JPH09324175A - ３成分混合冷媒とそれを用いたヒートポンプ装置 - Google Patents
３成分混合冷媒とそれを用いたヒートポンプ装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｒ２２の代替となる高効率な３成分混合冷媒
およびそれを用いたヒートポンプ装置を提供する。 【解決手段】 図１の三角座標で表したＲ３２、Ｒ１２
５、およびＲ１３４ａの３成分組成図おいて、点ａ
1（Ｒ３２／Ｒ１３４ａ＝４３／５７重量％）と点ａ
2（Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ＝７３／２７重量％）を結ぶ
線Ａ、点ｂ1（Ｒ３２／Ｒ１３４ａ＝２１／７９重量
％）と点ｂ2（Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ＝５５／４５重量
％）を結ぶ線Ｂ、点ｄ1（Ｒ３２／Ｒ１２５＝６０／４
０重量％）とＲ１３４ａの頂点を結ぶ線Ｄ、および点ｅ
1（Ｒ３２／Ｒ１２５＝５３／４７重量％）と点ｅ2（Ｒ
３２／Ｒ１３４ａ＝１９／８１重量％）を結ぶ線Ｅで囲
まれた組成範囲にあるＲ３２／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａか
らなる３成分混合冷媒。
およびそれを用いたヒートポンプ装置を提供する。 【解決手段】 図１の三角座標で表したＲ３２、Ｒ１２
５、およびＲ１３４ａの３成分組成図おいて、点ａ
1（Ｒ３２／Ｒ１３４ａ＝４３／５７重量％）と点ａ
2（Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ＝７３／２７重量％）を結ぶ
線Ａ、点ｂ1（Ｒ３２／Ｒ１３４ａ＝２１／７９重量
％）と点ｂ2（Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ＝５５／４５重量
％）を結ぶ線Ｂ、点ｄ1（Ｒ３２／Ｒ１２５＝６０／４
０重量％）とＲ１３４ａの頂点を結ぶ線Ｄ、および点ｅ
1（Ｒ３２／Ｒ１２５＝５３／４７重量％）と点ｅ2（Ｒ
３２／Ｒ１３４ａ＝１９／８１重量％）を結ぶ線Ｅで囲
まれた組成範囲にあるＲ３２／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａか
らなる３成分混合冷媒。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｒ２２の代替とな
る３成分混合冷媒およびそれを用いたヒートポンプ装置
に関する。
る３成分混合冷媒およびそれを用いたヒートポンプ装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、エアコン、冷凍機、冷蔵庫等のヒ
ートポンプ装置は、圧縮機、場合によっては四方弁、凝
縮器、キャピラリーチューブや膨張弁等の絞り装置、蒸
発器等を配管接続して冷凍サイクルを構成し、その内部
に冷媒を循環させることにより、冷却作用や加熱作用を
行っている。これらのヒートポンプ装置においては、冷
媒としてフロン類（以下Ｒ○○またはＲ○○○と記すこ
とが、米国ＡＳＨＲＡＥ３４規格により規定されてい
る）と呼ばれるメタンまたはエタンから誘導されたハロ
ゲン化炭化水素が通常使用される。中でもＲ２２（クロ
ロジフルオロメタン、沸点−４０．８℃）はエアコン、
冷凍機等の冷媒として幅広く用いられている。
ートポンプ装置は、圧縮機、場合によっては四方弁、凝
縮器、キャピラリーチューブや膨張弁等の絞り装置、蒸
発器等を配管接続して冷凍サイクルを構成し、その内部
に冷媒を循環させることにより、冷却作用や加熱作用を
行っている。これらのヒートポンプ装置においては、冷
媒としてフロン類（以下Ｒ○○またはＲ○○○と記すこ
とが、米国ＡＳＨＲＡＥ３４規格により規定されてい
る）と呼ばれるメタンまたはエタンから誘導されたハロ
ゲン化炭化水素が通常使用される。中でもＲ２２（クロ
ロジフルオロメタン、沸点−４０．８℃）はエアコン、
冷凍機等の冷媒として幅広く用いられている。
【０００３】しかしながら、近年成層圏オゾン層破壊が
地球規模の環境問題となり、成層圏オゾン破壊能力があ
るフロンは、すでにモントリオール国際条約によって使
用量及び生産量の規制が決定され、さらに将来的にはそ
の使用・生産を廃止しようという動きがある。成層圏オ
ゾン層に及ぼす影響をほとんどなくするためには、分子
構造中に塩素を含まないことが必要条件とされ、この可
能性のあるものとして塩素を含まないフッ化炭化水素類
（ＨＦＣｓ）が提案されている。塩素を含まないフッ化
炭化水素類の例としては、ジフルオロメタン（ＣＨ
2Ｆ2、Ｒ３２、沸点−５２℃）、ペンタフルオロエタン
（ＣＦ3−ＣＨＦ2、Ｒ１２５、沸点−４８℃）、１，
１，１−トリフルオロエタン（ＣＦ3−ＣＨ3、Ｒ１４３
ａ、沸点−４８℃）、１，１，１，２−テトラフルオロ
エタン（ＣＦ3−ＣＨ2Ｆ、Ｒ１３４ａ、沸点−２７
℃）、１，１−ジフルオロエタン（ＣＨＦ2−ＣＨ3、Ｒ
１５２ａ、沸点−２５℃）等がある。
地球規模の環境問題となり、成層圏オゾン破壊能力があ
るフロンは、すでにモントリオール国際条約によって使
用量及び生産量の規制が決定され、さらに将来的にはそ
の使用・生産を廃止しようという動きがある。成層圏オ
ゾン層に及ぼす影響をほとんどなくするためには、分子
構造中に塩素を含まないことが必要条件とされ、この可
能性のあるものとして塩素を含まないフッ化炭化水素類
（ＨＦＣｓ）が提案されている。塩素を含まないフッ化
炭化水素類の例としては、ジフルオロメタン（ＣＨ
2Ｆ2、Ｒ３２、沸点−５２℃）、ペンタフルオロエタン
（ＣＦ3−ＣＨＦ2、Ｒ１２５、沸点−４８℃）、１，
１，１−トリフルオロエタン（ＣＦ3−ＣＨ3、Ｒ１４３
ａ、沸点−４８℃）、１，１，１，２−テトラフルオロ
エタン（ＣＦ3−ＣＨ2Ｆ、Ｒ１３４ａ、沸点−２７
℃）、１，１−ジフルオロエタン（ＣＨＦ2−ＣＨ3、Ｒ
１５２ａ、沸点−２５℃）等がある。
【０００４】また、フッ化炭化水素類の冷媒は、もう一
つの環境問題である地球温暖化に対する影響を示す地球
温暖化係数（以下ＧＷＰと記す）は、Ｒ２２と同程度と
されている。１９９４年のＩＰＣＣ（Intergovermental
Panel on Climate Change、気候変動政府間パネル）報
告によれば、炭酸ガス（ＣＯ2）のＧＷＰを１としたと
きの積算時水平軸としてそれぞれ２０年、１００年、お
よび５００年の比較値は、Ｒ２２では４３００、１７０
０、および５２０；塩素を含まないフッ化炭化水素類の
内、Ｒ３２では１８００、５８０、および１８０；Ｒ１
２５では４８００、３２００、および１１００；Ｒ１４
３ａでは５２００、４４００、および１６００；Ｒ１３
４ａでは３３００、１３００、および４２０；Ｒ１５２
ａでは４６０、１４０、および４４とされている。
つの環境問題である地球温暖化に対する影響を示す地球
温暖化係数（以下ＧＷＰと記す）は、Ｒ２２と同程度と
されている。１９９４年のＩＰＣＣ（Intergovermental
Panel on Climate Change、気候変動政府間パネル）報
告によれば、炭酸ガス（ＣＯ2）のＧＷＰを１としたと
きの積算時水平軸としてそれぞれ２０年、１００年、お
よび５００年の比較値は、Ｒ２２では４３００、１７０
０、および５２０；塩素を含まないフッ化炭化水素類の
内、Ｒ３２では１８００、５８０、および１８０；Ｒ１
