KR20220010908A - 냉매 조성물 및 이를 이용한 공기 조화기 - Google Patents

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고영환
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Abstract

본 발명은 냉매 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 냉매 조성물은 불화 탄화수소의 혼합물을 포함하고, 상기 혼합물은 디플루오로메탄(HFC-32), 1,1,2-트라이플루오로에틸렌(HFC-1123) 및 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234yf)를 포함하며, 상기 디플루오로메탄(HFC-32), 1,1,2-트라이플루오로에틸렌(HFC-1123) 및 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234yf)의 함량의 총합을 100중량%로 하는 3성분 조성도에 있어서, 점 A(HFC-32/HFC-1123/HFO-1234yf = 59/40/1 중량%), 점 B(HFC-32/HFC-1123/HFO-1234yf = 36/40/24 중량%) 및 점 C(HFC-32/HFC-1123/HFO-1234yf = 59/16/25 중량%)의 3점을 꼭지점으로 하는 삼각형의 범위에 포함되는 조성비를 가지는 혼합물이여서, 기존 시스템 변화를 최소화하고 현재 사용되는 냉매와 비교하여 친환경적이면서 안정적인 성능을 제공할 수 있다.

Description

냉매 조성물 및 이를 이용한 공기 조화기{REFRIGERANT COMPOSITION AND AIR CONDITIONER USING THE SAME}
본 발명은 기존 시스템 변화를 최소화하고 현재 사용되는 냉매와 비교하여 친환경적이면서 안정적인 성능을 제공할 수 있는 냉매 조성물에 관한 것이다.
종래에는 냉동기, 에어컨, 열펌프 등의 냉매로서 메탄 또는 에탄에서 유도되는 염화불화탄소(Chlorofluorocarbon, 이하 CFC라 한다)와 수소화염화불화탄소(Hydrochlorofluorocarbon, 이하 HCFC라 한다)가 주로 사용되었다.
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.
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.
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.
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.
이런 문제를 해결할 수 있는 방법 중 하나는 혼합 냉매 조성물을 이용하는 것이다.
즉, 혼합 냉매 조성물의 특성은 조성을 잘 배합해서 성능계수를 기존 냉매와 비슷하게 하고 동시에 기존 냉매와 비슷한 체적용량(VC)을 내게 하며 이로써 압축기를 크게 개조할 필요가 없게 만들 수 있는 것이다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있으면서 HFC-410A와 HFC-32와 같은 기존 냉매를 대체할 수 있는 혼합 냉매 조성물의 필요성이 요구된다.
따라서, 본 발명은 기존 시스템 변화를 최소화하고 현재 사용되는 냉매와 비교하여 친환경적이면서 안정적인 성능을 제공할 수 있고, 디플루오로메탄(HFC-32), 1,1,2-트라이플루오로에틸렌(HFC-1123) 및 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234yf)으로 이루어지는 냉매 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 열교환기, 압축기, 팽창기 및 냉매가 이동하는 냉매관을 포함하는 공기 조화기로서, 상기 냉매는 전술한 냉매 조성물이 적용된 공기 조화기를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 디플루오로메탄(HFC-32), 1,1,2-트라이플루오로에틸렌(HFC-1123) 및 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234yf)으로 이루어지는 냉매 조성물을 제공한다.
보다 구체적으로, 본 발명은 기존 시스템 변화를 최소화하고 현재 사용되는 냉매와 비교하여 친환경적이면서 안정적인 성능을 제공할 수 있고, 상기 디플루오로메탄(HFC-32), 1,1,2-트라이플루오로에틸렌(HFC-1123) 및 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234yf)의 함량의 총합을 100중량%로 하는 3성분 조성도로서,
점 A(HFC-32/HFC-1123/HFO-1234yf = 59/40/1 중량%),
점 B(HFC-32/HFC-1123/HFO-1234yf = 36/40/24 중량%), 및
점 C(HFC-32/HFC-1123/HFO-1234yf = 59/16/25 중량%)의
3점을 꼭지점으로 하는 삼각형의 범위에 포함되는 조성비를 가지는 혼합물을 제공한다.
이때, 본 발명에 따른 냉매 조성물은 지구온난화지수가 400 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 냉매 조성물은 HFC-401A 대비 냉매 충전량이 2 ~ 4%로 감소되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 냉매 조성물은 HFC-410A 대비 CO2 발생량이 82 ~ 88%로 감소되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 냉매 조성물은 HFC-410A 대비 체적 용량이 100 ~ 113%인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 냉매 조성물은 온도 구배가 0.7 ~ 2.8 ℃인 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명은 열교환기, 압축기, 팽창기 및 냉매가 이동하는 냉매관을 포함하는 공기 조화기로서, 전술한 냉매 조성물이 적용된 공기 조화기을 제공한다.
