KR20150116470A - Ternary refrigerant mixture composed of R32, RC270, R1234ze - Google Patents

Ternary refrigerant mixture composed of R32, RC270, R1234ze Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a mixed refrigerant comprised of materials including R_32, RC_270, and R_1234_ze, which can be used as a refrigerant (referred to as R) vapor compression-type refrigerating air conditioner. More specifically, the present invention relates to a ternary mixed refrigerant, which can substitute monochlorodifluoromethane (CHClF_2, referred to as R_22 or HCFC_22) which has been widely used in a domestic air conditioner or in a commercial refrigerating air conditioner so far.

Description

R32와 RC270과 R1234ze로 구성된 3원 혼합냉매{Ternary refrigerant mixture composed of R32, RC270, R1234ze}(R32, RC270, R1234ze) composed of R32, RC270 and R1234ze (Ternary refrigerant mixture composed of R32, RC270 and R1234ze)

본 발명은 증기 압축식 냉동/공조기에서 냉매(Refrigerant, 이하 R이라 한다)로 사용할 수 있는 물질 즉 "R32와 RC270과 R1234ze"로 구성된 혼합냉매에 관한 것이며 좀 더 구체적으로는 지금까지 가정용 에어컨, 상업용 공조기 등에 널리 사용되어 온 모노클로로플루오로메탄(CHClF2, 이하 R22 혹은 HCFC22라 한다)을 대체할 수 있는 3원 혼합냉매에 관한 것이다. The present invention relates to a mixed refrigerant composed of materials which can be used as a refrigerant (hereinafter referred to as R) in a vapor compression type refrigerator / air conditioner, that is, "R32 and RC270 and R1234ze", and more specifically, (CHClF2, hereinafter referred to as " R22 " or " HCFC22 ") widely used in air conditioners and the like.

지금까지는 냉동기, 에어컨, 열펌프 등의 냉매로서 메탄 또는 에탄에서 유도한 염화불화탄소(Chlorofluorocarbon, 이하 CFC라 한다)와 수소화염화불화탄소(Hydrochlorofluorocarbon, 이하 HCFC라 한다)가 주로 사용되어 왔으며 특히 가정용 에어컨, 상업용 공조기 등에는 비등점이 -40.8℃이고 분자 질량이 86.47kg/kmol인 R22가 가장 널리 사용되어 왔다.Until now, chlorofluorocarbon (hereinafter referred to as CFC) and hydrofluorofluorocarbon (HCFC) derived from methane or ethane have been mainly used as refrigerants for refrigerators, air conditioners and heat pumps, , Commercial air conditioners, etc., R22 with a boiling point of -40.8 ° C and a molecular mass of 86.47 kg / kmol has been the most widely used.

그러나 최근에는 CFC와 HCFC에 의한 성층권 내 오존층 붕괴가 중요한 지구환경문제로 대두되었고 이로 인해 성층권 오존을 붕괴하는 CFC와 HCFC의 생산과 소비는 1987년에 만들어진 몬트리올 의정서에 의해 규제를 받고 있다. 몇몇 냉매의 환경 지수를 나타낸 표 1에서 볼 수 있듯이, HCFC22는 오존층붕괴지수(Ozone depletion potential, 이하 ODP라 한다)가 0.05로 높아서 현재 선진국에서는 몬트리올 의정서에 의거하여 2010년부터 전폐되었고 전 세계 대부분의 국가들은 이제 오존층붕괴지수(ODP)가 0.0인 대체냉매를 사용해야만 한다.In recent years, however, the collapse of the stratospheric ozone layer by CFCs and HCFCs has become an important global environmental issue, and the production and consumption of CFCs and HCFCs, which disrupt stratospheric ozone, are regulated by the Montreal Protocol, As shown in Table 1, which shows the environmental index of several refrigerants, HCFC22 has a high ozone depletion potential (ODP) of 0.05, which is currently fully developed in developed countries based on the Montreal Protocol, Countries must now use alternative refrigerants with an ozone depletion potential (ODP) of 0.0.

