JPS5887182A - 圧縮式熱ポンプ作業流体用組成物および同ポンプによる家屋の暖房または空気調和方法 - Google Patents
圧縮式熱ポンプ作業流体用組成物および同ポンプによる家屋の暖房または空気調和方法Info
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- JPS5887182A JPS5887182A JP57184423A JP18442382A JPS5887182A JP S5887182 A JPS5887182 A JP S5887182A JP 57184423 A JP57184423 A JP 57184423A JP 18442382 A JP18442382 A JP 18442382A JP S5887182 A JPS5887182 A JP S5887182A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、圧縮式熱ポンプの作業流体として用いられる
組成物と、この組成物を用いる同ポンプによる家屋の暖
房または空気調和方法に関する。
組成物と、この組成物を用いる同ポンプによる家屋の暖
房または空気調和方法に関する。
熱ポンプの成績係数の向上を目的とする、熱ポンプにお
ける非共沸流体混合物の使用は以前のフランス特許及び
特許出願の対象となっている（公告第２３３７．８５５
号、第２４７４．１５１号、第２４７４．６６６号及び
第２４９７．９３１号）。
ける非共沸流体混合物の使用は以前のフランス特許及び
特許出願の対象となっている（公告第２３３７．８５５
号、第２４７４．１５１号、第２４７４．６６６号及び
第２４９７．９３１号）。
なかでも、特許出願公告第２４７４．．１５１号は、熱
ポンプの性能を向上せしめ、従って該熱ポンプの運転費
を低下せしめ得る如き、２種の成分より成る非共沸混合
物を記載している。ところが、同２成分混合物を以てし
ても、圧縮機の熱出力を増加せしめることはできない。
ポンプの性能を向上せしめ、従って該熱ポンプの運転費
を低下せしめ得る如き、２種の成分より成る非共沸混合
物を記載している。ところが、同２成分混合物を以てし
ても、圧縮機の熱出力を増加せしめることはできない。
本発明の目的は、特定の流体混合物によって、同じ熱ポ
ンプが１種の嘔吐の流体を以て作動する場合に比して、
熱出力を増加せしめ得ることを示すことである。従って
、熱ポンプにおいて本発明の提案する流体混合物を用い
ることによって、資本費用を低下せしめることが可能で
ある。事実、本発明による作業流体混合物は、与えられ
た熱ポンプの構成部の改変、特に圧縮機の改変を伴わず
に、当該ポンプの熱容量を増大せしめることを可能にす
る。
ンプが１種の嘔吐の流体を以て作動する場合に比して、
熱出力を増加せしめ得ることを示すことである。従って
、熱ポンプにおいて本発明の提案する流体混合物を用い
ることによって、資本費用を低下せしめることが可能で
ある。事実、本発明による作業流体混合物は、与えられ
た熱ポンプの構成部の改変、特に圧縮機の改変を伴わず
に、当該ポンプの熱容量を増大せしめることを可能にす
る。
熱ポンプの熱出力を増大せしめるためには、２つの常套
的な手段がある。第１の手段は容量の一層大きい圧縮機
を熱ポンプに備えることであり、これは一層大きい体積
流量を吸収す・ることを可能にするものではあるが、こ
の解決法は追加投資を招来するものである。熱ポンプの
熱容■を増加ぜしめるもう一方の手段は常用の流体より
低い沸騰点を有する作業流体を用いることである。いず
れにぜよ、沸騰点の一層低い流体の臨界温度は一般によ
り低いので、このような切換えは成績係数の低下及び、
当該機械の用途の範囲の一層の制約をもたらすものであ
る。
的な手段がある。第１の手段は容量の一層大きい圧縮機
を熱ポンプに備えることであり、これは一層大きい体積
流量を吸収す・ることを可能にするものではあるが、こ
の解決法は追加投資を招来するものである。熱ポンプの
熱容■を増加ぜしめるもう一方の手段は常用の流体より
低い沸騰点を有する作業流体を用いることである。いず
れにぜよ、沸騰点の一層低い流体の臨界温度は一般によ
り低いので、このような切換えは成績係数の低下及び、
当該機械の用途の範囲の一層の制約をもたらすものであ
る。
ここに提案する発明は熱ポンプの従来からの応用、さら
に具体的には、通常用いられる作業流体を、モノクロロ
ジフルオロメタン（Ｒ２２、沸騰温度： −４０，８℃
）またはジクロロフルオロメタン（Ｒ１２、沸騰温度：
−２９，８℃〕とするものに関する。
に具体的には、通常用いられる作業流体を、モノクロロ
ジフルオロメタン（Ｒ２２、沸騰温度： −４０，８℃
）またはジクロロフルオロメタン（Ｒ１２、沸騰温度：
−２９，８℃〕とするものに関する。
上記の２種の流体は、従来通りの用途においては、Ｒ１
２またはＲ２２とこれに近い沸騰点を有する１種のハロ
ゲン化合物より成る共沸混合物を以て代えることができ
る。この共沸混合物は普通はＲ１２あるいはＲ２２のそ
