DE112012002154T5

DE112012002154T5 - Arbeitsmedium und Wärmekreisprozesssystem

Info

Publication number: DE112012002154T5
Application number: DE112012002154.1T
Authority: DE
Inventors: Masato Fukushima
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2011-05-19
Filing date: 2012-05-18
Publication date: 2014-02-27
Anticipated expiration: 2032-05-19
Also published as: JP2024069405A; CN103562338A; BR112013029406A2; EP3517590A1; DE112012002154B4; JP6891925B2; JP5668889B2; JP2014098166A; EP2711405A4; JP2018053258A; US20140070132A1; RU2625307C2; CN106085363A; JP2015007257A; WO2012157764A1; JP7456473B2; RU2013156380A; JP7173214B2; BR112013029406B1; JP2016172869A

Abstract

Es wird ein Arbeitsmedium für einen Wärmekreisprozess bereitgestellt, dessen Brennbarkeit vermindert ist, das einen geringeren Einfluss auf die Ozonschicht aufweist, das einen geringeren Einfluss auf die globale Erwärmung aufweist und das ein Wärmekreisprozesssystem bereitstellt, das ein hervorragendes Kreisprozess-Leistungsvermögen (Kapazität) bereitstellt, sowie ein Wärmekreisprozesssystem, dessen Sicherheit gewährleistet ist und das ein hervorragendes Kreisprozess-Leistungsvermögen (Kapazität) aufweist. Ein Arbeitsmedium für einen Wärmekreisprozess, das 1,1,2-Trifluorethylen umfasst, wird für ein Wärmekreisprozesssystem (wie z. B. ein Rankine-Kreisprozesssystem, ein Wärmepumpen-Kreisprozesssystem, ein Kühl-Kreisprozesssystem 10 oder ein Wärmetransportsystem) verwendet.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Arbeitsmedium und ein Wärmekreisprozesssystem, bei dem das Arbeitsmedium eingesetzt wird.
STAND DER TECHNIK
Bisher wurde als ein Arbeitsmedium für einen Wärmekreisprozess, wie z. B. als ein Kühlmittel für einen Kühl- bzw. Gefrierschrank, ein Kühlmittel für eine Klimaanlage, ein Arbeitsfluid für ein Leistungserzeugungssystem (wie z. B. eine Abgas-Wärmerückgewinnungsleistungserzeugung), ein Arbeitsmedium für eine Transportvorrichtung für latente Wärme (wie z. B. ein Heiz- bzw. Wärmerohr) oder ein Sekundärkühlmedium, ein Chlorfluorkohlenstoff (CFC), wie z. B. Chlortrifluormethan oder Dichlordifluormethan, oder ein Chlorfluorkohlenwasserstoff (HCFC), wie z. B. Chlordifluormethan, verwendet. Es wurden jedoch Einflüsse von CFCs und HCFCs auf die Ozonschicht in der Stratosphäre gezeigt und deren Verwendung ist gegenwärtig reglementiert.
Demgemäß wurde als ein Arbeitsmedium für einen Wärmekreisprozess ein Fluorkohlenwasserstoff (HFC), der weniger Einfluss auf die Ozonschicht hat, wie z. B. Difluormethan (HFC-32), Tetrafluorethan oder Pentafluorethan, verwendet. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass HFCs eine globale Erwärmung verursachen können. Demgemäß besteht ein dringender Bedarf für die Entwicklung eines Arbeitsmediums für einen Wärmekreisprozess, das einen geringeren Einfluss auf die Ozonschicht aufweist und das ein geringes Potenzial für eine globale Erwärmung aufweist.
Beispielsweise weist 1,1,1,2-Tetrafluorethan (HFC-134a), das als Kühlmittel für eine Kraftfahrzeugklimaanlage verwendet wird, ein sehr hohes Potenzial für eine globale Erwärmung von 1430 (100 Jahre) auf. Ferner ist es bei einer Kraftfahrzeugklimaanlage sehr wahrscheinlich, dass das Kühlmittel z. B. von einem Verbindungsschlauch oder einem Lager in die Luft austritt.
Als ein Kühlmittel, das HFC-134a ersetzt, wurden Kohlendioxid und 1,1-Difluorethan (HFC-152a), die ein Potenzial für eine globale Erwärmung von 124 (100 Jahre) aufweisen, das verglichen mit HFC-134a niedrig ist, untersucht.
Mit Kohlendioxid neigt jedoch der Anlagendruck dazu, verglichen mit HFC-134a extrem hoch zu sein, und demgemäß gibt es bei einer Anwendung auf Kraftfahrzeuge viele Probleme, die gelöst werden müssen. HFC-152a weist einen Entflammbarkeitsbereich auf und es weist ein Problem bezüglich der Gewährleistung der Sicherheit auf.
Als ein Arbeitsmedium für einen Wärmekreisprozess, das einen geringeren Einfluss auf die Ozonschicht aufweist und einen geringeren Einfluss auf die globale Erwärmung aufweist, ist ein Fluorolefinkohlenwasserstoff („Hydrofluorolefin”) (HFO) mit einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung, der durch OH-Radikale in der Luft leicht abgebaut wird, denkbar.
Als ein Arbeitsmedium für einen Wärmekreisprozess, das einen HFO umfasst, sind z. B. die Folgenden bekannt.