냉 매Refrigerant 오존층붕괴지수
(ODP)
Ozone layer decay index
(ODP)
지구온난화지수
(GWP)
Global Warming Index
(GWP)
HCFC22HCFC22 0.050.05 1,7901,790 HFC32HFC32 0.000.00 716716 HFC134aHFC134a 0.000.00 1,3701,370 R407CR407C 0.000.00 1,6101,610 R410AR410A 0.000.00 2,0682,068

(*) ODP는 CFC11을 1.0으로 정해서 기준으로 삼은 것임.(*) ODP is based on CFC11 set at 1.0.

(**) GWP는 100년 기준 이산화탄소를 1.0으로 정해서 기준으로 삼은 것임.
(**) GWP is based on the assumption that carbon dioxide in the 100th year is 1.0.

또한 최근에는 오존층 붕괴 문제뿐만 아니라 지구 온난화 문제도 급속도로 부상하기 시작했고 1997년의 교토 의정서는 지구온난화지수(Global warming potential, 이하 GWP라 한다)가 높은 냉매의 사용을 자제할 것을 강력히 권고하고 있다. 이런 추세를 반영하여 유럽과 일본의 가정용 에어컨, 히트 펌프 등을 생산하는 업체들은 지구온난화지수(GWP)가 낮은 냉매를 개발하여 사용하려 하고 있다. In recent years, not only the problem of ozone layer collapse but also the problem of global warming has started to grow rapidly, and the Kyoto Protocol of 1997 strongly recommends that global warming potential (GWP) refrain from using high refrigerant . Reflecting this trend, companies producing household air conditioners and heat pumps in Europe and Japan are trying to develop and use refrigerants with a low global warming index (GWP).

어떤 물질이 기존 냉매의 대체냉매로 유용하려면 우선 기존 냉매와 유사한 성능계수(Coefficient of performance, 이하 COP라 한다)를 가져야 한다. 여기서 성능계수(COP)란 압축기에 가해진 일과 대비한 총 냉동효과를 의미하는 것으로서 COP가 클수록 냉동/공조기의 에너지 효율이 좋다. For a substance to be useful as an alternative refrigerant for existing refrigerants, it should first have a coefficient of performance (COP) similar to that of conventional refrigerants. Here, the coefficient of performance (COP) means the total refrigeration effect as compared with the work done to the compressor. The larger the COP, the better the energy efficiency of the refrigerator / air conditioner.

또한 압축기를 크게 개조하지 않고 사용하려면 대체냉매가 기존 냉매와 비슷한 증기압을 가져서 궁극적으로 비슷한 체적용량(Volumetric capacity, 이하 VC라 한다)을 제공해야 한다. 여기서 체적용량(VC)이란 단위 체적 당 냉동 효과를 뜻하는데 이것은 압축기의 크기를 나타내는 인자로서 대개 증기압에 비례하고 단위는 kJ/m3이다. 대체냉매가 기존 냉매와 비슷한 체적용량을 낸다면 제조업체는 압축기를 바꾸거나 크게 개조하지 않고도 냉동/공조기를 제작할 수 있어 매우 유리하며 이것은 보통 Drop-in 대체라고 불린다. 그러나 지금까지의 연구 결과 순수 물질로 기존 냉매를 대체하는 경우 대체냉매의 체적용량이 달라서 필연적으로 압축기를 바꾸거나 크게 개조해야 하며 또 기존 냉매와 비슷한 성능계수를 내기가 어렵다는 것이 밝혀졌다. Also, if the compressor is to be used without major modifications, the alternative refrigerant must have a vapor pressure similar to that of conventional refrigerants and ultimately provide a similar volumetric capacity (VC). Here, the volume capacity (VC) means the refrigerating effect per unit volume, which is a factor indicating the size of the compressor, which is usually proportional to the vapor pressure and the unit is kJ / m 3 . If the alternative refrigerant has a volume capacity similar to that of conventional refrigerants, it is very advantageous for the manufacturer to make a refrigeration / air conditioner without changing the compressor or making major modifications, which is usually called drop-in replacement. However, as a result of research to date, it has been found that when replacing existing refrigerant with pure water, the volume capacity of alternative refrigerant is different and it is inevitably necessary to change or largely change the compressor or to make a performance coefficient similar to that of existing refrigerant.

