KR20180046255A - Environment-friendly refrigerant gas composition and a method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 실시예는 친환경 냉매가스 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유럽에서 시작한 GWP(Global Warming Potential) 즉, 냉매로 인한 이산화탄소 배출 규제에 대응하고, 본 냉매가스 조성물로 인한 EHP(Electrical Heat Pump)와 에어컨의 소비전력을 대폭 절감시킬 수 있도록 한 것이고, 이로 인해 현재 세계적으로 이슈화된 이산화탄소 배출 저감에 크게 기여할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to an environmentally friendly refrigerant gas composition and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a global warming potential (GWP) initiated in Europe, that is, (Electrical Heat Pump) and air conditioner, which contributes greatly to the reduction of carbon dioxide emissions that are currently being addressed globally.
본 발명은 본 출원인이 선출원하여 등록받은 특허등록 제1655919호(2016. 09. 02)를 개량 발명한 것임을 미리 밝혀드린다.The present invention discloses in advance that the present invention has been an invention of patent registration No. 1655919 (2016. 09.02) filed and registered by the present applicant.
주지하다시피 초기 에어컨과 냉장고의 냉각제로 암모니아, 염화메틸, 프로판 등의 기체가 쓰였는데 독성과 가연성 때문에 이러한 기체들이 누출될 경우 위험했고 사고도 잦았다. 1920년대 인체에 안전한 프레온을 개발했으나 이후 프레온이 대기의 오존층을 파괴한다는 사실이 밝혀졌다. 현재 에어컨에 가장 많이 사용되는 냉매는 R-22로 알려진 HCFC인데 역시 오존층을 파괴하는 물질이다. 이 R-22는 우리나라의 경우 2013년까지 생산·수입을 제한해 2030년에는 완전히 금지될 전망이다.As we already know, ammonia, methyl chloride, propane, etc. were used as coolants in the initial air conditioner and refrigerator. These gases were dangerous and accident was frequent because of toxicity and flammability. In the 1920s, human-safe Freon was developed, but it was later revealed that Freon destroyed the ozone layer in the atmosphere. The most widely used refrigerant in the air conditioner is HCFC, also known as R-22, but it also destroys the ozone layer. The R-22 will be prohibited in 2030 by limiting production and imports by 2013 in Korea.
즉, EC 규정 No 1005/2009 유럽 의회 및 오존층 파괴 물질에 관한 2009년 9월 16일의 위원회에 의하면, 오존을 파괴하는 물질(ODS)가 오존층에 심각한 데미지를 입힌다는 사실을 확인하였다. 그러나 오존층 회복의 집중 레벨은 1980년도 이전에 머물러 있으며 현재 21세기 중반 이전에 자리를 잡을 것으로 예상된다. 오존층 파괴로 인한 증가 된 UV-B 방사선 따라서 건강과 환경에 큰 위협으로 지속된다. 동시에 이러한 물질들의 대부분은 온도 상승 및 지구 온난화의 요인으로 작용되고 있다. 클로로플루오르탄소, 할로겐화된 클로로플루오르카본(프레온 가스), 할론, 4염화탄소, 1,1,1- 트리클로로에탄, 하이드로블로모플르오르카본, 블로모클로메탄 그리고 브롬화메틸은 단계적으로 폐지되었으며 생산 및 배치, 이들 물질의 시장 및 상품을 게재 그 물질을 포함하는 장비는 금지되었다. 그것은 점차적으로 이러한 장비의 유지 보수 또는 봉사에 대한 그 물질의 사용에 대한 금지를 일반화하는 추세이다.In other words, the Council of Europe Regulation No 1005/2009 of the European Parliament and of the Council of 16 September 2009 on ozone depleting substances has confirmed that ozone depleting substances (ODS) seriously damage the ozone layer. However, the concentration level of the recovery of the ozone layer stays before 1980 and is expected to take place before the middle of the 21st century. Increased UV-B radiation due to ozone depletion is therefore a major threat to health and the environment. At the same time, most of these materials are contributing to temperature rise and global warming. Halobon, carbon tetrachloride, 1,1,1-trichloroethane, hydrobromofluorocarbons, bromochloromethane and methyl bromide have been phased out, and the production of chlorofluorocarbons, halogenated chlorofluorocarbons (Freon gas), halons, And placing, placing on the market of these materials and merchandise containing equipment containing those materials was forbidden. It is a trend to gradually generalize the ban on the use of the substance for maintenance or service of such equipment.
