 파괴하지 않지만 지구 온난화 계수가 매우 높기 때문에, 현재 구체적인 규제 없이, 업계의 자주 행동에 맡겨져 있지만, 가까운 장래 그 사용이 전폐 또는 크게 규제될 것이다.

최근 들어, 개발이 진행되고 있는 이산화탄소, 암모니아(ammonium), 물 및 공기 등의 자연계 냉매도 오존층 파괴 계수 제로, 온난화 계수 거의 제로의 특징을 갖지만, 안전성, 성능, 편리성 등에 각각 난점이 있다. 암모니아는 HFC와 동등 효율을 갖지만, 독성, 자극적인 냄새, 구리와의 부적합성이 있다. 물·공기는 불연성·무독성이지만 매우 저효율적이다.

한편, 이산화탄소는 불연성·저독성이고, 현열(sensible effect) 효과가 크기 때문에, 난방·온열수 공급용으로서 에코큐트(Ecocute) 등의 EHP 냉매로 최근 들어 사용된다. 그러나, 이산화탄소는, 반대로 잠열 효과가 작기 때문에 냉방용으로 사용하기에는 매우 효율이 낮다. 또한, 이산화탄소를 카에어컨용의 냉매로서 이용하는 경우에는, 카에어컨의 응축기측의 작동 압력은 8 ㎫ 이상의 고압에서 초임계(CO₂ 임계 압력: 7.4 ㎫, 임계 온도: 31℃)가 되고, 이 고압 기상 냉매를 응축기로 액화하기 위해서는, CO₂의 몰리에르 선도(Mollier diagram)로부터 알 수 있는 바와 같이, 냉매의 온도를 31℃ 이하로 설정할 필요가 있다. 그러나, 카에어컨 등이 가장 잘 사용되는 여름철에는 외기 온도가 31℃를 넘는 경우는 빈번하다. 이러한 외기 온도의 조건 하에서는, 이산화탄소 단독 냉매는 응축기 내에서 전혀 액화(응축)되지 않기 때문에 응축에 의한 방열을 할 수 없게 된다. 즉, 단순히 압력 강하에 따른 단열 팽창에 의한 냉각 효과만으로는 기화열에 의한 냉각 효과를 전혀 얻을 수 없다. 따라서, 냉각 사이클은 아임계압과 초임계압의 사이에서 변화하는 초임계 압력이 되어, 냉각 조건 하의 성능 계수(COP)는 낮고, 또한 압축기의 작동 압이 매우 높게 된다.

이 점을 방지하기 위해서, 카에어컨의 응축기 주위를 물로 순환시키거나, 특수한 냉동기용 가스를 돌려 응축기를 냉각시키거나, 또는 가스 냉각기에서 도입되는 외기 온도를 충분히 열교환할 수 있는 온도까지 낮추는 등의 특별한 고안이 요구된다. 그러나, 이러한 고안을 실시하면 비용면에서 불리해진다.

한편, 디메틸에테르(DME)는 잠열 효과가 매우 높아, 냉방용으로 사용함에 있어서 유리한 것으로 알려져 있지만, 가연성이기 때문에 안전성 면에서 실용상 사용되지 않는다.

<발명의 개시>

본 발명은 오존층 파괴의 위험성이 없고, 지구 온난화에 미치는 악영향이 작고, 독성이 없고, 우수한 냉방능을 갖는 냉동기용의 냉매 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자 등은 디메틸에테르에 이산화탄소가 잘 용해되는 것을 발견하고, 디메틸에테르/이산화탄소의 혼합 냉매가 급탕/난방용으로 사용될 수 있는 것을 발견하여, 일본 특허 출원 2004-167210호(출원일 (평)16년 6월 4일) 및 일본 특허 출원 2005-55957호(출원일 (평)17년 3월 1일, 우선일 (평)16년 6월 4일 외 1건) 각각에 있어서, 이산화탄소-디메틸에테르 혼합 가스를 포함하는 신규 냉매에 관한 발명을 기재하였다. 본 발명에서, 본 발명자 등은 또한 디메틸에테르의 비점이 -25℃인데 반해 이산화탄소의 비점은 -78.45℃인 것을 이용하여, 이산화탄소에 디메틸에테르를 혼합시킴으로써 증기압 강하를 촉진하여, 응축기 내에서의 응축(액화)를 촉진시킬 수 있고, 이에 따라, 냉각 조건 하에서의 증기 압축 사이클(응축 사이클)의 구축이 가능해질 것으로 생각하고 여러가지로 검토한 결과, 본 발명에 도달한 것이다.

