WO1989002456A1 - Refrigerant - Google Patents

Description

明 細 害

冷 媒

産業上の利用分野

本発明は、 冷凍機の動作流体、 いわゆる冷媒に関する 従来技術とその問題点

従来、 冷媒としては、 クロ口フルォロ炭化水索、 フル ォロ炭化水素、 これらの共沸組成物並びにその近辺の組 成の組成物が知られている。 これらは、 フロン又はフロ ン系冷媒と称され、 現在ジクロロジフルォロメタン （以 下フロン一 1 2という） 、 クロロジフルォロメ タン （以 下フロン— ; 2 2という） 等が主に使用されている。 しか しながら、 近年、 大気中に放出された場合ある種のフ口 ンが成層圏のオゾン層を破壊し、 その結果、 人類を含む 地球上の生態系に重大な悪影響を及ぼすことが指摘され ている。 このような指摘は、 未だ科学的に完全に実証さ れているとは言い難いが、 趨勢としては、 オゾン層破壌 の可能性の高いフロンについては、 国際的な取り決めに より、 使用及び生産を統制する方向にある。 銃制の対象 となるフロンの一種にフロン一 1 2がある。 冷凍 ·空調 設備の普及に伴い、 需要が毎年増大しているフロンの使 用及び生産の铳制は、 居住環境を始めとして、 現在の社 会機構全般に与える影響が大きい。 従って、 冷凍性能、 特に成績係数に優れた冷媒の開発が緊急の課題となって いる。 オゾン曆を破壌するおそれがないフロンとして、

1, 1, 1一 ト リフルォロェタン （フロン一 143 a) が考えられるが、 .これは、 成績係数が低いのが欠点であ る。

ここに、 成績係数とは、 冷凍能力 Z圧縮仕事の比で示 されるものである。 冷凍能力は、 被冷却体が奪われる単 位時間当たりの熱量であり、 圧縮仕事は、 単位時間当た りの冷凍機運転のための動力の仕事量であるから、 成績 係数は、 冷媒の効率に相当するものである。

問題点を解決するための手段 ' 本発明者は、 成鑌係数に優れ、 iつ大気中に放出され ^場合にもオゾン詹に及ぼす影響が小さい新たな冷媒を 得るべく、 種々研究を重ねてきた。 その結果、 1， 1 , 1一 ト リフルォロエタン （フロン一 143 a) にクロ口 テトラフルォロェタンまたはテトラフルォロェタンを配 合する場合には、 フロン一 143 aより も優れた成績係 数を発揮することを見出した。

すなわち、 本発明は、 1, 1, 1一 トリフルォロエタ ンとクロロテトラフルォロェタン又はテトラフルォロェ タンとからなる冷媒に係る。

図面の簡単な説明 第 1図及び第 2図は、 本発明冷媒の性能を示すグラフ である。

本発明の構成

本発明冷媒組成物は、 1, 1, 1一 トリフルォロエタ ン 90〜 5重量％とクロロテトラフルォロェタン又はテ トラフル才ロエタン 10〜95重量％とからなることが 好ましい。 クロロテトラフルォロメタン又はテトラフル ォロェタンの配合割合が、 このような範囲内にある場合 には、 フロン一 143 a単独の場合に比して、 成績係数 の大幅な向上が認められる。 特に好ましい混合範囲は、 フロン一 Γ43 aとクロロテトラフルォ口.エタンとから なる冷媒では、 前者 70〜5重量％に対し後者 30〜 95重量％であり、 フロン一 143 aとテトラフルォロ エタンとからなる冷媒では、 前者 40〜 5重量％に対し 後者 6 D〜95重量％である。

本発明において使用するクロロテトラフル才ロェタン としては、 2—クロロー 1, 1, 1, 2—テトラフルォ 口ェタン （フロン一 124) 及び：！一クロロ ー 1 , 1 , 2, 2—テトラフルォロェタン （フロン一 124 a) が 挙げられ、 テトラフルォロエタンとしては、 1 , 1 , 1 2—テトラフルォロェタン （フロン一 134 a) 及び 1 1, 2, 2—テトラフルォロェタン （フロン一 1 34〉 が挙げられる。 フロン一 1 2 4とフロン一 1 2 4 aとは、 本発明組成物中で同等の効果を発揮するので、 相互に転 換又は混用可能であり、 またフロン一 1 3 4 aとフロン 一 1 3 4についても同様である。

発明の作用及び劾果

本発明の冷媒は、 比熱比がフロン一 2 2よりも小さく、 圧縮機の吐出ガス温度がフロンー 2 2より も低いので、 例えば、 ヒートポンプ式冷暖房機のような比較的温度の 高い冷凍サイクル用の媒体としても、 好適である。