れぞれよりわずかに低い沸騰湿度を有しており、単味の
流体の如き挙動を示す。かくて、ジクロロシフ７３．８
重■％とジフルオロエタンＲ１５２ｆｌ（沸騰流度−＝
２４−、７５８Ｃ）２６．２重Ｍ％より成るＲ５００
の沸騰温度は−３３，５°Ｃである。クロロジフルオロ
メタンＲ２２（沸騰温度＝ −４０゜８°Ｃ） １１８
．８重量％、！：、クロロペンタフルオロエタンＲ１１
５（沸騰温度−−３８，７６Ｃ） ５１゜２重伍係より
成るＲ５０２は−４５，６℃の沸騰温度を有する。クロ
ロジフルオロメタンＲ２２７５重量係とジクロジフルオ
ロメタンＲ１２２５重］−チを含むＲ５０１もまた挙げ
ることができるが、その沸騰湿度〔沸騰温度−一４１４
０°Ｃ〕はＲ２２のものに極めて近い。
２またはＲ２２とこれに近い沸騰点を有する１種のハロ
ゲン化合物より成る共沸混合物を以て代えることができ
る。この共沸混合物は普通はＲ１２あるいはＲ２２のそ
れぞれよりわずかに低い沸騰湿度を有しており、単味の
流体の如き挙動を示す。かくて、ジクロロシフ７３．８
重■％とジフルオロエタンＲ１５２ｆｌ（沸騰流度−＝
２４−、７５８Ｃ）２６．２重Ｍ％より成るＲ５００
の沸騰温度は−３３，５°Ｃである。クロロジフルオロ
メタンＲ２２（沸騰温度＝ −４０゜８°Ｃ） １１８
．８重量％、！：、クロロペンタフルオロエタンＲ１１
５（沸騰温度−−３８，７６Ｃ） ５１゜２重伍係より
成るＲ５０２は−４５，６℃の沸騰温度を有する。クロ
ロジフルオロメタンＲ２２７５重量係とジクロジフルオ
ロメタンＲ１２２５重］−チを含むＲ５０１もまた挙げ
ることができるが、その沸騰湿度〔沸騰温度−一４１４
０°Ｃ〕はＲ２２のものに極めて近い。
」−記のハロゲンを含む流体は家屋の暖房または空気調
和、都市暖房、ある種の乾燥作業ある１ハｒ＋遺詑繰作
のカロ去（庄搗１７おＬ十ス下全的応用んモノクロロジ
フルオロメタン（Ｒ２２）またはＲ５０２の利用は、家
屋の暖房を引受け、冷源としては自由地下水、井戸水ま
たは河水、外部空気、さらにはまた抽出空気を熱源とし
ては熱源において５５℃に達することもある温度の場合
暖房水または内部空気を用いる熱ポンプにおいては極め
て頻繁である。
和、都市暖房、ある種の乾燥作業ある１ハｒ＋遺詑繰作
のカロ去（庄搗１７おＬ十ス下全的応用んモノクロロジ
フルオロメタン（Ｒ２２）またはＲ５０２の利用は、家
屋の暖房を引受け、冷源としては自由地下水、井戸水ま
たは河水、外部空気、さらにはまた抽出空気を熱源とし
ては熱源において５５℃に達することもある温度の場合
暖房水または内部空気を用いる熱ポンプにおいては極め
て頻繁である。
熱ポンプにおいて、Ｒ５０２をＲ２２に代えても熱容量
はほとんど増加しない。その代りに、送出し湿度の明ら
かな低下が可能になる。Ｒ１２またはＲ５００の使用は
相対的に高い湿度水準、例えば、５０℃以上８０℃以下
の水準にとりわけ適合している。
はほとんど増加しない。その代りに、送出し湿度の明ら
かな低下が可能になる。Ｒ１２またはＲ５００の使用は
相対的に高い湿度水準、例えば、５０℃以上８０℃以下
の水準にとりわけ適合している。
本発明の原理は流体相互間において共沸混合物ん眠曲１
な（ハ緋宇の２台体混合物をｉ巽釈することであるが、
その混合物は過半を占める成分がモノクロロジフルオロ
メタン（Ｒ２２）またはジクロロジフルオロメタン（Ｒ
１２）あるいはこれらの流体のいずれがを含む共ｉ！ｌ
ｌｉ 混合物より成っており、沸点がそれより低いトリ
フルオロメタ：／（Ｒ２３、沸騰温度： −８２，１°
Ｃ）またはＲ２３′を含む共沸混合物である、過半に達
しない成分を以て構成されていることを特徴・とするも
のである。さらに明確には、この混合物は次の流体、す
なわちＲ１２、Ｒ５００，Ｒ２２、Ｒ５０２またはＲ２
Ｏ３のいずれかを９５〜８０モル係、Ｒ２３あるいはＲ
２３を４０．１重量％及びクロロトリフルオロメタン（
Ｒ１３）を５９．９重量％含んでいる共沸混合物Ｒ５０
３を５〜２０モル係を含むものとする。
な（ハ緋宇の２台体混合物をｉ巽釈することであるが、
その混合物は過半を占める成分がモノクロロジフルオロ
メタン（Ｒ２２）またはジクロロジフルオロメタン（Ｒ
１２）あるいはこれらの流体のいずれがを含む共ｉ！ｌ
ｌｉ 混合物より成っており、沸点がそれより低いトリ
フルオロメタ：／（Ｒ２３、沸騰温度： −８２，１°
Ｃ）またはＲ２３′を含む共沸混合物である、過半に達
しない成分を以て構成されていることを特徴・とするも
のである。さらに明確には、この混合物は次の流体、す
なわちＲ１２、Ｒ５００，Ｒ２２、Ｒ５０２またはＲ２
Ｏ３のいずれかを９５〜８０モル係、Ｒ２３あるいはＲ
２３を４０．１重量％及びクロロトリフルオロメタン（
Ｒ１３）を５９．９重量％含んでいる共沸混合物Ｒ５０
３を５〜２０モル係を含むものとする。
与えられた熱ポンプのサイクルにおいて、同一の運転条
件の場合、他の条件がすべて等しければ、」−記の型の
混合物の蒸発圧はｑｉ味の状態で用いられるはずの大量
のほうの成分の蒸発圧より高い。
件の場合、他の条件がすべて等しければ、」−記の型の
混合物の蒸発圧はｑｉ味の状態で用いられるはずの大量
