JPH11199861A - 混合作動流体 - Google Patents
混合作動流体Info
- Publication number
- JPH11199861A JPH11199861A JP10002812A JP281298A JPH11199861A JP H11199861 A JPH11199861 A JP H11199861A JP 10002812 A JP10002812 A JP 10002812A JP 281298 A JP281298 A JP 281298A JP H11199861 A JPH11199861 A JP H11199861A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- weight
- working fluid
- r227ea
- refrigerant
- mixed working
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Lubricants (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 成層圏オゾン層に及ぼす影響がほとんどな
く、地球温暖化係数の小さいR22およびR410Aの
代替として、従来の冷凍サイクル装置にそのまま用いら
れる混合作動流体を提供する。 【解決手段】 10重量%以下のブタン(R600)ま
たはイソブタン(R600a)、70重量%以上のジフ
ルオロメタン(R32)、及び残部1,1,1,2,
3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(R227ea)
からなる混合作動流体。
く、地球温暖化係数の小さいR22およびR410Aの
代替として、従来の冷凍サイクル装置にそのまま用いら
れる混合作動流体を提供する。 【解決手段】 10重量%以下のブタン(R600)ま
たはイソブタン(R600a)、70重量%以上のジフ
ルオロメタン(R32)、及び残部1,1,1,2,
3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(R227ea)
からなる混合作動流体。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エアコン、冷凍機
等の冷凍サイクル装置の冷媒として用いられる混合作動
流体に関する。
等の冷凍サイクル装置の冷媒として用いられる混合作動
流体に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、エアコン、冷凍機等の冷凍サイク
ル装置は、圧縮機、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、アキュームレータ、必要に
応じて用いる四方弁等を配管接続し、その内部に冷媒を
循環させることにより、冷却または加熱作用を行ってい
る。これらの冷凍サイクル装置においては、冷媒として
フロン類(以下R○○またはR○○○と記す)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
素類が用いられてきた。
ル装置は、圧縮機、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、アキュームレータ、必要に
応じて用いる四方弁等を配管接続し、その内部に冷媒を
循環させることにより、冷却または加熱作用を行ってい
る。これらの冷凍サイクル装置においては、冷媒として
フロン類(以下R○○またはR○○○と記す)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
素類が用いられてきた。
【0003】エアコン、冷凍機等においては、利用温度
は通常、凝縮温度が約50℃、蒸発温度が約0℃の範囲
である。冷媒としては、R22(クロロジフルオロメタ
ンCHClF2、沸点−40.8℃)が幅広く用いられてい
た。しかし、近年フロンによる成層圏オゾン層破壊が地
球規模の環境問題となり、R22は若干の成層圏オゾン
破壊能力(ODP)があるため、すでにモントリオール
国際条約によって将来的にその使用・生産を廃止するこ
とが決定された。このため現在では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、分子構造中に塩素
を含まないフッ化炭化水素類であるR32(ジフルオロ
メタンCH2F2、沸点−51.7℃)、R125(ペンタ
フルオロ エタンCF3-CHF2、沸点−48.1℃)、R1
34a(1,1,1,2−テトラフルオロエタンCF3-CH
2F、沸点−26.1℃)等の冷媒や、これらからなる混
合冷媒への移行が提案されている。例えば、R32とR
125からなる混合冷媒が注目されており、50重量%
のR32と50重量%のR125からなる混合冷媒は、
共沸様混合物となり、R410Aの番号が付与されてい
る。ここでR32は弱可燃性であるが、R125、R1