한편, 시원한 공기에는 전기에너지라는 대가가 필요하다. 이렇듯 에어컨은 저온에서 고온으로 열에너지를 전달한다. 여기에 이상한 점이 있다. 뜨거운 국에 담긴 숟가락이 뜨거워지듯이 열에너지는 고온에서 저온으로 이동하는 것이 아닌가 증기 엔진을 살펴보자. 이 열기관은 뜨거운 열원에서 열에너지를 얻어 바퀴를 돌리는 등의 일을 하는데 이때 일부의 열은 저절로 낮은 온도로 흘러가 손실된다. 엔진을 아무리 잘 설계해도 주어진 열을 100% 일로 바꾸는 열기관을 만드는 것은 불가능하다. 이것이 열역학 제2법칙이다. 이것은 자연계에 비가역적인 과정이 있음을 의미한다. 저온에서 고온으로 열에너지를 전달하는 대표적인 열 펌프인 에어컨은 열역학 제2법칙에 어긋나는 것처럼 보인다. 그러나 에어컨은 전기 에너지를 소비해야만 작동한다. 즉 저온에서 고온으로 열에너지를 전달하기 위해 그보다 더 많은 에너지를 소모하므로 계 전체의 앤트로피는 증가하게 되고 결국 열역학 제2법칙을 만족시킨다. 에어컨이 없는 여름을 생각할 수 없는 세상이 되었지만 시원한 공기가 저절로 주어지는 게 아니라는 것을 고려한다면 에어컨의 전력소비를 줄이는 것은 국가와 개인을 위한 목표이며, 에어컨으로 인한 전력 예비량이 비상사태로 가는 작금의 형태를 볼 때 신냉매 개발에 의한 에어컨 소비 전력의 감소는 국가적 과제인데 종래에는 기술적 어려움으로 신냉매를 개발하지 못하는 문제점이 발생 되었다.On the other hand, the cost of electric energy is needed for cool air. The air conditioner transfers heat energy from low temperature to high temperature. There is something strange here. Let's take a look at the steam engine as it moves from high to low temperature, just as the spoon in a hot soup gets hot. This heat pipe works by taking heat energy from a hot heat source, turning the wheel, etc. In this case, some heat flows by itself at a low temperature and is lost. No matter how well the engine is designed, it is impossible to create a heat pump that converts a given heat to 100% of the heat. This is the second law of thermodynamics. This means that there is an irreversible process in nature. The air conditioner, which is a typical heat pump that transfers heat energy from low to high temperature, appears to be in violation of the second law of thermodynamics. However, air conditioners only work when they consume electrical energy. In other words, it takes more energy to transmit heat energy from low temperature to high temperature, so the total entropy of the system increases and eventually satisfies the second law of thermodynamics. Considering that a summer without air conditioning is not possible, but considering that cool air is not given on its own, reducing the power consumption of air conditioners is a goal for countries and individuals, and the reserve of electricity from air conditioners is a form of emergency In view of the above, the reduction of the power consumption of the air conditioner by the development of the new refrigerant is a national problem. In the past, there has been a problem that the new refrigerant can not be developed due to technical difficulties.
또 한편, 현 인버터 타입 에어 컨디셔너(inverter type air conditioner)에 주입되는 냉매가스(gas)는 R410A gas 로서, R410A gas를 인버터 타입 에어 컨디셔너(inverter type air con)에 주입해서 운전할 때는 실내온도를 최저 섭씨18도, 최고 섭씨30도 까지 유지할 수 있도록 냉난방능력을 설계하여 제조되었으나, 인버터(inverter)의 특성상 적정 실내온도를 셋팅(setting) 하면 인버터(inverter)가 컴프레서(compressor)의 운전속도를 셋팅(setting) 온도에 도달할 때까지 직선(linear)으로 상승하여 실내 적정온도에 도달하게 하고, 그 후 컴프레서(copressor)의 운전속도를 가변하면서 실내적정온도를 유지하게 한다. 이때, 컴프레서(compressor)의 운전속도는 최고속도와 최고 토크(torque)를 발생하지 않고, 자체능력 즉, 에어 컨디셔너(air con) 최대출력의 70% 이하에서 운전하면서 토출풍량을 조절한다. 그러나 이때 에어 컨디셔너(air con)의 운전 전류는 R410A GAS의 특성상 많이 감소하지 않는 체 불필요하고 과도하게 유지되고 있고, 이는 자동차로 볼 때 짐칸에 불필요한 짐을 가득 넣고 운행하는 거와 같이 손실로 작용한다.On the other hand, the refrigerant gas injected into the inverter type air conditioner is R410A gas. When R410A gas is injected into the inverter type air con, 18 ° C and 30 ° C. However, when the proper room temperature is set according to the characteristics of the inverter, the inverter sets the operation speed of the compressor ) Temperature until it reaches the proper temperature in the room, and then the operation speed of the copressor is changed to maintain the proper temperature in the room. At this time, the operation speed of the compressor does not generate the maximum speed and the maximum torque, and adjusts the discharge air volume while operating at its own capability, that is, at 70% or less of the maximum output of the air conditioner. However, at this time, the operating current of the air conditioner does not decrease much due to the characteristic of the R410A GAS, and it is maintained unnecessarily and excessively, which is a loss, such as a case in which a car is filled with unnecessary load in a cargo space.
특히 상기 종래 기술은 유럽에서 시작한 GWP(Global Warming Potential) 즉, 냉매로 인한 이산화탄소 배출 규제에 대응할 수 없다는 커다란 문제점이 있고, 이로 인해 EHP(Electrical Heat Pump)와 에어컨의 소비전력을 대폭 절감시킬 수 없다는 문제점도 발생 되었다.Particularly, the above-mentioned conventional technology has a problem that it can not cope with GWP (Global Warming Potential) which is started in Europe, that is, the regulation of carbon dioxide emission caused by refrigerant. Thus, there is a problem that the electric power consumption of EHP (Electrical Heat Pump) A problem also occurred.
