JPS6111985B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6111985B2 JPS6111985B2 JP58210761A JP21076183A JPS6111985B2 JP S6111985 B2 JPS6111985 B2 JP S6111985B2 JP 58210761 A JP58210761 A JP 58210761A JP 21076183 A JP21076183 A JP 21076183A JP S6111985 B2 JPS6111985 B2 JP S6111985B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refrigeration
- refrigerant
- absorbent
- composition
- solution
- 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.)
- Expired
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/62—Absorption based systems
Landscapes
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は吸収式冷凍機に使用される冷凍組成物
に関する。
に関する。
一般に吸収式冷凍機は冷凍組成物を内部に含む
発生器、凝縮器、蒸発器及び吸収器からなる閉鎖
サイクルに形成され、蒸発器で液冷媒が蒸発する
際に外部より熱を奪い、この蒸発潜熱が冷凍に利
用される。蒸発器で蒸発した冷媒蒸気は吸収器で
発生器から送られる低冷媒濃度の冷凍組成物に接
触吸収され、高冷媒濃度の冷凍組成物となつて発
生器に還流される。高冷媒濃度の冷凍組成物は発
生器で外部熱源により加熱されて冷媒蒸気を発生
し、冷媒蒸気は凝縮器で凝縮され液冷媒として再
び蒸発器へ送られる。
発生器、凝縮器、蒸発器及び吸収器からなる閉鎖
サイクルに形成され、蒸発器で液冷媒が蒸発する
際に外部より熱を奪い、この蒸発潜熱が冷凍に利
用される。蒸発器で蒸発した冷媒蒸気は吸収器で
発生器から送られる低冷媒濃度の冷凍組成物に接
触吸収され、高冷媒濃度の冷凍組成物となつて発
生器に還流される。高冷媒濃度の冷凍組成物は発
生器で外部熱源により加熱されて冷媒蒸気を発生
し、冷媒蒸気は凝縮器で凝縮され液冷媒として再
び蒸発器へ送られる。
かかるサイクルからなる吸収式冷凍機に使用さ
れる冷凍組成物としては、従来、多くの商業用吸
収式冷凍機用として水（H2O）を冷媒、臭化リチ
ウム（LiBr）を吸収剤とする冷凍組成物が、
又、低温用吸収式冷凍機用として古くからアンモ
ニア（NH3）を冷媒、水（H2O）を吸収剤とする
冷凍組成物が使用されてきた。
れる冷凍組成物としては、従来、多くの商業用吸
収式冷凍機用として水（H2O）を冷媒、臭化リチ
ウム（LiBr）を吸収剤とする冷凍組成物が、
又、低温用吸収式冷凍機用として古くからアンモ
ニア（NH3）を冷媒、水（H2O）を吸収剤とする
冷凍組成物が使用されてきた。
しかし乍ら、H2O−LiBr系の冷凍組成物は水を
冷媒とするため、蒸発温度を０℃以下に設定する
ことができず、従つて空調用以外に使用できない
こと、臭化リチウムの水への溶解度に限界がある
ため凝縮器の空冷化が困難であること、蒸気圧が
低過ぎるため装置に可成りの負圧を維持しなけれ
ばならないこと、溶液の腐食性のために装置の形
成材料が制約される等の欠点がある。
冷媒とするため、蒸発温度を０℃以下に設定する
ことができず、従つて空調用以外に使用できない
こと、臭化リチウムの水への溶解度に限界がある
ため凝縮器の空冷化が困難であること、蒸気圧が
低過ぎるため装置に可成りの負圧を維持しなけれ
ばならないこと、溶液の腐食性のために装置の形
成材料が制約される等の欠点がある。
又、NH3−H2O系の冷凍組成物は蒸気圧が可成
り高いために装置は高圧に耐える設計を必要と
し、又、アンモニアガスに爆発性及び毒性があり
取扱い上の危険があるため冷凍組成物として適当
でない。そこで、０℃以下の温度が得られる冷媒
としてメタノール、エタノールなどのアルコール
類を冷媒とし、臭化リチウム（LiBr）、臭化亜鉛