34a、R410Aは不燃性である。
は通常、凝縮温度が約50℃、蒸発温度が約0℃の範囲
である。冷媒としては、R22(クロロジフルオロメタ
ンCHClF2、沸点−40.8℃)が幅広く用いられてい
た。しかし、近年フロンによる成層圏オゾン層破壊が地
球規模の環境問題となり、R22は若干の成層圏オゾン
破壊能力(ODP)があるため、すでにモントリオール
国際条約によって将来的にその使用・生産を廃止するこ
とが決定された。このため現在では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、分子構造中に塩素
を含まないフッ化炭化水素類であるR32(ジフルオロ
メタンCH2F2、沸点−51.7℃)、R125(ペンタ
フルオロ エタンCF3-CHF2、沸点−48.1℃)、R1
34a(1,1,1,2−テトラフルオロエタンCF3-CH
2F、沸点−26.1℃)等の冷媒や、これらからなる混
合冷媒への移行が提案されている。例えば、R32とR
125からなる混合冷媒が注目されており、50重量%
のR32と50重量%のR125からなる混合冷媒は、
共沸様混合物となり、R410Aの番号が付与されてい
る。ここでR32は弱可燃性であるが、R125、R1
34a、R410Aは不燃性である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、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と同程度であるとされている。199
5年のIPCC(Intergovernmental Panel onClimate
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1
00年の比較値は、R22のGWPは1700、塩素を
含まないフッ化炭化水素類のうちR32のGWPは65
0、R125のGWPは2800、R134aのGWP
は1300とされている。従って、50重量%のR32
と50重量%のR125からなるR410AのGWPは
1700となり、地球温暖化の観点からはR410Aは
改善されたものとはなっていなかった。
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と同程度であるとされている。199
5年のIPCC(Intergovernmental Panel onClimate
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1
00年の比較値は、R22のGWPは1700、塩素を
含まないフッ化炭化水素類のうちR32のGWPは65
0、R125のGWPは2800、R134aのGWP
は1300とされている。従って、50重量%のR32
と50重量%のR125からなるR410AのGWPは
1700となり、地球温暖化の観点からはR410Aは
改善されたものとはなっていなかった。
【0005】また、R32やR410A等のフッ化炭化
水素類の冷媒は、従来の圧縮機用潤滑油として用いられ
てきたナフテン系やパラフィン系の鉱油および一部のア
ルキルベンゼン油等の合成油と相溶性が悪い。このた
め、圧縮機から冷媒と一緒に吐出された潤滑油が低温の
蒸発器から圧縮機に帰還しなくなるおそれがある。従っ
て、R32やR410A等のフッ化炭化水素類を冷媒と
して用いる場合には、新規製品においては圧縮機用潤滑
油として相溶性の良いエステル油が一般に用いられよう
としている。しかし、エステル油は加水分解しやすく、
化学材料的な信頼性について細心の注意を払う必要があ
る。
水素類の冷媒は、従来の圧縮機用潤滑油として用いられ
てきたナフテン系やパラフィン系の鉱油および一部のア
ルキルベンゼン油等の合成油と相溶性が悪い。このた
め、圧縮機から冷媒と一緒に吐出された潤滑油が低温の
蒸発器から圧縮機に帰還しなくなるおそれがある。従っ
て、R32やR410A等のフッ化炭化水素類を冷媒と
して用いる場合には、新規製品においては圧縮機用潤滑
油として相溶性の良いエステル油が一般に用いられよう
としている。しかし、エステル油は加水分解しやすく、
化学材料的な信頼性について細心の注意を払う必要があ
る。
【0006】本発明は、上述の問題に鑑み、成層圏オゾ
ン層に及ぼす影響がほとんどなく、地球温暖化に対する
影響も小さくできる可能性のあるR22の代替となる作
動流体を提供することを目的とする。
ン層に及ぼす影響がほとんどなく、地球温暖化に対する
影響も小さくできる可能性のあるR22の代替となる作
動流体を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、塩素を含まな
いR32と、R600(ブタン)またはR600a(イ
ソブタン)のハイドロカーボン類を混合するに際して、
防爆対策として塩素を含まない1,1,1,2,3,
3,3−ヘプタフルオロプロパンをさらに混合した混合
作動流体を提供するものである。すなわち、本発明の混
合作動流体は、10重量%以下のブタンまたはイソブタ