이런 문제를 해결할 수 있는 방법 중 하나는 혼합냉매를 이용하는 것이다. 혼합냉매의 특성은 조성을 잘 배합해서 성능계수를 기존 냉매와 비슷하게 하고 동시에 기존 냉매와 비슷한 체적용량(VC)을 내게 하며 이로써 Drop-in 대체를 통해 압축기를 크게 개조할 필요가 없게 만들 수 있다는 것이다. 이런 특성 때문에 지난 몇 년간 HCFC22의 대체물로 여러 혼합냉매가 제안되었으나 그것들 중 몇몇은 몬트리올 의정서에서 사용을 금하는 HCFC를 구성 성분으로 가지고 있어 장기적인 관점에서 적합한 대체물이라 할 수 없다. One way to solve this problem is to use mixed refrigerants. The characteristics of the mixed refrigerant are such that the composition is well compounded to make the coefficient of performance close to that of conventional refrigerants, while at the same time providing a volume capacity (VC) similar to that of conventional refrigerants, thereby eliminating the need for major retrofit of the compressor through drop-in replacement. Because of this nature, several mixed refrigerants have been proposed as alternatives to HCFC22 in the past few years, but some of them have HCFC as a constituent in the Montreal Protocol and are not suitable alternatives in the long run.

미국의 듀퐁 사 등이 개발한 R407C라는 3원 혼합냉매(23%R32/25%R125/52%R134a)는 냉동 용량이 기존의 HCFC22와 비슷하지만 에너지 효율이 낮고 또 표 1에서 보듯이 지구온난화지수가 HCFC22와 거의 비슷하다는 단점을 갖고 있다. The R407C refrigerant (23% R32 / 25% R125 / 52% R134a), developed by DuPont in the US, is similar in refrigerating capacity to conventional HCFC22, but has low energy efficiency and has a global warming index Is almost similar to HCFC22.

한편 하니웰 사 등에서는 R410A라는 2원 혼합냉매(50%R32/50%R125)를 개발하여 판매하고 있으나 이 냉매는 증기압이 기존의 HCFC22보다 60% 정도 높아서 필수적으로 압축기를 바꾸어야 한다. 또한 표 1에서 보듯이 R410A는 오존층붕괴지수는 0.0이지만 지구온난화지수가 R22보다 오히려 더 크므로 장기적으로 계속해서 이것들을 쓸 수 있을지 의문이 제기되고 있다.On the other hand, Honeywell has developed and sold a binary mixed refrigerant (50% R32 / 50% R125) called R410A, but the refrigerant needs to change the compressor because the vapor pressure is 60% higher than the conventional HCFC22. In addition, as shown in Table 1, R410A has an ozone depletion index of 0.0, but the global warming index is larger than R22, raising doubts as to whether it will continue to be used in the long term.

지구온난화를 감소시키기 위한 혼합냉매에 관한 종래기술로는 한국등록특허 제10-0335249호(발명의 명칭: 탄화수소계 비가연성 냉매 조성물 및 그 제조방법)가 있다.Korean Patent No. 10-0335249 entitled " hydrocarbon-based nonflammable refrigerant composition and its production method " is known as a conventional technology relating to a mixed refrigerant for reducing global warming.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 오존층붕괴지수(ODP)가 0.0이므로 성층권 내 오존층에 전혀 영향을 미치지 않으며 지구온난화지수 또한 기존 냉매보다 훨씬 낮고 동시에 기존의 압축기와 열교환기 등을 그대로 사용하면서 HCFC22의 대체냉매로 쓸 수 있는 R32와 RC270과 R1234ze로 구성된 3원 혼합냉매에 관한 것이다.DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an ozone depletion index (ODP) of 0.0, which has no influence on the ozone layer in the stratosphere, The present invention relates to a three-component mixed refrigerant composed of R32, RC270 and R1234ze which can be used as an alternative refrigerant for HCFC22 while using conventional compressors and heat exchangers intact.

상기 본 발명의 목적은 R32의 조성이 40 내지 50중량%이고, RC270의 조성이 1 내지 5중량%이며, R1234ze의 조성이 49 내지 59중량%로 구성되고 상기 R32와 상기 RC270와 상기 R1234ze의 합이 100중량%를 구성하는 것을 특징으로 하는 R32와 RC270과 R1234ze로 구성된 3원 혼합냉매 및 이를 사용하는 냉동공조기에 의해 달성된다.It is an object of the present invention to provide a process for producing a polyimide resin, which comprises 40 to 50% by weight of R32, 1 to 5% by weight of RC270, 49 to 59% by weight of R1234ze and sum of R32, RC270 and R1234ze Is 100% by weight based on the total weight of the refrigerant mixture. The refrigerant mixture is composed of R32, RC270 and R1234ze, and a refrigeration air conditioner using the refrigerant.