상기한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 아래와 같은 선행기술문헌이 개발되었으나, 여전히 상기한 문제점을 일거에 해결하지 못하는 커다란 문제점으로 지적 되었다.In order to solve the above problems, the following prior art documents have been developed in the past, but it has been pointed out that it still can not solve the above problems at all.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 테트라플루오로프로펜(tetrafluoro propene, HFO1234yf)과 메틸렌플로라이드(methylenefluoride, R32) 그리고 팬타플로오레탄(pentafluoroethane, R125)과 디플루오루에탄(difluoroethane, R152a)이 포함된 친환경 냉매가스 조성물이 구비됨을 제1목적으로 한 것이고, 상기한 기술적 구성에 의한 본 발명의 제2목적은 유럽에서 시작한 GWP(Global Warming Potential) 즉, 냉매로 인한 이산화탄소 배출 규제에 대응하는 미래지향적 친환경 냉매가스를 제공하는 것이며, 제3목적은 이로 인해 현재 세계적으로 이슈화된 이산화탄소 배출 저감에 크게 기여할 수 있도록 한 것이고, 제4목적은 본 냉매가스 조성물로 인한 EHP(Electrical Heat Pump)와 에어컨의 소비전력을 대폭 절감시킬 수 있도록 한 것이며, 제5목적은 기존의 냉매가스(R410a)를 주입하는 인버터 타입 에어컨(inverter type air con)이나 EHP(Electrical Heat Pump)에 적용했을 때보다 냉난방 평균 약 45%이상의 소비전력을 절감시킬 수 있도록 한 것이고, 제6목적은 지구온난화지수인 GWP가 R410a gas(GWP:약1,400이상)에 비해 70% 이상 낮아지고, 선행기술에 비해 약 80% 낮아짐에 따라, 에너지절감에 의한 화석연료의 소비를 감소시킬 수 있도록 한 것이며, 제7목적은 이산화탄소 배출과 GWP의 저감으로 지구온난화 현상 억지에 기여할 수 있도록 한 것이고, 제8목적은 소비전력 절감에 의해 전력요금을 걱정하는 소비자들의 욕구(니즈)를 충족시킬 수 있도록 한 친환경 냉매가스 조성물 및 그 제조방법을 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide a process for producing tetrafluoro propene (HFO1234yf), methylene fluoride (R32) and pentafluoroethane (R125) A second object of the present invention is to provide a GWP (Global Warming Potential) which is started in Europe, that is, The present invention provides a future-oriented environmentally friendly refrigerant gas corresponding to the regulation of the carbon dioxide emission caused by the refrigerant. The third object is to contribute to reduction of the carbon dioxide emission which is currently being issued worldwide, (EHP) and electric power consumption of the air conditioner. The present invention can reduce power consumption of about 45% or more on average in the case of applying to an inverter type air cone or EHP (Electrical Heat Pump) which injects a refrigerant gas (R410a) This is to reduce the consumption of fossil fuel by energy saving as GWP, which is the warming index, is lowered by 70% or more compared to R410a gas (GWP: about 1,400 or more) and about 80% 7 Purpose is to contribute to suppression of global warming phenomenon by reduction of carbon dioxide emission and GWP. The eighth objective is to make environment-friendly refrigerant gas that can satisfy consumers' Compositions and methods for their preparation.
이러한 목적 달성을 위하여 본 발명은 이산화탄소 배출 저감과 지구온난화지수(GWP: Global Warming Potential)의 저감으로 지구온난화 현상 억지에 기여함과 아울러 소비전력을 절감시킬 수 있도록 하기 위한 냉매가스 조성물에, 테트라플루오로프로펜(tetrafluoro propene, HFO1234yf)과 메틸렌플로라이드(methylenefluoride, R32) 그리고 팬타플로오레탄(pentafluoroethane, R125)과 디플루오루에탄(difluoroethane, R152a)이 상호 혼합됨을 특징으로 하는 친환경 냉매가스 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a refrigerant gas composition for contributing to deterioration of global warming phenomenon by reducing carbon dioxide emission and reducing Global Warming Potential (GWP) Wherein a mixture of tetrafluoro propene (HFO1234yf), methylene fluoride (R32), pentafluoroethane (R125) and difluoroethane (R152a) are mixed with each other, to provide.