（ZnBr2）等のハロゲン化物を吸収剤とする系が提
案され研究されている。
り高いために装置は高圧に耐える設計を必要と
し、又、アンモニアガスに爆発性及び毒性があり
取扱い上の危険があるため冷凍組成物として適当
でない。そこで、０℃以下の温度が得られる冷媒
としてメタノール、エタノールなどのアルコール
類を冷媒とし、臭化リチウム（LiBr）、臭化亜鉛
（ZnBr2）等のハロゲン化物を吸収剤とする系が提
案され研究されている。
しかし、この系はアルコールに対するハロゲン
化物の溶解度が低く、低濃度域でハロゲン化物の
結晶が析出する場合が多く、従つて運転濃度幅が
狭くなること、溶液の粘度が高いため液循環に要
する動力が大となること、吸収器での吸収剤濃溶
液の液膜が厚くなりアルコールの吸収率が低下す
るなどの欠点が指摘されている。
化物の溶解度が低く、低濃度域でハロゲン化物の
結晶が析出する場合が多く、従つて運転濃度幅が
狭くなること、溶液の粘度が高いため液循環に要
する動力が大となること、吸収器での吸収剤濃溶
液の液膜が厚くなりアルコールの吸収率が低下す
るなどの欠点が指摘されている。
以上のような冷凍組成物の問題点に鑑がみ、最
近各種のフロン系化合物を冷媒とし、これらのフ
ロン系化合物を溶解する各種の有機溶剤を吸収剤
とする系について検討が行なわれている。しか
し、これらの系については多数の組合せが考えら
れ、個々の組合せについては未だ十分な研究がな
されていないのが現状であり、僅かにクロロジフ
ルオロメタン（Ｒ−22）を冷媒とし、テトラエチ
レングリコールジメチルエーテル（CH3O
（C2H4O）4CH3）を吸収剤とする冷凍組成物が注目
されているが、その蒸気圧はNH3−H2O系と同様
に高いという欠点がある。
近各種のフロン系化合物を冷媒とし、これらのフ
ロン系化合物を溶解する各種の有機溶剤を吸収剤
とする系について検討が行なわれている。しか
し、これらの系については多数の組合せが考えら
れ、個々の組合せについては未だ十分な研究がな
されていないのが現状であり、僅かにクロロジフ
ルオロメタン（Ｒ−22）を冷媒とし、テトラエチ
レングリコールジメチルエーテル（CH3O
（C2H4O）4CH3）を吸収剤とする冷凍組成物が注目
されているが、その蒸気圧はNH3−H2O系と同様
に高いという欠点がある。
本発明はかかる従来の冷凍組成物の種々の欠点
に鑑がみ、取扱いが安全で、蒸気圧も大気圧付近
であり、又、冷媒の吸収剤に対する溶解度が高く
結晶析出などの問題がなく、更に装置に対する腐
食性も少ない冷凍組成物を提供することを目的と
してなされたもので、鋭意研究の結果ジクロロト
リフルオロエタンを冷媒とし、Ｎ−メチル−２−
ピロリドンを吸収剤として使用する冷凍組成物が
上記の目的に良く適合し優れた冷凍組成物である
ことを見出し本発明に至つたものである。
に鑑がみ、取扱いが安全で、蒸気圧も大気圧付近
であり、又、冷媒の吸収剤に対する溶解度が高く
結晶析出などの問題がなく、更に装置に対する腐
食性も少ない冷凍組成物を提供することを目的と
してなされたもので、鋭意研究の結果ジクロロト
リフルオロエタンを冷媒とし、Ｎ−メチル−２−
ピロリドンを吸収剤として使用する冷凍組成物が
上記の目的に良く適合し優れた冷凍組成物である
ことを見出し本発明に至つたものである。
即ち、本発明はジクロロトリフルオロエタンを
冷媒とし、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを吸収剤
として使用する吸収式冷凍機用冷凍組成物であ
る。
冷媒とし、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを吸収剤
として使用する吸収式冷凍機用冷凍組成物であ
る。
本発明において冷媒として使用するジクロロト
リフルオロエタンには構造式を異にする３種の異
性体、即ち、CHCl2−CF3（R123）、CHClF−
CClF2（R123a）、及びCHF2−CCl2F R123bが存
在するが、これらの物性は殆ど類似しているので
何れの異性体でも同様に使用することができる。
従つて以下の説明ではジクロロトリフルオロエタ
ンとしてＲ１２３ａを用いた場合を例示して説明
する。
リフルオロエタンには構造式を異にする３種の異