ンと、70重量%以上のジフルオロメタンと、残部の
1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン
からなることを特徴とする。
いR32と、R600(ブタン)またはR600a(イ
ソブタン)のハイドロカーボン類を混合するに際して、
防爆対策として塩素を含まない1,1,1,2,3,
3,3−ヘプタフルオロプロパンをさらに混合した混合
作動流体を提供するものである。すなわち、本発明の混
合作動流体は、10重量%以下のブタンまたはイソブタ
ンと、70重量%以上のジフルオロメタンと、残部の
1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン
からなることを特徴とする。
【0008】R600(ブタンn-C4H8、沸点−0.5
℃)とR600a(イソブタン(CH3)2-CH-CH3、沸点−1
1.8℃)のハイドロカーボン類は、オゾン破壊能力が
ほとんどなく、GWPもほとんどゼロとされている。ま
た、化学構造的に鉱油や一部の合成油と近いため相溶性
が良く、ハイドロカーボン類をR32のフッ化炭化水素
類に若干量混合した冷媒は、エステル油以外の従来の圧
縮機用潤滑油と一緒に用いることが可能である。そし
て、R600(ブタン)は約5〜10重量%の混合量、
R600a(イソブタン)は約10重量%の混合量ま
で、R32と共沸様混合物を作ることが明かとなってい
る。
℃)とR600a(イソブタン(CH3)2-CH-CH3、沸点−1
1.8℃)のハイドロカーボン類は、オゾン破壊能力が
ほとんどなく、GWPもほとんどゼロとされている。ま
た、化学構造的に鉱油や一部の合成油と近いため相溶性
が良く、ハイドロカーボン類をR32のフッ化炭化水素
類に若干量混合した冷媒は、エステル油以外の従来の圧
縮機用潤滑油と一緒に用いることが可能である。そし
て、R600(ブタン)は約5〜10重量%の混合量、
R600a(イソブタン)は約10重量%の混合量ま
で、R32と共沸様混合物を作ることが明かとなってい
る。
【0009】1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフル
オロプロパン(R227ea、CF3-CHF-CF3、沸点−1
6.4℃)は、3個の炭素原子と7個の弗素原子と1個
の水素原子からなり、分子構造中に塩素を含まないた
め、オゾン破壊能力がほとんどない。また、R227e
aのGWPは2900とされており、約50重量%以下
のR227eaの混合量であれば、R22やR410A
のGWPの低減を行うことが可能となる。R227ea
は、負触媒効果のある不燃性物質として注目されてお
り、ハイドロカーボン類やR32の可燃性を低減し、混
合量によっては不燃化できるものである。ここでさらに
特筆すべきことは、R32と共沸様組成を作るR600
またはR600aに、R227eaを混合した3成分系
混合作動流体は、R227eaのある混合量まで共沸様
混合物となることが見いだされたことである。
オロプロパン(R227ea、CF3-CHF-CF3、沸点−1
6.4℃)は、3個の炭素原子と7個の弗素原子と1個
の水素原子からなり、分子構造中に塩素を含まないた
め、オゾン破壊能力がほとんどない。また、R227e
aのGWPは2900とされており、約50重量%以下
のR227eaの混合量であれば、R22やR410A
のGWPの低減を行うことが可能となる。R227ea
は、負触媒効果のある不燃性物質として注目されてお
り、ハイドロカーボン類やR32の可燃性を低減し、混
合量によっては不燃化できるものである。ここでさらに
特筆すべきことは、R32と共沸様組成を作るR600
またはR600aに、R227eaを混合した3成分系
混合作動流体は、R227eaのある混合量まで共沸様
混合物となることが見いだされたことである。
【0010】本発明の混合作動流体は、新規冷媒として
だけでなく、レトロフィット用冷媒としても使用するこ
とができる。また、エステル油だけでなく、従来の圧縮
機用潤滑油と一緒に、通常の冷凍サイクル装置にそのま
ま使用可能である。上記混合作動流体を従来の圧縮機用
潤滑油と共存して使用する場合には、R600またはR
600aが従来の圧縮機用潤滑油に選択的に溶解し、冷
凍サイクル装置の循環組成物中のR600またはR60
0aの割合が減少して、さらに可燃性に対する危険を避
けることができる。
だけでなく、レトロフィット用冷媒としても使用するこ
とができる。また、エステル油だけでなく、従来の圧縮
機用潤滑油と一緒に、通常の冷凍サイクル装置にそのま
ま使用可能である。上記混合作動流体を従来の圧縮機用
潤滑油と共存して使用する場合には、R600またはR
600aが従来の圧縮機用潤滑油に選択的に溶解し、冷
凍サイクル装置の循環組成物中のR600またはR60
0aの割合が減少して、さらに可燃性に対する危険を避
けることができる。
【0011】本発明は、上述の組合せによって、塩素を
含まないフッ化炭化水素類とハイドロカーボン類とから