のほうの成分の蒸発圧より高い。
従って、圧縮機への吸入蒸気のモル体積はさらに小さく
なり、このことによって、与えられた行程体積の圧縮機
について、流体のモル流伍、従って熱ポンプの熱容量は
増大する。且つまた、大量のほうの成分（Ｒ２２または
Ｒ１２またはＲ５００またはＲ５０１またはＲ５０２）
及び沸騰温度がそれより低い少量のほうの成分（Ｒ２３
またはＲ５０３）を含む混成作業流体の使用は、一般に
、圧縮比の低下に導く。これはピストン式往復圧縮機の
場合体積効率を増加せしめ、従って熱容量の増加にも同
様に有利である。
なり、このことによって、与えられた行程体積の圧縮機
について、流体のモル流伍、従って熱ポンプの熱容量は
増大する。且つまた、大量のほうの成分（Ｒ２２または
Ｒ１２またはＲ５００またはＲ５０１またはＲ５０２）
及び沸騰温度がそれより低い少量のほうの成分（Ｒ２３
またはＲ５０３）を含む混成作業流体の使用は、一般に
、圧縮比の低下に導く。これはピストン式往復圧縮機の
場合体積効率を増加せしめ、従って熱容量の増加にも同
様に有利である。
この熱容量は少量なほうの成分のモル濃度が高ければ高
いほどそれだけ大きくなる。少量なほうの成分（Ｒ２３
またはＲ５０３）のモル分率は５〜２０％の間に含まれ
なければならないものとする。実際、この成分の割合が
太き過きれば出力係数の低下と湿度の凝縮圧が惹起され
る。
いほどそれだけ大きくなる。少量なほうの成分（Ｒ２３
またはＲ５０３）のモル分率は５〜２０％の間に含まれ
なければならないものとする。実際、この成分の割合が
太き過きれば出力係数の低下と湿度の凝縮圧が惹起され
る。
事実、圧縮機の使用範囲は若干の運転」二のパラメータ
ー（送出し湿度及び最大圧力差）、とりわけ最大送出し
田による制約を受けている。本発明による混合物の凝縮
圧は好ましくは３０バール以下ということになる。
ー（送出し湿度及び最大圧力差）、とりわけ最大送出し
田による制約を受けている。本発明による混合物の凝縮
圧は好ましくは３０バール以下ということになる。
本発明の提案する流体の混合物は、熱源の温度が好まし
くは２０〜７５℃の間、冷源の温度が好ましくは一１５
〜＋４０’Ｃの間に含まれる場合に、特に使用し得るも
のである。
くは２０〜７５℃の間、冷源の温度が好ましくは一１５
〜＋４０’Ｃの間に含まれる場合に、特に使用し得るも
のである。
上記に特性を挙げた混合物を用い得る熱ポンプは任意の
型式のものであればよい。軍縮機は、例えば、潤滑ピス
トン式または乾式ピストン式圧縮機、スクリュ一式圧縮
機または遠心圧縮機であればよい。熱交換器は、例えば
、二重管式熱交換器、管格子式熱交換器、平板熱交換器
あるいは薄板式熱交換器または空気を伴う熱伝達用の標
準的なフィン型熱交換器であればよい。
型式のものであればよい。軍縮機は、例えば、潤滑ピス
トン式または乾式ピストン式圧縮機、スクリュ一式圧縮
機または遠心圧縮機であればよい。熱交換器は、例えば
、二重管式熱交換器、管格子式熱交換器、平板熱交換器
あるいは薄板式熱交換器または空気を伴う熱伝達用の標
準的なフィン型熱交換器であればよい。
向流式の熱交換方式のほうが望ましい。この方式は出力
の小さい熱ポンプにおける水／寒剤熱交換用に用いる同
軸熱交換器においてうま〈実施される。これはフランス
特許第２４７４．６６６号に記載する配置による空気／
寒剤熱交換器においても近似的に実施することができる
。熱出力は家庭暖房に用いる熱ポンプの場合数キロワッ
ト、共同暖房用の熱ポンプの場合数メガワットの間の変
動を示す。
の小さい熱ポンプにおける水／寒剤熱交換用に用いる同
軸熱交換器においてうま〈実施される。これはフランス
特許第２４７４．６６６号に記載する配置による空気／
寒剤熱交換器においても近似的に実施することができる
。熱出力は家庭暖房に用いる熱ポンプの場合数キロワッ
ト、共同暖房用の熱ポンプの場合数メガワットの間の変
動を示す。
好ましいと考えられる操作方式はフランス特許第２４９
７．９３１号に記載するものである。
７．９３１号に記載するものである。
この方式は下記の工程を含んでいる。すなわち（ａ）蒸
気相の混成作業流体を圧縮する、（ｂ）工程（ａ）に由
来する圧縮混成作業流体を相対的に冷たい外部流体と熱
交換接触させ、前記混成流体の実質的に完全な凝縮に到
るまでこの接触を維持する、（Ｃ）工程（１））に由来
する、実質的に完全に凝縮した混成流体を工程（ｆ）で
定義する冷却用流体と熱交換接触させ、前記混成流体を
さらに冷却する如くにする、（ｄ）工程（Ｃ）に由来す
る、冷却した混成流体を減圧する、（ｅ）工程（ｄ）に
由来する、減圧した混成流体を熱源となる外部流体と熱
交換接触させ、接触条件は前記減圧混成流体の一部気化
を可能にするものである、（ｆ）工程（ｅ）に由来する
一部気化混成流体を実質的に完全に液化して工程（０）
へ送る混成流体と熱交換接触させるが、前記の一部気化
した混成流体は前記工程（Ｃ）の冷却用流体となり、接
触条件を工程（０）において始まった気化の継続を可能
にするものとし、しかして（ｇ）工程（ｆ）に由来する