즉, 본 발명은 디메틸에테르와 이산화탄소의 총 몰수를 기준으로 하여, 디메틸에테르를 1 내지 10몰％, 이산화탄소를 99 내지 90몰％, 바람직하게는 디메틸에테르를 3 내지 8몰％, 이산화탄소를 97 내지 92몰％ 함유하는 냉동기용 냉매 조성물에 관한 것이다. 이에 따라, 오존층을 파괴하지 않고, 지구 온난화 계수가 매우 작고(GWP가 약 3), 독성이 없고, 우수한 냉방능을 갖는 냉매를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 냉매 조성물을 카에어컨 등에 사용함으로써, 냉각 조건 하에서의 증기 압축 사이클(응축 사이클)의 구축이 가능해져서, 이산화탄소 단독 냉매에 비하여 보다 높은 COP가 얻어짐과 동시에 압축기의 작동압을 감소시킬 수 있기 때문에, 이산화탄소 단독 냉매와 같이 응축기의 주위를 냉각시키거나, 가스 냉각기 등의 특별한 고안이 필요없게 된다는 유리한 효과를 발휘할 수 있다.

도 1은 카에어컨용 냉매 사이클 시스템을 도시한다.

도 2는 DME CO₂ B 프로그램 플로우 차트를 도시한다.

<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>

이하, 본 발명이 바람직한 실시 양태에 관해서 상세히 설명한다.

본 발명의 냉매 조성물에 사용되는 디메틸에테르는, 예를 들면, 석탄기화 가스, LNG 탱크의 BOG(Boil of Gas), 천연 가스, 제철소의 부생 가스, 석유 잔류물, 폐기물 및 바이오 가스를 원료로 하여, 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 발생되는 부생 가스를 원료로 하여 압축·액화·정제하여 얻어질 수 있다.

본 발명의 냉매 조성물에 있어서의 디메틸에테르와 이산화탄소의 혼합 비율은, 냉매가 이용되는 카에어컨 또는 자동 판매기용 냉동기 등의 냉동기의 종류 등에 따라서 적절하게 정해지는데, 본 발명의 냉매 조성물은, 디메틸에테르와 이산화탄소의 총 몰수를 기준으로 하여, 바람직하게는, 디메틸에테르를 1 내지 10몰％, 이산화탄소를 99 내지 90몰％, 더욱 바람직하게는, 디메틸에테르를 3 내지 8몰％, 이산화탄소를 97 내지 92몰％ 함유한다. 디메틸에테르의 비율이 1몰％ 미만이면, 혼합 냉매의 응축율은 0에 가까워서, 냉매가 응축기 내에서 거의 액화(응축)하지 않기 때문에 응축에 의한 방열을 할 수 없다. 한편, 디메틸에테르의 비율이 10몰％보다 크면, 냉매 조성물이 불연성 영역에서 벗어나기 때문에, 특히 카에어컨에 사용하는 경우에는 안전상 바람직하지 않다. 또한, 디메틸에테르의 비율이 10몰％보다 크면, 증발기 출구와 입구의 온도의 구배가 커져, 특히 카에어컨에 사용하는 경우에는 불리해진다.

본 발명의 냉매 조성물은, 예를 들면 카에어컨에 사용되는 경우에는, 그 용량에 따라서 서비스관 등의 적량 용기에 액화 디메틸에테르가 충전된 탱크로부터 소정량의 액화 디메틸에테르를 충전시키고, 그 후에 액화 이산화탄소가 충전된 탱크로부터 소정량의 액화 이산화탄소를 충전함으로써, 상기 혼합비의 냉매 조성물을 얻을 수 있다. 또한, 카에어컨의 용량에 따라서 서비스관 등의 적량 용기에 소정량의 액화 디메틸에테르를 충전한 후, 용기의 기상부에 이산화탄소의 가스를 충전하고, 가압하에 디메틸에테르를 용해, 혼합시켜, 본 발명의 냉매 조성물을 제조할 수도 있다.

본 발명의 냉매 조성물은 디메틸에테르와 이산화탄소만으로 구성되어 있을 수도 있고, 해당 혼합 매체에 추가하여 다른 성분을 함유하고 있을 수도 있다. 본 발명의 냉매 조성물에 추가할 수 있는 다른 성분으로서는, 에탄올 등의 알코올류가 있다.

냉방 시스템의 원리는, 물질(냉매)가 기화할 때, 주변 매체로부터 열에너지를 빼앗는 잠열과 주변 매체와의 연속적인 열 교환에 기초하고 있다. 또한, 냉매의 증발 온도는 압력에 의존하기 때문에, 압력을 낮추면 증발 온도도 저하되므로, 보다 낮은 온도가 얻어진다.