또한 본 발명은 이산화탄소 배출 저감과 지구온난화지수(GWP: Global Warming Potential)의 저감으로 지구온난화 현상 억지에 기여함과 아울러 소비전력을 절감시킬 수 있도록 하기 위한 냉매가스 조성물은, 메틸렌플로라이드(methylenefluoride, R32)(GWP:716) 5~8중량%(wt%)와 팬타플로오레탄(pentafluoroethane, R125)(GWP:3.420) 3~5중량%(wt%)를 500~1,000rpm의 제1 교반기에 넣어 2~3시간 상호 혼합하는 제1혼합과정; 이후, 이미 준비된 500~1,000rpm의 제2교반기에 테트라플루오로프로펜(tetrafluoro propene, HFO1234yf)(GWP:4) 85~90중량%(wt%)를 채운 후, 2~3시간 제1혼합과정에 의해 혼합된 물질과 상호 혼합하는 제2혼합과정; 이어서, 제3교반기에 디플루오루에탄(difluoroethane, R152a)(GWP:0.03) 2중량%(wt%)를 먼저 투입한 후, 상기 제2혼합 과정에서 생성된 혼합가스를 섞고, 500~1,000rpm으로 2~3시간 혼합하는 제3혼합과정;이 포함됨을 특징으로 하는 친환경 냉매가스 조성물의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention relates to a refrigerant gas composition for contributing to deterioration of global warming phenomenon by reducing carbon dioxide emission and reducing Global Warming Potential (GWP) and for reducing power consumption, and a refrigerant gas composition comprising methylene fluoride, 5 to 8% by weight of R32 (GWP: 716) and 3 to 5% by weight of pentafluoroethane (R125) (GWP: 3.420) Mixing them for 2 to 3 hours; Then, 85 to 90% by weight (wt%) of tetrafluoro propene (HFO1234yf) (GWP: 4) was filled in a second stirrer of 500 to 1,000 rpm already prepared, A second mixing step of mixing the mixed materials with each other; Subsequently, 2 wt% (wt%) of difluoroethane (R152a) (GWP: 0.03) was first added to the third stirrer, the mixed gas generated in the second mixing was mixed, And a third mixing step of mixing the mixture with the mixture for 2 to 3 hours.
상기에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명은 테트라플루오로프로펜(tetrafluoro propene, HFO1234yf)과 메틸렌플로라이드(methylenefluoride, R32) 그리고 팬타플로오레탄(pentafluoroethane, R125)과 디플루오루에탄(difluoroethane, R152a)이 포함된 친환경 냉매가스 조성물이 구비되도록 한 것이다.As described in detail above, the present invention provides a process for the production of tetrafluoro propene (HFO1234yf), methylene fluoride (R32), pentafluoroethane (R125) and difluoroethane (R152a) And an environmentally friendly refrigerant gas composition contained therein.
상기한 기술적 구성에 의한 본 발명은 유럽에서 시작한 GWP(Global Warming Potential) 즉, 냉매로 인한 이산화탄소 배출 규제에 대응하는 미래지향적 친환경 냉매가스를 제공하는 것이다.The present invention based on the above-described technical idea is to provide a future-oriented environmentally friendly refrigerant gas corresponding to GWP (Global Warming Potential) which is started in Europe, that is, regulation of carbon dioxide emission caused by refrigerant.
특히 본 발명은 현재 세계적으로 이슈화된 이산화탄소 배출 저감에 크게 기여할 수 있도록 한 것이다.Particularly, the present invention contributes greatly to reduction of carbon dioxide emission which is currently being issued worldwide.
그리고 본 발명은 본 냉매가스 조성물로 인한 EHP(Electrical Heat Pump)와 에어컨의 소비전력을 대폭 절감시킬 수 있도록 한 것이다.The present invention can greatly reduce the electric power consumption of the air conditioner and the electric heat pump (EHP) due to the present refrigerant gas composition.
또한 본 발명은 기존의 냉매가스(R410a)를 주입하는 인버터 타입 에어컨(inverter type air con)이나 EHP(Electrical Heat Pump)에 적용했을 때보다 냉난방 평균 약 45%이상의 소비전력을 절감시킬 수 있도록 한 것이다.In addition, the present invention can reduce power consumption of about 45% or more on average in the case of applying to an inverter type air cone or EHP (Electrical Heat Pump) which injects a refrigerant gas (R410a) .
아울러 본 발명은 지구온난화지수인 GWP가 R410a gas(GWP:약1,400이상)에 비해 70% 이상 낮아지고, 선행기술에 비해 약 80% 낮아짐에 따라, 에너지절감에 의한 화석연료의 소비를 감소시킬 수 있도록 한 것이다.In addition, the present invention can reduce the consumption of fossil fuel by energy saving as GWP, which is the global warming index, is lowered by 70% or more compared with R410a gas (GWP: about 1,400 or more) .
더하여 본 발명은 이산화탄소 배출과 GWP의 저감으로 지구온난화 현상 억지에 기여할 수 있도록 한 것이다.In addition, the present invention contributes to suppression of global warming by reducing carbon dioxide emission and GWP.
본 발명은 상기한 효과로 인해 소비전력 절감에 의해 전력요금을 걱정하는 소비자들의 욕구(니즈)를 충족시킬 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.The present invention is a very useful invention that can meet the needs of consumers who worry about electric power charges by reducing power consumption due to the above-mentioned effects.
이하에서는 이러한 효과 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 은 본 발명에 적용된 친환경 냉매가스 조성물을 에어 컨디셔너에 적용
하여 시험중인 사진.
도 2 는 본 발명에 적용된 친환경 냉매가스의 압력을 나타낸 그래프.