、気化した混成流体を工程（ａ）へ戻す。
気相の混成作業流体を圧縮する、（ｂ）工程（ａ）に由
来する圧縮混成作業流体を相対的に冷たい外部流体と熱
交換接触させ、前記混成流体の実質的に完全な凝縮に到
るまでこの接触を維持する、（Ｃ）工程（１））に由来
する、実質的に完全に凝縮した混成流体を工程（ｆ）で
定義する冷却用流体と熱交換接触させ、前記混成流体を
さらに冷却する如くにする、（ｄ）工程（Ｃ）に由来す
る、冷却した混成流体を減圧する、（ｅ）工程（ｄ）に
由来する、減圧した混成流体を熱源となる外部流体と熱
交換接触させ、接触条件は前記減圧混成流体の一部気化
を可能にするものである、（ｆ）工程（ｅ）に由来する
一部気化混成流体を実質的に完全に液化して工程（０）
へ送る混成流体と熱交換接触させるが、前記の一部気化
した混成流体は前記工程（Ｃ）の冷却用流体となり、接
触条件を工程（０）において始まった気化の継続を可能
にするものとし、しかして（ｇ）工程（ｆ）に由来する
、気化した混成流体を工程（ａ）へ戻す。
下記の実施例は本発明による特定の流体混合物の使用を
例示する。
例示する。
実施例１
第１図に図式化した水／水の熱ポンプを考察する。この
熱ポンプは蒸発器Ｅ１を備えており、その中へ混合物は
管路１を経て入いり、気化されて管路２を通ってそこか
ら出て行く。また、田縮機■１が備えてあり、その中で
蒸気混合物が圧縮され、管路３を経てそこから出て行っ
て凝縮器Ｅ２へ送られる。そこからは、混合物は凝縮さ
れて、管路４を通って出て行き、次いで減圧弁ＤＩ内で
減圧されて蒸発器Ｅ１へ再循環せしめられる。蒸発器及
び凝縮器は二重管式熱交換器で出来ており、その中では
相互に熱交換を行う流体が向流して循環する。
熱ポンプは蒸発器Ｅ１を備えており、その中へ混合物は
管路１を経て入いり、気化されて管路２を通ってそこか
ら出て行く。また、田縮機■１が備えてあり、その中で
蒸気混合物が圧縮され、管路３を経てそこから出て行っ
て凝縮器Ｅ２へ送られる。そこからは、混合物は凝縮さ
れて、管路４を通って出て行き、次いで減圧弁ＤＩ内で
減圧されて蒸発器Ｅ１へ再循環せしめられる。蒸発器及
び凝縮器は二重管式熱交換器で出来ており、その中では
相互に熱交換を行う流体が向流して循環する。
冷源は自由地下水層より抽出した水である。
この水は管路５によって１２℃の温度で蒸発器Ｅｌ内−
・進入し、５°Ｃの温度で管路６を経て蒸発器Ｅ１より
出て行く。
・進入し、５°Ｃの温度で管路６を経て蒸発器Ｅ１より
出て行く。
凝縮器Ｅ２が加熱する水は管路７により受入れられ、管
路８より排出される。
路８より排出される。
加熱システムの種類及び水の戻り湿度に応じて運転につ
いて２つの場合が考えられる。
いて２つの場合が考えられる。
Ａ−放熱器による加熱 凝縮器への水の戻り温度：４２
℃（路線７〕、水の加熱温度：５０℃（路線８）。
℃（路線７〕、水の加熱温度：５０℃（路線８）。
Ｂ−加熱床による加熱 凝縮器への水の戻り温度：２０
．５℃、水の加熱温度：３４℃。
．５℃、水の加熱温度：３４℃。
蒸発器内及び凝縮器内の水の流量は用いる作業流体に対
応する熱ポンプの容量による。
応する熱ポンプの容量による。
下表ＩはＡとＢの各々の場合における
セ単味のクロロジフルオロメタン（Ｒ２２）を用いる熱
ポンプの運転、 −クロロジフルオロメタン（Ｒ２２）８５モル係とトリ
フルオロメタン（Ｒ２３）１５モル係を含む非共沸混合
物を用いる熱ポンプの運転 を比較した結果を示すものである。
ポンプの運転、 −クロロジフルオロメタン（Ｒ２２）８５モル係とトリ
フルオロメタン（Ｒ２３）１５モル係を含む非共沸混合
物を用いる熱ポンプの運転 を比較した結果を示すものである。
ｃｏｐは熱出力と、流体に伝達された圧縮出力との比を
示す。
示す。
（以下余白）
表 １
提案する混合物を以てすれば、熱源及び冷源における温
度条件が同一である場合のＲ２２単味に比べて、Ａの場
合２０％、Ｈの場合２４係の熱容量の利得が可能になる
が、ＣＯＰは各々の場合において事実上そのままである
。
度条件が同一である場合のＲ２２単味に比べて、Ａの場
合２０％、Ｈの場合２４係の熱容量の利得が可能になる
が、ＣＯＰは各々の場合において事実上そのままである
。
Ｒ２２／Ｒ２３混合物を以て得た熱出力及びｃｏｐもま
た、共沸混合物Ｒ５０２を単独で用例えば、Ａの場合に
おいて、Ｒ２Ｏ３によって１４５４５Ｗの熱出力−すな
わち単味のＲ２２に比してわずか２係の利得−及び３．
２６というＣＯＰを得ることができる。一般に言って、
提案する混合物はＩｉ味の流体に対して２０％以上の熱
出力の利得及び基準とする単味流体と同一のＣＯＰを目
的として、組成を最適化することはできる。いずゎにし
ても、このような性能は、例えばＲ５０２をＲ２２を以
て、あるいはＲ５００をＲ１２を以て代えることでは達
成できない。
た、共沸混合物Ｒ５０２を単独で用例えば、Ａの場合に
おいて、Ｒ２Ｏ３によって１４５４５Ｗの熱出力−すな
わち単味のＲ２２に比してわずか２係の利得−及び３．
２６というＣＯＰを得ることができる。一般に言って、