性体、即ち、CHCl2−CF3（R123）、CHClF−
CClF2（R123a）、及びCHF2−CCl2F R123bが存
在するが、これらの物性は殆ど類似しているので
何れの異性体でも同様に使用することができる。
従つて以下の説明ではジクロロトリフルオロエタ
ンとしてＲ１２３ａを用いた場合を例示して説明
する。
第１図に（R123a）を冷媒として使用し、Ｎ−
メチル−２−ピロリドンを吸収剤として使用した
本発明の冷凍組成物の吸収剤濃度をパラメータと
する温度−蒸気圧線図を示した。
メチル−２−ピロリドンを吸収剤として使用した
本発明の冷凍組成物の吸収剤濃度をパラメータと
する温度−蒸気圧線図を示した。
一般にフロンを冷媒として使用する冷凍サイク
ルは吸収剤稀溶液（フロン濃度の高い溶液）から
のフロンガスの発生、発生したフロンガスの凝
縮、液化フロンの蒸発（気化）、吸収剤濃溶液
（フロン濃度の低い溶液）へのフロンガスの吸収
等の工程の繰返しにより達成されるが、上記吸収
剤稀溶液及び濃溶液の濃度は冷凍機の運転条件、
即ち吸収剤稀溶液の加熱温度（発生器内の温
度）、液化フロンの蒸発温度（蒸発器内の温度）
及びフロンガスの吸収温度（吸収器内の温度）に
応じて任意に設定される。
ルは吸収剤稀溶液（フロン濃度の高い溶液）から
のフロンガスの発生、発生したフロンガスの凝
縮、液化フロンの蒸発（気化）、吸収剤濃溶液
（フロン濃度の低い溶液）へのフロンガスの吸収
等の工程の繰返しにより達成されるが、上記吸収
剤稀溶液及び濃溶液の濃度は冷凍機の運転条件、
即ち吸収剤稀溶液の加熱温度（発生器内の温
度）、液化フロンの蒸発温度（蒸発器内の温度）
及びフロンガスの吸収温度（吸収器内の温度）に
応じて任意に設定される。
本発明における如く、冷媒としてジクロロトリ
フルオロエタンを、吸収剤としてＮ−メチル−２
−ピロリドンを用いる場合は、液冷媒の蒸発温度
を約０℃、吸収温度を約44〜53℃とすれば、吸収
剤稀溶液濃度が約44重量％（以下、本明細書にお
いて％は特記しない限り重量％を表わす）、濃溶
液濃度が約54％となるように設定することが適切
である。
フルオロエタンを、吸収剤としてＮ−メチル−２
−ピロリドンを用いる場合は、液冷媒の蒸発温度
を約０℃、吸収温度を約44〜53℃とすれば、吸収
剤稀溶液濃度が約44重量％（以下、本明細書にお
いて％は特記しない限り重量％を表わす）、濃溶
液濃度が約54％となるように設定することが適切
である。
運転条件を上記以外に設定したときは、それに
応じて吸収剤の稀溶液濃度及び濃溶液濃度条件を
変化させることができる。又、本発明の冷凍組成
物は、上記の冷凍サイクルと同様に運転条件、溶
液濃度を変えて蒸発器で外気から熱を吸み取り、
凝縮器又は吸収器で熱を室内に放出させる吸収式
ヒートポンプサイクルにも適用することができ
る。
応じて吸収剤の稀溶液濃度及び濃溶液濃度条件を
変化させることができる。又、本発明の冷凍組成
物は、上記の冷凍サイクルと同様に運転条件、溶
液濃度を変えて蒸発器で外気から熱を吸み取り、
凝縮器又は吸収器で熱を室内に放出させる吸収式
ヒートポンプサイクルにも適用することができ
る。
次に、本発明の冷凍組成物を使用した吸収式冷
凍サイクルの作動の一例を第２図のフローシート
及び第３図の冷凍サイクル線図に基づいて説明す
る。第３図の冷凍サイクル線図は第１図のR123a
−Ｎ−メチル−２−ピロリドン系冷凍組成物の温
度−蒸気圧線図から純粋なR123a及びＮ−メチル
−２−ピロリドン濃度が44％及び54％の線図を抜
粋して示したものである。
凍サイクルの作動の一例を第２図のフローシート
及び第３図の冷凍サイクル線図に基づいて説明す
る。第３図の冷凍サイクル線図は第１図のR123a
−Ｎ−メチル−２−ピロリドン系冷凍組成物の温
度−蒸気圧線図から純粋なR123a及びＮ−メチル
−２−ピロリドン濃度が44％及び54％の線図を抜
粋して示したものである。
先ず、R123aを冷媒として溶解したＮ−メチル
−２−ピロリドンの44％稀溶液（第３図Ａ点）を
発生器１内で外部熱源３を用いて温度約88℃より
約98℃まで一定圧力下で加熱すると、約1100mm
Hg（絶対圧を示す。以下同じ）の圧力のR123a
ガスが発生し、前記44％稀溶液は54％濃溶液（第
３図Ｂ点）に濃縮される。次にこのR123aガスを