본 발명에 따르면, 종래 가정용 에어컨 및 히트펌프에 사용되고 있는 디플루오로메탄(HFC-32), 및 디플루오로메탄(HFC-32)과 펜타플루오로에탄(HFC-125)의 혼합물(HFC-410A) 대비 냉매 충전량 및 CO2를 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 냉매 조성물은 EU 불소-가스 규정에서 제시하고 있는 2030년까지 평균 지구온난화지수(GWP) 400 이하를 총족하며, 디플루오로메탄(HFC-32)과 펜타플루오로에탄(HFC-125)의 혼합물(HFC-410A) 대비 체적 용량이 100% 이상으로 안정적인 능력 및 효율을 제공할 수 있다.
아울러, 본 발명에 따른 냉매 조성물은 동일한 압력 하에 액상에서 기상으로 상 변화시 온도 변화가 3 ℃ 이하여서 열전달 성능을 유지할 수 있다.
더 나아가, 본 발명에 따른 냉매 조성물은 냉매 가연성 등급이 A2L을 만족하여, 독성이 없으며, 가연 하한값(LFL)이 3.5 부피%를 초과하고, 연소열은 19000 kJ/kg 미만이며, 연소 속도는 10 cm/s 이하일 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명에 따른 냉매 조성물의 3성분 조성도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기를 개략적으로 도시한 사시도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것으로, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 제1 구성요소는 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
명세서 전체에서, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 각 구성요소는 단수일 수도 있고 복수일 수도 있다.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
이하에서는, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 냉매 조성물 및 이를 적용한 공기조화기를 설명하도록 한다.
<냉매 조성물>
본 발명은 불화 탄화수소의 혼합물을 포함하는 냉매 조성물로서, 디플루오로메탄(HFC-32), 1,1,2-트라이플루오로에틸렌(HFC-1123) 및 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234yf)으로 이루어지는 냉매 조성물을 제공한다.
구체적으로, 도 1을 참조하면 본 발명에 따른 냉매 조성물은 36 내지 59 중량%의 디플루오로메탄(HFC-32), 16 내지 40 중량%의 1,1,2-트라이플루오로에틸렌(HFC-1123) 및 1 내지 25 중량%의 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234yf)으로 이루어질 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 냉매 조성물은 상기 디플루오로메탄(HFC-32), 1,1,2-트라이플루오로에틸렌(HFC-1123) 및 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234yf)의 함량의 총합을 100중량%로 하는 3성분 조성도에 있어서,
점 A(HFC-32/HFC-1123/HFO-1234yf = 59/40/1 중량%),
점 B(HFC-32/HFC-1123/HFO-1234yf = 36/40/24 중량%) 및
점 C(HFC-32/HFC-1123/HFO-1234yf = 59/16/25 중량%)의
3점을 꼭지점으로 하는 삼각형의 범위에 포함되는 조성비를 가지는 혼합물일 수 있다.
본 발명에 따른 냉매 조성물은 미국 표준 연구소 REFPROP 9.1 프로그램, 열역학적 사이클 이론 및 혼합물 안정성 지표 이론을 통해 도출되었으며, 종래 가정용 에어컨 및 히트펌프에 사용되고 있는 디플루오로메탄(HFC-32), 및 디플루오로메탄(HFC-32)과 펜타플루오로에탄(HFC-125)의 혼합물(HFC-410A) 대비 냉매 충전량 및 CO2를 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 냉매 조성물은 EU 불소-가스 규정에서 제시하고 있는 2030년까지 평균 지구온난화지수(GWP) 400 이하를 총족하며, 디플루오로메탄(HFC-32)과 펜타플루오로에탄(HFC-125)의 혼합물(HFC-410A) 대비 체적 용량이 100% 이상으로 안정적인 능력 및 효율을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 냉매 조성물은 동일한 압력 하에 액상에서 기상으로 상 변화시 온도 변화가 3 ℃ 이하여서 열전달 성능을 유지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 냉매 조성물은 냉매 가연성 등급(Safety Classification)이 A2L을 만족하여, 독성이 없으며, 가연 하한값(LFL)이 3.5 부피%를 초과하고, 연소열은 19000 kJ/kg 미만이며, 연소 속도는 10 cm/s 이하일 수 있다.