한편, 난방/급탕 시스템의 원리는, 증발에 의해 냉매의 주변에서 열을 빼앗아, 더욱 압축된 고온의 기체가 되기 때문에, 물이나 공기 등과의 연속적인 열 교환에 의해 완수된다.

카에어컨용 시스템도 이러한 냉방/난방 시스템의 원리에 기본적으로 기초한 것으로서, 압축기, 응축기, 팽창기 및 증발기로 구성된 냉매 사이클 시스템이다. 본 발명의 냉매 조성물이 사용되는 냉매 사이클 시스템의 일례로서, 카에어컨용 냉매 사이클 시스템의 비한정적 예를 도 1에 도시하였다. 이 때, 냉방 공조(cooling conditioning)에서는, 압축기에서 고압 고온화된 냉매가 응축기에서 외기에 의해 냉각되어 액상이 된다. 이 액상 냉매는 증발기에서 차내 공기와의 흡열 교환에 의해 증발하여 차내 공기를 냉각한다.

도 1의 각 기기의 역할은 이하와 같다.

·EQ1 압축기: 증발기에서 기체가 된 차가운 냉매를 진공 압축하여 고온 고압 기체가 되게 한다.

·EQ2 응축기: 압축기로부터 토출된 고온 고압 기체 매체를 물이나 공기(외기)로 냉각시키고 응축시켜, 액체가 되게 한다(난방/급탕용).

·EQ3 팽창기: 고온 고압의 액체 냉매를 팽창시켜 저온 저압의 냉매가 되게 한다.

·EQ4 증발기: 팽창기의 출구에서 저온 저압의 냉매를 주변 기체와 접촉시켜 그 열을 빼앗음으로써 증발·기화시켜, 기체가 되게 한다(냉방용).

실제로 냉매의 냉방능을 평가하기 위해서는, 상술한 냉매 사이클을 수치모델화하고, 범용의 수치 케미컬 프로세서 시뮬레이터 시스템을 이용하여, 공지된 방법(예를 들면, 문헌 [Miyara, Akio et al., "Effect of heat transfer characteristics of heat exchanger on non-azeotropic mixture refrigerant heat pump cycle," Transactions of the Japanese Association of Refrigeration, 7(1): 65-73, 1990] 참조)에 의해, 그 능력을 해석·평가할 수 있다. 범용의 수치 케미컬 프로세서 시뮬레이터 시스템은 다종다양한 성분의 열역학 물성의 데이타베이스를 내장하여, 여러가지 시스템의 기계공학적 기능에 대응한 화학 성분 상호의 평형 열역학 계산을 행한다.

수치 시뮬레이션에서는, 냉매가 순환하며, 압축기, 순환기, 팽창기, 증발기로 구성된 시스템을 각각 수치화하여, 압축기 출구 압력(이하, 「압축기 압력」 또는 「토출압」이라고 약기함)(P1), 응축기 출구 온도(T2), 증발기 온도(T3) 및 냉매 조성물 성분의 농도를 파라미터로 하여, 냉방/난방/급탕 능력을 성능 계수(COP)로서 평가한다.

냉방 COP = 증발기에서의 냉매의 총 흡수 열량÷압축기 동력량

난방/급탕 COP = 응축기에서의 냉매의 총 배출 열량÷압축기 동력량

또한, 본 발명에 있어서는, 바람직하게는, 냉매의 열역학 물성값 추정식으로서, 용해에 관해서는 정규 용해 모델, 상태 방정식에 관해서는 SRK(Soave-Redlich-Kwong) 상태 방정식을 각각 적용하여 보다 고정밀도의 평가를 할 수 있다.

또한, 냉매의 응축에 관한 물리적 인자로서는, 토출압(압축기 압력), 응축기 출구 온도, 이산화탄소와 디메틸에테르의 혼합 비율, 주위 외기 온도, 냉매가 유지하는 임계 온도가 있다. 이들 물리적 인자를 상기 SRK 상태 방정식에 대입하여 수치 시뮬레이션함으로써 응축율(응축의 유무)도 구할 수 있다.

여기서, 응축 사이클을 구축할 수 있는 조건으로서는, 임계값 이상의 토출압을 가질 것과, 주위 외기 온도가 냉매의 임계 온도 및 응축기 출구 온도보다도 낮 을 것이 요구된다. 다만, 토출압은 이산화탄소와 디메틸에테르의 혼합 비율에 따라서 변화된다.