２５では４８００、３２００、および１１００；Ｒ１４
３ａでは５２００、４４００、および１６００；Ｒ１３
４ａでは３３００、１３００、および４２０；Ｒ１５２
ａでは４６０、１４０、および４４とされている。
【０００５】ここでＲ３２、Ｒ１２５、およびＲ１４３
ａは、Ｒ２２より沸点が低く、ヒートポンプ装置の凝縮
圧力が非常に高くなるため、単一ではＲ２２の代替物と
はなりにくい。Ｒ１３４ａやＲ１５２ａは、Ｒ２２より
沸点が高く、ヒートポンプ装置の冷凍能力が低下するた
め、同じく単一ではＲ２２の代替物とはなりにくい。さ
らに、Ｒ３２、Ｒ１４３ａ、およびＲ１５２ａは、可燃
性があるという欠点がある。
ａは、Ｒ２２より沸点が低く、ヒートポンプ装置の凝縮
圧力が非常に高くなるため、単一ではＲ２２の代替物と
はなりにくい。Ｒ１３４ａやＲ１５２ａは、Ｒ２２より
沸点が高く、ヒートポンプ装置の冷凍能力が低下するた
め、同じく単一ではＲ２２の代替物とはなりにくい。さ
らに、Ｒ３２、Ｒ１４３ａ、およびＲ１５２ａは、可燃
性があるという欠点がある。
【０００６】そこで、Ｒ２２の代替冷媒としては、Ｒ３
２／Ｒ１２５からなる２成分混合冷媒や、Ｒ３２／Ｒ１
２５／Ｒ１３４ａからなる３成分混合冷媒等が提案され
ている。ここで、Ｒ３２／Ｒ１２５からなる２成分混合
冷媒は、特公平６−９１４号公報（ＵＳＰ４，９７８，
４６７）において共沸様混合冷媒を構成することが開示
されている。この混合冷媒は、その蒸気圧が高いため、
Ｒ２２を用いていたヒートポンプ装置にそのまま適用す
ることは困難である。
２／Ｒ１２５からなる２成分混合冷媒や、Ｒ３２／Ｒ１
２５／Ｒ１３４ａからなる３成分混合冷媒等が提案され
ている。ここで、Ｒ３２／Ｒ１２５からなる２成分混合
冷媒は、特公平６−９１４号公報（ＵＳＰ４，９７８，
４６７）において共沸様混合冷媒を構成することが開示
されている。この混合冷媒は、その蒸気圧が高いため、
Ｒ２２を用いていたヒートポンプ装置にそのまま適用す
ることは困難である。
【０００７】このためＲ２２とほぼ同等の蒸気圧をもつ
として有力視されているＲ３２／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ
からなる３成分混合冷媒が、特公平６−５５９４２号公
報（ＵＳＰ５，３７０，８１１）、特表平６−５０３８
２８号公報（ＵＳＰ５，１８５，０９４）、特開平３−
２８７６８８号公報（ＥＰ４５１，６９２Ａ）、特開平
５−２３９４５０号公報（ＥＰ５０９，６７３Ａ）に開
示されている。そして、２３／２５／５２重量％の組成
［米国デュポン社の米国ＡＳＨＲＡＥ３４委員会に対す
る混合冷媒に関する申請書（Request for Refrigerant
Safety Classification and Nomenclature for Zeotrop
ic Ternary Refrigerant Mixture: HFC-32/HFC-125/HFC
-134a）1994年5月18日申請］等が提案されており、２３
／２５／５２重量％の組成は、米国ＡＳＨＲＡＥ３４規
格においてＲ４０７Ｃの番号が付与されている。
として有力視されているＲ３２／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ
からなる３成分混合冷媒が、特公平６−５５９４２号公
報（ＵＳＰ５，３７０，８１１）、特表平６−５０３８
２８号公報（ＵＳＰ５，１８５，０９４）、特開平３−
２８７６８８号公報（ＥＰ４５１，６９２Ａ）、特開平
５−２３９４５０号公報（ＥＰ５０９，６７３Ａ）に開
示されている。そして、２３／２５／５２重量％の組成
［米国デュポン社の米国ＡＳＨＲＡＥ３４委員会に対す
る混合冷媒に関する申請書（Request for Refrigerant
Safety Classification and Nomenclature for Zeotrop
ic Ternary Refrigerant Mixture: HFC-32/HFC-125/HFC
-134a）1994年5月18日申請］等が提案されており、２３
／２５／５２重量％の組成は、米国ＡＳＨＲＡＥ３４規
格においてＲ４０７Ｃの番号が付与されている。
【０００８】しかしながら、上記した３成分混合冷媒
は、非共沸混合冷媒であり、沸点温度と露点温度が異な
るばかりでなく、凝縮器や蒸発器において温度勾配をも
ち、気相中にはＲ３２やＲ１２５の低沸点成分が、また
液相中にはＲ１３４ａの高沸点成分がそれぞれ濃縮され
やすい。さらに、混合冷媒は、複数の成分を混合するた
め、各成分の割合の誤差を組成誤差として特定する必要
がある。このため、どのような組成がヒートポンプ装置
の冷媒として好適かについてはさらに研究を要する。
は、非共沸混合冷媒であり、沸点温度と露点温度が異な
るばかりでなく、凝縮器や蒸発器において温度勾配をも
ち、気相中にはＲ３２やＲ１２５の低沸点成分が、また
液相中にはＲ１３４ａの高沸点成分がそれぞれ濃縮され
やすい。さらに、混合冷媒は、複数の成分を混合するた
め、各成分の割合の誤差を組成誤差として特定する必要
がある。このため、どのような組成がヒートポンプ装置
の冷媒として好適かについてはさらに研究を要する。
【０００９】特に、上記した３成分混合冷媒を開示した
各先行文献の概要は、以下のようなものである。特公平
６−５５９４２号公報（ＵＳＰ５，３７０，８１１）
は、本発明の発明者の一部が発明した先行出願であり、
Ｒ２２とほぼ同等の蒸気圧をもつ範囲として、Ｒ３２／
Ｒ１２５／Ｒ１３４ａからなる３成分混合冷媒の組成範
囲を特定している。特表平６−５０３８２８号公報（Ｕ
ＳＰ５，１８５，０９４）は、この３成分混合冷媒をヒ
ートポンプ装置に用いたときの成績係数と冷凍能力の特
性、および非共沸混合冷媒として漏洩を繰り返したとき
の組成変化を開示している。特開平３−２８７６８８号
公報（ＥＰ４５１，６９２Ａ）の実施例３は、この３成
分混合冷媒をヒートポンプ装置に用いたときの成績係数
と冷凍能力の一般的傾向、および概略の不燃性範囲を開
示している。特開平５−２３９４５０号公報（ＥＰ５０
９，６７３Ａ）は、同じく３成分混合冷媒をヒートポン
プ装置に用いたときの成績係数と冷凍能力の例を開示し
ている。また、デュポン社の前記申請書の付属書類（At
tachment2のExhibit7）には、最新の公表されたＲ３２
／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａの不燃性範囲が開示されてい
る。
各先行文献の概要は、以下のようなものである。特公平
６−５５９４２号公報（ＵＳＰ５，３７０，８１１）
は、本発明の発明者の一部が発明した先行出願であり、
Ｒ２２とほぼ同等の蒸気圧をもつ範囲として、Ｒ３２／
Ｒ１２５／Ｒ１３４ａからなる３成分混合冷媒の組成範
囲を特定している。特表平６−５０３８２８号公報（Ｕ
ＳＰ５，１８５，０９４）は、この３成分混合冷媒をヒ
ートポンプ装置に用いたときの成績係数と冷凍能力の特
性、および非共沸混合冷媒として漏洩を繰り返したとき
の組成変化を開示している。特開平３−２８７６８８号
公報（ＥＰ４５１，６９２Ａ）の実施例３は、この３成
分混合冷媒をヒートポンプ装置に用いたときの成績係数
と冷凍能力の一般的傾向、および概略の不燃性範囲を開
示している。特開平５−２３９４５０号公報（ＥＰ５０
９，６７３Ａ）は、同じく３成分混合冷媒をヒートポン
プ装置に用いたときの成績係数と冷凍能力の例を開示し
ている。また、デュポン社の前記申請書の付属書類（At