なる混合物を作動流体となすことにより、成層圏オゾン
層に及ぼす影響をほとんどなくすることを可能とするも
のであり、特定された組成範囲におけるODPも0と予
想されるものである。
含まないフッ化炭化水素類とハイドロカーボン類とから
なる混合物を作動流体となすことにより、成層圏オゾン
層に及ぼす影響をほとんどなくすることを可能とするも
のであり、特定された組成範囲におけるODPも0と予
想されるものである。
【0012】さらにかかる混合物は、GWPがほぼ同等
でR125よりも不燃化効果の大きいR227eaを用
いるため、R410Aに用いる50重量%のR125よ
りも少ないR227eaと、R22の約1/3のGWP
であるR32と、GWPがほとんどないハイドロカーボ
ン類から構成されるため、地球温暖化に対する影響は、
R22やR22の代替冷媒として注目されているR41
0AのGWPを小さくできるものである。
でR125よりも不燃化効果の大きいR227eaを用
いるため、R410Aに用いる50重量%のR125よ
りも少ないR227eaと、R22の約1/3のGWP
であるR32と、GWPがほとんどないハイドロカーボ
ン類から構成されるため、地球温暖化に対する影響は、
R22やR22の代替冷媒として注目されているR41
0AのGWPを小さくできるものである。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
て説明する。
【0014】《実施の形態1》表1は、10重量%以下
のR600(ブタン)またはR600a(イソブタン)
と、R32(ジフルオロメタン)と、R227ea
(1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパ
ン)からなる2成分または3成分の各種組成の混合物に
ついて、0℃の一定温度における蒸気圧(飽和液圧力)
を示したものである。
のR600(ブタン)またはR600a(イソブタン)
と、R32(ジフルオロメタン)と、R227ea
(1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパ
ン)からなる2成分または3成分の各種組成の混合物に
ついて、0℃の一定温度における蒸気圧(飽和液圧力)
を示したものである。
【0015】
【表1】
【0016】表1からわかるように、2成分のR32/
R600混合物またはR32/R600a混合物は、R
600(ブタン)が約5〜10重量%の混合量、R60
0a(イソブタン)が約10重量%の混合量まで、R3
2の単一冷媒よりも蒸気圧が高く、ほぼ共沸様混合組成
となる。また、10重量%以下のハイドロカーボン類を
含む3成分のR32/R227ea/R600混合物ま
たはR32/R227ea/R600a混合物において
は、R32が約70重量%以上で、残りをR227ea
とした組成まで、R32の単一冷媒よりも蒸気圧が高
く、ほぼ共沸様混合組成となる。
R600混合物またはR32/R600a混合物は、R
600(ブタン)が約5〜10重量%の混合量、R60
0a(イソブタン)が約10重量%の混合量まで、R3
2の単一冷媒よりも蒸気圧が高く、ほぼ共沸様混合組成
となる。また、10重量%以下のハイドロカーボン類を
含む3成分のR32/R227ea/R600混合物ま
たはR32/R227ea/R600a混合物において
は、R32が約70重量%以上で、残りをR227ea
とした組成まで、R32の単一冷媒よりも蒸気圧が高
く、ほぼ共沸様混合組成となる。
【0017】ここで、10重量%以下のR600(ブタ
ン)やR600a(イソブタン)と、70重量%以上の
R32と、残りのR227eaからなる混合作動流体の
GWPは、R227eaの割合が30重量%以下となる
ため、明らかにR22やR22の代替冷媒として注目さ
れているR410AのGWPよりも小さくなる。
ン)やR600a(イソブタン)と、70重量%以上の
R32と、残りのR227eaからなる混合作動流体の
GWPは、R227eaの割合が30重量%以下となる
ため、明らかにR22やR22の代替冷媒として注目さ
れているR410AのGWPよりも小さくなる。
【0018】《実施の形態2》表2は、特定組成のR3
2/R227ea/R600混合物からなる3成分系冷
媒の理想的な冷凍性能を示す。ただし、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0
deg、蒸発器出口過熱度が0degの場合の性能であ
る。
2/R227ea/R600混合物からなる3成分系冷
媒の理想的な冷凍性能を示す。ただし、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0
deg、蒸発器出口過熱度が0degの場合の性能であ
る。
【0019】
【表2】
【0020】表2からわかるように、R600の割合を
5重量%に固定すると、70重量%以上のR32を含む
3成分系において、冷凍能力と成績係数の両方がR41
0Aよりも改善される。また、凝縮過程と蒸発過程にお