凝縮器２に導入し冷却管４で冷却すると約40℃
（Ｂ→Ａの延長線がR123aの線と交差する点の温
度）で凝縮液化する。次いで液状のR123aを減圧
弁５により減圧して蒸発器３に導入する。蒸発器
３内は吸収器４内の温度を約44〜53℃に設定した
場合、その蒸気圧に相当する約230mmHgの圧力に
減圧され、液状のR123aはノズル６から散布され
約０℃で蒸発し、その蒸発潜熱を管７を流れるブ
ラインから奪つてこれを冷却し冷凍用に利用され
る。
−２−ピロリドンの44％稀溶液（第３図Ａ点）を
発生器１内で外部熱源３を用いて温度約88℃より
約98℃まで一定圧力下で加熱すると、約1100mm
Hg（絶対圧を示す。以下同じ）の圧力のR123a
ガスが発生し、前記44％稀溶液は54％濃溶液（第
３図Ｂ点）に濃縮される。次にこのR123aガスを
凝縮器２に導入し冷却管４で冷却すると約40℃
（Ｂ→Ａの延長線がR123aの線と交差する点の温
度）で凝縮液化する。次いで液状のR123aを減圧
弁５により減圧して蒸発器３に導入する。蒸発器
３内は吸収器４内の温度を約44〜53℃に設定した
場合、その蒸気圧に相当する約230mmHgの圧力に
減圧され、液状のR123aはノズル６から散布され
約０℃で蒸発し、その蒸発潜熱を管７を流れるブ
ラインから奪つてこれを冷却し冷凍用に利用され
る。
次に蒸発したR123aガスを吸収器４に導入し、
発生器１から熱交換器８を経て冷却され、ノズル
９から散布される約53℃のＮ−メチル−２−ピロ
リドン54％濃溶液（第３図Ｃ点）に吸収させる。
１０は吸収器４内の温度を所定の範囲内に調節す
るための冷却配管である。
発生器１から熱交換器８を経て冷却され、ノズル
９から散布される約53℃のＮ−メチル−２−ピロ
リドン54％濃溶液（第３図Ｃ点）に吸収させる。
１０は吸収器４内の温度を所定の範囲内に調節す
るための冷却配管である。
R123aガスを吸収した前記濃溶液は稀釈されて
Ｎ−メチル−２−ピロリドンの44％稀溶液（第３
図Ｄ点）となり、熱交換器８を経由し発生器１か
ら吸収器４へ送られる前記濃溶液と熱交換し加熱
された後ポンプ１１により発生器１に導入され
（第３図Ａ点）、以後同様のサイクルを繰返す。
Ｎ−メチル−２−ピロリドンの44％稀溶液（第３
図Ｄ点）となり、熱交換器８を経由し発生器１か
ら吸収器４へ送られる前記濃溶液と熱交換し加熱
された後ポンプ１１により発生器１に導入され
（第３図Ａ点）、以後同様のサイクルを繰返す。
上記の例では蒸発器３内での液化R123aの蒸発
温度は０℃の場合について説明したが、要求され
る冷凍又は冷却の程度或は速度に応じて上述の運
転条件を適宜選択して実施することができる。
温度は０℃の場合について説明したが、要求され
る冷凍又は冷却の程度或は速度に応じて上述の運
転条件を適宜選択して実施することができる。
以上説明したようにジクロロトリフルオロエタ
ンを冷媒とし、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを吸
収剤として使用する本発明の冷凍組成物によれ
ば、冷凍サイクル線図からも明らかなように運転
時の蒸気圧が最も高い発生器内で約1100mmHg
と、従来のクロロジフルオロメタン−テトラエチ
レングリコールジメチルエーテル系或はアンモニ
ア−水系の冷凍組成物に比較して低く、一方、臭
化リチウム−水系或は臭化リチウム−アルコール
系の冷凍組成物に比較して高く、ほぼ大気圧付近
で運転することが出来、冷凍機の耐圧構造を大幅
に緩和することができる。
ンを冷媒とし、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを吸
収剤として使用する本発明の冷凍組成物によれ
ば、冷凍サイクル線図からも明らかなように運転
時の蒸気圧が最も高い発生器内で約1100mmHg
と、従来のクロロジフルオロメタン−テトラエチ
レングリコールジメチルエーテル系或はアンモニ
ア−水系の冷凍組成物に比較して低く、一方、臭
化リチウム−水系或は臭化リチウム−アルコール
系の冷凍組成物に比較して高く、ほぼ大気圧付近
で運転することが出来、冷凍機の耐圧構造を大幅
に緩和することができる。
又、R123aのＮ−メチル−２−ピロリドン90％
濃溶液各５ml中に鋼、ステンレス鋼、及び銅の小
片を夫々別々に浸漬して200℃で10日間加熱還流