tachment2のExhibit7）には、最新の公表されたＲ３２
／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａの不燃性範囲が開示されてい
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従って、従来の各先行
文献の開示からは、Ｒ３２／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａの適
当な組成範囲は類推できるものの、どのような組成がヒ
ートポンプ装置の冷媒として好適かについては明らかで
ない。
文献の開示からは、Ｒ３２／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａの適
当な組成範囲は類推できるものの、どのような組成がヒ
ートポンプ装置の冷媒として好適かについては明らかで
ない。
【００１１】また、有力視されている２３／２５／５２
重量％の組成（Ｒ４０７Ｃ）の炭酸ガス（ＣＯ2）のＧ
ＷＰを１としたときの積算時水平軸としてそれぞれ２０
年、１００年、および５００年の比較値は、それぞれ３
３００、１６００、および５３０であり、２０年〜１０
０年のＧＷＰとしてはＲ２２よりも小さいものの、５０
０年の長期で比較するとＲ２２よりも大きくなる可能性
をもっている。従って、この観点からも、より有力な、
新しい組成を提案することが要請されている。
重量％の組成（Ｒ４０７Ｃ）の炭酸ガス（ＣＯ2）のＧ
ＷＰを１としたときの積算時水平軸としてそれぞれ２０
年、１００年、および５００年の比較値は、それぞれ３
３００、１６００、および５３０であり、２０年〜１０
０年のＧＷＰとしてはＲ２２よりも小さいものの、５０
０年の長期で比較するとＲ２２よりも大きくなる可能性
をもっている。従って、この観点からも、より有力な、
新しい組成を提案することが要請されている。
【００１２】本発明は、空気熱源ヒートポンプ装置を用
いた詳細な試験研究や、最新の公表されたＲ３２／Ｒ１
２５／Ｒ１３４ａの不燃性範囲をもとにした種々の考察
等から、有力視されている２３／２５／５２重量％の組
成（Ｒ４０７Ｃ）に比べ、冷凍能力が同等で、成績係数
が高く、ＧＷＰが低く、しかも液相組成だけでなく平衡
する気相組成も不燃性である、より限定された組成範囲
を提案するものである。
いた詳細な試験研究や、最新の公表されたＲ３２／Ｒ１
２５／Ｒ１３４ａの不燃性範囲をもとにした種々の考察
等から、有力視されている２３／２５／５２重量％の組
成（Ｒ４０７Ｃ）に比べ、冷凍能力が同等で、成績係数
が高く、ＧＷＰが低く、しかも液相組成だけでなく平衡
する気相組成も不燃性である、より限定された組成範囲
を提案するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明のＲ３２／Ｒ１２
５／Ｒ１３４ａ混合冷媒は、三角形の各頂点に上側頂点
を基点として反時計回りに沸点の低い順にＲ３２、Ｒ１
２５、Ｒ１３４ａを配置し、座標平面上のある点におけ
る各成分の組成（重量％）を、点と三角形の各成分に相
対する各辺との距離の比で表した図１の三角座標による
組成図おいて、点ａ1（Ｒ３２／Ｒ１３４ａ＝４３／５
７重量％）と点ａ2（Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ＝７３／２
７重量％）を結ぶ線Ａ、点ｂ1（Ｒ３２／Ｒ１３４ａ＝
２１／７９重量％）と点ｂ2（Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ＝
５５／４５重量％）を結ぶ線Ｂ、点ｄ1（Ｒ３２／Ｒ１
２５＝６０／４０重量％）とＲ１３４ａの頂点を結ぶ線
Ｄ、および点ｅ1（Ｒ３２／Ｒ１２５＝５３／４７重量
％）と点ｅ2（Ｒ３２／Ｒ１３４ａ＝１９／８１重量
％）を結ぶ線Ｅで囲まれた組成範囲にある。
５／Ｒ１３４ａ混合冷媒は、三角形の各頂点に上側頂点
を基点として反時計回りに沸点の低い順にＲ３２、Ｒ１
２５、Ｒ１３４ａを配置し、座標平面上のある点におけ
る各成分の組成（重量％）を、点と三角形の各成分に相
対する各辺との距離の比で表した図１の三角座標による
組成図おいて、点ａ1（Ｒ３２／Ｒ１３４ａ＝４３／５
７重量％）と点ａ2（Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ＝７３／２
７重量％）を結ぶ線Ａ、点ｂ1（Ｒ３２／Ｒ１３４ａ＝
２１／７９重量％）と点ｂ2（Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ＝
５５／４５重量％）を結ぶ線Ｂ、点ｄ1（Ｒ３２／Ｒ１
２５＝６０／４０重量％）とＲ１３４ａの頂点を結ぶ線
Ｄ、および点ｅ1（Ｒ３２／Ｒ１２５＝５３／４７重量
％）と点ｅ2（Ｒ３２／Ｒ１３４ａ＝１９／８１重量
％）を結ぶ線Ｅで囲まれた組成範囲にある。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明による３成分混合冷媒は、
図１の三角座標で表した組成図において、線Ａ、Ｂ、
Ｄ、およびＥで囲まれた領域、すなわち、点ｐ、ｑ、
ｒ、およびｓを頂点とする四角形の部分で、ハッチング
を施した領域の組成範囲にある。なお、点ｐおよびｑ
は、それぞれ線Ａと線Ｄおよび線Ｅとの交点であり、点
ｒおよびｓは、それぞれ線Ｂと線Ｅおよび線Ｄとの交点
である。図１には、本発明による混合冷媒の５つの具体
例、すなわち、以下の実施例における混合冷媒Ｎｏ．
４、３、２、９および１０の組成が図の左側から順に白
丸で示されている。
図１の三角座標で表した組成図において、線Ａ、Ｂ、
Ｄ、およびＥで囲まれた領域、すなわち、点ｐ、ｑ、
ｒ、およびｓを頂点とする四角形の部分で、ハッチング
を施した領域の組成範囲にある。なお、点ｐおよびｑ
は、それぞれ線Ａと線Ｄおよび線Ｅとの交点であり、点
ｒおよびｓは、それぞれ線Ｂと線Ｅおよび線Ｄとの交点
である。図１には、本発明による混合冷媒の５つの具体
例、すなわち、以下の実施例における混合冷媒Ｎｏ．
４、３、２、９および１０の組成が図の左側から順に白
丸で示されている。
【００１５】本発明によるヒートポンプ装置は、上記の
３成分混合冷媒を冷媒とした冷凍サイクルを有する。特
に、インバータ装置によって駆動される圧縮機を有する
冷凍サイクルが好適である。
３成分混合冷媒を冷媒とした冷凍サイクルを有する。特
に、インバータ装置によって駆動される圧縮機を有する
冷凍サイクルが好適である。
【００１６】Ｒ３２／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ混合冷媒に
おいて、線Ａと線Ｂで挟まれた領域の組成のものは、Ｒ
２２とほぼ同等の蒸気圧をもつため、冷凍能力もＲ２２
とほぼ同等となる。また、線ＤよりＲ３２を多く含む組
成物は、有力視されている２３／２５／５２重量％の組
成（Ｒ４０７Ｃ）に比べ、成績係数が高くなる。線Ｅよ
りＲ３２の少ない組成物は、少なくとも室温状態にある
組成物を、１００℃の雰囲気温度においたとしても、液
相組成だけでなく平衡する気相組成も不燃性になると考
えられる。さらに、これらの組成範囲のＲ３２／Ｒ１２
５／Ｒ１３４ａ混合冷媒は、Ｒ４０７Ｃに比べ、ＧＷＰ
の高いＲ１２５の割合が少ないため、ＧＷＰを低くする
ことができる。
おいて、線Ａと線Ｂで挟まれた領域の組成のものは、Ｒ
２２とほぼ同等の蒸気圧をもつため、冷凍能力もＲ２２