본 발명에 따른 3원 혼합냉매에 의하면 오존층붕괴지수(ODP)가 0.0이므로 성층권 내 오존층에 전혀 영향을 미치지 않으며 지구온난화지수 또한 기존 냉매보다 훨씬 낮고 동시에 기존의 압축기와 열교환기 등을 그대로 사용하면서 HCFC22의 대체냉매로 쓸 수 있는 효과가 있다.According to the ternary mixed refrigerant according to the present invention, the ozone layer decomposition index (ODP) is 0.0, which has no effect on the ozone layer in the stratosphere, and the global warming index is much lower than that of conventional refrigerants. At the same time, It is possible to use the refrigerant as an alternative refrigerant.

도 1은 본 발명에서 사용한 냉동/공조기의 구성도이다.
도 2는 R32와 RC270과 R1234ze로 구성된 3원 혼합냉매의 온도구배를 등고선들로 보여 주는 선도이다.
1 is a configuration diagram of a refrigerator / air conditioner used in the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the temperature gradients of the three-way mixed refrigerant composed of R32, RC270, and R1234ze by contour lines.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 R32와 RC270과 R1234ze로 구성된 3원 혼합냉매의 구성에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the construction of a three-way mixed refrigerant composed of R32, RC270, and R1234ze according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 오존층붕괴지수(ODP)가 0.0이므로 성층권 내 오존층에 전혀 영향을 미치지 않으며 지구온난화지수 또한 기존 냉매보다 훨씬 낮고 동시에 기존의 압축기와 열교환기 등을 그대로 사용하면서 HCFC22의 대체냉매로 쓸 수 있는 혼합냉매에 관한 것으로서, 구체적으로 R32와 RC270과 R1234ze로 구성된 3원 혼합냉매에 관한 것이다. Since the ODP (Ozone Depletion Potential) of the present invention is 0.0, the present invention has no influence on the ozone layer in the stratosphere, and the global warming index is much lower than that of the existing refrigerant, and can be used as an alternative refrigerant of HCFC22 while using conventional compressors and heat exchangers And more particularly to a ternary mixed refrigerant composed of R32, RC270 and R1234ze.

본 발명의 핵심은 지구온난화지수가 상대적으로 낮은 R32와 거의 0에 가까운 RC270과 성능과 물질 호환성이 좋은 R1234ze를 배합하여 오존층붕괴지수가 0.0이고 지구온난화지수가 기존의 R22보다 낮은 장기적 친환경 대체냉매를 개발하는 것이다.The core of the present invention is a combination of R32, which is relatively low in global warming index, and RC270, which is close to zero, and R1234ze, which is good in performance and material compatibility, so that ozone depletion index is 0.0 and global warming index is lower than that of existing R22. Development.

대체 혼합냉매를 개발하기 위하여 본 발명자는 냉동/공조기의 성능을 모사하는 프로그램을 사용하였다. 도 1은 본 발명에서 사용한 일반적인 냉동/공조기의 구성도로서 증발기, 응축기, 압축기, 팽창 밸브 등으로 구성되어 있다. 본 프로그램은 미국 표준 연구소(National Institute of Standards and Technology)에서 개발한 Cycle-D라는 냉동기 사이클 해석 프로그램이다. 현재 이것은 전 세계의 유수 업체와 대학, 연구소 등에서 널리 사용하고 있는 검증된 프로그램이다. In order to develop an alternative mixed refrigerant, the inventor used a program that simulates the performance of the refrigerator / air conditioner. 1 is a schematic view of a general refrigerator / air conditioner used in the present invention, which comprises an evaporator, a condenser, a compressor, an expansion valve, and the like. This program is a refrigeration cycle analysis program called Cycle-D developed by the National Institute of Standards and Technology. This is a proven program widely used by leading companies, universities, and research institutes around the world.

