KR20120080289A - Near azeotropic refrigerant mixtures - Google Patents

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KR20120080289A
KR20120080289A KR1020110001645A KR20110001645A KR20120080289A KR 20120080289 A KR20120080289 A KR 20120080289A KR 1020110001645 A KR1020110001645 A KR 1020110001645A KR 20110001645 A KR20110001645 A KR 20110001645A KR 20120080289 A KR20120080289 A KR 20120080289A
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오경화
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주식회사 레미
오경화
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Abstract

PURPOSE: An environment-friendly coolant composition is provided to prevent ozone layer destruction at discharging or wasting coolant, because the ozone depletion potential of the coolant composition is 0, and to able to stably use refreezing system because composition change according to phase change is not occurred. CONSTITUTION: An environment-friendly coolant composition comprises 1-50 kg of difluoromethane(R-32), 50-99 kg of 1,1-difluoroethane(R-152a), and 0.5-1 kg of hexamethyl silicon oil as additives. The ozone depletion potential(ODP) is 0, and the global warming potential(GWP) is 332. More specifically the coolant composition comprises 37.9 kg of difluoromethane(R-32), 62 kg of 1,1-difluoroethane(R-152a), and 0.1 kg of hexamethyl silicon oil.

Description

R-22 대체용 환경 친화적인 냉매조성물{Near Azeotropic Refrigerant Mixtures}R-22 Alternative Environmentally Friendly Refrigerant Compositions {Near Azeotropic Refrigerant Mixtures}

본 발명은 가정용 에어컨이나 산업용 에어컨에 주로 사용하고 있는 프레온 계 냉매 R-22 또는R-410A, R-407C 를 대체함에 있어 종전의 냉동기 시스템을 구조 변경 없이 냉매량만을 조정하여 사용할 수 있는 친환경적인 냉매조성물로 디플루오로 메탄(R-32) 1~50 kg 과 1,1,-디플루오로 에탄(R-152a) 50~99 kg을 첨가하고 근 공비를 구현하기 위하여 핵사 메틸 실리콘 오일을 첨가제로서 0.5~1 kg,을 첨가한 오존층 파괴지수가 (ODP=0) 이며, 지구 온난화 지수가(GWP=332)인 냉매조성물에 관한 것이다.The present invention is to replace the Freon refrigerant R-22 or R-410A, R-407C mainly used in home air conditioner or industrial air conditioner in the environment-friendly refrigerant composition that can be used to adjust the amount of refrigerant without changing the structure of the conventional refrigerator system 1 to 50 kg of difluoromethane (R-32) and 50 to 99 kg of 1,1, -difluoro ethane (R-152a) are added and 0.5 to 0.5% nucleated methyl silicone oil is added as an additive to achieve muscle azeotropy. It relates to a refrigerant composition having an ozone depletion index (ODP = 0) added to ˜1 kg and a global warming index (GWP = 332).

냉매(Refrigerant)란 냉동사이클의 작동유체로서 저온의 물체에서 열을 빼앗아 고온의 물체로 열을 운반해 주는 매체를 총칭하는 것으로, 저렴하면서도 화학적으로 안정하며, 효율이 좋은 염화 불화탄소 (Chlorofluo rocarbon, 이하'CFC')와 수소화 염화불화탄소(Hydrochlorofluorocarbon, 이하 'HCFC') 그리고 수소화 불화탄소 (Hydrofluorocarbon 아하 'HFC ') 가 주로 사용되어 왔다. Refrigerant is the working fluid of the refrigeration cycle. It refers to a medium that takes heat away from a low temperature object and transfers heat to a high temperature object. It is an inexpensive, chemically stable and efficient Chlorofluo rocarbon, 'CFC'), Hydrochlorofluorocarbons (HCFCs), and Hydrofluorofluorocarbons (HFCs) have been mainly used.

그러나CFC와 HCFC에 의한 성층권 내 오존층 파괴가 중요한 지구환경문제로 대두되었고 이로 인해 성층권내 오존을 파괴하는 CFC와 HCFC의 생산과 사용은 1987년에 채택된 몬트리올 의정서에 의해 규제되고 있다. 따라서 전 세계 대부분의 국가가 오존파괴지수(ODP)가 0.0인 대체냉매를 사용하려 하고 있다. However, the destruction of the stratospheric ozone layer by CFCs and HCFCs has emerged as an important global environmental problem, and therefore the production and use of stratospheric ozone-depleting CFCs and HCFCs is regulated by the Montreal Protocol adopted in 1987. Therefore, most countries around the world are trying to use alternative refrigerants with an ozone depletion index (ODP) of 0.0.

게다가 교도 (Kyoto Protocol) 프로토콜에서 지구 오존층 파괴 지수가 0 인 HFC도 지구 온난화 물질 (GWP=1,430) 규제 품목으로 규정 되게 되었다.In addition, HFCs with a global ozone depletion index of zero in the Kyoto Protocol protocol are now regulated as global warming substances (GWP = 1,430).

어떤 물질이든 기존 냉매의 대체냉매로 사용하려면 우선 기존 냉매와 유사한 성능계수(Coefficient of performance, C.O.P)를 가져 기존의 냉매와 유사한 냉동효과를 나타내어야 하고, 또한 기존 냉매와 비슷한 증기압을 가져서 궁극적으로 비슷한 체적용량(Volumetric capacity, VC)을 제공해야 한다. 그러나 순수 물질로 기존 냉매를 대체하는 경우에는, 대체냉매의 체적용량이 달라서 필연적으로 압축기를 바꾸거나 기존의 응축기나 증발기를 크게 개조하여야 하며, 또 기존 냉매와 비슷한 성능계수를 얻기가 매우 어렵다. In order to use any material as an alternative refrigerant to a conventional refrigerant, it must first have a coefficient of performance (COP) similar to that of a conventional refrigerant to exhibit a refrigerating effect similar to that of a conventional refrigerant, and also have a vapor pressure similar to that of a conventional refrigerant. You must provide a volumetric capacity (VC). However, in the case of replacing the existing refrigerant with pure material, the volumetric capacity of the replacement refrigerant is inevitably required to change the compressor or to greatly modify the existing condenser or evaporator, and it is very difficult to obtain a similar coefficient of performance as the existing refrigerant.

이러한 문제점을 해결할 수 있는 방법 중 하나가 혼합 냉매를 이용하는 것이다. 혼합냉매의 특성은 조성을 잘 배합하여 성능계수(COP)를 기존의 냉매와 비슷하게 하고 동시에 기존의 냉매와 비슷한 체적용량(VC)을 갖게 하여, 압축기를 크게 개조할 필요가 없다는 것이다. 이러한 조건이 갖추어졌을 때 제조업체는 압축기의 교체비용이나 기타 추가적인 비용을 지불하지 않게 된다.One way to solve this problem is to use a mixed refrigerant. The characteristic of mixed refrigerants is that the composition is well formulated to make the coefficient of performance (COP) similar to conventional refrigerants and at the same time to have a volumetric capacity (VC) similar to conventional refrigerants, so that the compressor does not need to be greatly modified. When these conditions are met, the manufacturer will not pay for the replacement of the compressor or any additional costs.

한편, 혼합냉매에는 등압상태에서 증발이나 응축이 일어날 때에 증발온도나 응축온도가 순수냉매처럼 일정한 공비혼합냉매 (Azeotropes)와는 달리, 증발이 일어날 때에 증발온도가 올라가고, 반대로 응축이 일어날 때에 응축온도가 감소하는 비 공비 혼합냉매 (Non Azeotropic Refrigerant Mixtures, NARMs)가 있다. 이와 같이 비 공비 혼합냉매의 특성을 '온도 구배 현상'(Gliding Temperature Phenomenon)이라 하고 증발이 시작되는 점과 끝나는 점간의 온도 차이는 '온도 구배 차'(Gliding Temperature Difference, GTD)라고 하는데, 상기 GTD는 혼합냉매를 구성하는 순수물질의 종류와 그 조성에 따라 값이 크게 변한다. On the other hand, unlike azeotropes in which the evaporation temperature or condensation temperature is constant when evaporation or condensation occurs at isostatic pressure, such as pure refrigerant, the evaporation temperature increases when evaporation occurs, and condensation temperature increases when condensation occurs. There is a non-azeotropic Refrigerant Mixtures (NARMs). As such, the characteristics of the azeotropic mixed refrigerant are referred to as 'Gliding Temperature Phenomenon' and the temperature difference between the point at which evaporation starts and ends is called 'Gliding Temperature Difference' (GTD). The value varies greatly depending on the type and composition of pure materials constituting the mixed refrigerant.

따라서, 최근에는 비 공비 (Non Azeotropic Refrigerant Mixtures) 혼합냉매 중에서 GTD가 약 3℃ 미만이 되는, 근 공비 혼합냉매(Near Azeotropic Refrigerant Mixtures)를 개발하여 냉매로서 사용하고자 하는 시도가 많이 이루어지고 있으며, 지난 몇 년간 CFC와 HFC 및 HCFC의 대체물로 여러 종류의 혼합냉매가 제안된바 있다. 그러나 그것들 중 몇몇은 몬트리올 의정서에서 사용을 금하는 HCFC를 구성 성분으로 가지고 있어 장기적인 관점에서 볼 때 적합한 대체물이라 할 수 없다.Therefore, in recent years, many attempts have been made to develop Near Azeotropic Refrigerant Mixtures and use them as refrigerants in which GTD is less than about 3 ° C. among non-azeotropic Refrigerant Mixtures mixed refrigerants. Several mixed refrigerants have been proposed for years as a replacement for CFCs, HFCs and HCFCs. However, some of them contain HCFCs, which are prohibited from use in the Montreal Protocol, and are not suitable alternatives in the long run.

지금까지, 미국의 DuPont 사는 오존층 파괴를 시키지 않고(ODP=0) 온난화 지수가 비교적 낮은 (GWP=1,430) HFC-134a를 개발하여 자동차 및 냉장고용으로 사용하여 왔으나 이 또한 장기적인 대안의 물질은 되지 못하고 또 교도 프로토콜의 규제 대상 이 되어있다. 최근 들어 미국 DuPont 에서는 HFO-1234yf라는 제품을 개발하여 높은 가격으로 소개 되고 있으며, 이 냉매 또한 본 발명의 가연성과 같은 A2 Grade로서 자동차나 냉장고 용으로 사용하도록 권장 하고 있는 냉매이다.So far, DuPont of the United States has developed and used HFC-134a for automobiles and refrigerators without causing ozone depletion (ODP = 0) and with a relatively low warming index (GWP = 1,430), but this also does not become a long-term alternative. It is also subject to the regulation of the correctional protocol. Recently, DuPont, USA, has developed a product called HFO-1234yf and introduced it at a high price. This refrigerant is also a refrigerant recommended for use in automobiles or refrigerators as the A2 grade like the flammability of the present invention.