とほぼ同等となる。また、線ＤよりＲ３２を多く含む組
成物は、有力視されている２３／２５／５２重量％の組
成（Ｒ４０７Ｃ）に比べ、成績係数が高くなる。線Ｅよ
りＲ３２の少ない組成物は、少なくとも室温状態にある
組成物を、１００℃の雰囲気温度においたとしても、液
相組成だけでなく平衡する気相組成も不燃性になると考
えられる。さらに、これらの組成範囲のＲ３２／Ｒ１２
５／Ｒ１３４ａ混合冷媒は、Ｒ４０７Ｃに比べ、ＧＷＰ
の高いＲ１２５の割合が少ないため、ＧＷＰを低くする
ことができる。
【００１７】また、上記の点ｐ、ｑ、ｒ、およびｓを頂
点とする四角形の部分のうち、点ｃ1（Ｒ３２／Ｒ１３
４ａ＝３３／６７重量％）と点ｃ2（Ｒ１２５／Ｒ１３
４ａ＝６５／３５重量％）を結ぶ線Ｃ、および線Ａで挟
まれた領域の組成物は、Ｒ４０７Ｃよりも大きい冷凍能
力をもつため、インバータ装置によって駆動される圧縮
機をもった冷却作用と加熱作用の両用のヒートポンプ装
置の成績係数向上に好適である。
点とする四角形の部分のうち、点ｃ1（Ｒ３２／Ｒ１３
４ａ＝３３／６７重量％）と点ｃ2（Ｒ１２５／Ｒ１３
４ａ＝６５／３５重量％）を結ぶ線Ｃ、および線Ａで挟
まれた領域の組成物は、Ｒ４０７Ｃよりも大きい冷凍能
力をもつため、インバータ装置によって駆動される圧縮
機をもった冷却作用と加熱作用の両用のヒートポンプ装
置の成績係数向上に好適である。
【００１８】さらに、上記の点ｐ、ｑ、ｒ、およびｓを
頂点とする四角形の部分のうち、線Ｃと線Ｂで挟まれた
領域の組成物は、冷凍能力がＲ４０７Ｃと同等またはそ
れ以下であるが、冷却作用を主体としたヒートポンプ装
置の成績係数向上に好適である。また、混合冷媒の組成
Ｒ３２／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａが約２５／１０／６５重
量％または２５／１５／６０重量％である組成物は、凝
縮圧力を低くできる。そして、冷凍サイクルが、冷却運
転時に対向流熱交換となるように構成されたヒートポン
プ装置に好適である。
頂点とする四角形の部分のうち、線Ｃと線Ｂで挟まれた
領域の組成物は、冷凍能力がＲ４０７Ｃと同等またはそ
れ以下であるが、冷却作用を主体としたヒートポンプ装
置の成績係数向上に好適である。また、混合冷媒の組成
Ｒ３２／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａが約２５／１０／６５重
量％または２５／１５／６０重量％である組成物は、凝
縮圧力を低くできる。そして、冷凍サイクルが、冷却運
転時に対向流熱交換となるように構成されたヒートポン
プ装置に好適である。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 《実施例１》表１および表２は、本発明によるＲ３２／
Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ混合冷媒のいくつかの具体例、お
よび比較例の混合冷媒の理想的な冷凍性能を示すもので
ある。ここに示す性能は、凝縮平均温度が５０℃、蒸発
平均温度が０℃、凝縮器出口過冷却度が０deg、蒸発器
出口過熱度が０degの条件下のものである。冷媒Ｎｏ．
２、３、４、９および１０が本発明の実施例であり、他
は比較例である。
Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ混合冷媒のいくつかの具体例、お
よび比較例の混合冷媒の理想的な冷凍性能を示すもので
ある。ここに示す性能は、凝縮平均温度が５０℃、蒸発
平均温度が０℃、凝縮器出口過冷却度が０deg、蒸発器
出口過熱度が０degの条件下のものである。冷媒Ｎｏ．
２、３、４、９および１０が本発明の実施例であり、他
は比較例である。
【００２０】冷媒Ｎｏ．２〜５は、Ｒ４０７Ｃ（Ｒ３２
／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ＝２３／２５／５２重量％）に
比べ、Ｒ２２よりも蒸気圧の高いＲ３２の割合が多いた
め、凝縮圧力と蒸発圧力は若干上昇し、吐出温度も若干
上昇するが、冷凍能力と成績係数（ＣＯＰ）はともにＲ
４０７Ｃよりも良い。また、冷媒Ｎｏ．６〜１０は、Ｒ
４０７Ｃに比べ、Ｒ２２よりも蒸気圧の高いＲ１２５の
割合が少ないため、凝縮圧力と蒸発圧力は若干低下し、
吐出温度は若干上昇し、冷凍能力はＲ４０７Ｃとほぼ同
等であるものの、成績係数（ＣＯＰ）はＲ４０７Ｃより
も良い。
／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ＝２３／２５／５２重量％）に
比べ、Ｒ２２よりも蒸気圧の高いＲ３２の割合が多いた
め、凝縮圧力と蒸発圧力は若干上昇し、吐出温度も若干
上昇するが、冷凍能力と成績係数（ＣＯＰ）はともにＲ
４０７Ｃよりも良い。また、冷媒Ｎｏ．６〜１０は、Ｒ
４０７Ｃに比べ、Ｒ２２よりも蒸気圧の高いＲ１２５の
割合が少ないため、凝縮圧力と蒸発圧力は若干低下し、
吐出温度は若干上昇し、冷凍能力はＲ４０７Ｃとほぼ同
等であるものの、成績係数（ＣＯＰ）はＲ４０７Ｃより
も良い。
【００２１】ここにおいて、Ｎｏ．２〜５の組成とＮ
ｏ．６〜１０の組成は、以下のように２つの領域に分類
される。前記特公平６−５５９４２号公報（ＵＳＰ５，
３７０，８１１）において、Ｒ３２／Ｒ１２５／Ｒ１３
４ａ混合冷媒の組成を表す三角座標には、Ｒ２２の０℃
の飽和圧力と一致する混合冷媒の飽和気相線、Ｒ２２の
５０℃の飽和圧力と一致する混合冷媒の飽和気相線、お
よびＲ２２の５０℃の飽和圧力と一致する混合冷媒の飽
和液相線（Ｒ２２の０℃の飽和圧力と一致する混合冷媒
の飽和液相線もほぼ一致）の３つの線が描かれている。
Ｒ２２の５０℃の飽和圧力と一致する混合冷媒の飽和気
相線上の組成物は、Ｒ２２の０℃の飽和圧力と一致する
混合冷媒の飽和液相線と飽和気相線の間の領域のほぼ中
間に位置するため、Ｒ２２と同じ圧力においては、０℃
よりも低い沸点温度と０℃よりも高い露点温度をもち、
ヒートポンプ装置の冷媒として利用されるときは平均的
に０℃の蒸発温度となる。冷媒の冷凍能力は、蒸発温度
とほぼ比例することが知られているので、Ｒ２２の５０
℃の飽和圧力と一致する混合冷媒の飽和気相線上の組成
物の冷凍能力は、Ｒ２２の冷凍能力とほぼ一致すること
が理解される。すなわち、Ｎｏ．２〜５の組成とＮｏ．
６〜１０の組成は、Ｒ２２の５０℃の飽和圧力と一致す
る混合冷媒の飽和気相線を境界線として２つの領域に分
類され、２３／２５／５２重量％の組成（Ｒ４０７Ｃ）
はほぼこの境界線上にある。そして、この境界線よりも
Ｒ３２の割合の多いＮｏ．２〜５の組成の冷凍能力は、
Ｒ４０７Ｃよりも増加し、ほぼ境界線上またはそれより
もＲ３２の割合の少ないＮｏ．６〜１０の組成の冷凍能
力は、Ｒ４０７Ｃとほぼ同じか減少するという結果にな
ることは、表１および表２に見たとおりである。
ｏ．６〜１０の組成は、以下のように２つの領域に分類
される。前記特公平６−５５９４２号公報（ＵＳＰ５，
３７０，８１１）において、Ｒ３２／Ｒ１２５／Ｒ１３
４ａ混合冷媒の組成を表す三角座標には、Ｒ２２の０℃
の飽和圧力と一致する混合冷媒の飽和気相線、Ｒ２２の
５０℃の飽和圧力と一致する混合冷媒の飽和気相線、お
よびＲ２２の５０℃の飽和圧力と一致する混合冷媒の飽
和液相線（Ｒ２２の０℃の飽和圧力と一致する混合冷媒
の飽和液相線もほぼ一致）の３つの線が描かれている。
Ｒ２２の５０℃の飽和圧力と一致する混合冷媒の飽和気