提案する混合物はＩｉ味の流体に対して２０％以上の熱
出力の利得及び基準とする単味流体と同一のＣＯＰを目
的として、組成を最適化することはできる。いずゎにし
ても、このような性能は、例えばＲ５０２をＲ２２を以
て、あるいはＲ５００をＲ１２を以て代えることでは達
成できない。
フランス特許第２４７４．１５１号はＲ２２とクロロト
リフルオロメタンＲ１３（沸騰温度−−８１，４°Ｃ）
より成る混合物を挙げている。Ｒ２２を８５モル％ 、
Ｒ１３を１５モル係を含むこの混合物を用いて得た結果
を、上記Ｒ２２／Ｒ２３混合物（８５％／１５％）を用
いた場合に得た結果とを、表Ｈにおいて比較した。
リフルオロメタンＲ１３（沸騰温度−−８１，４°Ｃ）
より成る混合物を挙げている。Ｒ２２を８５モル％ 、
Ｒ１３を１５モル係を含むこの混合物を用いて得た結果
を、上記Ｒ２２／Ｒ２３混合物（８５％／１５％）を用
いた場合に得た結果とを、表Ｈにおいて比較した。
表 ■
従って、運転圧力が事実上同一の場合、Ｒ２２／Ｒ２３
混合物を以てすればＲ２２／Ｒ１３混合物を以てするよ
りも実質的に大きい発熱量を得ることができる。
混合物を以てすればＲ２２／Ｒ１３混合物を以てするよ
りも実質的に大きい発熱量を得ることができる。
水／水あるいは空気／水の熱ポンプでＲ２２／Ｒ２３混
合物を用いるものの到達する加熱温度は、送出し田が３
０バール以下、好ましくは２８バール以下であることを
欲する場合は、 Ｆ５℃以下、好ましくは５２℃以下ま
たはこれに等しいものとする。Ｒ２２／Ｒ２３またはＲ
５０２／Ｒ２３混合物におけるＲ２３のモル分率は好ま
しくは１２〜１８チの間に含まれるものとする。凝縮器
における水の温度の変動は、本発明の提案する混合物の
凝縮温度範囲に近くするために、好ましくは５〜１５℃
の間に含まれるものとする。単味流体の場合においては
、凝縮湿度はもともと加熱温度より高いので、水の戻り
温度にほとんど影響されない。その代り、提案する非共
沸混合物については、向流水凝縮器の終末における温度
及び対応の圧力は凝縮器への水の進入湿度に直接応する
。従って、上記の運転方式のＡの場合、混合物の凝縮湿
度範囲は、水温の変動〔４２〜５０°Ｃ〕と同じく、８
℃である。
合物を用いるものの到達する加熱温度は、送出し田が３
０バール以下、好ましくは２８バール以下であることを
欲する場合は、 Ｆ５℃以下、好ましくは５２℃以下ま
たはこれに等しいものとする。Ｒ２２／Ｒ２３またはＲ
５０２／Ｒ２３混合物におけるＲ２３のモル分率は好ま
しくは１２〜１８チの間に含まれるものとする。凝縮器
における水の温度の変動は、本発明の提案する混合物の
凝縮温度範囲に近くするために、好ましくは５〜１５℃
の間に含まれるものとする。単味流体の場合においては
、凝縮湿度はもともと加熱温度より高いので、水の戻り
温度にほとんど影響されない。その代り、提案する非共
沸混合物については、向流水凝縮器の終末における温度
及び対応の圧力は凝縮器への水の進入湿度に直接応する
。従って、上記の運転方式のＡの場合、混合物の凝縮湿
度範囲は、水温の変動〔４２〜５０°Ｃ〕と同じく、８
℃である。
熱ポンプによって加熱される水が高温、例えば６０℃以
上に達するのを要する場合は、回路の高圧を低下せしめ
るために、ジクロロジフルオロメタン（Ｒ１２）または
共沸混合物Ｒ５００をクロロジフルオロメタン（Ｒ２２
）に代えればよい。このようにして、ジクロロフルオロ
メタン（Ｒ１２）とトリフルオロメタン（Ｒ２３〕を組
合わせて含んでいる、本発明による混合物によって、与
えられた運転条件について、Ｒ１２単味を以て得られる
ものより大きい熱容量を得ることができる。従って、Ｒ
１２をモル分率で８７．５％、Ｒ２３をモル分率で１２
．５％して到達する出力が１７バール以下であれば、Ａ
の場合において２６％の熱容量の増加を可能にする。
上に達するのを要する場合は、回路の高圧を低下せしめ
るために、ジクロロジフルオロメタン（Ｒ１２）または
共沸混合物Ｒ５００をクロロジフルオロメタン（Ｒ２２
）に代えればよい。このようにして、ジクロロフルオロ
メタン（Ｒ１２）とトリフルオロメタン（Ｒ２３〕を組
合わせて含んでいる、本発明による混合物によって、与
えられた運転条件について、Ｒ１２単味を以て得られる
ものより大きい熱容量を得ることができる。従って、Ｒ
１２をモル分率で８７．５％、Ｒ２３をモル分率で１２
．５％して到達する出力が１７バール以下であれば、Ａ
の場合において２６％の熱容量の増加を可能にする。
Ｒ１２／Ｒ２３型またはＲ５００／ Ｒ２３型の混合物
におけるＲ２３としてのモル分率は好ましくは８〜１８
係の間に含まれるものとする。
におけるＲ２３としてのモル分率は好ましくは８〜１８
係の間に含まれるものとする。
水凝縮器の場合、加熱温度は好ましくは７５℃以下とす
る。
る。
フランス特許第２４９７．９３１号に記載するフローチ
ャートは与えられた非共沸流体混合物について熱容量面
において追加的な利点をもたらすものである。これは実
施例２において扱う。
ャートは与えられた非共沸流体混合物について熱容量面