本発明組成物は、 非共沸組成物である。 一般 、 単一 化合物及び共沸組成物では、 蒸発器に.おける蒸発温度は、 蒸発が定圧下に行われるために、 一定であるが、 非共沸 組成物では、 蒸発器入口で低温となり、 蒸発器出口で高 温となる。 一方、 被冷却流体は、 蒸発器での冷媒の流れ と向流方向に熱交換するように流されるので、 冷媒の蒸 発温度が一定であっても、 流れに沿って温度勾配を有す る。 すなわち、 蒸発器内では、 冷媒と被冷却流体との温 度差は、 被冷却流体が進むにしたがって、 小さくなる。 本発明による非共沸組成物冷媒を使用する場合には、 蒸 発器内での被冷却流体の温度勾配に近付けることが可能 となり、 冷凍の効率、 即ち成績係数を高めることができ る。 実 施 例

以下に実施洌及び比較例を示し、 本発明の特徵とする ところをより一層明らかにする。

実施例 1〜 6及び比較例 1

フロン一 143 aとフロン— 124とを第 1表に示す 種々の割合 （重量比） で混合し、 冷媒とした。

第 1 表

フ oンー 143 a フ αンー

比較例 1 100 0

実施例 1 90 10

実施例 2 80 20

実施例 3 60 40

実施例 4 40 60

実施例 5 20 80

実施例 6 5 95

1馬力の冷凍機において、 凝縮器における冷媒の凝縮 開始温度を 50 ；、 蒸発器入口における冷媒の温度温度 を 0で、 蒸発器過熱度を 5でとし、 第 1表に示す組成の 冷媒を使用して、 運転を行った。 第 2表に （ I ) 最高蒸 発温度 [で] 、 （Π) 冷凍能力 [kcal/ffl³ ] 、 （IE) 成 績係数及び （W) 圧縮機吐出温度 [で] を示す。 尚、 第 2表には、 フロン一 143 aのみを使用する場 合 （比較例 1 の結果を合わせて示す。

第 2 表

( I) (Π) (ΠΙ) (IV)

比較例 1 0.0 647 3.55 62.9

実施例 1. 1.7 686 3.82 62.2

実施例 2 3.S 621 4.09 61.2

実施例 3 5.7 578 4.64 58.8

実施例 4 6.8 509 5.03 56.1

実施例 5 5.6 401 4.99 53.3

実施例 6 2.0 298 4.47 50.8 また、 第 1図には、 フロン一 143 aとフロン— 12 4との組成比と成績係数 （曲鎵 A) との関係を表すグラ ¹フを示す。

第 2表及び第 1図に示す結果から、 本発明冷媒の優れ た特性が明らかである。

実施例 7〜 2

フロン一 143 aとフロン一 134 aとを第 3表に示 す種々の割合 （重量比） で混合して得た冷媒を使用する 以外は、 実施例 1〜6と同様にして、 夫々の特性を調べ た。 · 第 3 表

フロン一 143 a フロン一 1 34 a 実施例 7 90 1 0

実施例 8 80 20

実施例 9 60 40

実施例 10 40 60

実施例 11 20 80

実施例 12 5 9 5 第 4表に各冷媒の （ I) 最高蒸発温度 [で] 、 （Π) 冷凍能力 [kcal/n³ ] 、 .(III) 成績係数及び （W) 圧縮 樺吐出温度 [°C] を示す。

また、 第 2図には、 フロン一 143 aとフロン一 1 3 4 aとの組成比と成績係数 （曲線 B) との関係を表すグ ラフを示す。

第 4 表

( I ) (Π) cm) (IV) 実施例 7 0.6 640 3.68 62.8 実雄 8 丄.丄 630 3.81 62.8 実施例 9 1.8 602 4.04 62.4 実施例 10 2.0 561 4.18 62.2 実施例 11 1.5 508 4.24 61.8 実施例 12 0.5 45S 4.19 61.7

Claims

請 求 の

① 1一 トリフルォロェタンとクロロテト

ルォロェタン又はテトラフルォロエタンとからなる冷 媒。

② 1, 1, 1一 ト リフルォロェタン 90〜 5重量％と クロロテトラフルォロェタン又はテトラフルォロエタ ン 10〜95重量％とからなる請求の範囲第 1項に 記載の冷媒。 ·

③ 1, 1, 1一 ト リフル才ロヱタン 70〜 5重量％と クロロテトラフルォロエタン 30〜 95重量％とから なる請求の範囲第 2項に記載の冷媒。

④ 1, 1, 1一 トリフルォロェタン 40〜 5重量％と テトラフルォロェタン 60〜 95重量％とからなる請 求の範囲第 2項に記載の冷媒。