相線上の組成物は、Ｒ２２の０℃の飽和圧力と一致する
混合冷媒の飽和液相線と飽和気相線の間の領域のほぼ中
間に位置するため、Ｒ２２と同じ圧力においては、０℃
よりも低い沸点温度と０℃よりも高い露点温度をもち、
ヒートポンプ装置の冷媒として利用されるときは平均的
に０℃の蒸発温度となる。冷媒の冷凍能力は、蒸発温度
とほぼ比例することが知られているので、Ｒ２２の５０
℃の飽和圧力と一致する混合冷媒の飽和気相線上の組成
物の冷凍能力は、Ｒ２２の冷凍能力とほぼ一致すること
が理解される。すなわち、Ｎｏ．２〜５の組成とＮｏ．
６〜１０の組成は、Ｒ２２の５０℃の飽和圧力と一致す
る混合冷媒の飽和気相線を境界線として２つの領域に分
類され、２３／２５／５２重量％の組成（Ｒ４０７Ｃ）
はほぼこの境界線上にある。そして、この境界線よりも
Ｒ３２の割合の多いＮｏ．２〜５の組成の冷凍能力は、
Ｒ４０７Ｃよりも増加し、ほぼ境界線上またはそれより
もＲ３２の割合の少ないＮｏ．６〜１０の組成の冷凍能
力は、Ｒ４０７Ｃとほぼ同じか減少するという結果にな
ることは、表１および表２に見たとおりである。
【００２２】すなわち、特公平６−５５９４２号公報
（ＵＳＰ５，３７０，８１１）で特定された組成範囲の
うち、Ｒ２２の０℃の飽和圧力と一致する混合冷媒の飽
和気相線は、点ａ1（Ｒ３２／Ｒ１３４ａ＝４３／５７
重量％）と点ａ2（Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ＝７３／２７
重量％）を結ぶ線Ａに直線近似され、Ｒ２２の５０℃の
飽和圧力と一致する混合冷媒の飽和液相線は、点ｂ
1（Ｒ３２／Ｒ１３４ａ＝２１／７９重量％）と点ｂ
2（Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ＝５５／４５重量％）を結ぶ
線Ｂに近似され、ほぼ中間に位置するＲ２２の５０℃の
飽和圧力と一致する混合冷媒の飽和気相線は、点ｃ
1（Ｒ３２／Ｒ１３４ａ＝３３／６７重量％）と点ｃ
2（Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ＝６５／３５重量％）を結ぶ
線Ｃに近似される。このため、線Ａと線Ｃの間の領域に
ある組成物は、ほぼＮｏ．２〜５の組成物に該当して、
冷凍能力はＲ４０７Ｃよりも増加する。また、線Ｃと線
Ｂの間の領域にある組成物は、ほぼＮｏ．６〜１０の組
成物に該当して、冷凍能力はＲ４０７Ｃとほぼ同じか減
少する。
（ＵＳＰ５，３７０，８１１）で特定された組成範囲の
うち、Ｒ２２の０℃の飽和圧力と一致する混合冷媒の飽
和気相線は、点ａ1（Ｒ３２／Ｒ１３４ａ＝４３／５７
重量％）と点ａ2（Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ＝７３／２７
重量％）を結ぶ線Ａに直線近似され、Ｒ２２の５０℃の
飽和圧力と一致する混合冷媒の飽和液相線は、点ｂ
1（Ｒ３２／Ｒ１３４ａ＝２１／７９重量％）と点ｂ
2（Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ＝５５／４５重量％）を結ぶ
線Ｂに近似され、ほぼ中間に位置するＲ２２の５０℃の
飽和圧力と一致する混合冷媒の飽和気相線は、点ｃ
1（Ｒ３２／Ｒ１３４ａ＝３３／６７重量％）と点ｃ
2（Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ＝６５／３５重量％）を結ぶ
線Ｃに近似される。このため、線Ａと線Ｃの間の領域に
ある組成物は、ほぼＮｏ．２〜５の組成物に該当して、
冷凍能力はＲ４０７Ｃよりも増加する。また、線Ｃと線
Ｂの間の領域にある組成物は、ほぼＮｏ．６〜１０の組
成物に該当して、冷凍能力はＲ４０７Ｃとほぼ同じか減
少する。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【表２】
【００２５】また、ここで検討したＲ３２／Ｒ１２５／
Ｒ１３４ａからなる３成分混合冷媒の組成は、Ｒ３２／
Ｒ１２５からなる２成分共沸様混合冷媒とＲ１３４ａの
組合せであり、Ｒ３２／Ｒ１２５共沸様混合冷媒の飽和
平均温度０℃における温度勾配を求めると、図２のよう
になる。図２からは、２３／２５／５２重量％の組成
（Ｒ４０７Ｃ）が、非共沸性のあるＲ３２／Ｒ１２５
（４８／５２重量％）の混合冷媒とＲ１３４ａの組合せ
であることがわかる。逆に、成績係数（ＣＯＰ）が良い
特性を示すＮｏ．２〜１０に示した組成は、Ｒ３２／Ｒ
１２５（６０／４０重量％）とＲ１３４ａを結ぶ線Ｄよ
りＲ３２の割合が多く、ほとんど単一冷媒と同じように
扱うことができるＲ３２／Ｒ１２５混合冷媒とＲ１３４
ａの組合せであることがわかる。
Ｒ１３４ａからなる３成分混合冷媒の組成は、Ｒ３２／
Ｒ１２５からなる２成分共沸様混合冷媒とＲ１３４ａの
組合せであり、Ｒ３２／Ｒ１２５共沸様混合冷媒の飽和
平均温度０℃における温度勾配を求めると、図２のよう
になる。図２からは、２３／２５／５２重量％の組成
（Ｒ４０７Ｃ）が、非共沸性のあるＲ３２／Ｒ１２５
（４８／５２重量％）の混合冷媒とＲ１３４ａの組合せ
であることがわかる。逆に、成績係数（ＣＯＰ）が良い
特性を示すＮｏ．２〜１０に示した組成は、Ｒ３２／Ｒ
１２５（６０／４０重量％）とＲ１３４ａを結ぶ線Ｄよ
りＲ３２の割合が多く、ほとんど単一冷媒と同じように
扱うことができるＲ３２／Ｒ１２５混合冷媒とＲ１３４
ａの組合せであることがわかる。
【００２６】以上の考察によって、より限定された好適
な組成範囲が分類された。凝縮温度勾配と蒸発温度勾配
をもつ混合冷媒を実際のヒートポンプ装置に適用した場
合には、凝縮器においては圧力損失により表１および表
２に示した凝縮温度勾配よりも大きくなり、蒸発器にお
いては圧力損失により表１および表２に示した蒸発温度
勾配よりも小さくなり、冷凍サイクルの動作温度が表１
および表２から変化するため、実際のヒートポンプ装置
による特性を把握する必要がある。
な組成範囲が分類された。凝縮温度勾配と蒸発温度勾配
をもつ混合冷媒を実際のヒートポンプ装置に適用した場
合には、凝縮器においては圧力損失により表１および表
２に示した凝縮温度勾配よりも大きくなり、蒸発器にお
いては圧力損失により表１および表２に示した蒸発温度
勾配よりも小さくなり、冷凍サイクルの動作温度が表１
および表２から変化するため、実際のヒートポンプ装置
による特性を把握する必要がある。
【００２７】《実施例２》本発明による３成分混合冷媒
のいくつかの具体例を空気熱源ヒートポンプ装置に適用
した実施例について説明する。図３に示した空気熱源ヒ
ートポンプ装置は、インバータ装置１により駆動される
圧縮機２、アキュムレータ３、四方弁４、凝縮器または
蒸発器となる室外熱交換器５、および膨張弁６を配置し
た室外機７と、蒸発器または凝縮器となる室内熱交換器
８を配置した室内機９とを配管接続した冷凍サイクルを
有する。そして、この冷凍サイクルには、３成分混合冷
媒が冷媒として封入され、圧縮機１の内部には塩素を含
まないフッ化炭化水素類に適合するエステル油のオイル
が封入されている。ここにおいて冷媒は、冷房運転時は
破線の矢印、暖房運転時は実線の矢印でそれぞれ示すよ
うに循環する。室外熱交換器５は２列６パスの空冷熱交
換器であり、室内熱交換器８は４列４パスの空冷熱交換
器であり、冷房運転時に冷媒流れと空気流れが対向流と
なるように構成されている。
のいくつかの具体例を空気熱源ヒートポンプ装置に適用