において追加的な利点をもたらすものである。これは実
施例２において扱う。
実施例２
熱ポンプのフローチャートは第２図に示す通りである。
（２３）
減圧弁より管路９を経て出て来る混成作業流体は、作業
流体と向流して循環し、管路１１より蒸発器Ｅ３にはい
り、管路１２より出て行（冷源の水の冷却によって一部
気化される。作業混合物は蒸発器Ｅ３より管路１０を経
て出て来て、パイプ１８より熱交換器〔Ｅ４〕内へ進入
し、パイプ１９によって排出される過冷却凝縮物と向流
して熱交換を行って、熱交換器Ｅ４内において全部気化
され、場合によっては加熱される。
流体と向流して循環し、管路１１より蒸発器Ｅ３にはい
り、管路１２より出て行（冷源の水の冷却によって一部
気化される。作業混合物は蒸発器Ｅ３より管路１０を経
て出て来て、パイプ１８より熱交換器〔Ｅ４〕内へ進入
し、パイプ１９によって排出される過冷却凝縮物と向流
して熱交換を行って、熱交換器Ｅ４内において全部気化
され、場合によっては加熱される。
気前の混成作業流体はパイプ１３より圧縮機Ｋｌ内へ吸
入され、パイプ１４より高圧を以て送出される。次いで
、流体が管路１４によって進入し、管路１５によって飽
和液態としてそこ（２４） 縮の過程において、混合物は有効熱出力を加熱水に与え
、これは入口バイブ１６と出ロノ々イブ５を経て受液器
Ｂｌ内に進入し、管路１８１こよってここから出て行く
。次いで、熱交換器Ｅ４内において過冷却され、ノでイ
ブ１９１こより減圧弁Ｖ１に達する。
入され、パイプ１４より高圧を以て送出される。次いで
、流体が管路１４によって進入し、管路１５によって飽
和液態としてそこ（２４） 縮の過程において、混合物は有効熱出力を加熱水に与え
、これは入口バイブ１６と出ロノ々イブ５を経て受液器
Ｂｌ内に進入し、管路１８１こよってここから出て行く
。次いで、熱交換器Ｅ４内において過冷却され、ノでイ
ブ１９１こより減圧弁Ｖ１に達する。
熱容■の面においては、作業流体が非共沸流体混合物で
ある場合は、このフローチャート（ま改善をもたらす。
ある場合は、このフローチャート（ま改善をもたらす。
何故ならば、気化の終末力く実際に行われる熱交換器Ｅ
４によって、混合物力５さらに高い沸騰終末湿度、従っ
てさらＧこ高Ｌ）吸入■に達することができる。この方
法（ま吸入時のモル体積と匝縮比の低下を一度に可能（
こするものである。
４によって、混合物力５さらに高い沸騰終末湿度、従っ
てさらＧこ高Ｌ）吸入■に達することができる。この方
法（ま吸入時のモル体積と匝縮比の低下を一度に可能（
こするものである。
表■は実施例１におけるのと同じ混合物及び同じ運転条
件を以て得た結果を示すものである。
件を以て得た結果を示すものである。
実施例１において単味クロロジフルオロメタン（Ｒ２２
）を用いて得た結果を参考として記載しである。第２図
のフローチャートは、事実、単味の流体を以て作動する
熱ポンプの性能を変えるものではない。実施例１におい
て特定した混合物は次のモル組成、すなわち、クロロジ
フルオロメタン（Ｒ２２）８５％及びトリフルオロメタ
ン（Ｒ２３）１５％のものである。運転方式Ａ及びＢの
場合は実施例１において明確に述べた通りである。
）を用いて得た結果を参考として記載しである。第２図
のフローチャートは、事実、単味の流体を以て作動する
熱ポンプの性能を変えるものではない。実施例１におい
て特定した混合物は次のモル組成、すなわち、クロロジ
フルオロメタン（Ｒ２２）８５％及びトリフルオロメタ
ン（Ｒ２３）１５％のものである。運転方式Ａ及びＢの
場合は実施例１において明確に述べた通りである。
第１図に示すフローチャートによれば、選択した混合物
はＲ２２を以て作動する設備の熱容量をＡの場合２８％
、Ｂの場合３０％増加せしめる。なお、この混合物の使
用はクロロジフル□□□ 実施例３ オロメタンを以て得るＣＯＰをＡの場合２，８％、Ｂの
場合５．２多向上せしめる。
はＲ２２を以て作動する設備の熱容量をＡの場合２８％
、Ｂの場合３０％増加せしめる。なお、この混合物の使
用はクロロジフル□□□ 実施例３ オロメタンを以て得るＣＯＰをＡの場合２，８％、Ｂの
場合５．２多向上せしめる。
第２図のフローチャートは熱交換器Ｅ４によって代表さ
れる追加投資を必要とするが、これは一般に少額である
。
れる追加投資を必要とするが、これは一般に少額である
。
扱う実施例においては、この交換器は、０２５イの接触
表面を有する、２本の同心の滑らかなパイプより成って
いてもよい。
表面を有する、２本の同心の滑らかなパイプより成って
いてもよい。
表 ■
（２８）
Ｒ２２の代りに共沸混合物Ｒ５０２を用いれば、圧縮機
において一層低い送出し温度に達し、密閉式圧縮機の場
合にモーターの異常発熱を防ぐことができる。この利点
は極めて低い外部温度において運転する空気／水熱ポン
プの場合には重要なものになる。
において一層低い送出し温度に達し、密閉式圧縮機の場
合にモーターの異常発熱を防ぐことができる。この利点
は極めて低い外部温度において運転する空気／水熱ポン
プの場合には重要なものになる。
Ｒ５０２を用いる空気／水熱ポンプを以て操作を行う。