이러한 프로그램의 정확도를 결정하는 중요 인자 중 하나는 냉매의 물성치이다. 본 프로그램에서는 미국, 일본, EU 등에서 기준으로 삼고 있는 REFPROP 프로그램을 사용하여 모든 냉매의 물성치를 계산했다. REFPROP 프로그램 역시 미국 표준 연구소에서 개발한 것으로 정확성 및 적용성이 이미 입증되어 전 세계 냉동/공조 관련 유수 기업, 연구소, 대학에서 가장 널리 사용되고 있다. 이번에 사용한 프로그램과 물성치는 가장 최근의 데이터를 포함한 최신 모델이다.One of the important factors determining the accuracy of this program is the properties of the refrigerant. In this program, the REFPROP program, which is the standard in USA, Japan and EU, was used to calculate the properties of all refrigerants. The REFPROP program was developed by the American National Standards Institute and has proved its accuracy and applicability, making it the most widely used in leading companies, research institutes and universities worldwide. The program and material used here are the latest models with the most recent data.

본 발명자는 냉동/공조기용 대체냉매의 오존층붕괴지수(ODP)가 반드시 0.0이어야 하며 가능한 한 지구온난화지수(GWP)가 낮아야 한다는 판단 하에 ODP가 0.0이고 GWP가 다른 냉매들에 비해 상대적으로 낮은 R32와 RC270과 R1234ze를 혼합하여 기존의 R22를 대체할 수 있게 하였다.The inventors have found that the ODP of the alternative refrigerant for the refrigerator / air conditioner must be 0.0 and that the GWP should be as low as possible and that the ODP is 0.0 and that GWP is relatively low compared to other refrigerants RC270 and R1234ze can be mixed to replace the existing R22.

표 2는 기존의 냉동/공조기 사용 조건에서 전산해석 프로그램을 이용하여 계산한 R22 대체용 R32/RC270/R1234ze 혼합냉매의 성능을 비교한 결과들을 요약한 것으로서 각각 기준이 되는 R22와 본 발명자가 제안하는 3원 혼합냉매의 성능 지수를 보여 준다. Table 2 summarizes the results of comparing the performance of the R32 / RC270 / R1234ze mixed refrigerant for R22 substitution calculated using the computational analysis program under the existing refrigerator / air conditioner operating conditions. 3 shows the performance index of mixed refrigerant.

표 2의 결과는 3.5kW의 동일한 냉동 용량 하에서 계산한 것이다(에어컨 구동 조건으로서 증발기 냉매 온도가 7℃이고, 응축기 냉매 온도가 45℃ 인 것). The results in Table 2 are calculated under the same freezing capacity of 3.5 kW (the condition of the evaporator refrigerant is 7 ° C and the temperature of the condenser refrigerant is 45 ° C as the air conditioner driving condition).

냉매Refrigerant 조성(중량%)Composition (% by weight) VCVC VC diff(%)VC diff (%) COPcCOPc COP diff(%)COP diff (%) Work (W)Work (W) Tdis (℃)Tdis (占 폚) GTD
(℃)
GTD
(° C)
GWPGWP
R32R32 RC270RC270 R1234zeR1234ze R22R22       38833883 3.9693.969 882882 8383 1790 1790 1One 4040 1One 5959 40484048 4 4 3.8513.851 -3.0 -3.0 909909 8282 10.0 10.0 274 274 22 4545 55 5050 43594359 12 12 3.8163.816 -3.9 -3.9 917917 8585 10.0 10.0 307 307 33 4545 33 5252 43274327 11 11 3.8233.823 -3.7 -3.7 916916 8484 9.5 9.5 307 307 44 4545 22 5353 42934293 11 11 3.8273.827 -3.6 -3.6 915915 8484 9.2 9.2 307 307 55 5050 1One 4949 44664466 15 15 3.8163.816 -3.9 -3.9 917917 8585 7.9 7.9 340 340

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

COPdiff : R22 대비 성능계수 차이COP diff : Difference in performance coefficient compared to R22

W : 압축기 일(Compressor work)  W : Compressor work

Tdis : 압축기 토출온도(Compressor discharge temperature)  Tdis : Compressor discharge temperature

GTD : 온도구배(Temperature glide)  GTD : Temperature glide

GWP : 지구 온난화 지수(Global warming potential)
GWP: Global warming potential (Global warming potential)

위에서도 서술하였지만 제조업체에서 가장 중요하게 여기는 것은 압축기를 바꾸거나 크게 개조하지 않고 냉매만 바꾸어서 대체를 이루는 것 즉 Drop-in 대체를 이루는 것이다. 이처럼 Drop-in 대체를 이루려면 우선 대체냉매의 체적용량(VC)이 기존의 R22의 체적용량과 유사해야 한다. As mentioned above, the most important thing for the manufacturer is to replace the refrigerant without replacing the compressor or making a major modification, and to achieve a replacement, drop-in replacement. In order to achieve this drop-in replacement, the volume capacity (VC) of the alternative refrigerant must be similar to the volume capacity of the existing R22.