した実施例について説明する。図３に示した空気熱源ヒ
ートポンプ装置は、インバータ装置１により駆動される
圧縮機２、アキュムレータ３、四方弁４、凝縮器または
蒸発器となる室外熱交換器５、および膨張弁６を配置し
た室外機７と、蒸発器または凝縮器となる室内熱交換器
８を配置した室内機９とを配管接続した冷凍サイクルを
有する。そして、この冷凍サイクルには、３成分混合冷
媒が冷媒として封入され、圧縮機１の内部には塩素を含
まないフッ化炭化水素類に適合するエステル油のオイル
が封入されている。ここにおいて冷媒は、冷房運転時は
破線の矢印、暖房運転時は実線の矢印でそれぞれ示すよ
うに循環する。室外熱交換器５は２列６パスの空冷熱交
換器であり、室内熱交換器８は４列４パスの空冷熱交換
器であり、冷房運転時に冷媒流れと空気流れが対向流と
なるように構成されている。
【００２８】表３は、先に示したＲ３２／Ｒ１２５／Ｒ
１３４ａ混合冷媒Ｎｏ．１〜１０を図３のヒートポンプ
装置に用いた場合の冷房運転時および暖房運転時の特性
を示す。この特性は、成績係数（ＣＯＰ）が最大になる
ように混合冷媒の充填量と膨張弁６の開度を調整し、表
１および表２に示したような能力の微妙な差異をインバ
ータ装置１により圧縮機２の回転数を微調整して能力を
同一として測定した成績係数（ＣＯＰ）を、Ｒ４０７Ｃ
の値を基準として表したものである。
１３４ａ混合冷媒Ｎｏ．１〜１０を図３のヒートポンプ
装置に用いた場合の冷房運転時および暖房運転時の特性
を示す。この特性は、成績係数（ＣＯＰ）が最大になる
ように混合冷媒の充填量と膨張弁６の開度を調整し、表
１および表２に示したような能力の微妙な差異をインバ
ータ装置１により圧縮機２の回転数を微調整して能力を
同一として測定した成績係数（ＣＯＰ）を、Ｒ４０７Ｃ
の値を基準として表したものである。
【００２９】表３からわかるように、混合冷媒Ｎｏ．２
〜５は、Ｒ４０７Ｃに比べ、増大する能力をインバータ
装置１により圧縮機２の回転数を低下方向に微調整して
能力を同一としたため、冷暖房運転ともに表１の理想的
な成績係数（ＣＯＰ）よりも大幅に上昇している。ま
た、混合冷媒Ｎｏ．６〜１０は、Ｒ４０７Ｃに比べ、冷
房運転時は表２の理想的な成績係数（ＣＯＰ）よりも大
幅に上昇している。しかし、暖房運転時は、同等か減少
する能力をインバータ装置１により圧縮機２の回転数を
同等あるいは増加方向に微調整して能力を同一としたた
め、Ｒ４０７Ｃとほぼ同等の成績係数（ＣＯＰ）しか望
めない。
〜５は、Ｒ４０７Ｃに比べ、増大する能力をインバータ
装置１により圧縮機２の回転数を低下方向に微調整して
能力を同一としたため、冷暖房運転ともに表１の理想的
な成績係数（ＣＯＰ）よりも大幅に上昇している。ま
た、混合冷媒Ｎｏ．６〜１０は、Ｒ４０７Ｃに比べ、冷
房運転時は表２の理想的な成績係数（ＣＯＰ）よりも大
幅に上昇している。しかし、暖房運転時は、同等か減少
する能力をインバータ装置１により圧縮機２の回転数を
同等あるいは増加方向に微調整して能力を同一としたた
め、Ｒ４０７Ｃとほぼ同等の成績係数（ＣＯＰ）しか望
めない。
【００３０】特に、表３で試験されたすべての混合冷媒
で、冷房運転時の成績係数（ＣＯＰ）が理想的な値より
も大きく上昇しているものは、実施例１で特定した、線
ＤよりＲ３２の割合が多い組成であることがわかる。ま
た、表３で試験されたすべての混合冷媒で、冷房運転時
の成績係数（ＣＯＰ）が理想的な値よりも大きく上昇し
ている理由は、冷房能力が増大する組成については、イ
ンバータ装置１により圧縮機２の回転数を低下させるこ
とによる凝縮圧力の低下、蒸発圧力の上昇、および圧縮
比の減少の効果が大きいことと、理想的にはＲ４０７Ｃ
よりも大きな蒸発温度勾配が、冷房時対向流となる空冷
熱交換器に適していたためである。このような結果は、
本発明に到る試験研究の中で初めて見いだされたもので
ある。
で、冷房運転時の成績係数（ＣＯＰ）が理想的な値より
も大きく上昇しているものは、実施例１で特定した、線
ＤよりＲ３２の割合が多い組成であることがわかる。ま
た、表３で試験されたすべての混合冷媒で、冷房運転時
の成績係数（ＣＯＰ）が理想的な値よりも大きく上昇し
ている理由は、冷房能力が増大する組成については、イ
ンバータ装置１により圧縮機２の回転数を低下させるこ
とによる凝縮圧力の低下、蒸発圧力の上昇、および圧縮
比の減少の効果が大きいことと、理想的にはＲ４０７Ｃ
よりも大きな蒸発温度勾配が、冷房時対向流となる空冷
熱交換器に適していたためである。このような結果は、
本発明に到る試験研究の中で初めて見いだされたもので
ある。
【００３１】また、混合冷媒Ｎｏ．６〜１０のうちＮ
ｏ．９やＮｏ．１０は、冷房運転時の成績係数（ＣＯ
Ｐ）の向上に有効であり、蒸気圧の高いＲ３２とＲ１２
５の割合が、Ｒ４０７Ｃに比べ少ないため、凝縮圧力を
低くできて、冷却作用を主体とするヒートポンプ装置に
好適である。しかし、これ以上Ｒ３２の割合が少ない
と、表２で見たごとく冷凍能力が低下して、能力を同一
とするための入力が増大して成績係数（ＣＯＰ）の向上
は望みにくくなる。また、表３で試験されたすべての混
合冷媒は、混合されるＲ３２、Ｒ１２５、おおびＲ１３
４ａの割合がせいぜい２〜５％の差違があるだけでもヒ
ートポンプ装置の性能に影響を与えることを示してお
り、組成誤差としては各成分ともに±２％以内が望まし
い。
ｏ．９やＮｏ．１０は、冷房運転時の成績係数（ＣＯ
Ｐ）の向上に有効であり、蒸気圧の高いＲ３２とＲ１２
５の割合が、Ｒ４０７Ｃに比べ少ないため、凝縮圧力を
低くできて、冷却作用を主体とするヒートポンプ装置に
好適である。しかし、これ以上Ｒ３２の割合が少ない
と、表２で見たごとく冷凍能力が低下して、能力を同一
とするための入力が増大して成績係数（ＣＯＰ）の向上
は望みにくくなる。また、表３で試験されたすべての混
合冷媒は、混合されるＲ３２、Ｒ１２５、おおびＲ１３
４ａの割合がせいぜい２〜５％の差違があるだけでもヒ
ートポンプ装置の性能に影響を与えることを示してお
り、組成誤差としては各成分ともに±２％以内が望まし
い。
【００３２】
【表３】
【００３３】《実施例３》図４は、Ｒ３２／Ｒ１２５／
Ｒ１３４ａ混合冷媒の組成を三角座標を用いて示したも
のである。白丸印は、先のＮｏ．１〜１０の混合冷媒の
組成であり、黒丸印は、白丸印のものを飽和液相組成と
する温度２３℃における平衡する飽和気相組成であり、
白丸印と黒丸印を結ぶ線は、平衡関係にあることを示す
タイライン線である。
Ｒ１３４ａ混合冷媒の組成を三角座標を用いて示したも
のである。白丸印は、先のＮｏ．１〜１０の混合冷媒の
組成であり、黒丸印は、白丸印のものを飽和液相組成と
する温度２３℃における平衡する飽和気相組成であり、
白丸印と黒丸印を結ぶ線は、平衡関係にあることを示す
タイライン線である。
【００３４】また、図４には、前記デュポン社の申請書
の付属書類（Attachment2のExhibit7）に示されたＲ３
２／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａの不燃性境界を引用してお
り、実線は、雰囲気温度が１００℃における不燃性境界
を、また一点鎖線は、雰囲気温度が室温（２３℃付近）
における不燃性境界をそれぞれ表している。破線は、２
３℃において平衡する飽和気相組成が実線と一致する飽
和液相組成を結んだものである。
の付属書類（Attachment2のExhibit7）に示されたＲ３