蒸発器内を通過する空気は流量６０ｏ ｏ ｒｒｔ ／
ｌ】、進入湿度７℃及び相対温度８６％を有している
。凝縮器に循環する水は４５〜５０℃に加熱される。１
４モルチのＲ５０３と８６モル係のＲ５０２を含む非共
沸混合物を以てすれば、表■の結果が得られる。
ｌ】、進入湿度７℃及び相対温度８６％を有している
。凝縮器に循環する水は４５〜５０℃に加熱される。１
４モルチのＲ５０３と８６モル係のＲ５０２を含む非共
沸混合物を以てすれば、表■の結果が得られる。
（以下余白）
表 ■
提案する混合物はＲ５０２に対してｘ３．４％の熱容量
の利得をもたらすが、一方ＣＯＰと送出し温度は事実上
そのままである。
の利得をもたらすが、一方ＣＯＰと送出し温度は事実上
そのままである。
一般的に言って、混合物Ｒ５０２／Ｒ５０３またはＲ２
２／Ｒ５０３におけるＲ５０３のモル分率は好ましくは
８〜１５係の間に含まれるものとする。Ｒ５００／Ｒ５
０３またはＲ］、 ２／Ｒ５０３の混合物においては、
この分率は好ましくは５〜１５係の間に含まれるものと
する。
２／Ｒ５０３におけるＲ５０３のモル分率は好ましくは
８〜１５係の間に含まれるものとする。Ｒ５００／Ｒ５
０３またはＲ］、 ２／Ｒ５０３の混合物においては、
この分率は好ましくは５〜１５係の間に含まれるものと
する。
実施例４
水／水型の熱ポンプにおいてその他の混合物を用いたと
ころ、熱出力の増加を得た。すなわち ａ）Ｒ２２８７モル％とＲ５０３１３モル％ｂ）Ｒ１２
８８モル％とＲ５０３１２モル％Ｃ）Ｒ５００９ｏモル
％とＲ２３１０モル％ｄ）Ｒ５００９２モル％とＲ５０
３８モル％ｅ）Ｒ５０２８５モル％とＲ２３１５モル％
ｆ）Ｒ５０１８５モル％とＲ２３１５モル％ｇ）Ｒ５０
１８７モル％とＲ２Ｏ３１３モル％本発明はまた、特許
請求の範囲に記載する２種の主要成分の他に、熱ポンプ
において、あるいは家屋の空気調節用にこ２’Ｌらの混
合物を用いる場合も、その有効な挙動を実質的に害なう
こくは１モル係以下）含むものにも及ぶものであるが、
その不純物とは、例えば、特許請求の範囲に記載するも
の以外の炭化水素のハロゲン化誘導体で、特許請求の範
囲に記載するハロゲン化誘導体の製造の副成物となるも
のであってもよい。
ころ、熱出力の増加を得た。すなわち ａ）Ｒ２２８７モル％とＲ５０３１３モル％ｂ）Ｒ１２
８８モル％とＲ５０３１２モル％Ｃ）Ｒ５００９ｏモル
％とＲ２３１０モル％ｄ）Ｒ５００９２モル％とＲ５０
３８モル％ｅ）Ｒ５０２８５モル％とＲ２３１５モル％
ｆ）Ｒ５０１８５モル％とＲ２３１５モル％ｇ）Ｒ５０
１８７モル％とＲ２Ｏ３１３モル％本発明はまた、特許
請求の範囲に記載する２種の主要成分の他に、熱ポンプ
において、あるいは家屋の空気調節用にこ２’Ｌらの混
合物を用いる場合も、その有効な挙動を実質的に害なう
こくは１モル係以下）含むものにも及ぶものであるが、
その不純物とは、例えば、特許請求の範囲に記載するも
の以外の炭化水素のハロゲン化誘導体で、特許請求の範
囲に記載するハロゲン化誘導体の製造の副成物となるも
のであってもよい。
実施例５
実施例１のＢの場合（加熱床による加熱〕におけるのと
同様の操作を行う。
同様の操作を行う。
基本成分Ｒ２２、Ｒ５０２及びＲ５０１の場合及び基本
成分と少ないほうの成分Ｒ２３及びＲ５０３の種々のｃ
ｏｐ及び熱出力（ＫＷ表示）の値を下記（表■）に示す
。示しであるモル分率は少ないほうの成分のものである
。例えば、０．０５は少ないほうの成分０．０５モル部
と基本成分０．９５モル部との混合物に相当するもので
ある。
成分と少ないほうの成分Ｒ２３及びＲ５０３の種々のｃ
ｏｐ及び熱出力（ＫＷ表示）の値を下記（表■）に示す
。示しであるモル分率は少ないほうの成分のものである
。例えば、０．０５は少ないほうの成分０．０５モル部
と基本成分０．９５モル部との混合物に相当するもので
ある。
最適の結果は少ないほうの成分の含量が約５〜２０チの
場合に得られるのがわかる。
場合に得られるのがわかる。
表 ■
実施例６
下記の条件下において操作を行う。
凝縮器：水の進入 ：２０．５℃（路線７）水の退出
： ３４ ℃（路線８） 蒸発器：水の進入 ： １２ ℃（路線５〕水の退出
： ５ ℃〔路線６〕 結果は表■に示す通りである。
： ３４ ℃（路線８） 蒸発器：水の進入 ： １２ ℃（路線５〕水の退出
： ５ ℃〔路線６〕 結果は表■に示す通りである。
表 ■
基本 少■成分：Ｒ２３少量成分： Ｒ５０３成分 モ
ル 。。２ 熱出力 モル 熱出力ＯＰ 分率 （ＫＷ） 分率 （ＫＷ）０
４．５２ １０．０ ０ ４．５２
１０．００．０５ ４．８５ １１．６２ ０
，０５ ４．８０ １１．４．３１２ ０．２０ ４．８３ １３．７９ ０，２０
４．７８ １３．５１０．３０ ４．４２ １４
．８０ ０，３０ ４．３８ １４．５００
４．３６ １１．Ｑ ０ ４．．３
６ １１．００．０５ ４．５４ １２．７６
０，０５ ４．５０ １２．５７Ｒ５０００，２
０４，５１１５，１７０，２０４−，４６１４，８６ｆ
）、３０ ４．２１ １６．２８ ０．３０