표 2는 동일한 냉동 용량 하에서 3원 혼합냉매의 체적용량(VC)과 성능계수(COP) 등을 보여 준다. 한편 도 2는 본 발명에 따른 R32/RC270/R1234ze 3원 혼합냉매의 온도 구배를 등고선을 사용하여 삼각형 선도에 표기한 것이다. 혼합냉매의 성능이 좋다 해도 온도 구배가 10℃ 이상이 되면 현실적으로 누출 시 조성 분리 현상이 심각해져서 냉동/공조기에 사용하기가 어렵다. 표 2를 통해 알 수 있듯이 R32의 조성이 중량비로 40 내지 50중량%, RC270의 조성이 1 내지 5중량%, R1234ze의 조성이 49 내지 59중량%가 될 때 3원 혼합냉매의 온도 구배는 10℃ 이하가 되며 체적용량도 R22에 비해 10% 정도 높거나 낮게 나온다. 그러므로 이런 조성 범위에서는 R22용 압축기 크기를 거의 고치지 않고도 표 2의 3원 혼합냉매로 기존의 R22를 Drop-in 대체 할 수 있다. Table 2 shows the volume capacity (VC) and coefficient of performance (COP) of the three-way mixed refrigerant under the same freezing capacity. Meanwhile, FIG. 2 shows the temperature gradient of the R32 / RC270 / R1234ze three-component mixed refrigerant according to the present invention on a triangular diagram using contour lines. Even if the performance of the mixed refrigerant is good, if the temperature gradient becomes 10 ° C or more, it is difficult to use the refrigerant / air conditioner because the separation phenomenon becomes serious when leaking. As can be seen from Table 2, when the composition of R32 is 40 to 50 wt%, the composition of RC270 is 1 to 5 wt%, and the composition of R1234ze is 49 to 59 wt%, the temperature gradient of the tertiary mixed refrigerant is 10 ℃ and volume capacity is about 10% higher or lower than R22. Therefore, in this composition range, the R22 can be drop-in replaced with the three-way mixed refrigerant of Table 2, without modifying the compressor size for R22.

표 2의 조성 범위에서 본 발명의 혼합냉매의 성능계수는 기존의 R22에 비해 최대 4.9% 정도 감소하는 것으로 나타난다. 그러나 이 정도의 차이는 시스템의 최적화를 통해 얼마든지 기존 시스템과 비슷하게 할 수 있다. 현재 HCFC22의 대체 냉매로 쓰이고 있는 R410A의 경우에도 동일 조건에서 성능계수를 구해 보면 HCFC22보다 6.8% 정도 낮은 것으로 평가된다. 하지만 실제로 R410A를 충전한 에어컨의 성능계수는 기존의 HCFC22 시스템에 비해 5% 이상 증가하는 것으로 나타난다. 그 이유는 시스템의 최적화가 이루어졌기 때문이다. 그러므로 표 2의 혼합냉매도 시스템의 최적화를 통해 기존의 HCFC22의 성능을 낼 수 있을 것으로 보인다.In the composition range shown in Table 2, the performance coefficient of the mixed refrigerant of the present invention is reduced by 4.9% at maximum compared to the conventional R22. However, this level of difference can be made much like the existing system through optimization of the system. R410A, which is currently used as an alternative refrigerant for HCFC22, is estimated to be 6.8% lower than that of HCFC22 under the same conditions. However, the coefficient of performance of the air conditioner charged with R410A actually increases by more than 5% compared with the conventional HCFC22 system. This is because the system has been optimized. Therefore, the mixed refrigerant shown in Table 2 is expected to achieve the performance of the conventional HCFC22 through optimization of the system.