본 발명에 따른 냉매 조성물이 상기 3점을 꼭지점으로 하는 삼각형의 범위에 포함되지 않는 경우 GWP가 400을 초과할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 냉매 조성물이 상기 3점을 꼭지점으로 하는 삼각형의 범위에 포함되지 않는 경우 기존 냉매 대비 체적 용량이 100% 미만으로 감소되어 효율이 저하될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 냉매 조성물이 상기 3점을 꼭지점으로 하는 삼각형의 범위에 포함되지 않는 경우 기존 냉매 대비 CO2 발생량이 효과적으로 저감되지 않을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 냉매 조성물이 상기 3점을 꼭지점으로 하는 삼각형의 범위에 포함되지 않는 경우 혼합 냉매의 온도 구배 차이가 증가되어 열전달 능력이 감소될 수 있다.
구체적으로, 본 발명에 따른 냉매 조성물은 냉매 충전량이 96 ~ 98%로 HFC-401A(100%) 대비 2 ~ 4%로 감소시킬 수 있다.
아울러, 본 발명에 따른 냉매 조성물은 CO2 발생량이 12 ~ 18%로 HFC-410A(100%) 대비 CO2 발생량을 82 ~ 88%로 감소시킬 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 냉매 조성물은 체적 용량이 6775.46 ~ 7647.46 kJ/m3으로 HFC-410A(6781.9 kJ/m3) 대비 체적 용량이 100 ~ 113%이여서, 안정적인 능력 및 효율을 제공할 수 있다.
덧붙여, 본 발명에 따른 냉매 조성물은 온도 구배가 0.66 ~ 2.78 ℃여서 열전달 효율 및 성능을 향상시킬 수 있다.
<공기 조화기 >
다음으로, 본 발명에 따른 공기 조화기에 대해 설명한다.
본 발명에 따른 공기 조화기는 열교환기, 압축기, 팽창기 및 냉매가 이동하는 냉매관을 포함하고, 상기 냉매는 상술한 본 발명에 따른 냉매 조성물이 적용된다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 공기 조화기가 도시되어 있다. 도 2에 도시된 공기 조화기는 가장 일반적인 실시예를 도시한 것일 뿐이고, 본 발명에 따른 공기 조화기가 도 2에 도시된 공기 조화기로 한정되는 것은 아니다.
도 2을 참조하면, 공기 조화기는 실외에 배치되어 외부 공기와 열교환을 하는 실외기(20)와, 실내에 배치되어 공기를 조화시키는 실내기(10)와, 상기 실외기(20)와 실내기(10)를 연결시켜 주는 냉매관(80)을 포함한다.
보다 상세하게 설명하면, 상기 실내기(10) 내부에는 제1열교환기(30)가 증발기로써 작동하고, 상기 실외기(20) 내부에는 제2열교환기(40)가 응축기로써 작동한다. 본 발명에서 열교환기는 제1열교환기(30)와 제2열교환기(40)를 모두 포함할 수 있다.
상기 실외기(20)는 외부 공기와 열교환하여 상기 실내기(10)로부터 유입된 저온 저압의 기체 냉매를 저온 저압의 액체 냉매로 변환시키는 수단으로서, 압축기(50)와 팽창기(60)가 더 구비될 수 있다.
상기 압축기(50)는 상기 실내기(10) 내부에 구비된 제1열교환기(30)로부터 유입된 저온 저압의 기체 냉매를 고온 고압의 기체 냉매로 변환시킬 수 있으며, 상기 제2열교환기(40)는 상기 고온 고압의 기체 냉매를 상온 고압의 액체 냉매로 변환시킬 수 있으며, 상기 팽창기(60)는 상기 상온 고압의 액체 냉매를 저온 저압의 액체 냉매로 변환시킬 수 있다.
상기 제2열교환기(40)는 외부와의 열교환이 직접 일어나는 부재로서, 외부 공기의 유입을 위하여 별도의 실외팬(22)이 더 구비될 수 있다.
한편, 상기 실내기(10)에서는 상기 실외기(20)에서 유입된 저온 저압의 액체 냉매가 저온 저압의 기체 냉매로 변환되는데, 이때의 증발을 이용하여 실내의 온도를 낮추게 된다. 상기 실내기(10)는 저온 저압의 액체 냉매가 저온 저압의 기체 냉매로 변환되는 제1열교환기(30)와, 실내팬(12)으로 이루어질 수 있다.
냉매관(80)은 상기 실외기(20)와 실내기(10)를 연결시켜 냉매가 유동되도록 하는 부재로서, 상기 실외기(20)와 실내기(10)의 거리에 따라 적정하게 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 공기 조화기는 상기 실내기와 실외기가 일체로서 형성될 수 있음은 물론이다. 또한 본 발명에 따른 공기 조화기는 필요에 따라 상기 열교환기, 압축기, 팽창기 및 냉매가 이동하는 냉매관이 바람직한 형태로 변형될 수 있음은 물론이다.