도 3 은 본 발명에 적용된 친환경 냉매가스의 온도를 나타낸 그래프.FIG. 1 is a schematic view showing the construction of an air conditioner according to an embodiment of the present invention;
A photograph under test.
2 is a graph showing the pressure of the environmentally friendly refrigerant gas applied to the present invention.
3 is a graph showing the temperature of the environmentally friendly refrigerant gas applied to the present invention.
본 발명에 적용된 친환경 냉매가스 조성물 및 그 제조방법은 도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이 구성되는 것이다.The environmentally friendly refrigerant gas composition and the manufacturing method thereof applied to the present invention are configured as shown in Figs. 1 to 3.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed.
또한 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.Also, the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, and the present invention is not necessarily limited to those shown in the drawings.
먼저, 본 발명은 이산화탄소 배출 저감과 지구온난화지수(GWP: Global Warming Potential)의 저감으로 지구온난화 현상 억지에 기여함과 아울러 소비전력을 절감시킬 수 있도록 하기 위한 냉매가스 조성물에, 테트라플루오로프로펜(tetrafluoro propene, HFO1234yf)과 메틸렌플로라이드(methylenefluoride, R32) 그리고 팬타플로오레탄(pentafluoroethane, R125)과 디플루오루에탄(difluoroethane, R152a)이 상호 혼합됨을 특징으로 하는 친환경 냉매가스 조성물을 제공한다.First, the present invention relates to a refrigerant gas composition for contributing to deterioration of global warming phenomenon by reducing carbon dioxide emission and reducing Global Warming Potential (GWP: Global Warming Potential) and reducing power consumption, The present invention provides an eco-friendly refrigerant gas composition comprising tetrafluoro propene (HFO1234yf), methylene fluoride (R32), pentafluoroethane (R125) and difluoroethane (R152a).
이때 본 발명에 적용된 상기 테트라플루오로프로펜(tetrafluoro propene, HFO1234yf)(GWP:4)은 85~90중량%(wt%), 메틸렌플로라이드(methylenefluoride, R32)(GWP:716)은 5~8중량%(wt%) 그리고 팬타플로오레탄(pentafluoroethane, R125)(GWP:3.420)은 3~5중량%(wt%). 디플루오루에탄(difluoroethane, R152a)(GWP:0.03)은 2중량%(wt%);가 포함됨이 바람직하다.The tetrafluoro propene (HFO1234yf) (GWP: 4) and methylene fluoride (R32) (GWP: 716) used in the present invention are 85 to 90 wt% (Wt%) and 3 to 5 wt% (wt%) of pentafluoroethane (R125) (GWP: 3.420). It is preferable that 2 wt% (wt%) of difluoroethane (R152a) (GWP: 0.03) is included.
상기 본 발명 조성물의 수치 한정 이유를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.The reason for limiting the numerical value of the composition of the present invention will be described in more detail as follows.
먼저, 본 발명에 적용된 상기 테트라플루오로프로펜(tetrafluoro propene, HFO1234yf)(GWP:4)이 85중량%(wt%) 이하일 경우에는 지구온난화지수(GWP: Global Warming Potential)를 1,400 이하로 낮출 수 없고, 90중량%(wt%) 이상일 경우에는 냉매가스를 안정화시킬 수 없기 때문에 상기 테트라플루오로프로펜(tetrafluoro propene, HFO1234yf)(GWP:4)은 85~90중량%(wt%)가 포함됨이 바람직하다.First, when the tetrafluoro propene (HFO1234yf) (GWP: 4) applied to the present invention is less than 85 wt% (wt%), the Global Warming Potential (GWP) (GWP: 4) is contained in an amount of 85 to 90% by weight (wt%) because the refrigerant gas can not be stabilized when it is 90 wt% (wt% desirable.
또한 본 발명에 적용된 상기 메틸렌플로라이드(methylenefluoride, R32)(GWP:716)가 5중량%(wt%) 이하일 경우에는 냉매의 압력이 상승하고 컴프레서의 부담이 증가하여 인버터의 역할과 능력이 저하되기 때문에 5중량%(wt%) 이상이어야 하고, 8중량%(wt%) 이상일 경우에는 냉매의 효율성이 저하되어 냉매작용이 약해짐에 따라 에어컨의 토출온도 적정치를 유지할 수 없어 원하는 시간 대비 냉난방 능력을 발휘할 수 없기 때문에 8중량%(wt%)가 포함됨이 바람직하다.When the methylene fluoride (R32) (GWP: 716) applied to the present invention is less than 5 wt% (wt%), the pressure of the refrigerant increases and the burden of the compressor increases, The efficiency of the refrigerant is deteriorated and the refrigerant action is weakened. Accordingly, it is not possible to maintain the discharge temperature of the air conditioner. Therefore, It is preferable that 8 wt% (wt%) is included.