한편 표2의 조성 범위에서 본 혼합냉매의 온도구배(GTD)는 대부분 현재 상용화되고 있는 혼합냉매 - 예를 들어 R407C - 의 온도구배인 10℃ 이하이므로 본 발명의 3원 혼합냉매를 기존 시스템에 적용하는 데는 문제가 없을 것으로 판단된다. 또한 미래에는 수냉식 냉동기나 히트펌프가 많이 사용될 것으로 보이는데 이 경우 이 정도의 온도구배는 시스템 성능 향상에 큰 도움이 될 것으로 사료된다.On the other hand, the temperature gradient (GTD) of the present mixed refrigerant in the composition range of Table 2 is less than 10 ° C. which is the temperature gradient of the currently mixed refrigerant, for example, R407C - There will be no problem. In the future, it seems that water-cooled type refrigerator or heat pump will be widely used. In this case, this temperature gradient will be a great help to improve system performance.

표2의 조성 범위에서 본 혼합냉매의 압축기 토출 온도는 R22보다 낮은 것으로 나타나서 시스템 신뢰성에 영향을 주지 않을 것으로 판단된다.Compressor discharge temperature of the present mixed refrigerant is lower than R22 in the composition range of Table 2, and it is considered that it will not affect system reliability.

이 외의 다른 조성에서는 용량이 맞지 않거나 온도구배가 노아서 실제로 R22를 사용하는 동일한 냉동/공조기의 압축기를 크게 개조하거나 바꾸어야 하므로 본 발명이 이루고자 하는 Drop-in 대체를 이룰 수 없다.In other compositions, it is not possible to achieve the drop-in replacement of the present invention because the capacity is not suitable or the temperature gradient must be largely modified or changed in the same refrigerator / air conditioner compressor using R22.

끝으로 표2의 조성 범위에서 본 혼합냉매의 지구온난화지수(GWP)는 274~340으로 나타났는데 이것은 기존의 R22에 비해 15.3~19.0% 정도되는 낮은 수치이다. 따라서 본 혼합냉매는 오존층 붕괴를 일으키지 않으면서 동시에 지구온난화지수도 기존 냉매에 비해 매우 낮아 장기적으로 친환경 냉매로 사용될 수 있다.Finally, the global warming potential (GWP) of this mixed refrigerant is 274 ~ 340 in the composition range of Table 2, which is a low value of 15.3 ~ 19.0% compared with the conventional R22. Therefore, this mixed refrigerant does not cause the ozone layer collapse, and the global warming index is much lower than that of conventional refrigerant, so that it can be used as an environmentally friendly refrigerant in the long term.

Qcond: 응축기에서의 열 흐름 방향(냉매 공기)
Qevap: 증발기에서 열 흐름 방향(공기 냉매)
TS1: 증발기 공기 입구온도, TS7: 증발기 공기 출구온도
TS3: 응축기 공기 출구온도, TS6: 응축기 공기 입구온도
Evaporator: 증발기, Compressor: 압축기
Condenser: 응축기, Expansion Valve: 팽창기
Qcond: Heat flow direction in the condenser (refrigerant air)
Qevap: Direction of heat flow in the evaporator (air refrigerant)
TS1: Evaporator air inlet temperature, TS7: Evaporator air outlet temperature
TS3: Condenser air outlet temperature, TS6: Condenser air inlet temperature
Evaporator: Evaporator, Compressor: Compressor
Condenser: Condenser, Expansion Valve: Inflator

Claims (2)

R32의 조성이 40 내지 50중량%이고, RC270의 조성이 1 내지 5중량%이며, R1234ze의 조성이 49 내지 59중량%로 구성되고 상기 R32와 상기 RC270와 상기 R1234ze의 합이 100중량%를 구성하는 것을 특징으로 하는 R32와 RC270과 R1234ze로 구성된 3원 혼합냉매Wherein the composition of R32 is 40 to 50 wt%, the composition of RC270 is 1 to 5 wt%, the composition of R1234ze is 49 to 59 wt%, the sum of R32, RC270 and R1234ze is 100 wt% R32, RC270, and R1234ze. 제1항에 따른 3원 혼합냉매를 사용하는 냉동/공조기.A refrigeration / air conditioner using the three-way mixed refrigerant according to claim 1.
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