KR930006189B1 - 디메틸에테르 및 1,1,1,2-테트라플루오로에탄의 혼합물 및 그의 응용 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제1도는 20.2℃의 온도에서 설정된 HFA 134a/DME 혼합물의 액체/기체 평형곡선을 나타낸 것이다.
제2도는 본 발명 혼합물의 각 구성성분 자체의 성능효율을 나타낸 것이다.
본 발명은 저 비점의 냉동액 혼합물에 관한 것으로, 본 혼합물은 성층권의 오존에 대한 영향이 없이 압축 냉동계 특히 가정용에 있어 클로로플루오로카르본(CFC)의 대체물로서 사용이 가능하다.
오존에 대한 CFC의 상당한 작용으로 CFC는 결국, 클로린을 함유하지 않음으로써 성층귄의 오존에 대한 영향이 없는 냉동액으로 대체될 수 밖에 없다는 사실은 기정의 사실로 되어왔다.
1,1,1,2-테트라플루오로에타(HFA 134a)은 이미, 디클로로디플루오로메탄(CFC 12)의 대체물로서 제안되어 있다. 그러나, CFC 12 보다도 낮은 열역학적 성능의 측면이나, 냉동플랜트의 운전비가 최소한도로 낮아져야 한다는 점(특히 CFC12를 냉동액으로 사용하고 있는 가정용 압축 냉동장치의 경우나, 다에너지소비에 대한 불만을 가진 설계자들의 경우에 이점은 매우 중요함)을 고려할때, HFA 134a는 충분히 만족할 만한 해결책을 제공하지 못한다할 수 있다.
이후, 성능효율 ["Cofficent of Performance", (COP)]이라는 용어는 냉동액 증기를 압축하는데 필요한 이론적 압축일에 대한 냉동액의 냉각용량비를 표시한다.
현재, 디메틸에테르(DMF)와 1,1,1,2-테트라플0루오로에탄(HFA 134a)의 혼합물은 순수 HFA 134a5∼65%와 DME 35∼95% 사이의 질량분율의 경우에 본 혼합물은 성능 효율에 있어 실제적 및 예외적 안정된 증가로 인해 유사 공비혼합물의 양상을 나타낸다.
한편, DME와 HFA 134a는 1.013바에 최대 비점이 약-22.4℃인 공비 혼합물을 형성한다는 것과, 이것의 HFA 134a용량은 정상 비점에서 질량기준으로 약 62.3%라는 사실도 알려저 있다. 이 조성은 당연히 혼합물의 압력의 함수로서 변화하여, 특정 압력에서 공지기술을 이용하여 쉽게 결정될 수 있다.
본 발명에 사용되는 냉동액은, 고도의 성능효율 때문에 질량 기준으로 약 5∼85%의 HFA 134a (바람람직하게 약 5∼65%)와 약 DME(바람직하게 35∼95%)를 함유하는 혼합물이 유리하다. 매우 바람직한 냉동 혼합물은 상기의 공비혼합물이다.
본 발명에 따른 혼합물은 물리적 특성이 CFCS와 유사하다는 점을 고려할때, 에어로졸 프로펠란드 또는 플라스틱 기포발생용 분출제로서도 사용될 수 있다.
다음의 실시예로서 본 발명을 구체적으로 설명하겠지만, 이것이 본 발명을 제한하는 것은 아니다.
[실시예 1]
본 발명에 따른 공비혼합물을 실험적으로 여러 온도에서 가스크로마토그라피를 이용하여 HFA 134a와 DME의 여러 혼합물에 대한 액상 조성물 및 기체상 조성물의 분석을 통해 조사하였다.
압력은 헤이즈 만노메터(Heise manometer)를 사용하여 0.02바 보다 높은 정밀도로 측정하였다. 온도는 1000옴(ohm)백금 탐침을 이용하여 0.02℃이내까지 측정하였다.
첨부된 제1도는, 온도 20.2℃에서 설명된 HFA 134a/DME혼합물의 액체/기체 평형 곡선을 나타낸다. 이 그라프에서 가로축은 HFA 134a의 질량분율을 나타내며, 세로축은 바(bar)로서 절대압력을 나타낸다 ; 기호 □은 실험 포인트를 나타낸다.