이하, 실시예들 및 비교예들에 따른 혼합 냉매를 통하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다. 이러한 실시예는 본 발명을 좀더 상세하게 설명하기 위하여 예시로 제시한 것에 불과하다. 따라서 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예>
실시예 1: 냉매 조성물 1
디플루오로메탄(HFC-32), 1,1,2-트라이플루오로에틸렌(HFC-1123) 및 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234yf)을 혼합하여 혼합 냉매 조성물을 제조하였다.
이때, 상기 디플루오로메탄(HFC-32)은 상기 혼합 냉매 조성물 총 중량에 대해 59 중량%로 포함되었고, 상기 1,1,2-트라이플루오로에틸렌(HFC-1123)은 상기 혼합 냉매 조성물 총 중량에 대해 40 중량%로 포함되었고, 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234yf)은 상기 혼합 냉매 조성물 총 중량에 대해 1 중량%로 포함되었다.
실시예 2: 냉매 조성물 2
디플루오로메탄(HFC-32), 1,1,2-트라이플루오로에틸렌(HFC-1123) 및 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234yf)을 혼합하여 혼합 냉매 조성물을 제조하였다.
이때, 상기 디플루오로메탄(HFC-32)은 상기 혼합 냉매 조성물 총 중량에 대해 44 중량%로 포함되었고, 상기 1,1,2-트라이플루오로에틸렌(HFC-1123)은 상기 혼합 냉매 조성물 총 중량에 대해 40 중량%로 포함되었고, 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234yf)은 상기 혼합 냉매 조성물 총 중량에 대해 16 중량%로 포함되었다.
실시예 3: 냉매 조성물 3
디플루오로메탄(HFC-32), 1,1,2-트라이플루오로에틸렌(HFC-1123) 및 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234yf)을 혼합하여 혼합 냉매 조성물을 제조하였다.
이때, 상기 디플루오로메탄(HFC-32)은 상기 혼합 냉매 조성물 총 중량에 대해 59 중량%로 포함되었고, 상기 1,1,2-트라이플루오로에틸렌(HFC-1123)은 상기 혼합 냉매 조성물 총 중량에 대해 16 중량%로 포함되었고, 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234yf)은 상기 혼합 냉매 조성물 총 중량에 대해 25 중량%로 포함되었다.
실시예 4: 냉매 조성물 4
디플루오로메탄(HFC-32), 1,1,2-트라이플루오로에틸렌(HFC-1123) 및 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234yf)을 혼합하여 혼합 냉매 조성물을 제조하였다.
이때, 상기 디플루오로메탄(HFC-32)은 상기 혼합 냉매 조성물 총 중량에 대해 36 중량%로 포함되었고, 상기 1,1,2-트라이플루오로에틸렌(HFC-1123)은 상기 혼합 냉매 조성물 총 중량에 대해 40 중량%로 포함되었고, 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234yf)은 상기 혼합 냉매 조성물 총 중량에 대해 24 중량%로 포함되었다.
비교예 1
디플루오로메탄(HFC-32) 및 펜타플루오로에탄(HFC-125)를 각각 50 중량%로 혼합하여 HFC-410A를 제조하였다.
하기 표 1은 본 발명에 따른 냉매 조성물을 구성하는 디플루오로메탄(HFC-32), 1,1,2-트라이플루오로에틸렌(HFC-1123) 및 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234yf) 각각의 함량 및 비교예 1의 구성 성분의 함량을 나타낸 것이다.
실시예 중량% 총량
HFC-32 HFC-1123 HFO-1234yf HFC-125
실시예 1 59 40 1 - 100
실시예 2 44 40 16 - 100
실시예 3 59 16 25 - 100
실시예 4 36 40 24 - 100
비교예 1 50 - - 50 100
<실험예>
실험예 1: 냉매 조성물의 물성
본 발명에 따른 냉매 조성물의 물성을 분석하고 그 결과를 표 2에 나타내었다.