또 Kyoto 의정서에서 사용을 제한하는 HFC-134a 냉매는 지구 온난화 지수가 높아서 장기적 관점에서 적합한 대체물이라 할 수 없다. In addition, the HFC-134a refrigerant, which is restricted in the Kyoto Protocol, is not a suitable substitute in the long term due to its high global warming index.

그리고AllaidSignal Inc.사 등에서는 R-410A라는 2원 혼합냉매 (50중량% R-32 / 50중량% R-125)를 개발하여 판매하고 있으나 이 냉매는 증기압이 기존의 HCFC보다 60% 정도 높아서 필수적으로 압축기를 개조해야 하고 시스템의 압력이 높아서 응축기에 쓰이는 재질의 강도를 높여야 한다는 문제점이 있다. AllaidSignal Inc. has developed and sold a binary mixture refrigerant (50% by weight R-32 / 50% by weight R-125) called R-410A, but this refrigerant is essential because its vapor pressure is about 60% higher than that of conventional HCFCs. As a result, the compressor needs to be modified and the pressure of the system is high, so the strength of the material used for the condenser must be increased.

최근 들어 한국에서 발명한 R-22 대체용 신 혼합냉매의 조성물에 관한 특허들 중 지구 온난화에 미치는 영향(GWP)과 온도 구배 (GTD)에 대한 특성을 살펴보면 아래와 같다.Recently, the characteristics of the effects of global warming (GWP) and temperature gradient (GTD) among the patents on the composition of the new mixed refrigerant for R-22 replacement invented in Korea are as follows.

한국의 경우 국내등록특허공보 등록번호 제10-0405189호에는 디플루오로메탄(CH2F2, 이하 'HFC-32'라 한다), 1,1,1,2-테트라 플루오로에탄(CH2FCF3, 이하 'HFC-134a'라 한다) 및 1,1,1,2,3,3,3-헵타 플루오로프로판(CF3CHFCF3, 이하 'HFC-227ea'라 한다)의 혼합물에 이소부탄(CH(CH3)2CH3, 이하'R-600a'라 한다). 1,1,1,2,3,3-헥사 플루오로프로판(CHF2CHFCF3, 이하'HFC-236ea'라 한다)및 부탄(C4H10, 이하 'R-600'라 한다) 중에서 선택된 하나의 성분을 혼합하거나, 또는HFC-32, 1,1-디플루오로에탄(CH3CHF2, 이하 'HFC-152a'라 한다) 및 HFC-227ea의 혼합물에 R-600a, HFC-236ea 및 R-600 중에서 선택된 하나의 성분을 혼합한 4원 혼합냉매 조성물로서, 지금까지 사용되어온 클로로디플루오로메탄(CHClF2: 이하'HCFC-22'라 한다)의 대체냉매로서 사용되어 오존 파괴능이 전혀 없으며, 가정용 냉장고 및 자동차 공기조화기 등의 냉매 물질로 사용될 수 있는 혼합냉매 조성물이 기술되어 있고,In Korea, Korean Patent Publication No. 10-0405189 discloses difluoromethane (CH2F2, hereinafter referred to as 'HFC-32'), 1,1,1,2-tetrafluoroethane (CH2FCF3, hereinafter referred to as 'HFC'. -134a ') and isobutane (CH (CH3) 2CH3, hereinafter) in a mixture of 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropane (CF3CHFCF3, hereinafter referred to as' HFC-227ea') It is called 'R-600a'). 1,1,1,2,3,3-hexafluoropropane (CHF2CHFCF3, hereinafter referred to as 'HFC-236ea') and butane (C4H10, hereinafter referred to as 'R-600') Or a component selected from R-600a, HFC-236ea and R-600 in a mixture of HFC-32, 1,1-difluoroethane (CH3CHF2, hereinafter referred to as 'HFC-152a') and HFC-227ea. As a mixed four-way refrigerant composition, it is used as an alternative refrigerant of chlorodifluoromethane (CHClF2: hereafter referred to as 'HCFC-22') and has no ozone depleting ability, and is used for household refrigerators and automobile air conditioners. Mixed refrigerant compositions which can be used as refrigerant materials for

동 공보 등록번호 제10-305080호는 제 1 성분으로 디플루오로 메탄(CH3F2, HFC-32), 제2 성분으로 1,1,1-트리플루 오로에탄(CH3CF3, HFC-143a)를 포함하고, 제 3 성분으로 사이클로프로판(C3H6, RC-270), 1,1,1,2,3,3,3-헵타플루오로프로판(CF3CHFCF3, HFC-227ea), 1,1,1,2,2- 펜타플루오로프로판(CH3CF2CF3, HFC-245cb), 1,1,1,2,3,3-헥사 플루오로프로판(CHF2CHFCF3, HFC-236ea), 부탄(C4H10, R-600), 비스(디플루오로메틸)에테르(CHF2OCHF2, HFE-134) 및 펜타 플루오로에틸메틸에테르(CF3CF2OCH3, HFE-245)로 이루어진 군중에서 선택된 어느 한 성분으로 이루어진 HCFC-22로 함유하는 냉매 혼합물이 공개되어 있고, Publication No. 10-305080 includes difluoro methane (CH3F2, HFC-32) as the first component and 1,1,1-trifluouroethane (CH3CF3, HFC-143a) as the second component. Cyclopropane (C3H6, RC-270), 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropane (CF3CHFCF3, HFC-227ea), 1,1,1,2,2 Pentafluoropropane (CH3CF2CF3, HFC-245cb), 1,1,1,2,3,3-hexafluoropropane (CHF2CHFCF3, HFC-236ea), butane (C4H10, R-600), bis (difluoro A refrigerant mixture containing HCFC-22 consisting of any one component selected from the group consisting of rhomethyl) ether (CHF 2 OCHF 2, HFE-134) and pentafluoroethylmethyl ether (CF 3 CF 2 OCH 3, HFE-245) is disclosed,

동 공보 등록번호 제 제10-400345호에는 디플루오로메탄(CH2F2, 이하 HFC-32)과 1,1,1-트리플루오로에탄(CH3CF3, 이하HFC-143a)과 1,1-디플루오로에탄(CH3CHF2, 이하HFC-152a)과 1,1,1,2,3,3,3-헵타 플루오로프로판(CF3CHFCF3,이하 HFC-227ea), 이소부탄(CH(CH3)2CH3, R-600a), 1,1,1,2,3,3-헥사플루오로프로판(CHF2CHFCF3, 이하 HFC- 236ea) 및 부탄(C4H10, 이하 R-600)으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나의 화합물로 이루어진 냉매 조성물이 기술되어 있으며,Publication No. 10-400345 discloses difluoromethane (CH2F2, hereinafter HFC-32), 1,1,1-trifluoroethane (CH3CF3, hereinafter HFC-143a) and 1,1-difluoro. Ethane (CH3CHF2, hereinafter HFC-152a), 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropane (CF3CHFCF3, hereinafter HFC-227ea), isobutane (CH (CH3) 2CH3, R-600a) , 1,1,1,2,3,3-hexafluoropropane (CHF2CHFCF3, hereinafter HFC-236ea) and butane (C4H10, hereinafter R-600) is a refrigerant composition consisting of a compound selected from the group consisting of It is

동 공보 등록번호 제10-305905호는 제1 성분으로 디플루오로메탄(CH 3F2 ,HFC-32)을 포함하고, 제 2 성분 및 제 3 성분으로 퍼플루오로프로판(C 3 F 8 , PFC-218)과 1,1-디플루오로에탄(CH 3 CHF 2 , HFC-152a),또는 사이클로프로판(C3H6,RC-270)과 1,1,1,2,2-펜타플루 오로프로판(CH 3 CF 2 CF 3 , HFC-245cb), 또는 부탄(C 4 H 10 , R-600)과 비스(디플루오로메틸)에테르(CHF 2 OCHF 2 , HFE-134)를 포함하는 HCFC-22 대체용 냉매 조성물이 기술되어 있으며,Publication No. 10-305905 discloses difluoromethane (CH 3 F 2, HFC-32) as the first component, and perfluoropropane (C 3 F 8, PFC- as the second and third components). 218) and 1,1-difluoroethane (CH 3 CHF 2, HFC-152a), or cyclopropane (C 3 H 6, RC-270) and 1,1,1,2,2-pentafluuropropane (CH 3 CF 2 CF 3, HFC-245cb), or HCFC-22 replacement refrigerant containing butane (C 4 H 10, R-600) and bis (difluoromethyl) ether (CHF 2 OCHF 2, HFE-134) Compositions are described,

동 공보 등록번호 제10-0333503호에는 제 1 성분으로 디플루오로 메탄(CH 3 F 2 , HFC-32), 제 2 성분으로 1,1,1-트리플루오로에탄(CH 3 CF 3 , HFC-143a)를 포함하고, 제 3 성분으로 사이클로프로판(C 3 H 6 , RC-270), 1,1,1,2,3,3,3-헵타플루오로프로판(CF 3 CHFCF 3 , HFC-227ea), 1,1,1,2,2-펜타플루오로프로판(CH 3 CF 2 CF 3 , HFC-245cb), 1,1,1,2,3,3-헥사플루오로프로판(CHF 2 CHFCF 3 , HFC-236ea), 부탄(C 4 H 10 , R-600), 비스(디플루오로메틸)에테르(CHF 2 OCHF 2 , HFE-134) 및 펜타플루오로에틸메틸에테르(CF 3 CF 2 OCH 3 , HFE-245)로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 한 성분으로 이루어진 HCFC-22로 함유하는 냉매 혼합물가 공개되어 있고,Publication No. 10-0333503 discloses difluoromethane (CH 3 F 2, HFC-32) as the first component and 1,1,1-trifluoroethane (CH 3 CF 3, HFC as the second component. -143a), and as a third component cyclopropane (C 3 H 6, RC-270), 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropane (CF 3 CHFCF 3, HFC- 227ea), 1,1,1,2,2-pentafluoropropane (CH 3 CF 2 CF 3, HFC-245cb), 1,1,1,2,3,3-hexafluoropropane (CHF 2 CHFCF 3, HFC-236ea), butane (C 4 H 10, R-600), bis (difluoromethyl) ether (CHF 2 OCHF 2, HFE-134) and pentafluoroethylmethylether (CF 3 CF 2 OCH 3, HFE-245) is disclosed a refrigerant mixture containing HCFC-22 consisting of any one component selected from the group consisting of,