각 온도에 대해, 제1도와 유사한 곡선이 얻어진다. DME에 HFA 134a를 연속 첨가할 경우, 혼합물에 의해 발생되는 압력은 차츰 감소하고, 이후 최소점을 지나 점차 증가하는데, 이것은 최대 비점을 갖는 공비혼합물의 존재를 의미하는 것이다.
몇개의 등온선에 대해 이러한 방법으로 얻은 실험 포인트의 상관관계는 데이타프로세싱 시뮬레이션이라는 공지의 기술을 이용하여 얻어냈다.
여러 HFA 134a 조성에 대해 이와 같이 결정된 정상비점들을 다음 표 1에 정리한다.
[표 1]
이들 상관 관계의 결과는, HFA 134a의 질량분율이 62.3%인 경우에 정상비점이 최대임을 증명하는 것이고, 따라서 다음과 같이 이 공비혼합물을 특정지울 수 있다.
-정상비점은 약-22.4℃
-질량조성은 HFA 134a와 약 62.3%
다음 표 2는, 순수물지로가 비교하여, 이 공비혼합물에 대한 압력/온도 관계를 제공한다.
[표 2]
공비혼합물의 증기압은 넓은 온도범위에 걸쳐 순수물질의 증기압 보다 낮다. 즉, 이들 데이터는 이 혼합물이 이 온도 범위에서 공비혼합물 임을 보여주는 것이다.
또한, HFA 134a의 질량조성이 5∼65% 사이에서 변화하는 경우에, 이 혼합물의 증기압은 매우 안정한 상태를 유지한다(4% 미만의 변환). 이것은 이 조성범위에서 이 혼합물의 유사 공비양상을 보여주는 것이다.
[실시예 2]
이 실시예는 본 발명에 따른 본 혼합물을 냉동액으로서 사용함을 보여준다. 본 발명에 따른 본 혼합물의 성능효율이 하기와 같이 정의된 표준 여역학적 사이클의 경우에, 각 구성 성분 자체의 성능 효율과 비교한다.
-응축온도 :+30℃
-기화온도 :-20℃
-액체초냉각 : +0℃
-증기초가역 :+0℃
제2도는 이들 결과를 나타낸다. 가로축은 HFA 134a의 질량분율을, 세로축은 COP 값을 표시한다.
HFA 134a의 질량분율이 65% 이하인 경우에, 냉동혼합물의 COP는 예기치 않게 안정한 상태가 되어 HFA 134a 보다 4∼5 높음을 알 수 있다.
다음 표 3에는 동일 사이클의 경우에, 본 발명에 따른 4공비혼합물의 성능효율과 순수 HFA 134a 및 순수 CFC 12의 성능효율이 비교되어 있다.
[표 3]
공비적 혼합물(순수 HFA 134a와 비교하여 이것이 제공하는 잇점은 제외함)은 또한 순수한 CFC 12의 COP값과 비교할때, 3% (여기서 조사된 사이클의 경우에)가 더 높은 COP 값을 가짐을 알 수 있다.
Claims (5)
- 질량기준으로, 1,1,1,2-테트라플루오로에탄 약 5∼85%와 디메틸에테르 약 15∼95%를 함유하는 냉동액용 혼합물.
- 제1항에 있어서, 질량 기준으로 1,1,1,2-테트라플루오로에탄 약 5∼65%와 디메틸에테르 약 35∼95%를 함유하는 혼합물.
- 제1항에 있어서, 1,1,1,2-테트라플루오로에탄 약 62.3 질량%와 디메틸에테르 37.7 질량%를 함유하며, 최대비점(1.013바에서 약 -22.4℃)을 갖는 공비혼합물에 상응하는 혼합물.
- 질량기준으로, 1,1,1,2-테트라플루오로에탄 약 5∼85%와 디메틸에테르 약 15∼95%를 함유하는 에어로졸 프롤펠란드용 혼합물.
- 질량기준으로, 1,1,1,2-테트라플루오로에탄 약 5∼85%와 디메틸에테르 약 15∼95%를 함유하는 플라스틱 기포 발생용 분출제용 혼합물.
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