비교예 1 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
GWP 2088 398 299 304 246
가연성 등급 A1 A2L A2L A2L A2L
체적 용량
[kJ/m3]		 6781.9 7647.46 7112.54 7153.34 6775.46
100% 113% 105% 105% 100%
온도구배
(증발)
[℃]		 0.11 0.66 1.82 1.72 2.78
밀도 응축
[kg/m3]		 1393.9 1340.9 1355.6 1354.6 1363.8
냉매 충전량 100% 96% 97% 97% 98%
CO2 발생량 100% 18% 14% 14% 12%
Cp/Cv 1.43 1.50 1.44 1.40 1.43
몰질량
[kg/kmol]		 72.6 61.3 67.8 71.9 64.6
배출 온도
[℃]		 81 87 82 80 86
1) 지구온난화지수(GWP)
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 냉매 조성물은 지구온난화지수가 400 이하인 것을 알 수 있고, 특히 실시예 2 및 실시예 4의 냉매 조성물은 지구온난화지수가 300 이하인 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 냉매 조성물은 2030년까지 평균 지구온난화지수 400을 목표로 하는 EU 불화-가스 규정(EU F-gas regulation)에 만족하는 것을 알 수 있다.
2) 냉매 가연성 등급
상기 표 2에 기재된 바와 같이, 본 발명의 냉매 조성물의 냉매 가연성 등급(Safety Classification)이 A2L을 만족하는 것을 알 수 있고, A2L을 만족하면 독성이 없으며, 가연 하한값(LFL)이 3.5 부피%를 초과하고, 연소열은 19000 kJ/kg 미만이며, 연소 속도는 10 cm/s 이하이다.
3) 체적 용량
체적 용량(VC)이란 단위 체적 당 냉동 효과를 뜻하는데 이것은 압축기의 크기를 나타내는 인자로서 대개 증기압에 비례한다. 상기 표 2에 기재된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 냉매 조성물의 체적 용량은 HFC-410A 대비 100 ~ 113%로 안정적인 능력 및 효율을 제공하는 것을 알 수 있다.
4) 온도 구배
약간의 온도 구배는 로렌츠 순환(Lorenz cycle)을 통해 효율 상승이 가능하지만, 온도 구배가 클수록 열전달계수가 감소하고 제어하기 여려울 수 있다. 그러나, 본 발명의 냉매 조성물은 상기 표 2에 기재된 바와 같이, 온도 구배가 0.7 ~ 2.8 ℃이므로, 효율 상승이 가능한 것을 알 수 있다.
5) 냉매 충전량
상기 표 2에 기재된 바와 같이, 본 발명의 냉매 조성물은 96 ~ 98%로 HFC-401A 대비 냉매 충전량이 2 ~ 4% 감소됨에도 HFC-401A와 동등한 수준의 성능을 발휘할 수 있다.
6) CO2 발생량
상기 표 2에 기재된 바와 같이, 본 발명의 냉매 조성물은 CO2 발생량이 12 ~ 18%로 HFC-410A 대비 CO2 발생량이 82 ~ 88%로 감소되는 것을 알 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
10 : 실내기
12 : 실내팬
20 : 실외기
22 : 실외팬
30 : 제1열교환기
40 : 제2열교환기
60 : 팽창기
80 : 냉매관

Claims (7)

  1. 불화 탄화수소의 혼합물을 포함하는 냉매 조성물에 있어서,
    상기 혼합물은 디플루오로메탄(HFC-32), 1,1,2-트라이플루오로에틸렌(HFC-1123) 및 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234yf)를 포함하고,
    상기 디플루오로메탄(HFC-32), 1,1,2-트라이플루오로에틸렌(HFC-1123) 및 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234yf)의 함량의 총합을 100중량%로 하는 3성분 조성도에 있어서,
    점 A(HFC-32/HFC-1123/HFO-1234yf = 59/40/1 중량%),
    점 B(HFC-32/HFC-1123/HFO-1234yf = 36/40/24 중량%) 및
    점 C(HFC-32/HFC-1123/HFO-1234yf = 59/16/25 중량%)의
    3점을 꼭지점으로 하는 삼각형의 범위에 포함되는 조성비를 가지는 혼합물인, 냉매 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉매 조성물은 지구온난화지수가 400이하인 것을 특징으로 하는 냉매 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 냉매 조성물은 HFC-401A 대비 냉매 충전량이 2 ~ 4%로 감소되는 것을 특징으로 하는 냉매 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 냉매 조성물은 HFC-410A 대비 CO2 발생량이 82 ~ 88%로 감소되는 것을 특징으로 하는 냉매 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 냉매 조성물은 HFC-410A 대비 체적 용량이 100 ~ 113%인 것을 특징으로 하는 냉매 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 냉매 조성물은 온도 구배가 0.7 ~ 2.8 ℃인 것을 특징으로 하는 냉매 조성물.
  7. 열교환기, 압축기, 팽창기 및 냉매가 이동하는 냉매관을 포함하는 공기조화기에 있어서,
    상기 냉매는 제1항에 따른 냉매 조성물이 적용된
    공기 조화기.
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