그리고 본 발명에 적용된 상기 팬타플로오레탄(pentafluoroethane, R125)(GWP:3.420)이 3중량%(wt%) 이하일 경우에는 냉매의 비중이 높아지는 문제점이 있고, 5중량%(wt%) 이상일 경우에는 에어컨이 토출 온도가 비효율적으로 변하기 때문에 상기 팬타플로오레탄(pentafluoroethane, R125)(GWP:3.420)은 3~5중량%(wt%)가 포함됨이 바람직하다.If the content of the pentafluoroethane (R125) (GWP: 3.420) is less than 3 wt%, the specific gravity of the refrigerant increases. When the content of the pentafluoroethane is greater than 5 wt% It is preferable that the pentafluoroethane (R125) (GWP: 3.420) is contained in an amount of 3 to 5 wt% (wt%) because the air conditioner changes the discharge temperature inefficiently.
마지막으로 본 발명에 적용된 상기 디플루오루에탄(difluoroethane, R152a)(GWP:0.03)은 2중량%(wt%)가 포함됨이 바람직한 것으로, 이는 냉매 효율성의 저하와 냉매작용이 약해지는 문제점 그리고 에어컨의 토출온도를 유지시키기 위해 2중량%(wt%)가 포함됨이 바람직하다.Finally, it is preferable that the difluoroethane (R152a) (GWP: 0.03) used in the present invention contains 2 wt% (wt%), which means that the efficiency of the refrigerant is lowered, It is preferable that 2 wt% (wt%) is included to maintain the discharge temperature.
한편 본 발명은 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.
그리고 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It is to be understood that the invention is not to be limited to the specific forms thereof which are to be described in the foregoing description, but on the contrary, the intention is to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. .
상기와 같이 구성된 본 발명 친환경 냉매가스 조성물 및 그 제조방법의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.The function and effect of the eco-friendly refrigerant gas composition of the present invention and the method of manufacturing the same will be described below.
우선, 본 발명은 유럽에서 시작한 GWP(Global Warming Potential) 즉, 냉매로 인한 이산화탄소 배출 규제에 대응하고, 본 냉매가스 조성물로 인한 EHP(Electrical Heat Pump)와 에어컨의 소비전력을 대폭 절감시킬 수 있도록 한 것이다.First of all, the present invention relates to a method of controlling global warming potential (GWP) which is started in Europe, that is, regulation of carbon dioxide emission caused by refrigerant, and a method of greatly reducing electric power consumption of an air conditioner and EHP will be.
상기한 본 발명에 의한 친환경 냉매가스 조성물의 제조방법을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.The method for manufacturing the environmentally friendly refrigerant gas composition according to the present invention will be described in more detail as follows.
즉, 본 발명은 이산화탄소 배출 저감과 지구온난화지수(GWP: Global Warming Potential)의 저감으로 지구온난화 현상 억지에 기여함과 아울러 소비전력을 절감시킬 수 있도록 하기 위한 냉매가스 조성물은,That is, the present invention provides a refrigerant gas composition for contributing to deterioration of global warming phenomenon by reducing carbon dioxide emission and reducing Global Warming Potential (GWP) and for reducing power consumption,
메틸렌플로라이드(methylenefluoride, R32)(GWP:716) 5~8중량%(wt%)와 팬타플로오레탄(pentafluoroethane, R125)(GWP:3.420) 3~5중량%(wt%)를 500~1,000rpm의 제1 교반기에 넣어 2~3시간 상호 혼합하는 제1혼합과정을 거친다.5 to 8 wt% of methylene fluoride (R32) (GWP: 716) and 3 to 5 wt% (wt%) of pentafluoroethane (R125) rpm in a first stirrer for 2 to 3 hours.
이후, 본 발명은 이미 준비된 500~1,000rpm의 제2교반기에 테트라플루오로프로펜(tetrafluoro propene, HFO1234yf)(GWP:4) 85~90중량%(wt%)를 채운 후, 2~3시간 제1혼합과정에 의해 혼합된 물질과 상호 혼합하는 제2혼합과정을 거친다.Thereafter, in the present invention, 85 to 90% by weight (wt%) of tetrafluoro propene (HFO1234yf) (GWP: 4) is filled in a second stirrer of 500 to 1,000 rpm already prepared, 1 mixing process and a second mixing process of intermixing with the mixed material.
이어서, 본 발명은 제3교반기에 디플루오루에탄(difluoroethane, R152a)(GWP:0.03) 2중량%(wt%)를 먼저 투입한 후, 상기 제2혼합 과정에서 생성된 혼합가스를 섞고, 500~1,000rpm으로 2~3시간 혼합하는 제3혼합과정을 거쳐 친환경 냉매가스 조성물의 제조방법을 제공한다.Then, 2 wt% (wt%) of difluoroethane (R152a) (GWP: 0.03) is first added to the third stirrer, the mixed gas generated in the second mixing step is mixed, and 500 To 1,000 rpm for 2 to 3 hours to prepare an eco-friendly refrigerant gas composition.
이때 본 발명은 상기 제3혼합과정 이후, 냉매가스 조성물을 30~40분간 섭씨 15~40도의 온도에서 안정화시키는 과정;을 포함하여 친환경 냉매가스 조성물을 제조하게 된다.At this time, the process of stabilizing the refrigerant gas composition at a temperature of 15 to 40 degrees Celsius for 30 to 40 minutes after the third mixing process is performed to produce an environmentally friendly refrigerant gas composition.