동 공보 등록번호 제10-0682828호에는R-22 대체냉매로서, 디플루 오로메탄(CH2 F2 , 이하 'HFC-32'라 한다), 1,1,1,2-테트라플루오르 에탄(CH2FCF3, 이하'HFC-134a'이라 한다), 트리플루오르아이오도 메탄(CF3I, 이하 "13I1이라 한다) 구성된 클로로디플루오로메탄 대체 (3원) 공비성 혼합냉매 조성물이 기술되어 있으며,Publication No. 10-0682828 discloses an alternative refrigerant to R-22, difluuromethane (CH2 F2, hereinafter referred to as 'HFC-32'), 1,1,1,2-tetrafluoroethane (CH2FCF3, hereinafter). Chlorodifluoromethane replacement (tertiary) azeotropic mixed refrigerant compositions composed of 'HFC-134a', trifluoroiodo methane (CF3I, hereinafter referred to as "13I1"),

동 공보 등록번호 제10-0492172호에는 프로필렌, 1,1,1,2-테트라 플루오로에탄, 1,1-디플루오로에탄, 디메틸에테르 및 이소부탄을 선택적으로 조합하여 구성되는 혼합냉매 및 이를 사용한 냉동시스템에 관한 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 혼합냉매는 R-1270(프로필렌) 30 내지 70중량부, R-134a(1,1,1,2-테트라플루오로에탄) 1 내지 69중량부, R-152a(1,1-디플루오로에탄) 1 내지 69중량부로 함유하는 냉매 혼합물이 공개되어 있고, Korean Patent Publication No. 10-0492172 discloses a mixed refrigerant composed by selectively combining propylene, 1,1,1,2-tetra fluoroethane, 1,1-difluoroethane, dimethyl ether and isobutane and It relates to a refrigeration system used. Mixed refrigerant according to a preferred embodiment of the present invention is 30 to 70 parts by weight of R-1270 (propylene), 1 to 69 parts by weight of R-134a (1,1,1,2-tetrafluoroethane), R-152a ( 1,1-difluoroethane) 1 to 69 parts by weight of a refrigerant mixture is disclosed,

동 공보 공개번호 제10-2005-0057852호에는 디플루오로메탄(CH2F2, 이하HFC-32)과| 1,1,1-트리플루오로에탄(CH3CF3, 이하HFC-143a라 함)과 사이클로프로판(C3H6, 이하 RC-270) 또는 프로판(C3H8, 이하 R-290) 중에서 선택되는 하나의 화합물로 이루어지는 냉매 조성물이 공개되어 있음을 알 수 있다. Publication No. 10-2005-0057852 discloses difluoromethane (CH2F2, hereinafter HFC-32) and | Refrigerant consisting of 1,1,1-trifluoroethane (CH3CF3, hereinafter HFC-143a) and cyclopropane (C3H6, rc-270) or propane (C3H8, hereinafter R-290) It can be seen that the composition is disclosed.

그러나 상기 특허의 혼합 냉매 조성물은 증발기내의 온도차(GTD)가 5~7 도씨 이상이어서 냉각효과를 떨어트릴 수 있을 뿐만 아니라 온난화 지수가 'HFC-32'는 675 이고, 'HFC-134a'는 1,430, 'HFC-227ea'는 3,320 이고,'HFC-236ea'는 9,810, 'HFC-152a'124 인 냉매 물질 온난화 지수가 가장 낮은 3 인 R-600 또는 3 인 R-600a 중 어느 하나를 선택하여서 혼합하여도 최근 전세계가 합의된 GWP 가 400 이하인 냉매가 되지 않기 때문에 이 냉매 역시 규제 대상의 발명 특허에 속한다.However, the mixed refrigerant composition of the patent can not only reduce the cooling effect because the temperature difference (GTD) in the evaporator is more than 5 to 7 degrees Celsius, the warming index is 'HFC-32' is 675, 'HFC-134a' is 1,430 , 'HFC-227ea' is 3,320, 'HFC-236ea' is 9,810, 'HFC-152a'124 is selected by mixing either the lowest refrigerant material warming index of R-600 or R-600a of 3 However, since the GWP, which has been recently agreed around the world, does not become a refrigerant of 400 or less, this refrigerant is also a regulated invention patent.

동 공보 등록번호 제10-0492169호에는 냉동/공조기용 혼합냉매에 있어 서 R-1270(프로필렌) 1 내지 99 중량부, R-290(프로판) 98중량부 이하, R134a(1,1,1,2-테트라플루오로에탄) 1 내지 70 중량부로 구성된 혼합냉매가 공개되어 있고,Publication No. 10-0492169 discloses 1 to 99 parts by weight of R-1270 (propylene), 98 parts by weight or less of R-290 (propane), and R134a (1,1,1, 2-tetrafluoroethane) 1 to 70 parts by weight of a mixed refrigerant is disclosed,

동 공보 등록번호 제10-0540286호에는 R-134a(1,1,1,2-테트라 플루오로에탄) 1 내지 78중량%, RE-170(디메틸에테르) 1 내지 78중량%, R-600a(이소부탄) 21 내지 98중량%로 구성된 혼합냉매 및 이를 사용한 냉동시스템이 기술되어 있으며,Publication No. 10-0540286 discloses 1 to 78% by weight of R-134a (1,1,1,2-tetrafluoroethane), 1 to 78% by weight of RE-170 (dimethyl ether) and R-600a ( Isobutane) 21 to 98% by weight of a mixed refrigerant and a refrigeration system using the same are described,

동 공보 등록번호 제10-0571358호에는 메탄계 냉매성분인 디플로로메탄(CH2F2, 이하 R-32)과, 프로판(CH3CH2CH3, 이하R-290), 프로필렌 (CH3CH=CH2, 이하 R-1270)이 혼합되어 조성되되, 그 조성비는 메탄계 냉매성분인 디플로로메탄(CH2F2) 5~40 중량 %와, 프로판(CH3CH2CH3) 35~70 중량 %와, 프로필렌 (CH3CH=CH2) 25~60 중량 %가 전체 100 중량 %에 대해 혼합되어 조성된 것을 특징으로 하는 저온용 대체 혼합냉매가 기재되어 있고,Publication No. 10-0571358 discloses dichloromethane (CH2F2, hereinafter R-32), propane (CH3CH2CH3, hereinafter R-290), propylene (CH3CH = CH2, hereinafter R-1270), a methane refrigerant component. The mixture is composed of 5 to 40% by weight of dichloromethane (CH2F2), 35 to 70% by weight of propane (CH3CH2CH3), and 25 to 60% by weight of propylene (CH3CH = CH2). It is described a low-temperature alternative mixed refrigerant, characterized in that the composition is mixed with respect to the total 100% by weight,

동 공보 등록번호 제10-0305079에는 HCFC-22를 대신하여 사용할 수 있는 냉매 혼합물의 조성에 있어서, 제 1 성분으로 디플루오로메탄(CH2F2, HFC-32)를 40 내지 96 중량%으로 함유하고, 제 2 성분과 제 3 성분으로 사이클로프로판(C3F6, RC-270)과 1,1,1,2,2-펜타플루오로프로판(CH3 CF2CF2, HFC-245cb),및 부탄(C4 H10, R-600)과 비스(디플루오로메틸) 에테르(CHF2OCHF2,HFE-134)로 이루어진 군 중에서 선택된 플루오르 화합물을 각각 1 내지 40 중량% 및 4 내지 40 중량%로 함유하는 냉매 혼합물가 공개되어 있고,Publication No. 10-0305079 contains difluoromethane (CH2F2, HFC-32) in the composition of a refrigerant mixture that can be used in place of HCFC-22, in a content of 40 to 96% by weight. Cyclopropane (C3F6, RC-270) and 1,1,1,2,2-pentafluoropropane (CH3 CF2CF2, HFC-245cb), and butane (C4 H10, R-600) as the second and third components ) And a refrigerant mixture containing 1 to 40% by weight and 4 to 40% by weight of a fluorine compound selected from the group consisting of bis (difluoromethyl) ether (CHF 2 OCHF 2, HFE-134), respectively,

동 공보 등록번호 제10-0540284호에는 프로판, 1,1,1,2-테트라플루 오로에탄, 디메틸에테르(이하 DME라 한다) 및 이소부탄을 선택적으로 조합하여 구성되는 혼합냉매 및 이를 사용한 냉동시스템에 관한 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 혼합냉매는 R-290(프로판) 30 내지 98중량%, R-134a(1,1,1,2-테트라플루오로에탄), 1 내지 70중량%, RE-170(디메틸에테르) 1 내지 70중량%로 함유하는 냉매 혼합물가 공개되어 있고, Publication No. 10-0540284 discloses a mixed refrigerant comprising a combination of propane, 1,1,1,2-tetrafluoethane, dimethyl ether (hereinafter referred to as DME) and isobutane and a refrigeration system using the same. It is about. Mixed refrigerant according to a preferred embodiment of the present invention is 30 to 98% by weight of R-290 (propane), R-134a (1,1,1,2-tetrafluoroethane), 1 to 70% by weight, RE-170 A refrigerant mixture containing 1 to 70% by weight of (dimethyl ether) is disclosed.