ける温度勾配はいずれも約2deg以下であり、共沸様
混合物としてほとんど単一冷媒と同様な取扱いができ
る。
5重量%に固定すると、70重量%以上のR32を含む
3成分系において、冷凍能力と成績係数の両方がR41
0Aよりも改善される。また、凝縮過程と蒸発過程にお
ける温度勾配はいずれも約2deg以下であり、共沸様
混合物としてほとんど単一冷媒と同様な取扱いができ
る。
【0021】表3は、特定組成のR32/R227ea
/R600a混合物からなる3成分系冷媒の理想的な冷
凍性能を示す。ただし、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の場合の性能である。
/R600a混合物からなる3成分系冷媒の理想的な冷
凍性能を示す。ただし、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の場合の性能である。
【0022】
【表3】
【0023】表3からわかるように、R600aの割合
を10重量%に固定すると、70重量%以上のR32を
含む3成分系において、冷凍能力と成績係数の両方がR
410Aよりも改善される。また、凝縮過程と蒸発過程
における温度勾配はいずれも約2deg以下であり、共
沸様混合物としてほとんど単一冷媒と同様な取扱いがで
きる。
を10重量%に固定すると、70重量%以上のR32を
含む3成分系において、冷凍能力と成績係数の両方がR
410Aよりも改善される。また、凝縮過程と蒸発過程
における温度勾配はいずれも約2deg以下であり、共
沸様混合物としてほとんど単一冷媒と同様な取扱いがで
きる。
【0024】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば次のような効果が得られる。 (1)本発明による混合作動流体は、共沸様混合物であ
り、R22の代替冷媒として注目されているR410A
に比べ、GWPが小さく、冷凍能力と成績係数の両方が
改善される。 (2)本発明による混合作動流体は、エステル油以外の
従来の圧縮機用潤滑油を含む冷凍サイクル装置中で冷媒
として使用する場合には、R600またはR600aが
潤滑油に選択的に溶解し、循環組成物中のR600また
はR600aの割合が減少し、R227eaが負触媒効
果のある不燃性物質であるため、可燃性に対する危険を
避けることができる。
によれば次のような効果が得られる。 (1)本発明による混合作動流体は、共沸様混合物であ
り、R22の代替冷媒として注目されているR410A
に比べ、GWPが小さく、冷凍能力と成績係数の両方が
改善される。 (2)本発明による混合作動流体は、エステル油以外の
従来の圧縮機用潤滑油を含む冷凍サイクル装置中で冷媒
として使用する場合には、R600またはR600aが
潤滑油に選択的に溶解し、循環組成物中のR600また
はR600aの割合が減少し、R227eaが負触媒効
果のある不燃性物質であるため、可燃性に対する危険を
避けることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松尾 光晴 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項1】 10重量%以下のブタンまたはイソブタ
ン、70重量%以上のジフルオロメタン、および残部の
1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン
からなることを特徴とする混合作動流体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10002812A JPH11199861A (ja) | 1998-01-09 | 1998-01-09 | 混合作動流体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10002812A JPH11199861A (ja) | 1998-01-09 | 1998-01-09 | 混合作動流体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11199861A true JPH11199861A (ja) | 1999-07-27 |
Family
ID=11539818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10002812A Pending JPH11199861A (ja) | 1998-01-09 | 1998-01-09 | 混合作動流体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11199861A (ja) |
-
1998
- 1998-01-09 JP JP10002812A patent/JPH11199861A/ja active Pending
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