２／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａの不燃性境界を引用してお
り、実線は、雰囲気温度が１００℃における不燃性境界
を、また一点鎖線は、雰囲気温度が室温（２３℃付近）
における不燃性境界をそれぞれ表している。破線は、２
３℃において平衡する飽和気相組成が実線と一致する飽
和液相組成を結んだものである。
【００３５】破線よりＲ３２の割合が少ない混合冷媒
は、気相中に可燃性のあるＲ３２が濃縮されたとして
も、少なくとも室温状態にある組成物を、１００℃の雰
囲気温度においたとしても、液相組成だけでなく平衡す
る気相組成も不燃性になると考えられる。この不燃性の
組成物は、点ｅ1（Ｒ３２／Ｒ１２５＝５３／４７重量
％）と点ｅ2（Ｒ３２／Ｒ１３４ａ＝１９／８１重量
％）を結ぶ線ＥよりＲ３２の割合が少ない組成物として
特定される。従って、表３において成績係数（ＣＯＰ）
の良い特性を示した混合冷媒のうち、Ｎｏ．１（Ｒ４０
７Ｃ）、Ｎｏ．２〜４、およびＮｏ．８〜１０は、不燃
性になると考えられる。一方、Ｎｏ．５〜７の混合冷媒
は、少なくとも室温状態にある組成物を、１００℃の雰
囲気温度におくと、平衡する気相組成が可燃性になる可
能性があり、排除されるべきものである。また、実施例
１で見た線Ｂと、線Ｅの交点ｒは、少なくとも不燃効果
の大きいＲ１２５を含むため、Ｒ３２の可燃性を低減す
ることができる。
は、気相中に可燃性のあるＲ３２が濃縮されたとして
も、少なくとも室温状態にある組成物を、１００℃の雰
囲気温度においたとしても、液相組成だけでなく平衡す
る気相組成も不燃性になると考えられる。この不燃性の
組成物は、点ｅ1（Ｒ３２／Ｒ１２５＝５３／４７重量
％）と点ｅ2（Ｒ３２／Ｒ１３４ａ＝１９／８１重量
％）を結ぶ線ＥよりＲ３２の割合が少ない組成物として
特定される。従って、表３において成績係数（ＣＯＰ）
の良い特性を示した混合冷媒のうち、Ｎｏ．１（Ｒ４０
７Ｃ）、Ｎｏ．２〜４、およびＮｏ．８〜１０は、不燃
性になると考えられる。一方、Ｎｏ．５〜７の混合冷媒
は、少なくとも室温状態にある組成物を、１００℃の雰
囲気温度におくと、平衡する気相組成が可燃性になる可
能性があり、排除されるべきものである。また、実施例
１で見た線Ｂと、線Ｅの交点ｒは、少なくとも不燃効果
の大きいＲ１２５を含むため、Ｒ３２の可燃性を低減す
ることができる。
【００３６】《実施例４》本発明による３成分混合冷媒
のもつ地球温暖化係数（ＧＷＰ）について、検討した。
表４は、混合冷媒Ｎｏ．１〜１０について、炭酸ガス
（ＣＯ2）のＧＷＰを１としたときの積算時水平軸とし
て各２０年、１００年、５００年の比較値を示したもの
である。ここに示した混合冷媒Ｎｏ．２〜１０は、２３
／２５／５２重量％の組成のＮｏ．１のＲ４０７Ｃに比
べ、ＧＷＰの高いＲ１２５の割合が少ないため、すべて
の期間に渡ってＧＷＰが小さいばかりでなく、５００年
の長期で比較してもＲ２２のＧＷＰよりも小さくするこ
とができる。なお、ＧＷＰの観点だけから見ると、Ｎ
ｏ．６やＮｏ．７の混合冷媒の方が小さいものの、可燃
性のあるＲ３２に比べて不燃効果の大きいＲ１２５の割
合が少なすぎると、可燃性をもつ可能性があることは、
実施例３で見たとおりである。
のもつ地球温暖化係数（ＧＷＰ）について、検討した。
表４は、混合冷媒Ｎｏ．１〜１０について、炭酸ガス
（ＣＯ2）のＧＷＰを１としたときの積算時水平軸とし
て各２０年、１００年、５００年の比較値を示したもの
である。ここに示した混合冷媒Ｎｏ．２〜１０は、２３
／２５／５２重量％の組成のＮｏ．１のＲ４０７Ｃに比
べ、ＧＷＰの高いＲ１２５の割合が少ないため、すべて
の期間に渡ってＧＷＰが小さいばかりでなく、５００年
の長期で比較してもＲ２２のＧＷＰよりも小さくするこ
とができる。なお、ＧＷＰの観点だけから見ると、Ｎ
ｏ．６やＮｏ．７の混合冷媒の方が小さいものの、可燃
性のあるＲ３２に比べて不燃効果の大きいＲ１２５の割
合が少なすぎると、可燃性をもつ可能性があることは、
実施例３で見たとおりである。
【００３７】以上のように、実施例１、実施例２、およ
び実施例３で特定されたＮｏ．２〜４、Ｎｏ．９、およ
びＮｏ．１０の混合冷媒は、成績係数（ＣＯＰ）が良
く、不燃性になると考えられるばかりでなく、有力視さ
れているＲ４０７Ｃに比べ、ＧＷＰも低くすることがで
きる。
び実施例３で特定されたＮｏ．２〜４、Ｎｏ．９、およ
びＮｏ．１０の混合冷媒は、成績係数（ＣＯＰ）が良
く、不燃性になると考えられるばかりでなく、有力視さ
れているＲ４０７Ｃに比べ、ＧＷＰも低くすることがで
きる。
【００３８】
【表４】
【００３９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、従来Ｒ２
２代替として提案されたＲ３２／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ
からなる３成分混合冷媒のヒートポンプ装置として好適
な組成範囲をより限定することにより、有力視されてい
る２３／２５／５２重量％の組成（Ｒ４０７Ｃ）に比
べ、冷凍能力が同等で、成績係数が高く、液相組成だけ
でなく平衡する気相組成も不燃性であり、ＧＷＰも低い
混合冷媒を得ることができる。
２代替として提案されたＲ３２／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ
からなる３成分混合冷媒のヒートポンプ装置として好適
な組成範囲をより限定することにより、有力視されてい
る２３／２５／５２重量％の組成（Ｒ４０７Ｃ）に比
べ、冷凍能力が同等で、成績係数が高く、液相組成だけ
でなく平衡する気相組成も不燃性であり、ＧＷＰも低い
混合冷媒を得ることができる。
【図１】本発明によるＲ３２／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａか
らなる３成分混合冷媒の組成を説明するための三角座標
で表した組成図である。
らなる３成分混合冷媒の組成を説明するための三角座標
で表した組成図である。
【図２】Ｒ３２／Ｒ１２５混合冷媒のＲ３２の重量％と
飽和温度勾配との関係を示す図である。
飽和温度勾配との関係を示す図である。
【図３】本発明による混合冷媒を用いたヒートポンプ装
置の冷凍サイクルを示す図である。
置の冷凍サイクルを示す図である。
【図４】Ｒ３２／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ混合冷媒の可燃
性を説明するための三角座標で表した組成図である。
性を説明するための三角座標で表した組成図である。
１ インバータ装置 ２ 圧縮機 ３ アキュムレータ ４ 四方弁 ５ 室外熱交換器 ６ 膨張弁 ７ 室外機 ８ 室内熱交換器 ９ 室内機
Claims (6)
- 【請求項１】 図１の三角座標で表したＲ３２、Ｒ１２
５、およびＲ１３４ａの３成分組成図おいて、点ａ
1（Ｒ３２／Ｒ１３４ａ＝４３／５７重量％）と点ａ
2（Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ＝７３／２７重量％）を結ぶ
線Ａ、点ｂ1（Ｒ３２／Ｒ１３４ａ＝２１／７９重量
％）と点ｂ2（Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ＝５５／４５重量
％）を結ぶ線Ｂ、点ｄ1（Ｒ３２／Ｒ１２５＝６０／４
０重量％）とＲ１３４ａの頂点を結ぶ線Ｄ、および点ｅ