４．１７ １５．９５
ル 。。２ 熱出力 モル 熱出力ＯＰ 分率 （ＫＷ） 分率 （ＫＷ）０
４．５２ １０．０ ０ ４．５２
１０．００．０５ ４．８５ １１．６２ ０
，０５ ４．８０ １１．４．３１２ ０．２０ ４．８３ １３．７９ ０，２０
４．７８ １３．５１０．３０ ４．４２ １４
．８０ ０，３０ ４．３８ １４．５００
４．３６ １１．Ｑ ０ ４．．３
６ １１．００．０５ ４．５４ １２．７６
０，０５ ４．５０ １２．５７Ｒ５０００，２
０４，５１１５，１７０，２０４−，４６１４，８６ｆ
）、３０ ４．２１ １６．２８ ０．３０
４．１７ １５．９５
図面は、本発明の実施例を示すもので、第１図および第
２図は、それぞれ熱ポンプのフローチャートである。 以 上 特許出願人 アンステイテユ・フランセ・デュ・外
４名
２図は、それぞれ熱ポンプのフローチャートである。 以 上 特許出願人 アンステイテユ・フランセ・デュ・外
４名
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ＋１）ａ）９５〜８０モ／ｌ／ ％のＲ１２、Ｒ２２、
Ｒ５００、Ｒ５０１またはＲ５０２と ■〕）５〜２０モルヂのＲ２３またはＲ５０３の混合物
より成る、圧縮式熱ポンプ作業流体用組成物。 ＋２１９５〜８０モル係のＲ２２及び５〜２０モル係の
Ｒ２３を含む、特許請求の範囲第１項記載の、圧縮式熱
ポンプ作業流体用組成物。 ＋３１ ａ） ８８〜Ｂ２モ／ｌ／ ％のＲ２２ま
たはＲ５０２と を含む、特許請求の範囲第１項記載の 圧縮式熱ポンプ
作業流体用組成物。 ＋４．１ａ） ９２〜８２モ／Ｉ／ １％のＲ１２ま
たはＲ５００と ｂ） ８〜１８モル係のＲ２３ を含む、特許請求の範囲第１項記載の 田縮式熱ポンプ
作業流体用組成物。 （５）１種類の作業流体を用いる圧縮式熱ポンプによる
家屋の暖房または空気調和方法であって、作業流体が ａ）９５〜８０モル％のＲ１２、Ｒ２２、Ｒ５００、Ｒ
５０１またはＲ５０２と ｂ） ５〜２０モルチのＲ２３またはＲ５０３の混合
物より成ることを特徴とする方法。 （６） 作業流体が一１５〜＋４０℃の熱源より熱与
える、特許請求の範囲第５項記載の方法。 （７） 流体（ａ）がＲ２２であり、流体（１１）が
Ｒ２３である、特許請求の範囲第５項または第６項記載
の方法。 （８） 作業流体が、 ａ）８８〜８２モ／ｌ／ ％のＲ２２またはＲ５０２と １））１２〜１８モル％のＲ２３ を含む混合物より成るものであり、熱ポンプが２０℃以
」二の進入温度、５５℃以下の退出温度を有する流体に
熱を与え、−１５℃以」二の温度を有する熱源より熱を
取込む、特許請求の範囲第５項記載の方法。 （９）作業流体が、 ａ）９２〜８２モル％のＲ１２またはＲ５００と １））８〜１８モル係のＲ２３ を含む混合物より成るものであり、熱ポンプが４０℃以
」二の進入温度、７５℃以下の退出温度を有する流体に
熱を与え、５℃以」二の温度を有する熱源より熱を取込
む、特許請求の範囲第５項記載の方法。 （１０）熱ポンプが、（ａ）蒸気相の混成作業流体を■
混成流体の実質的に完全な１凝縮に到るまでこの接触を
維持し、（Ｃ）工程（ｂ）に由来する、実質的に完全に
凝縮した混成流体を工程（ｆ）で定義する冷却用流体と
熱交換接触させて、前記混成流体をさらに冷却するよう
にし、（（１）工程（Ｃ）に由来する、冷却した混成流
体を減圧し、（ｅ）工程（（１）に由来する、減圧した
混成流体を熱源となる外部流体と熱交換接触させ、接触
条件を前記の減圧した混成流体の一部気化を可能にする
ものとし、（ｆ）工程（ｅ）に由来する、一部気化した
混成流体を、実質的に完全に液化して工程（ｃ）へ送る
混成流体と熱交換接触させ、前記の一部気化した混成流
体が前記工程（ｃ）の冷却用流体となり、接触条件を工
程（ｅ）において始まった気化の続行を可能とするもの
にし、しかして（ｇ）工程（ｆ）に由来する、気化した
混成流体を工程（ａ）へ戻すことを特徴とする特許請求
の範囲第５〜９項のうちのいずれか１項記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8119734 | 1981-10-19 | ||
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| FR8208035 | 1982-05-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5887182A true JPS5887182A (ja) | 1983-05-24 |
| JPH028636B2 JPH028636B2 (ja) | 1990-02-26 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (3)
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1983
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