동 공보 등록번호 제10-540280호에는 프로필렌, 1,1,1,2-테트라플루 오로에탄, 1,1-디플루오로에탄, 디메틸에테르 및 이소부탄을 선택적으로 조합하여 구성되는 혼합냉매 및 이를 사용한 냉동시스템에 관한 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 혼합냉매는 R-1270(프로필렌) 30 내지 70중량%, R-134A(1,1,1,2-테트라플루오로에탄) 1 내지 69중량%, R-152a(1,1-디플루오로에탄) 1 내지 69중량%로 구성된 냉매 조성물이 기술되어 있다.Korean Patent Publication No. 10-540280 discloses a mixed refrigerant composed by selectively combining propylene, 1,1,1,2-tetrafluoethane, 1,1-difluoroethane, dimethylether and isobutane and It relates to a refrigeration system used. Mixed refrigerant according to a preferred embodiment of the present invention is 30 to 70% by weight of R-1270 (propylene), 1 to 69% by weight of R-134A (1,1,1,2-tetrafluoroethane), R-152a ( 1,1-difluoroethane) is described in a refrigerant composition consisting of 1 to 69% by weight.

상기 종래의 기술들은 지구 온난화 지수(GWP)는 비교적 낮으나 온도차 (GTD)가 5~7도 씨로서 증발 기에 얼음이 생성되어 냉각효과를 현저하게 떨어트릴 수 있고, 비슷한 체적용량(Volumetric capacity, VC)을 제공해야 하는데 비 공비 혼합 냉매이므로 필연적으로 압축기를 바꾸거나 기존의 응축기나 증발기를 크게 개조하여야 하며, 또 기존 냉매와 비슷한 성능계수를 얻기가 매우 어려운 문제점이 있어 냉각 시스탬의 수정이 불가피 한 문제점을 가지고 있다.The conventional techniques have a relatively low global warming index (GWP) but a temperature difference (GTD) of 5-7 degrees Celsius, which creates ice in the evaporator, which can drastically reduce the cooling effect and similar volumetric capacity (VC). As it is a non-azeotropic mixed refrigerant, it is inevitable to change the compressor or to greatly modify the existing condenser or evaporator, and it is very difficult to obtain a performance coefficient similar to that of the existing refrigerant. Have.

기존에 사용되어온 냉매 조성물과 유사한 냉동효과를 나타내어야 하고, 또한 기존 냉매와 비슷한 증기압을 가져서 궁극적으로 비슷한 체적용량(Volumetric capacity, VC)을 제공해야 하는데, 종래의 개발된 냉매 조성물을 살펴보면, 순수 물질로 기존 냉매를 대체하는 경우에는 대체냉매의 체적용량이 달라서 필연적으로 압축기를 바꾸거나 기존의 응축기나 증발기를 크게 개조하여야 하며, 또 기존 냉매와 비슷한 성능계수를 얻기가 매우 어려운 문제점을 해결하는 것이 본 발명이 해결하고자 하는 과제인 것이다. Refrigerant effect should be similar to that of conventional refrigerant compositions, and also have similar vapor pressures to conventional refrigerants and ultimately provide similar volumetric capacity (VC). Looking at conventional refrigerant compositions, pure materials In the case of replacing the existing refrigerant, the volumetric capacity of the replacement refrigerant is different, so it is necessary to change the compressor or to remodel the existing condenser or evaporator, and to solve the problem that it is very difficult to obtain a performance coefficient similar to that of the existing refrigerant. The invention is to be solved.

본 발명은 상기와 같이 과제를 해결하고자, The present invention to solve the problem as described above,

본 출원인이 선출원한 특허출원번호 제10-2009-63299호(등록번호 제10-976449호), 제10-2009-63300호(등록번호 제10-957043호), Patent Application Nos. 10-2009-63299 (Registration No. 10-976449), 10-2009-63300 (Registration No. 10-957043) filed by the present applicant,

제10-2009 63302호(등록번호 제10-976448호), No. 10-2009 63302 (Registration No. 10-976448),

제10-2009-90999호(등록번호 제10- 969258호), No. 10-2009-90999 (Registration No. 10-969258),

제10-2009-91005호(등록번호 제10-969257호), No. 10-2009-91005 (Registration No. 10-969257),

제10-2009-91008호(등록번호 제10-969256호), 발명의 명칭; 냉매조성물을 개량한 것으로서, 디플루오로 메탄(R-32) 1~50 kg과 에탄계인 1,1,-디플루오로 에탄(R-152a) 50~99 kg을 첨가하고 근 공비를 만들기 위하여 핵사 메틸 실리콘 오일을 첨가제로서 0.5~1 kg,을 첨가한 오존층 파괴지수가 (ODP=0) 이며, 지구 온난화 지수가(GWP=332)인 냉매조성물을 제공하는 것이 본 발명이 이루고자 하는 과제해결수단인 것이다.10-2009-91008 (Registration No. 10-969256), title of the invention; Refrigerant composition was improved by adding 1 to 50 kg of difluoromethane (R-32) and 50 to 99 kg of ethane-based 1,1, -difluoro ethane (R-152a) and making aerosols. It is an object of the present invention to provide a refrigerant composition having an ozone layer destruction index (ODP = 0) and a global warming index (GWP = 332) added with methyl silicone oil as an additive of 0.5 to 1 kg. will be.

본 발명은 The present invention

1) 혼합 냉매조성물을 구성하는 물질의 오존층파괴지수가 0.0이므로 냉매의 유출이 있거나 냉매조성물을 폐기하는 경우에도 지구의 오존층파괴를 방지할 수 있는 현저한 효과가 있으며1) Since the ozone layer destruction index of the material constituting the mixed refrigerant composition is 0.0, there is a remarkable effect of preventing the earth's ozone layer destruction even when the refrigerant flows out or discards the refrigerant composition.

2) 기존의R-22(10,060), R-410A(2,100), R-407C(1,700), R-134a(1,430)의 지구 온난화 지수보다 훨씬 더 낮은 (GWP) 332으로 낮출 수 있고,2) can be lowered to (GWP) 332, which is much lower than the global warming index of existing R-22 (10,060), R-410A (2,100), R-407C (1,700) and R-134a (1,430).

3) 근 공비를 이루는 혼합냉매이므로 상변화에 따른 조성의 변화가 없어, 순수 냉매를 사용하는 경우와 같이 냉동시스템을 안정적으로 사용할 수 있으며,3) As it is a mixed refrigerant that forms near azeotropes, there is no change of composition due to phase change, so that the refrigeration system can be used stably as in the case of using pure refrigerant.

4) 근 공비를 이루는 혼합냉매이므로 증발기 내의 온도 차가 0.3℃ 로 최소화 되도록 하였고, 4) Since the mixed refrigerant forming near azeotropy, the temperature difference in the evaporator was minimized to 0.3 ℃.

5) 냉매조성물 유출시의 조성 분리 현상으로 인한 냉동 효과의 변동이 없고 유출 시 보충만으로도 사용 가능하며,5) There is no change in the refrigerating effect due to the composition separation phenomenon when the refrigerant composition flows out, and it can be used only by replenishment when it flows out.

6) 냉동/공조기의 열효율을 개선 할 수 있을 뿐 아니라, 기존의 윤활유인 광유의 오일과 호환성이 좋다는 장점이 있으며,6) not only can improve the thermal efficiency of refrigeration / air conditioning, but also has the advantage of being compatible with the oil of mineral oil, which is the existing lubricating oil,

7) 냉동효과가 5~10% 이상 더 뛰나 에너지 절감효과가 있다.7) The freezing effect is more than 5 ~ 10%, which saves energy.

도1 본 발명에서 사용한 일반적인 냉동/공조기의 구성도
도2 본 발명의 REFPROP 9.0의 프로그램에 의하여 얻어진 2원 혼합
냉매조성물의 온도 구배 선도
도3 일반적인 혼합 냉매조성물의 P-h 선도
도4 근 공비 혼합 냉매조성물의 P-h 선도
도5 R-22 P-h 선도
도6 "SC-47D" P-h 선도
도7 "SC-47D1"P-h 선도
도8 "SC-47D"제 1 최선의 조건 냉매조성물의 최악의 조성 60% 충전 시
-18.28℃에서 액체 누출시의 조성분리 실험 결과
도9 "SC-47D1"제 2 최선의 조건 냉매조성물의 최악의 조성 60% 충전 시
-18.28℃에서 액체 누출시의 조성분리 실험 결과도
도10 "SC-47D"제 1 최선의 조건 냉매조성물의 최악 조성 15% 충전 시
-18.28℃에서 액체 누출시의 조성분리 실험 결과도
도11 "SC-47D1"제 2 최선의 조건 냉매조성물의 최악 조성 15% 충전 시
-18.28℃에서 액체 누출시의 조성분리 실험 결과도
1 is a block diagram of a general refrigeration / air conditioner used in the present invention
Fig. 2 Binary mixture obtained by the program of REFPROP 9.0 of the present invention
Temperature gradient diagram of refrigerant composition
Figure 3 Ph diagram of a typical mixed refrigerant composition
Figure 4 Ph diagram of the near azeotropic mixed refrigerant composition
Figure 5 R-22 Ph diagram
Fig. 6 "SC-47D" Ph diagram
Fig. 7 "SC-47D1" Ph diagram
Fig. 8 "SC-47D" First Best Condition When the Worst Composition of the Refrigerant Composition is Filled at 60%
Result of composition separation in case of liquid leakage at -18.28 ℃
Figure 9 "SC-47D1" second best condition when the worst composition of the refrigerant composition 60% charge
Result of composition separation experiment at liquid leakage at -18.28 ℃
Figure 10 "SC-47D" first best condition when the worst composition 15% charge of the refrigerant composition
Result of composition separation experiment at liquid leakage at -18.28 ℃
Figure 11 "SC-47D1" second best condition when the worst composition 15% charge of the refrigerant composition
Result of composition separation experiment at liquid leakage at -18.28 ℃

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 디플루오로 메탄 (R-32) 1~50 kg과 에탄계인 1,1,-디플루오로 에탄(R-152a) 50~99 kg을 첨가하고 근 공비를 만들기 위하여 핵사 메틸 실리콘 오일을 첨가제로서 0.5~1 kg,을 첨가한 오존층 파괴지수가 (ODP=0) 이며, 지구 온난화 지수가(GWP=332)인 냉매조성물에 관한 것이다.In order to achieve the above object, the present invention adds 1 to 50 kg of difluoromethane (R-32) and 50 to 99 kg of ethane-based 1,1, -difluoro ethane (R-152a) and the muscle azeotropy. It relates to a refrigerant composition having an ozone layer destruction index (ODP = 0) and a global warming index (GWP = 332) added with 0.5-1 kg of nucleated methyl silicone oil as an additive.