특히 본 발명은 지구온난화지수(GWP: Global Warming Potential)를 500 이하로 유지시킴에 특징이 있다.Particularly, the present invention is characterized by keeping Global Warming Potential (GWP) at 500 or less.
즉, 상기 지구온난화지수(GWP: Global Warming Potential)를 계산하면,That is, by calculating the Global Warming Potential (GWP)
(계산식)(formula)
0.85×4+0.08×716+0.05×3.420+0.02×0.03=312.8로서,0.85 x 4 + 0.08 x 716 + 0.05 x 3.420 + 0.02 x 0.03 = 312.8,
향후 국제 GWP 규제치로 예견되는 500 이하를 유지할 수 있다.It can be maintained below 500, which is anticipated by international GWP regulations in the future.
또한, R410a gas를 주입했을 때보다, 에어컨의 저압측 압력은 약 3kg/cm2 로서, R410a 의 약 9kg/cm2 에 비해 약 33%, 고압측 압력은 약 9kg/cm2 로서, R410a 의 약 30/cm2 에 비해 약 27% 유지시키고, 인버터와 최적화 운전하면서, 소비자가 원하는 최적화된 실내온도를 얻을 수 있으면서 소비전력을 냉난방평균 약 45%를 절감시킬 수 있는 효과를 얻게 되었다.The pressure of the low-pressure side of the air conditioner is about 3 kg /
따라서 본 발명은 가정이나, 상업시설, 공공건물 등에 소비자가 요구하는 냉난방 적정온도를 유지할 수 있으면서, 지구온난화지수인 GWP가 500 이하이고, 냉난방 겸용 인버터 에어컨에 적용시, 냉방에서 약50%, 난방에서 약 40% 의 소비전력을 절감시킬 수 있는 효과를 얻게 되었다.Therefore, the present invention can maintain a proper temperature for cooling and heating required by a consumer in a home, a commercial facility, a public building, etc., and it is possible that the global warming index GWP is less than 500 and when applied to an inverter air conditioner for cooling and heating, The power consumption of about 40% can be saved.
한편, 도 1 은 본 발명에 적용된 친환경 냉매가스 조성물을 에어 컨디셔너에 적용하여 시험중인 사진이다.Meanwhile, FIG. 1 is a photograph showing the environment-friendly refrigerant gas composition applied to the present invention applied to an air conditioner.
그리고 도 2 는(압력 vs 엔탈피 플롯: R32 / R125 / R152a / HFO1234yf_01 (5/8/2/85)) 본 발명에 적용된 친환경 냉매가스의 압력을 나타낸 그래프이고, 도 3 은(온도 vs 엔트로피 플롯: R32 / R125 / R152a / HFO1234yf_01 (5/8/2/85) 본 발명에 적용된 친환경 냉매가스의 온도를 나타낸 그래프이다.And FIG. 2 is a graph showing the pressure of the environmentally friendly refrigerant gas applied to the present invention, and FIG. 3 is a graph showing the pressure versus entropy plot (temperature versus entropy plot: R32 / R125 / R152a / HFO1234yf_01 (5/8/2/85) R32 / R125 / R152a / HFO1234yf_01 (5/8/2/85) A graph showing the temperature of the environmentally friendly refrigerant gas applied to the present invention.
상기 도 2, 3 은 본 발명 냉매가스가 냉매로서의 특성곡선을 실험과 계산치를 혼합한 결과물로서 냉매가스에 적합한 수치임을 확인할 수 있었다.2 and 3, it can be confirmed that the refrigerant gas of the present invention is a result of mixing the characteristic curve as the refrigerant with the experiment and calculated values, and is a suitable value for the refrigerant gas.
상기한 결과 본 발명은 아래 표 1 과 같은 시험 결과치를 얻게 되었다.As a result of the above, the present invention has obtained test results as shown in Table 1 below.
여기에서 가스 타입에는 종래 기술(R-410a)과 선행기술(본 출원인이 선출원하여 등록받은 특허 제1655919호의 기술)과 본 발명(친환경 냉매가스 조성물)의 실험결과Herein, the experimental results of the present invention (environment-friendly refrigerant gas composition) and the prior art (R-410a) and the prior art (the technology of the patent No. 1655919 filed by the present applicant)
상기한 시험결과,As a result of the above test,
본 발명의 지구온난화지수(GWP: Global Warming Potential)는 313으로 종래 기술에 비해 대폭 줄어들었음을 확인할 수 있었다.The Global Warming Potential (GWP) of the present invention is 313, which is significantly lower than that of the prior art.
또한 본 발명의 저압 및 고압 회로도 3㎏과 9㎏으로 각각 종래 기술에 비해 줄어들었음을 확인할 수 있었다.In addition, the low-pressure and high-pressure circuits of the present invention were reduced to 3 kg and 9 kg, respectively, as compared with the conventional technology.
그리고 본 발명의 현재 및 미래의 냉난방도 각각 0.85(Amp)와 1.75(Amp)로 종래 기술에 비해 줄어들었음을 확인할 수 있었다.It can be seen that the present and the future heating and cooling of the present invention are 0.85 (Amp) and 1.75 (Amp), respectively, compared with the conventional technology.