したが、何れの場合にも溶液の着色は殆ど認めら
れず、又、溶液の変質も全く認められないことか
ら、本発明の冷凍組成物は耐食性及び熱安定性に
も優れていることが判明した。
濃溶液各５ml中に鋼、ステンレス鋼、及び銅の小
片を夫々別々に浸漬して200℃で10日間加熱還流
したが、何れの場合にも溶液の着色は殆ど認めら
れず、又、溶液の変質も全く認められないことか
ら、本発明の冷凍組成物は耐食性及び熱安定性に
も優れていることが判明した。
更に、ジクロロトリフルオロエタンのＮ−メチ
ル−２−ピロリドンに対する溶解度は高く、臭化
リチウム−水系或は臭化リチウム−アルコール系
などに見られる晶析現象のおそれがないため幅広
い濃度範囲での運転が可能となる等吸収式冷凍機
用組成物として極めて好ましい特性を有すること
が実証された。
ル−２−ピロリドンに対する溶解度は高く、臭化
リチウム−水系或は臭化リチウム−アルコール系
などに見られる晶析現象のおそれがないため幅広
い濃度範囲での運転が可能となる等吸収式冷凍機
用組成物として極めて好ましい特性を有すること
が実証された。
第１図はジクロロトリフルオロエタンとして
R123aを冷媒として使用し、Ｎ−メチル−２−ピ
ロリドンを吸収剤として使用した本発明の冷凍組
成物の吸収剤の各種濃度をパラメータとした温度
−蒸気圧線図、第２図は吸収式冷凍サイクルのフ
ローシート、第３図は本発明の冷凍組成物を使用
した冷凍サイクル線図の一例を示す。 １……発生器、２……凝縮器、３……蒸発器、
４……吸収器、５……減圧弁、８……熱交換器、
１１……ポンプ。
R123aを冷媒として使用し、Ｎ−メチル−２−ピ
ロリドンを吸収剤として使用した本発明の冷凍組
成物の吸収剤の各種濃度をパラメータとした温度
−蒸気圧線図、第２図は吸収式冷凍サイクルのフ
ローシート、第３図は本発明の冷凍組成物を使用
した冷凍サイクル線図の一例を示す。 １……発生器、２……凝縮器、３……蒸発器、
４……吸収器、５……減圧弁、８……熱交換器、
１１……ポンプ。
Claims (1)
- １ ジクロロトリフルオロエタンを冷媒とし、Ｎ
−メチル−２−ピロリドンを吸収剤として使用す
ることを特徴とする吸収式冷凍機用冷凍組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58210761A JPS60104174A (ja) | 1983-11-11 | 1983-11-11 | 吸収式冷凍機用冷凍組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58210761A JPS60104174A (ja) | 1983-11-11 | 1983-11-11 | 吸収式冷凍機用冷凍組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60104174A JPS60104174A (ja) | 1985-06-08 |
| JPS6111985B2 true JPS6111985B2 (ja) | 1986-04-05 |
Family
ID=16594688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58210761A Granted JPS60104174A (ja) | 1983-11-11 | 1983-11-11 | 吸収式冷凍機用冷凍組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60104174A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5987497B2 (ja) * | 2012-06-27 | 2016-09-07 | セントラル硝子株式会社 | フッ素化エーテルを含む熱伝達作動媒体 |
-
1983
- 1983-11-11 JP JP58210761A patent/JPS60104174A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60104174A (ja) | 1985-06-08 |
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