본 발명의 '냉매조성물'은 2가지 이상의 서로 다른 종류의 냉매가 조합된 것을 의미하며, 냉매조성물 이외의 첨가제가 추가적으로 첨가된 것도 포함한다. 'Refrigerant composition' of the present invention means that two or more different types of refrigerants are combined, and include additives other than the refrigerant composition.

일반적으로 냉매조성물은 냉매 간의 끓는점(Boiling Point)이 서로 다르기 때문에 혼합이 잘 되지 않아 서로 분리되어 온도 구배가 생기게 됨으로, 이온도 구배가 최소한 1℃ 이내인 근 공비 성 혼합 냉매조성물(Near Azeotropic Refrigerant Mixtures)을 개발하는데 매우 어려움이 있다. In general, refrigerant compositions are different from each other due to different boiling points, so they are separated from each other, resulting in temperature gradients.Near Azeotropic Refrigerant Mixtures Is very difficult to develop.

본 발명에서는 온도 구배의 문제를 해결하기 위해, 핵사 메틸 실리콘 오일을 본 발명자에 의해 선택되어 조합된 혼합냉매에 첨가제로 첨가함으로써, 상기 온도 구배를 최소화한 근 공비 성 혼합 냉매조성물(Near Azeotropic Refrigerant Mixtures)을 얻을 수 있게 하였다. In the present invention, in order to solve the problem of the temperature gradient, the core azeotropic mixed refrigerant composition (Near Azeotropic Refrigerant Mixtures) is minimized by adding the nucleated methyl silicone oil as an additive to the mixed refrigerant selected and combined by the present inventors. ) Can be obtained.

본 발명에 따른 혼합 냉매조성물은, 오존파괴지수(ODP)가 0.0이고, 증발 시 온도 구배가 0.3℃ 이내인 근 공비 성 혼합 냉매조성물이므로 기존의 순수 냉매처럼 사용할 수 있으며, 또 R-22 나 R-410A, R-407C의 성능계수(COP)와 체적용량(VC)에 근접한 값을 가지므로 냉동 시스템의 어떠한 부품도 바꿀 필요가 없어, 종전 사용되어오던 R-22 나 R-410A, R-407C 등의 대체냉매로서 가능하다.The mixed refrigerant composition according to the present invention is an azeotropic mixed refrigerant composition having an ozone depletion index (ODP) of 0.0 and a temperature gradient of 0.3 ° C. or less when evaporated, and thus can be used like a conventional pure refrigerant, and R-22 or R Its value is close to the coefficient of performance (COP) and volumetric capacity (VC) of the -410A and R-407C, so there is no need to change any parts of the refrigeration system, so the R-22 or R-410A and R-407C that have been used previously It is possible to substitute refrigerants such as these.

더욱이 최근 들어 환경 문제를 TWEI 로 계산한다. 즉(Total Worming Energy Indicate )로 계산한다. 즉: 간접 이산화탄소등가배출량 = 전력 × 가동시간 × 가동수명 × 전기발생량에 따른 CO2배출량 즉 Moreover, in recent years environmental problems are calculated in TWEI. That is, (Total Worming Energy Indicate). In other words: equivalent CO2 emissions = power × operating time × operating life × CO 2 emissions according to electricity generation

전력 = 시스템 사용전력(Kw)Power = System Power Used (Kw)

가동시간 = 연간 최대부하 량으로 가동시간(h)Uptime = Uptime per year with maximum load

가동수명 = 시스템의 가동수명(년)Run life = Run life of the system (years)

CO2배출량 = Kwh당 CO2 발생량(Kg)의 식으로 산출 되어 CO2배출량을 규제 하기 때문에 가연성인 냉매가 할지라도 성능에는 동등하거나 그 이상이면서 절전이 가능한 냉매를 선호하고 있다.CO 2 emissions = CO 2 per Kwh Is calculated by the expression amount (Kg) are equal, the degree of the combustible refrigerant matter because the regulation of CO 2 emissions performance, or, yet more preferred the available power save refrigerant.

상기와 같이, 본 발명에 따른 근 공비 성 대체 혼합 냉매조성물을 개발하기 위하여, 본 발명자는 냉동/공조기의 성능을 모사하는 미국 표준 연구소(National Institute of Standards and Technology)에서 개발한 CYCLE-D 프로그램을 사용하였다. 프로그램을 통해 냉동/공조기를 구성하는 요소들 예를 들어 열 교환기 및 압축기 등에 대한 열역학 및 열전달 해석을 수행하였고 최종적으로 이 모든 것을 조합하여 사용했다. 프로그램의 정확도를 결정하는 중요 인자 중 하나는 냉매조성물의 물성 치이다. 본 프로그램에서는 미국, 일본 등에서 기준으로 삼고 있는 카나한-스타링디산티스(Carnahan-Starling-De Santis;CSD) 냉매 상태방정식을 이용하여 여러 냉매에 대해 기포가 생기는 기포점(Bubble Point)과 기체가 응축하여 이슬점을 만드는 이슬점(Dew Point)을 계산하고, 근 공비 성 2원 냉매조성물의 온도 구배 선도를 만들었다. CSD 냉매 상태방정식은 미국 표준 연구소(National Institute of Standards and Technology)에서 개발한 것으로 정확성 및 적용 성이 이미 입증되어 전 세계 냉동/공조 관련 유수 기업, 연구소, 대학에서 가장 널리 사용되는 프로그램이다. 이번에 만든 근 공비 혼합 냉매조성물(Near Azeotropic Refrigerant Mixtures) 개발 및 실행을 위한 입력 데이터로는 가능한 한 실제 데이터를 사용했다.As described above, in order to develop a near azeotropic alternative mixed refrigerant composition according to the present invention, the present inventors have developed the CYCLE-D program developed by the National Institute of Standards and Technology to simulate the performance of the refrigeration / air conditioner Used. The program performed thermodynamic and heat transfer analyzes of the components that make up the refrigeration / air conditioner, such as heat exchangers and compressors, and finally all of them were used in combination. One of the important factors that determine the accuracy of the program is the properties of the refrigerant composition. The program uses the Carnahan-Starling-De Santis (CSD) refrigerant state equation, which is the standard in the United States and Japan, to condense bubbles and bubbles. The dew point (Dew Point) was calculated to create the dew point, and the temperature gradient diagram of the near azeotropic binary refrigerant composition was made. The CSD Refrigerant Condition Equation was developed by the National Institute of Standards and Technology and is the most widely used program in leading refrigeration and air conditioning companies, research institutes and universities worldwide for its proven accuracy and applicability. The actual data was used as possible as input data for the development and implementation of the Near Azeotropic Refrigerant Mixtures.

본 발명자는 대체 냉매조성물의 오존파괴지수가(ODP)가 반드시 0.0이어야 하며, 가능한 한 지구 온난화 지수 (GWP) 가 낮아야 한다는 판단 하에, 상기 프로그램을 이용하여, 디플루오로 메탄 (R-32)와 1,1,-디플루오로 에탄(R-152a)를 조합하여 구성되는 혼합냉매로서 근 공비 혼합 냉매조성물을 만들기 위하여 첨가제 핵사 메틸 실리콘 오일을 첨가하는 것인 근 공비 혼합 냉매조성물(Near Azeotropic Refrigerant Mixtures)을 개발하였다.Using the above program, the inventors have determined that the ozone depletion index (ODP) of the alternative refrigerant composition must be 0.0 and the global warming index (GWP) should be as low as possible. Near Azeotropic Refrigerant Mixtures, a mixed refrigerant composed of 1,1, -difluoroethane (R-152a) added with additive nucleated methyl silicone oil to form a near azeotropic mixed refrigerant composition. ).

즉, 오존층을 파괴할 염려가 없고, 온도 구배 (TG) 가 0.3℃ 이내 이며 지구 온난화 지수(GWP)가 332 인 근 공비 성 혼합 냉매조성물인 것이다. That is, it is a near azeotropic mixed refrigerant composition with no fear of destroying the ozone layer, a temperature gradient (TG) within 0.3 ° C, and a global warming index (GWP) of 332.

이하에서는 첨부한 도를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 근 공비 혼합 냉매조성물에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 단, 하기 실시 예들은 본 발명을 예시하는 것으로 본 발명의 내용이 실시 예에 의해 한정이 되는 것은 아니다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a near azeotropic mixed refrigerant composition according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail. However, the following examples are illustrative of the present invention, and the content of the present invention is not limited by the examples.

실시예Example 1 (제 1 최선의 조건)  1 (first best condition)

디플루오로 메탄 (R-32) 37.9 kg, 1,1,-디플루오로 에탄(R-152a) 62kg을 혼합한 다음, 근 공비 혼합 냉매 조성물을 구현하기 위하여 첨가제로 핵사 메틸 실리콘 오일 0.1kg을 첨가하여 조성한 냉매조성물을 제조하였다. 37.9 kg of difluoro methane (R-32) and 62 kg of 1,1, -difluoro ethane (R-152a) were mixed, and then 0.1 kg of nucleated methyl silicone oil was added as an additive to implement a near azeotropic mixed refrigerant composition. A refrigerant composition prepared by adding was prepared .

실시예Example 2 (제 2 최선의 조건)  2 (second best condition)

디플루오로 메탄 (R-32) 40.9 kg, 1,1,-디플루오로 에탄(R-152a) 59kg을 혼합한 다음, 근 공비 혼합 냉매 조성물을 구현하기 위하여 첨가제로 핵사 메틸 실리콘오일을 0.1 kg 을 첨가하여 냉매조성물을 제조하였다.40.9 kg of difluoro methane (R-32) and 59 kg of 1,1, -difluoro ethane (R-152a) are mixed, and then 0.1 kg of nucleated methyl silicone oil as an additive to implement a near azeotropic mixed refrigerant composition. Was added to prepare a refrigerant composition.

실시예Example 3 (제 1 최선의 조건에서의 최악의 조건) 3 (worst case in first best case)

디플루오로 메탄 (R-32) 36.9 kg, 1,1,-디플루오로 에탄(R-152a) 63kg을 혼합한 다음, 근 공비 혼합 냉매 조성물을 구현하기 위하여 첨가제로 핵사 메틸 실리콘 오일 0.1kg을 첨가하여 조성한 냉매조성물을 제조하였다. 36.9 kg of difluoro methane (R-32) and 63 kg of 1,1, -difluoro ethane (R-152a) were mixed, and then 0.1 kg of nucleated methyl silicone oil was added as an additive to implement a near azeotropic mixed refrigerant composition. A refrigerant composition prepared by adding was prepared .