본 발명의 냉매 조성물을 바람직하게 사용할 수 있는 냉동기로서는, 카에어컨, 자동 판매기용 냉동기, 업무용·가정용 에어컨 및 가스 열 펌프(GHP)·전기 구동 열 펌프(EHP) 등이 있지만, 이에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 냉매 조성물은, R22 등의 기존의 냉매가 사용되는 카에어컨, 자동 판매기용 냉동기, 업무용·가정용 에어컨 및 GHP·EHP 등에 원칙적으로 그대로 사용할 수 있다. 그러나, 본 발명의 냉매 조성물의 물성을 고려하여, 응축기나 피스톤 등의 기구면을 본 발명의 냉매 조성물에 적합시키도록 개량·설계하는 것이 더욱 바람직하다.

이하, 실시예에 의해 본 발명의 내용을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 전혀 한정되지 않는다.

- 디메틸에테르/이산화탄소의 용해성 시험 -

디메틸에테르(DME)와 이산화탄소(CO₂) 혼합계의 용해도를 조사하기 위해서, 및 후술하는 냉매 사이클 시스템에 있어서의 혼합 냉매의 성능 계수를 구하기 위해서, DME/CO₂의 용해도 시험을 행하였다. 시험 방법은 이하와 같다.

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

(2) 항온조에 압력 용기를 넣어 일정 온도로 유지시켰다.

(3) 가압 펌프로 일정 압력까지 이산화탄소를 주입하였다.

(4) 충전된 이산화탄소의 중량을 충전 전후의 중량으로부터 산출한다(d=0.1 g).

또한, 충전 시에는, DME/CO₂가 충분히 혼합되도록 압력 용기를 상하로 진탕시키고, 세로 배치로 정치하여 시험을 행하였다.

얻어진 결과를 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 범위로서, DME에 이산화탄소가 잘 용해되는 것을 알 수 있다.

(제1 실시예)

도 1에 도시하는 냉매 사이클 시스템에 있어서의 디메틸에테르와 이산화탄소와의 혼합 냉매의 성능 계수(COP)를 구하였다. 수치 케미컬 프로세서 시뮬레이터 시스템을 이용하여 시뮬레이션을 이하의 절차로 행하였다.

- 시뮬레이션 절차 -

도 1의 냉매 사이클 시스템에 있어서의 스트림 (1) 내지 (4)의 상태량(부피, 엔탈피, 엔트로피 등)을 시뮬레이션에 의해 결정하고, 다음 식으로 성능 계수 COP를 구한다.

COP=H1/H2

H1: 냉매의 응축기에서의 총 배출 열량

H2: (4)부터 (1)에 이르는 압축기의 동력량

이 때, 이하의 조건 설정을 하였다.

(1) DME/CO₂ 혼합 냉매

DME/CO₂ 혼합 냉매의 냉방능을 평가하기 위해서, 압축기의 토출압, 응축기 출구 온도, 증발기 압력 및 DME/CO₂ 혼합비를 변동 파라미터로 하여 계산을 행하였다.

P1=6.5 ㎫ 내지 9.0 ㎫

P3=3.1 ㎫, 3.5 ㎫

응축기 출구 온도=32℃, 35℃

DME/CO₂ 혼합비=1/99, 2/98, 3/97, 4/96, 5/95, 6/94(몰비)

(2) CO₂ 단독 냉매

이산화탄소 단독 냉매의 냉방능을 평가하기 위해, 압축기의 토출압, 응축기 출구 온도, 증발기 압력을 변동 파라미터로 하여 본 시뮬레이션을 행하였다.

P1=7.8 ㎫ 내지 9.0 ㎫

P3=3.1 ㎫, 3.5 ㎫

응축기 출구 온도=32℃, 35℃

- DME+CO₂ 혼합계의 기체-액체 평형 물성값의 추산 -

시뮬레이션 연구에서는, 사용되는 물성 추산 모델의 정밀도가 중요한 인자이고, 그 검토를 이하와 같이 행하였다.

일반적으로, 기체-액체 평형 관계는 다음 수학식 1로 표시된다.

여기서, 검토해야 할 것은 다음 3가지이다.

(1) DME에 대한 γ_i ⁽⁰⁾ 모델

(2) DME와 CO₂의 상대적 휘발성의 정도

(3) 엔탈피 및 엔트로피 모델

DME는 산소 함유 저분자량 화합물이지만, 그 대표예인 에탄올의 비점은 78℃인데 반해, DME의 비점은 -25℃이기 때문에, 알코올, 알데히드, 케톤기 등과 같이 강한 극성을 갖지 않는 것을 알 수 있다. 따라서, DME의 γ_i ⁽⁰⁾에 대해서는 정규 용해 모델을 적용할 수 있다.