1（Ｒ３２／Ｒ１２５＝５３／４７重量％）と点ｅ2（Ｒ
３２／Ｒ１３４ａ＝１９／８１重量％）を結ぶ線Ｅで囲
まれた組成範囲にあるＲ３２／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａか
らなる３成分混合冷媒。 - 【請求項２】 請求項１記載の３成分混合冷媒を冷媒と
する冷凍サイクルを具備するヒートポンプ装置。 - 【請求項３】 前記混合冷媒が、図１の３成分組成図に
おいて点ｃ1（Ｒ３２／Ｒ１３４ａ＝３３／６７重量
％）と点ｃ2（Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ＝６５／３５重量
％）を結ぶ線Ｃ、および線Ａで挟まれた領域の組成範囲
にあり、前記冷凍サイクルが、圧縮機を駆動するインバ
ータ装置を具備し、冷却作用と加熱作用の双方に利用さ
れる請求項２記載のヒートポンプ装置。 - 【請求項４】 前記混合冷媒が、図１の３成分組成図に
おいて点ｃ1（Ｒ３２／Ｒ１３４ａ＝３３／６７重量
％）と点ｃ2（Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ＝６５／３５重量
％）を結ぶ線Ｃ、および線Ｂで挟まれた領域の組成範囲
にあり、前記冷凍サイクルが、冷却作用に利用される請
求項２記載のヒートポンプ装置。 - 【請求項５】 前記混合冷媒の組成Ｒ３２／Ｒ１２５／
Ｒ１３４ａが２５／１０／６５重量％を組成誤差内に含
み、前記冷凍サイクルが、冷却運転時に対向流熱交換と
なるように構成された請求項２記載のヒートポンプ装
置。 - 【請求項６】 前記混合冷媒の組成Ｒ３２／Ｒ１２５／
Ｒ１３４ａが２５／１５／６０重量％を組成誤差内に含
み、前記冷凍サイクルが、冷却運転時に対向流熱交換と
なるように構成された請求項２記載のヒートポンプ装
置。
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| JP8143056A JP2869038B2 (ja) | 1996-06-05 | 1996-06-05 | ３成分混合冷媒を用いたヒートポンプ装置 |
| EP97106576A EP0811670B1 (en) | 1996-06-05 | 1997-04-21 | Ternary mixture refrigerant and heat pump apparatus utilizing the same |
| ES97106576T ES2264150T3 (es) | 1996-06-05 | 1997-04-21 | Refrigerante de mezcla ternaria y aparato de bomba de calor que lo utiliza. |
| CN03159361.5A CN1240976C (zh) | 1996-06-05 | 1997-06-05 | 采用三成分混合制冷剂的热泵装置 |
| CNB971055637A CN1137954C (zh) | 1996-06-05 | 1997-06-05 | 三成分混合制冷剂及采用这种制冷剂的热泵装置 |
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|---|---|---|---|
| JP8143056A JP2869038B2 (ja) | 1996-06-05 | 1996-06-05 | ３成分混合冷媒を用いたヒートポンプ装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09324175A true JPH09324175A (ja) | 1997-12-16 |
| JP2869038B2 JP2869038B2 (ja) | 1999-03-10 |
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ID=15329893
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8143056A Expired - Fee Related JP2869038B2 (ja) | 1996-06-05 | 1996-06-05 | ３成分混合冷媒を用いたヒートポンプ装置 |
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| JP (1) | JP2869038B2 (ja) |
| CN (2) | CN1137954C (ja) |
| ES (1) | ES2264150T3 (ja) |
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| WO2018194113A1 (ja) * | 2017-04-21 | 2018-10-25 | ダイキン工業株式会社 | 冷媒を含有する組成物及びその応用 |
| WO2018212204A1 (ja) | 2017-05-19 | 2018-11-22 | ダイキン工業株式会社 | 冷媒を含有する組成物、その使用、それを用いた冷凍方法、及びそれを含む冷凍機 |
| WO2018230515A1 (ja) | 2017-06-12 | 2018-12-20 | ダイキン工業株式会社 | 冷媒を含有する組成物、その使用、それを用いた冷凍方法、及びそれを含む冷凍機 |
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| US11834602B2 (en) | 2019-02-05 | 2023-12-05 | Daikin Industries, Ltd. | Refrigerant-containing composition, and refrigerating method, refrigerating device operating method, and refrigerating device using said composition |
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| US11920077B2 (en) | 2018-07-17 | 2024-03-05 | Daikin Industries, Ltd. | Refrigeration cycle device for vehicle |
| US11939515B2 (en) | 2018-07-17 | 2024-03-26 | Daikin Industries, Ltd. | Refrigerant-containing composition, heat transfer medium, and heat cycle system |
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- 1997-04-21 EP EP97106576A patent/EP0811670B1/en not_active Expired - Lifetime
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- 1997-06-05 CN CN03159361.5A patent/CN1240976C/zh not_active Expired - Fee Related
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