실시예Example 4 (제 2 최선의 조건에서의 최악의 조건) 4 (worst case in second best case)

디플루오로 메탄 (R-32) 39.9 kg, 1,1,-디플루오로 에탄(R-152a) 60kg을 혼합한 다음, 근 공비 혼합 냉매 조성물을 구현하기 위하여 첨가제로 핵사 메틸 실리콘오일을 0.1 kg 을 첨가하여 냉매조성물을 제조 하였다.
39.9 kg of difluoro methane (R-32) and 60 kg of 1,1, -difluoro ethane (R-152a) were mixed, and then 0.1 kg of nucleated methyl silicone oil as an additive to implement a near azeotropic mixed refrigerant composition. The refrigerant composition was prepared by the addition.

상기와 같이 제조된 본 발명의 냉매조성물은, 디플루오로 메탄 (R-32) 1~50 kg, 1,1,-디플루오로 에탄(R-152a) 50~99kg, 핵사 메틸 실리콘 오일을 첨가제로서 0.5~1 kg으로 조성되며, 오존층 파괴지수가 (ODP=0) 이며, 지구 온난화 지수가(GWP=332)임을 알 수 있습니다.
Refrigerant composition of the present invention prepared as described above, 1 ~ 50 kg of difluoro methane (R-32), 1 ~ 1, -difluoro ethane (R-152a) 50 ~ 99 kg, nucleated methyl silicone oil additives It is composed of 0.5 ~ 1 kg, ozone depletion index (ODP = 0), and global warming index (GWP = 332).

실험예Experimental Example 1. 이론적 및 실제 온도  1. Theoretical and actual temperature 구배gradient 시험 exam

[도2,3]은 본 발명의 REFPROP 9.0의 프로그램에 의하여 얻어진 2원 혼합 냉매조성물의 온도 구배 선도를 나타낸 것이다. 그러나 본 발명의 목적인 근 공비 냉매조성물을 조성하기 위하여 첨가제를 넣은 다음 [도1]의 실험 장치에 실험하여 얻은 결과를 [도4]와 같이 온도 구배가 최소화되었음을 알 수 있었다.
2 and 3 show the temperature gradient diagram of the binary mixed refrigerant composition obtained by the program of REFPROP 9.0 of the present invention. However, it can be seen that the temperature gradient was minimized as shown in [Fig. 4] by the results of experimenting in the experimental apparatus of [Fig. 1] after adding an additive to form a near azeotropic refrigerant composition.

실험예Experimental Example 2의. 조성 분리 실험 Of two. Composition separation experiment

본 발명의 냉매조성물이 근 공비임을 확인하기 위하여 조성 분리 실험을 실시하였다. 본 실험에서는 미국의 표준연구소에서 개발한 REFLEAK 프로그램을 사용하여 최악의 조성을 결정하였다. REFLEAK은 위에서 설명한 REFPROP 9.0 프로그램을 사용하여 기체 상태나 액체 상태로 누출이 있을 경우 최악의 조성을 결정해 주는 프로그램이다.In order to confirm that the refrigerant composition of the present invention is near azeotropy, a composition separation experiment was performed. In this experiment, the worst composition was determined using the REFLEAK program developed by the US Standards Research Institute. REFLEAK is a program that uses the REFPROP 9.0 program described above to determine the worst case composition in case of a leak in gas or liquid.

UL2182 기준은 몇몇 온도 조건 하에서 용기 내에 액체 냉매가 60% 충전되었을 경우와 15% 충전되었을 경우에 대해 조성 분리 해석을 통해 최악의 조건을 결정할 것을 요구하고 있다. 그래서 본 발명의 냉매조성물의 경우 다음과 같은 2가지 온도조건 하에서 조성 분리 해석을 수행하였다. The UL2182 standard requires compositional analysis to determine the worst case for a case where a liquid refrigerant is 60% charged and 15% charged in a vessel under some temperature conditions. Thus, in the refrigerant composition of the present invention, the composition separation analysis was performed under the following two temperature conditions.

60% 충전 시 : -18.28℃, 25.0℃, 54.4℃ 60% charge: -18.28 ℃, 25.0 ℃, 54.4 ℃

15% 충전 시 : -18.28℃, 25.0℃, 60.0℃ 15% charge: -18.28 ℃, 25.0 ℃, 60.0 ℃

조성 분리 해석을 하기 위해서는 조성에 대해 다음과 같은 정의를 내렸다. For composition separation analysis, the following definitions were made for composition.

충진 조성 : 처음에 배합해서 판매되는 냉매의 조성 Filling composition: composition of the refrigerant that is initially formulated and sold

최악 충진 조성 : 배합 시 오차가 있을 수밖에 없으므로 가연성 냉매가 가장 많이 배합된 조성. 냉매 배합 기계의 오차에 따라 다르며 충전 조성보다 가연성 냉매의 량이 보통 1% 정도 많은 것을 최악 충전 조성으로 정하였다. Worst Filling Composition: Combination of most flammable refrigerants due to errors in formulation. Depending on the error of the refrigerant blending machine, the amount of flammable refrigerant is usually 1% higher than that of the filling composition.

상기와 같은 정의에 따라, 본 발명의 냉매조성물에 있어서 충전 조성과 최악 충전 조성은 다음과 같이 결정하였다. According to the above definition, the filling composition and the worst filling composition in the refrigerant composition of the present invention were determined as follows.

최선의 충전 조성은 : The best filling composition is:

1)(R-32)37.9kg/(R-152a) 62kg/(첨가제) 0.1kg를(이하 "SC-47D"로 칭하고)1) (R-32) 37.9 kg / (R-152a) 62 kg / (additive) 0.1 kg (hereinafter referred to as "SC-47D")

2)(R-32)40.9kg/(R-152a) 59kg/(첨가제)0.1kg를(이하"SC-47D1"라 칭한다) 2) (R-32) 40.9 kg / (R-152a) 59 kg / (additive) 0.1 kg (hereinafter referred to as "SC-47D1")

최악의 충전 조성 : Worst filling composition:

1)(R-32) 36.9 kg/(R-152a) 63 kg/(첨가제) 0.1 kg.1) (R-32) 36.9 kg / (R-152a) 63 kg / (additive) 0.1 kg.

2)(R-32) 39.9 kg/(R-152a) 60 kg/(첨가제) 0.1 kg.2) (R-32) 39.9 kg / (R-152a) 60 kg / (additive) 0.1 kg.

상기 조건들을 정한 뒤, 위에서 정한 온도에서 프로그램을 돌려 최악 누출 조성을 결정하였다. REFLEAK 프로그램은 15% 충전의 경우 아무 문제없이 최악 누출 조성을 계산했지만, 60% 충전의 경우 -18.28℃와 25℃에서는 자체 내의 수렴 판정 문제로 인해 해를 내지 못하였는데 이런 경우에는 60% 충진 미만에서 해를 구한 뒤 외사법에 의해 값을 구해도 되는 것으로 알려져 있다. After setting the above conditions, the program was run at the temperature specified above to determine the worst leakage composition. The REFLEAK program calculated the worst leak composition without any problem for 15% filling, but did not do harm due to its own convergence judgment problem at -18.28 ° C and 25 ° C for 60% filling, in which case less than 60% filling It is known that the value may be obtained by an external method after obtaining.

본 발명 냉매조성물의 경우 R-152a 만이 가연성 하한치가 가장 낮아 최악 충진 조성 냉매조성물의 최악 누출 조성은 R-152a 의 양이 가장 많은 경우에 생겼다. 왜냐하면 증기가 누출될 때 -18.28℃에서 액체상의 R-152a 의 조성이 63%이기 때문이다. In the case of the refrigerant composition of the present invention, only R-152a has the lowest flammable lower limit and the worst filling composition The worst leakage composition of the refrigerant composition occurs when the amount of R-152a is the highest. This is because when the vapor leaks, the composition of the liquid phase R-152a is 63% at -18.28 ° C.

[표 1,2 ]는"SC-47D"및"SC-47D1" 제 1 최선의 조건 및 제 2 최선의 조건 냉매조성물의 액체 및 기체에 대한 조성 분리 실험을 나타낸 것이다. 다만 첨가제는 그 량이 작아 무시 하였다.
[Table 2] shows the composition separate experiments with "SC-47D", and "SC-47D1" best first condition and the second best of conditions, liquid and gas of the refrigerant composition. However, the additive was ignored because of its small amount.

시험 온도Test temperature 기체 누출Gas leak 액체 누출Liquid leak -18.28℃
(60% 충진)
-18.28 ℃
(60% filling)
경우 (1)
(L) 38.0032/61.9968
(V) 37.9925/62.0075
Case (1)
(L) 38.0032 / 61.9968
(V) 37.9925 / 62.0075
경우 (2)
(L) 37.9828/62.0172
(V) 37.9323/62.0677
Case (2)
(L) 37.9828 / 62.0172
(V) 37.9323 / 62.0677
25℃
(85% 충진)
25 ℃
(85% filling)
경우 (3)
(L) 37.9244/62.0756
(V) 37.9330/62.0670
Case (3)
(L) 37.9244 / 62.0756
(V) 37.9330 / 62.0670
경우 (4)
(L) 38.0015/61.9985
(V) 38.0220/61.9780
Case (4)
(L) 38.0015 / 61.9985
(V) 38.0220 / 61.9780
54.4℃
(90% 충진)
54.4 ℃
(90% filling)
경우 (5)
(L) 37.9349/62.0651
(V) 38.0055/61.9945
Case (5)
(L) 37.9349 / 62.0651
(V) 38.0055 / 61.9945
경우 (6)
(L) 38.0034/61.9966
(V) 37.9344/62.0656
Case (6)
(L) 38.0034 / 61.9966
(V) 37.9344 / 62.0656