상기에서 얻은 DME/CO₂의 용해도 시험 데이터(표 1)로부터, DME 및 CO₂의 K-volume의 값은, 각각 0.66<KDME<0.80 및 2.59<KCO₂<3.42의 범위에 있어, DME와 CO₂의 휘발성에는 그다지 큰 차가 없는 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 압력은 10 ㎫ 정도이기 때문에 SRK(Soave-Redlich-Kwong)의 상태 방정식을 사용하는 것이 적절할 수 있다.

또한, 계의 압력이 어느 정도 고압(수 ㎫)이 되면 포인팅 인자도 무시할 수 없게 되기 때문에, 이 점도 고려하였다.

- 프로그램 -

다음의 A, B 2종의 프로그램을 사용하였다.

(1) DME CO₂ A

주어진 조성, T(온도), P(압력) 하에서의 플래시 계산.

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

이에 의해, 기체-액체 평형 물성값 추산 모델의 정밀도를 확인할 수 있고 응축기에 있어서의 전응축이 가능한지 여부를 알 수 있다.

(2) DME CO₂ B

이상 설명한 시뮬레이터를 이용하여, 디메틸에테르와 이산화탄소를 포함하는 혼합 냉매 조성물에 대하여 COP를 이하와 같이 얻었다.

[실시예 1]

디메틸에테르/이산화탄소 혼합 냉매의 냉방능을 평가하기 위해서, 압축기의 토출압, 응축기의 출구 온도, 증발기 압력 및 DME/CO₂의 혼합비를 계산시의 변동 파라미터로 하여 시뮬레이션을 행하였다. 이 때, 응축기 출구 온도 T2를 32℃로, 증발기 압력을 3.1 ㎫로 설정하였다. 이하에, 각 DME/CO₂ 혼합비(몰％)에 있어서의 냉방 특성에 관한 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 이하의 표에 있어서, 「응축율」이란, 응축기 출구에서의 기상 및 액상의 몰비를 나타내고, 「기％」란, 팽창기 출 구에서의 냉매의 기상 몰분율을 나타내고, 「액％」란, 팽창기 출구에서의 냉매의 액상 몰분율을 나타낸다. 또한, 표 중, 증발기 온도의 「입구/출구」란 증발기의 입구와 출구에서의 냉매의 온도를 나타낸다.

표 2 내지 8로부터 알 수 있는 바와 같이, 이산화탄소에 디메틸에테르를 수％ 혼합시킴으로써, 증기압 강하를 촉진하여, 응축기 내에서의 응축(액화)를 촉진시키는 것이 가능하게 된다. 따라서, 냉각 조건 하에서의 증기 압축 사이클(응축 사이클)의 구축이 가능하게 되어, 혼합 냉매는 이산화탄소 단독 냉매와 비교하여 보다 높은 COP가 얻어짐과 동시에 압축기의 작동압을 감소시킬 수 있다. 또한, 증발기 입구와 출구의 온도의 구배도 비교적 낮게 억제하는 것이 가능해진다.

[실시예 2]

또한 외기온이 높은 환경 하에서의 디메틸에테르/이산화탄소 혼합 냉매의 냉방능을 평가하기 위해서, 응축기 출구 온도 T2를 35℃로 하고, 증발기 압력을 3.5 ㎫로 설정하여, 실시예 1과 동일한 방식으로 수치 시뮬레이션을 행하였다. 이하에, 각 DME/CO₂ 혼합비(몰％)에 있어서의 시뮬레이션 결과를 나타낸다.

표 9 내지 14로부터 분명한 바와 같이, 이산화탄소에 디메틸에테르를 수％ 혼합시킴으로써, 증기압 강하를 촉진하여, 응축기 내에서의 응축(액화)를 촉진시키는 것이 가능해진다. 따라서, 냉각 조건 하에서의 증기 압축 사이클(응축 사이클)의 구축이 가능해져서, 혼합 용매는 이산화탄소 단독 냉매와 비교하여 보다 높은 COP를 얻을 수 있다.

Claims

디메틸에테르와 이산화탄소의 총 몰수를 기준으로 하여, 디메틸에테르를 1 내지 10몰％, 이산화탄소를 99 내지 90몰％를 함유하는 냉동기용 냉매 조성물.
제1항에 있어서, 디메틸에테르를 3 내지 8몰％, 이산화탄소를 97 내지 92몰％를 함유하는 냉매 조성물.
제1항 또는 제2항에 있어서, 냉동기가 카에어컨 또는 자동 판매기용 냉동기인 냉매 조성물.
제1항 또는 제2항에 기재된 냉매 조성물을 카에어컨 또는 자동 판매기용 냉동기에 사용하는 방법.