TW201009060A - Refrigerant composition comprising 1,1,1,2-tetrafluoroethane (HFC134a) and 2,3,3,3-tetrafluoropropene (HFO1234yf) - Google Patents
Refrigerant composition comprising 1,1,1,2-tetrafluoroethane (HFC134a) and 2,3,3,3-tetrafluoropropene (HFO1234yf) Download PDFInfo
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Description
201009060 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明爲有關冷凍及空調所使用之由1，1,1，2-四氟乙 烷（HFC134a)與 2,3,3,3-四氟丙烯（HF01234yf)所形成 之混合冷媒組成物。 【先前技術】 隨著全世界對地球暖化等深刻問題進行議論之中，開 發出一種對環境負擔較少之冷凍空調機之重要性已更爲增 加。冷媒除本身負有對溫暖化之影響度，其對於冷凍空調 機之性能亦有極大之關係，故大幅削減造成溫暖化之二氧 化碳發生量之技術亦佔有極重要之地位。 目前，相較於以往已知之氯氟碳（CFC )、氫化氯氟 碳（HCFC)、氫化氟碳（HFC)而言，已有各種提案提 出具有低地球暖化係數（GWP )之分子內具有雙鍵之部分 氟化之丙烯。 其中之一爲，2,3,3,3-四氟丙烯（HF01234yf)(專利 文獻1、2等），該冷媒具有燃燒性，其於21°C中，於空 氣中之濃度、6.5-12.5vol·%之範圍’具有著火之性質。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]國際公開第20〇5/1〇5947號手冊 [專利文獻2]國際公開第2006/0943〇3號手冊 201009060 【發明內容】 冷媒於具有燃燒性之際，於電氣系統將會有需要使用 高安全性之構件的必要性，或機器必須對於所可塡充之冷 媒的重量之上限作一限制。本發明則提供一種不會損及冷 凍性能’且不受其所限制之具有優良處理性之不燃性的冷 媒爲目的。 本發明者們，對於上述問題經過深入硏究結果，得知 於介由壓縮機使冷媒循環之構成冷凍循環之裝置中，經由 採用含有36質量％以上、50質量％以內之1，1，1，2·四氟 乙烷（HFC134a)，與50質量％以上、64質量％以內之 2,3,3,3-四氟丙烯（HF01234yf)之冷媒組成物時，即可解 決上述之問題。更佳者爲，一種含有36質量％以上、42 質量％以內之HFC13 4a，與58質量％以上、64質量％以 內之HF01234yf所形成之冷媒組成物。基於該見解經過 重複硏究結果，進而完成本發明。 即’本發明爲提供下述不燃性冷媒組成物之發明。 請求項1 一種冷媒組成物，其特徵爲，含有 四氟乙烷（HFC134a) 36 〜50 質量 ％及 2,3,3,3-四 氟丙烯（HF01234yf) 50〜64質量％。 請求項2 如請求項1之冷媒組成物，其爲含有 1，1，1，2-四氟乙烷（HFC134a) 36 〜42 質量 ％及 2,3,3,3-四 氟丙烯（HF01234yf) 58〜64質量％。 請求項3 如請求項1或2之冷媒組成物，其尙含有 201009060 聚合阻礙劑。 請求項4 如請求項1〜3中任一項之冷媒組成物， 其尙含有乾燥劑。 請求項5 如請求項1〜4中任一項之冷媒組成物， 其尙含有安定劑。 請求項6 —種冷凍機之運轉方法，其特徵爲，將請 求項1〜5中任一項之冷媒組成物藉由壓縮機進行循環。 請求項7 —種製造方法，其爲請求項1之冷媒組成 物之製造方法，其特徵爲，添加1,1，1，2-四氟乙烷（ HFC134a ) 36〜50質量％及 2，3，3,3 -四氟丙烯（ HF01234yf) 50 〜64 質量 ％。 請求項8 —種冷凍機，其特徵爲，含有請求項1〜5 中任一項之冷媒組成物。 