시험 온도Test temperature 기체 누출Gas leak 액체 누출Liquid leak -18.28℃
(60% 충진)
-18.28 ℃
(60% filling)
경우 (1)
(L) 41.0012/58.9988
(V) 41.0020/58.9980
Case (1)
(L) 41.0012 / 58.9988
(V) 41.0020 / 58.9980
경우 (2)
(L) 41.0759/58.9241
(V) 41.0077/58.9923
Case (2)
(L) 41.0759 / 58.9241
(V) 41.0077 / 58.9923
25℃
(85% 충진)
25 ℃
(85% filling)
경우 (3)
(L) 41.0294/589752
(V) 40.9785/59.0215
Case (3)
(L) 41.0294 / 589752
(V) 40.9785 / 59.0215
경우 (4)
(L) 41.0125/58.9875
(V) 40.9765/59.0235
Case (4)
(L) 41.0125 / 58.9875
(V) 40.9765 / 59.0235
54.4℃
(90% 충진)
54.4 ℃
(90% filling)
경우 (5)
(L) 40.8125/59.1875
(V) 41.0113/58.9887
Case (5)
(L) 40.8125 / 59.1875
(V) 41.0113 / 58.9887
경우 (6)
(L) 41.0605/58.9395
(V) 40.9427/59.0573
Case (6)
(L) 41.0605 / 58.9395
(V) 40.9427 / 59.0573

[표 3]는"SC-47D"제 1 최선의 조건 냉매조성물의 조성으로 60% 충전 시 -18.28℃에서 액체 누출시의 조성분리 실험 결과를 나타낸 것이고, 이를 그래프로 나타낸 것이[ 도 8]이다.
[Table 3] shows the results of the composition separation experiment at the time of liquid leakage at -18.28 ℃ at 60% charge in the composition of the "SC-47D" first best condition refrigerant composition, it is shown in a graph [ Fig . .

시작 온도 (℃)Starting temperature (℃) -18.28-18.28 시작 비율Start rate 60% 충진60% filling 시작 조성비Start subsidy 37.9/62/0.137.9 / 62 / 0.1


%별 조성비









The furtherance ratio according to%






누출 량 (%)Leakage (%) 조성(중량%)Composition (% by weight)
1010 37.9762/62.023837.9762 / 62.0238 2020 38.0019/61.998138.0019 / 61.9981 3030 37.9542/62.045837.9542 / 62.0458 4040 37.9990/62.001037.9990 / 62.0010 5050 37.9765/62.023537.9765 / 62.0235 6060 37.9972/62.002837.9972 / 62.0028 7070 38.0426/61.957438.0426 / 61.9574 8080 38.0099/61.990638.0099 / 61.9906 9090 38.0297/61.970338.0297 / 61.9703 9999 38.0019/61.998138.0019 / 61.9981

[표 4]는 "SC-47D1"제 2 최선의 조건 냉매조성물의 조성으로 60% 충전 시 -18.28℃에서 액체 누출시의 조성분리 실험 결과를 나타낸 것이고, 이를 그래프로 나타낸 것이 [도 9]이다.
[Table 4] shows the results of the composition separation experiment at the time of liquid leakage at -18.28 ℃ at 60% charge in the composition of the "SC-47D1" second best condition refrigerant composition, it is shown in a graph [Fig . .

온도 (℃)Temperature (℃) -18.28-18.28 시작 비율Start rate 60% 충진60% filling 시작 조성비Start subsidy 40.9/59.0/0.140.9 / 59.0 / 0.1



%별 조성비









The furtherance ratio according to%





누출 량 (%)Leakage (%) 조성(중량%)Composition (% by weight)
1010 40.9767/59.023340.9767 / 59.0233 2020 41.0011/58.998941.0011 / 58.9989 3030 40.9547/59.045340.9547 / 59.0453 4040 40.9990/59.001140.9990 / 59.0011 5050 40.9764/59.023640.9764 / 59.0236 6060 40.9982/59.001840.9982 / 59.0018 7070 41.0425/58.957541.0425 / 58.9575 8080 41.0094/58.990641.0094 / 58.9906 9090 41.0299/58.970141.0299 / 58.9701 9999 41.0017/58.998341.0017 / 58.9983

[표 5]은"SC-47D"제 1 최선의 조건 냉매조성물의 조성으로 15% 충전 시 -18.28℃에서 액체 누출시의 조성분리 실험 결과를 나타낸 것이고, 이를 그래프로 나타낸 것이[ 도 10]이다.
[Table 5] shows the results of the composition separation experiment at the time of liquid leakage at -18.28 ℃ at 15% charge with the composition of the "SC-47D" first best condition refrigerant composition, it is shown in a graph [ Fig . .

온도 (℃)Temperature (℃) -18.28-18.28 시작 비율Start rate 15% 충진15% filling 시작 조성비Start subsidy 37.9/62.0/0.137.9 / 62.0 / 0.1



%별 조성비









The furtherance ratio according to%





누출 량 (%)Leakage (%) 조성(중량%)Composition (% by weight)
1010 37.9769/62.023137.9769 / 62.0231 2020 38.0010/61.999038.0010 / 61.9990 3030 37.9548/61.045237.9548 / 61.0452 4040 37.9990/62.001137.9990 / 62.0011 5050 37.9763/62.023737.9763 / 62.0237 6060 37.9981/62.001937.9981 / 62.0019 7070 38.0427/61.957338.0427 / 61.9573 8080 38.0010/61.990038.0010 / 61.9900 9090 38.0300/61.970038.0300 / 61.9700 9999 38.0013/61.998738.0013 / 61.9987

[표 6]은"SC-47D1"제 2 최선의 조건 냉매조성물의 조성으로 15% 충전 시 -18.28℃에서 액체 누출시의 조성분리 실험 결과를 나타낸 것이고, 이를 그래프로 나타낸 것이 [도 11]이다.
[Table 6] shows the results of the composition separation experiment when the liquid leaked at -18.28 ℃ at 15% charge with the composition of the "SC-47D1" second best condition refrigerant composition, it is shown in a graph [Fig. .

온도 (℃)Temperature (℃) -18.28-18.28 시작 비율Start rate 15% 충진15% filling 시작 조성비Start subsidy 40.9/59.0/0.140.9 / 59.0 / 0.1



%별 조성비









The furtherance ratio according to%





누출 량 (%)Leakage (%) 조성(중량%)Composition (% by weight)
1010 40.9762/59.023840.9762 / 59.0238 2020 41.0019/58.998141.0019 / 58.9981 3030 40.9542/59.045840.9542 / 59.0458 4040 40.9990/59.001040.9990 / 59.0010 5050 40.9765/59.023540.9765 / 59.0235 6060 40.9972/59.002840.9972 / 59.0028 7070 41.0099/58.990641.0099 / 58.9906 8080 41.0019/58.998141.0019 / 58.9981 9090 41.0297/58.970341.0297 / 58.9703 9999 41.0017/58.998341.0017 / 58.9983

[표 7]는 본 발명 냉매조성물의 " SC-47D "및"SC-47D 1" 이론적 성능 및 R-22 R-407C 와의 성능비교 성능을 비교하였다.
Table 7 compares the "SC-47D" and "SC-47D 1" theoretical performance of the refrigerant composition of the present invention and its performance comparison with R-22 R-407C.

ItemItem R-22R-22 R-407CR-407C SC-47DSC-47D SC-47D1SC-47D1 High pressure [bar]High pressure [bar] 15.3415.34 17.3717.37 15.2515.25 16.1716.17 Low pressure [bar]Low pressure [bar] 4.9814.981 4.564.56 4.964.96 5.655.65 Mass flow rate [kg/h]Mass flow rate [kg / h] 89.5789.57 92.6292.62 88.2488.24 89.9589.95 Suction specific volume [㎥/kg]Suction specific volume [㎥ / kg] 0.047080.04708 0.152640.15264 0.04260.0426 0.05460.0546 Discharge specific volume[㎥/kg]Discharge specific volume [㎥ / kg] 0.017030.01703 0.014640.01464 0.01690.0169 0.01720.0172 Suction volume flow rate [㎥/h]Suction volume flow rate [㎥ / h] 4.2174.217 4.8754.875 4.1134.113 4.3454.345 Discharge volume flow rate [㎥/h]Discharge volume flow rate [㎥ / h] 1.5251.525 1.3561.356 1.0361.036 1.7861.786 Compression ratioCompression ratio 3.083.08 3.813.81 3.043.04 3.093.09 Compressor [kW]Compressor [kW] 0.69640.6964 0.8580.858 0.6480.648 0.7160.716 Condenser
[kJ/h],[kW]
Condenser
[kJ / h], [kW]
16407
4.55
16407
4.55
16989
4.72
16989
4.72
15292
4.41
15292
4.41
15485
4.47
15485
4.47
COPCOP 5.544
(기준)
5.544
(standard)
4.50
(81.1%)
4.50
(81.1%)
5.963
(107.6%)
5.963
(107.6%)
5.889
(106.2%)
5.889
(106.2%)
GWPGWP 1,8101,810 1,7001,700 332332 349349 TG(℃)TG (℃) 00 77 0.20.2 0.30.3

NOTE) REF. APL. Con. : Means Low Back Pressure ConditionsNOTE) REF. APL. Con. : Means Low Back Pressure Conditions

응축기 온도: 40.0℃Condenser Temperature: 40.0 ℃

증발기 온도 : -30.0℃ Evaporator Temperature: -30.0 ℃

Sub cooled 액체 온도 : 30.0℃Sub cooled liquid temperature: 30.0 ℃

Superheated 기체 온도 : 30.0℃Superheated gas temperature: 30.0 ℃

미국 표준연구소PEFPROP 9.0(Based on NIST, PEFPROP 9.0 & New Developed Refrigerant Program)  PEFPROP 9.0 (Based on NIST, PEFPROP 9.0 & New Developed Refrigerant Program)

COP : 성능계수(Coefficient of performance, 총 냉동효과/압축기에 가해진 일) COP: coefficient of performance (Coefficient of performance, total refrigeration effect / work done on the compressor)

GWP: 332
GWP: 332

실험 예 3. Experimental Example 3. 성능 시험Performance test

[ 도5 ] R-22,를 [도 6,7]에는"SC-47D "" SC-47D 1" 각 냉매조성물의 압력 -엔 탈피 선도를 표시하였고, [ Fig. 5 ] R-22, [Fig. 6, 7] is shown the pressure-en stripping diagram of each refrigerant composition "SC-47D""SC-47D1",

[표 7]을 통해, HCFC계열의 냉매조성물인 기존의 R-22와 R-407C는 "" SC-47D "및" SC-47D1"" 보다 성능계수(COP)가 낮게 나타났으며, 유일하게 "" SC-47D "및" SC-47D1"" 만이 R-22 및 R-407C 보다 10% 높은 효율을 나타냈음을 알 수 있다. [Table 7] , HCFC refrigerant composition of the existing R-22 and R-407C has a lower coefficient of performance (COP) than "" SC-47D "and" SC-47D1 ", the only It can be seen that only "" SC-47D "and" SC-47D1 "" showed 10% higher efficiency than R-22 and R-407C.