마지막으로 본 발명의 GWP 비교와 냉난방전기소비도 각각 -77.6%와 -53% 및 -41.7%로 종래 기술에 비해 줄어들었음을 확인할 수 있었다.(R-410a는 Base)Finally, it can be seen that the GWP comparison of the present invention and the electricity consumption of the cooling and heating are -77.6%, -53% and -41.7%, respectively, compared to the prior art (R-410a Base)
본 발명 친환경 냉매가스 조성물 및 그 제조방법의 기술적 사상은 실제로 동일결과를 반복 실시 가능한 것으로, 특히 이와 같은 본원발명을 실시함으로써 기술발전을 촉진하여 산업발전에 이바지할 수 있어 보호할 가치가 충분히 있다.The technical idea of the eco-friendly refrigerant gas composition and its manufacturing method of the present invention is that the same results can be repeatedly practically practiced. Especially, by implementing the present invention as described above, technological development can be promoted and contributed to industrial development.
Claims (4)
테트라플루오로프로펜(tetrafluoro propene, HFO1234yf)과 메틸렌플로라이드(methylenefluoride, R32) 그리고 팬타플로오레탄(pentafluoroethane, R125)과 디플루오루에탄(difluoroethane, R152a)이 상호 혼합됨을 특징으로 하는 친환경 냉매가스 조성물.
The present invention relates to a refrigerant gas composition for reducing carbon dioxide emission and reducing global warming potential (GWP), thereby contributing to deterrence of global warming phenomenon and reducing power consumption,
Wherein the refrigerant mixture is mixed with tetrafluoro propene (HFO1234yf), methylene fluoride (R32), pentafluoroethane (R125), and difluoroethane (R152a) Composition.
상기 테트라플루오로프로펜(tetrafluoro propene, HFO1234yf)(GWP:4)은 85~90중량%(wt%);
메틸렌플로라이드(methylenefluoride, R32)(GWP:716)은 5~8중량%(wt%);
그리고 팬타플로오레탄(pentafluoroethane, R125)(GWP:3.420)은 3~5중량%(wt%);
디플루오루에탄(difluoroethane, R152a)(GWP:0.03)은 2중량%(wt%);가 포함됨을 특징으로 하는 친환경 냉매가스 조성물.
The method according to claim 1,
The above tetrafluoro propene (HFO1234yf) (GWP: 4) contains 85 to 90% by weight (wt%);
Methylene fluoride (R32) (GWP: 716) is 5-8 wt% (wt%);
And 3 to 5 wt% (wt%) of pentafluoroethane (R125) (GWP: 3.420);
And 2 wt% (wt%) of difluoroethane (R152a) (GWP: 0.03).
메틸렌플로라이드(methylenefluoride, R32)(GWP:716) 5~8중량%(wt%)와 팬타플로오레탄(pentafluoroethane, R125)(GWP:3.420) 3~5중량%(wt%)를 500~1,000rpm의 제1 교반기에 넣어 2~3시간 상호 혼합하는 제1혼합과정;
이후, 이미 준비된 500~1,000rpm의 제2교반기에 테트라플루오로프로펜(tetrafluoro propene, HFO1234yf)(GWP:4) 85~90중량%(wt%)를 채운 후, 2~3시간 제1혼합과정에 의해 혼합된 물질과 상호 혼합하는 제2혼합과정;
이어서, 제3교반기에 디플루오루에탄(difluoroethane, R152a)(GWP:0.03) 2중량%(wt%)를 먼저 투입한 후, 상기 제2혼합 과정에서 생성된 혼합가스를 섞고, 500~1,000rpm으로 2~3시간 혼합하는 제3혼합과정;이 포함됨을 특징으로 하는 친환경 냉매가스 조성물의 제조방법.
The refrigerant gas composition for contributing to deterioration of the global warming phenomenon by reducing the carbon dioxide emission and reducing the global warming potential (GWP) and reducing the power consumption,
5 to 8 wt% of methylene fluoride (R32) (GWP: 716) and 3 to 5 wt% (wt%) of pentafluoroethane (R125) rpm in a first mixer and mixing them for 2 to 3 hours;
Then, 85 to 90% by weight (wt%) of tetrafluoro propene (HFO1234yf) (GWP: 4) was filled in a second stirrer of 500 to 1,000 rpm already prepared, A second mixing step of mixing the mixed materials with each other;
Subsequently, 2 wt% (wt%) of difluoroethane (R152a) (GWP: 0.03) was first added to the third stirrer, the mixed gas generated in the second mixing was mixed, And a third mixing step of mixing the mixture with the mixture for 2 to 3 hours.
상기 제3혼합과정 이후,
냉매가스 조성물을 30~40분간 섭씨 15~40도의 온도에서 안정화시키는 과정;이 더 포함됨을 특징으로 하는 친환경 냉매가스 조성물의 제조방법.The method of claim 3,
After the third mixing process,
And stabilizing the refrigerant gas composition at a temperature of 15 to 40 degrees Celsius for 30 to 40 minutes.
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