本發明之冷媒組成物，可達成以下之效果。 (Π新提案之HF01234yf作爲冷媒使用時，可得到 與熱幫浦相同或更高之循環性能。 (2)因爲不燃性之冷媒，故無需變更使用具有安全 性更高之構件等之特別機器之仕樣。 (3 )因臭氧破壊係數（〇Dp )爲零，故即使使用後 之冷媒未完全回收之情形，也不會對臭氧層造成破壊。 本發明者們，對於具有燃燒範圍之HF01234yf，與不 具有燃燒範圍之HFC 134a之混合比例，與燃燒性之關係 進行深入硏究。燃燒性則依試驗例2所記載之方法進行評 估。 201009060 評估之結果，得知含有HFC134a 36〜50質量％及 HF01234yf 50〜64質量％之冷媒組成物（即，HFC134a 與HF01234yf之質量比爲36/64〜50/50之冷媒組成物） ，不會損及冷凍性能而顯示具有不燃性。又’於含有 HFC134a 3 6 〜42 質量 ％ 及 HFO 1 234yf 58 〜64 質量 ％ 之冷媒組成物（HFC134a與HF01234yf之質量比爲36/64 〜42/5 8之冷媒組成物）之情形時可發揮出更優良之效果 。此外，含有 HFC 1 34a 3 8〜42質量％及 HFΟ 1 234yf 58〜62質量％之冷媒組成物（HFC134a與HF0123 4yf之 質量比爲3 8/62〜42/5 8之冷媒組成物之情形’可發揮出 最優良之效果。 又，HFC134a 之 GWP (積分期間；ITH=100yr)爲 1430，HF01234yf則爲4。混合冷媒中之HFC134a的重量 比例爲36〜50質量％時，混合冷媒之GWP亦較單獨使用 HFC 13 4a之情形爲幾乎1/2以下。 本發明之不燃性組成物雖具有高安定性’但於嚴苛之 使用條件下，而要求高度之安定性之情形時’必要時可添 加安定劑。 該些安定劑，例如（i)硝基甲烷、硝基乙烷等之脂 肪族硝基化合物，硝基苯、硝基苯乙烯等之芳香族硝基化 合物、（ii). 1，4一二噁烷等之醚類，2,2,3,3,3—五氟丙 胺、二苯基胺等之胺類，丁基羥基二甲苯、苯并三唑等。 安定劑，可單獨或將2種以上組合使用。 安定劑之使用量，依安定劑之種類而有所不同’—般 -8- 201009060 爲使用不會妨礙不燃性組成物之性質的程度。通常，安定 劑之使用量相對於HFC134a與HF0 1 234yf之混合物100 重量份，通常爲使用0.1〜10重量份左右爲佳，又以0.1 〜5重量份左右爲更佳。 本發明之組成物可再含有聚合阻礙劑亦可。例如，4 -• 甲氧基-1-萘酚、氫醌、氬醌甲基醚、二甲基-t-丁基酚、 - 2,6-二-tert-丁基-P-甲酚、苯并三唑等。 • 聚合阻礙劑之使用量相對於HFC134a與HF0 1234yf 之混合物100重量份，通常爲使用0.01〜5重量份左右爲 佳，又以0.05〜2重量份左右爲更佳。 • ' 本發明之組成物可再含有乾燥劑。 本發明之冷媒組成物，可介由壓縮機進行循環而構成 冷凍循環。又，亦可用於介由壓縮機使該冷媒組成物循環 而構成冷凍循環之裝置。 可使用本發明之冷媒組成物之冷凍機，例如，汽車空 φ 調、自動販賣機用冷凍機、業務用·家庭用空調及氣體熱 幫浦（GHP ) •電子熱幫浦（EHP )等，但並不僅限定於 此。 【實施方式】 以下，將以實施例對本發明進行説明，但並不僅限定 於該內容之中。 試驗例1 -9- 201009060 冷媒爲使用 HFC134a/HFO 1 234yf( 40/60mass%)( 實施例 1) 、HFC134a/HF01234yf ( 50/50maSS% )(實施 例2 )，以冷房定格能力4kW之熱幫浦，蒸發器中之冷媒 蒸發溫度爲〗〇°C，凝縮器中之冷媒凝縮溫度爲45°C，過 熱度及過冷卻度爲〇°C之條件下進行運轉。 又’比較例爲使用HF01234yf(比較例1)，除將過 熱度設定爲2.4 °C以外，其他皆與上述相同條件下使熱幫 浦進行運轉。 由該些結果，依下述式求取成績係數（COP )及冷凍 效果。 COP =冷凍能力/消費電力量 冷凍效果=冷凍能力/冷媒循環量 實施例1及2之冷媒中的C0P及冷凍效果，係以比 較例1之冷媒中之該數據爲基準（=100)的相對値方式， 記載如表1所示。 [表1] COP比 冷凍效果比 蒸發壓力 (MPa) 凝縮壓力 (MPa) 實施例1 HFC134a/HF01234yf (40/60mass%) 101 110 0.46 1.22 實施例2 HFC134a/HF01234yf (50/50mass%) 101 111 0.46 1.23 比較例1 HF01234yf 100 100 0.43 1.23 201009060 試驗例2 構成本冷媒之混合冷媒之燃燒性爲使用 ASTM E68 1-2001爲基礎，使用測定裝置測定其燃燒範圍。請參考圖1 內容。 爲使燃燒之狀態可進行目視及錄影攝影，而使用內容 積爲12公升之球形玻璃燒瓶，爲防止燃燒所產生過大之 壓力之際’而使上部之蓋子相對於氣體爲開放之狀態。著 火方法爲由保持於底部起1/3高度之電極所產生之放電而 發生。 試驗容器：280ιηιηφ球形（內容積：12公升）
試驗溫度：6 0 °C ±3°C 壓力 ：101 ·3 kPa ±0.7 kPa 水分 ：乾燥空氣lg中爲0.0088g ±0.0005g 冷媒/空氣混合比：1 vol.%刻度 ±0.2vol.% 冷媒混合： ±0.1 mass%
點火方法：交流放電 電極間隔：6.4 mm(l/4 inch) 火花：0.4 秒 ±0_05 秒 判定基準：以著火點爲中心，90度以上火焰擴大之 情形=燃燒（擴散） HFC134a與HF01234yf之混合系的燃燒性測定結果 係如表2所示。由該結果得知，HFC134a/HFOl234yf之 組成爲3 6 / 64質量％時，爲達到不燃性、可燃性之境界 ，HFC13 4a之組成爲36質量％以上時之成分，即使與空 -11 - 201009060 氣以任何比例混合下，也不會發生燃燒。因此，可明確得 知本發明之冷媒具有不燃性。 [表2] 混合氣體中之 HFC134a 濃度 空氣>= 户之混合氣體濃度 7 vol.% 8 vol·% 9 vol.% 10 vol.% 11 vol.% 34 mass% 不燃 不燃 燃燒 不燃 不燃 35 mass% 不燃 不燃 燃燒 不燃 不燃 36 mass% 不燃 不燃 不燃 不燃 不燃 本發明之混合冷媒組成物，極適合作爲冷凍及空調機 器所使用之冷媒組成物。 【圖式簡單說明】 [圖1]燃燒性試驗所使用之裝置的模式圖。 【主要元件符號說明】 1 :點火源（Ignition source) . 2:樣品入口（Sample inlet) 3:彈簧（Springs) 4 : 12 公升玻璃燒瓶（12· liter glass flask ) 5 :電極（Electrodes ) 6 :攪拌子（Stirrer ) 7 :絕緣室（Insulated chamber) -12-
Claims (1)
- 201009060 七、申請專利範圍： 1. 一種冷媒組成物，其特徵爲，含有m，2-四氟乙 烷（HFC134a ) 36〜50質量％及2，3，3，3 -四氟丙烯（ HF01234yf) 50 〜64 質量 ％。 2 ·如申請專利範圍第1項之冷媒組成物，其爲含有 - 1，1，1，2-四氟乙烷（HFC134a) 36〜42 質量 ％及 2,3,3,3-四 * 氟丙烯（HF01234yf) 58〜64質量％。 3. 如申請專利範圍第1項之冷媒組成物，其尙含有 聚合阻礙劑。 4. 如申請專利範圍第1項之冷媒組成物，其尙含有 '乾燥劑。 5 ·如申請專利範圍第1項之冷媒組成物，其尙含有 安定劑。 6. —種冷凍機之運轉方法，其特徵爲，將申請專利 範圍第1項之冷媒組成物藉由壓縮機進行循環。 7. —種製造方法，其爲申請專利範圍第1項之冷媒 組成物之製造方法，其特徵爲，添加1，1，1，2-四氟乙烷（ HFC134a ) 36〜50 質量％及 2，3，3，3 -四氟丙烯 （ HFO 1 234yf ) 50 〜64 質量 ％。 8. —種冷凍機，其特徵爲，含有申請專利範圍第1 項之冷媒組成物。 -13-
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