TEWI (전체 등가 온난화 지수)를 기준으로 할 때, 냉매 조성물 자체적인 영향보다는 성능이 중요하기 때문에, 대체 냉매조성물로는 "" SC-47D "및" SC-47D 1"" 가 가장 적합하다. 또한 압력 비나 압축기 토출 온도 도 두 냉매조성물이 거의 비슷함을 알 수 있다. 따라서 "" SC-47D "및" SC-47D1"" 는 오존파괴지수(ODP)도 전혀 없고 GWP도 332인 매우 낮으므로 장기적으로 R-22, R-410A, R-407C의 대체 냉매조성물로 사용하는 데 문제가 없다.
Based on TEWI (Total Equivalent Warming Index), "SC-47D" and "SC-47D 1" are most suitable as alternative refrigerant compositions because performance is more important than the refrigerant composition itself. In addition, the pressure ratio and the compressor discharge temperature can be seen that the two refrigerant compositions are almost the same. As a result, "" SC-47D "and" SC-47D1 "" have very low ozone depletion index (ODP) and GWP of 332, so they are used as replacement refrigerant composition of R-22, R-410A and R-407C in the long term. There is no problem.

실험예4Experimental Example 4 . 성분비에 따른R-22 대체 혼합 냉매조성물의 성능 비교 및 첨가제 성능 비교. Comparison of Performance and Additive Performance of R-22 Alternative Mixture Refrigerant Compositions by Component Ratios

[표8]과 같이 조성 성분을 다르게 또 첨가제를 첨가하지 안고 실험한 결과 실시 예 1,2 가 가장 높은 성능 지수(COP) 12.9%, 13.3% 를 보여주고 있습니다. 특히 혼합 냉매조성물임에도 불구하고 첨가제를 첨가하지 안았을 때는 온도차(GTD)가 5.0~7.2℃ 까지 큰 차가 있지만 실시 예 1,2에서 보여준 것과 같이 첨가제를 첨가했을 때는 증발기의 온도차(GTD)가 0.3℃ 로서 근 공비임을 보여주고 있는 것과 같이 첨가제는 근 공비의 냉매조성물을 만드는데 필수적임을 알 수 있다.
As shown in Table 8, Examples 1 and 2 show the highest performance index (COP) of 12.9% and 13.3%. In particular, even though it is a mixed refrigerant composition, when the additive is not added, there is a large difference in temperature (GTD) from 5.0 to 7.2 ° C. However, when the additive is added as shown in Examples 1 and 2, the temperature difference (GTD) of the evaporator is 0.3 ° C. As shown by the near azeotropy, it can be seen that the additive is essential to make the refrigerant composition of the near azeotropy.


냉매

Refrigerant
조성(%)Furtherance(%)
COPr

COPr

QE
(W)

QE
(W)

Tdis
(℃)

Tdis
(℃)

COPdiff (%)

COP diff (%)

QEdiff (%)

QE diff (%)

Tdis
diff (℃)

Tdis
diff (℃)

GTD
diff
(℃)


GTD
diff
(℃)


R-32

R-32

R-152a

R-152a
Hexa methyl
Silicon Oil
Hexa methyl
Silicon oil
R-22R-22 1.971.97 34763476 77.577.5 0
0
실시예 1Example 1 37.937.9 6262 0.10.1 2.382.38 39653965 68.768.7 12.912.9 12.912.9 -12.8-12.8 0.3
0.3
실시예 2Example 2 40.940.9 5959 0.10.1 2.352.35 39753975 69.369.3 13.113.1 13.113.1 -11.8-11.8 0.3
0.3
비교예1Comparative Example 1 3030 7070 2.02.0 39623962 70.570.5 12.312.3 12.312.3 -9.9-9.9 5.0
5.0
비교예2Comparative Example 2 5050 5050 1.981.98 34873487 71.071.0 0.010.01 8.88.8 -9.2-9.2 5.3
5.3

실험 조건: 증발기 냉매 온도: 7℃ 응축기 냉매 온도: 45℃         Experimental conditions: evaporator refrigerant temperature: 7 ℃ condenser refrigerant temperature: 45 ℃

COPr : 냉동성능계수(Coefficient of performance, 증발기 용량/압축기에 가해진 일) COPr: Refrigeration performance coefficient (Coefficient of performance, evaporator capacity / work done on the compressor)

이 성능 계수는 증발기가 한 일의 용량을 압축기에 가해진 일로 나눈 값으로서 높을수록 에너지 절감 효과가 크다.This coefficient of performance is the capacity of the work done by the evaporator divided by the work done on the compressor, the higher the energy savings.

QE : 증발기(냉방) 용량(Evaporator capacity) 이 증발기의 용량은 냉동능력과 직접적인 관계의 수치로서 이 용량이 크면 냉동 효과도 크다.   QE: Evaporator capacity The capacity of this evaporator is directly related to the freezing capacity. The larger the capacity, the greater the freezing effect.

Tdis : 압축기 토출 온도(Compressor discharge temperature)  Tdis: Compressor discharge temperature

COPrdiff : R-22 대비냉동성능계수 차이  COPrdiff: Difference in refrigeration performance coefficient compared to R-22

QEdiff : R-22 대비 증발기(냉방) 용량 차이  QEdiff: Evaporator (cooling) capacity difference compared to R-22

Tdisdiff : R-22 대비 압축기 토출 온도 차이  Tdisdiff: Difference in compressor discharge temperature compared to R-22

GTD : R-22 대비 증발기 입,출구 온도(Glide Temperature Difference)차이 일반적으로 이온도 차가 3℃이상 이면 증발기의 표면에 결빙 현상이 (성해가 낀다고도 함) 나타나 열전달 및 냉동 성능을 떨어트린다. 따라서 온도 구배가 없거나 낮은 것이 좋다.
GTD: Difference between Glide Temperature Difference compared to R-22 In general, if the difference in ionicity is more than 3 ℃, freezing occurs on the surface of evaporator. Therefore, it is better to have no or no temperature gradient.

실험예5Experimental Example 5 . 본 발명 냉매조성물의 지구 온난화 지수(. Global Warming Index of Refrigerant Composition of the Present Invention ( GWPGWP ) )

[표 9]와 같이 냉매조성물의 조성 성분에 따라 지구 온난화 지수를 나타내었습니다. 그러나 비교예 1에서 보여주는 것 과 같이 R-152a의 량이 많으면 지구 온난화 지수는 낮아지지만 성능이 현저하게 낮아지기 때문에 좋은 조성비가 아니었다.
As shown in [ Table 9 ] , the global warming index is shown according to the composition of refrigerant composition. However, as shown in Comparative Example 1, when the amount of R-152a is large, the global warming index is low, but the performance is remarkably low, which is not a good composition ratio.

냉매
Refrigerant
조성(%)Furtherance(%) GWP

GWP

R-32R-32 R-152aR-152a Hexa methyl Silicon OilHexa methyl Silicon Oil R-22R-22 1,8101,810 실시예1Example 1 37.937.9 6262 0.10.1 330330 실시예2Example 2 40.940.9 5959 0.10.1 349349 비교예1Comparative Example 1 3030 7070 289289 비교예2Comparative Example 2 5050 5050 399399

실험예Experimental Example . 6 본 발명 냉매조성물의 . 6 Refrigerant composition of the present invention 하한가연한계Lower limit limit (( LFLLFL ) )

[표 10]과 같이 조성 성분에 따라 가연성 실험(실험 규격 ASTM-E-681 2008)한 첨가제를 넣은 조성성분에서는 가연성의 위험도 또한 평균 20%이상 안전성이 확보되었음을 알 수 있다.
As shown in [ Table 10 ] , it can be seen that the risk of flammability is also secured by an average of 20% or more in the composition containing the additive that has been tested for flammability according to the composition (experimental standard ASTM-E-681 2008).

냉매Refrigerant
조성(%)Furtherance(%) LFLLFL
(( volvol % % inin airair ))

R-32R-32 R-152aR-152a HexaHexa methylmethyl Silicon  Silicon OilOil R-22R-22 00 실시예1Example 1 37.937.9 6262 0.10.1 13.713.7 실시예2Example 2 40.940.9 5959 0.10.1 13.613.6 비교예1Comparative Example 1 3030 7070 11.811.8 비교예2Comparative Example 2 5050 5050 12.212.2

Claims (2)

냉매조성물에 있어서,
디플루오로 메탄 (R-32) 1~50 kg, 1,1,-디플루오로 에탄(R-152a) 50~99kg, 핵사 메틸 실리콘 오일을 첨가제로서 0.5~1 kg으로 조성되며, 오존층 파괴지수가 (ODP=0) 이며, 지구 온난화 지수가(GWP=332)임을 특징으로 하는 냉매조성물.
In the refrigerant composition,
1 to 50 kg of difluoro methane (R-32), 50 to 99 kg of 1,1, -difluoro ethane (R-152a), and 0.5 to 1 kg of nucleated methyl silicone oil as additives, and ozone depletion index Is (ODP = 0) and the global warming index is (GWP = 332).
청구항 1에 있어서,
디플루오로 메탄(R-32) 37.9kg, 1,1,-디플루오로 에탄(R-152a) 62kg, 핵사 메틸 실리콘오일을 0.1 kg으로 조성되며, 오존층 파괴지수가 (ODP=0) 이며, 지구 온난화 지수가(GWP=332)임을 특징으로 하는 냉매조성물.

The method according to claim 1,
37.9 kg of difluoro methane (R-32), 62 kg of 1,1, -difluoro ethane (R-152a), and 0.1 kg of nucleated methyl silicon oil, with an ozone layer destruction index (ODP = 0), Refrigerant composition, characterized in that the global warming index (GWP = 332).

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