(1) 3,3,3-Trifluorpropen (HFO-1243zf), 1,3,3,3-Tetrafluorpropen (HFO-1234ze), 2-Fluorpropen (HFO-1261yf), 2,3,3,3-Tetrafluorpropen (HFO-1234yf) und 1,1,2-Trifluorpropen (HFO-1243yc) (Patentdokument 1).
(2) 1,2,3,3,3-Pentafluorpropen (HFO-1225ye), trans-1,3,3,3-Tetrafluorpropen (HFO-1234ze(E)), cis-1,3,3,3-Tetrafluorpropen (HFO-1234ze(Z)) und HFO-1234yf (Patentdokument 2).

Jeder der HFOs in (1) weist jedoch ein unzureichendes Kreisprozess-Leistungsvermögen (Kapazität) auf. Ferner ist von den HFOs in (1) eines mit einem geringen Anteil von Fluoratomen brennbar.
Jeder der HFOs in (2) weist ebenfalls ein unzureichendes Kreisprozess-Leistungsvermögen (Kapazität) auf.
DOKUMENTE DES STANDES DER TECHNIK PATENTDOKUMENTE

Patentdokument 1: JP-A-04-110388
Patentdokument 2: JP-A-2006-512426

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Die vorliegende Erfindung stellt ein Arbeitsmedium für einen Wärmekreisprozess bereit, dessen Brennbarkeit vermindert ist, das einen geringeren Einfluss auf die Ozonschicht aufweist, das einen geringeren Einfluss auf die globale Erwärmung aufweist und das ein Wärmekreisprozesssystem bereitstellt, das ein hervorragendes Kreisprozess-Leistungsvermögen (Kapazität) aufweist, sowie ein Wärmekreisprozesssystem, dessen Sicherheit gewährleistet ist und das ein hervorragendes Kreisprozess-Leistungsvermögen (Kapazität) aufweist.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Die vorliegende Erfindung stellt ein Arbeitsmedium für einen Wärmekreisprozess bereit (nachstehend manchmal als Arbeitsmedium bezeichnet), das 1,1,2-Trifluorethylen (nachstehend manchmal als HFO-1123 bezeichnet) umfasst.
Das Arbeitsmedium der vorliegenden Erfindung enthält vorzugsweise ferner einen Kohlenwasserstoff.
Das Arbeitsmedium der vorliegenden Erfindung enthält vorzugsweise ferner einen HFC.
Das Arbeitsmedium der vorliegenden Erfindung enthält vorzugsweise ferner einen Chlorfluorolefinkohlenwasserstoff (HCFO) oder ein Chlorfluorolefin (CFO).
Bei dem Wärmekreisprozesssystem der vorliegenden Erfindung wird das Arbeitsmedium der vorliegenden Erfindung eingesetzt.
VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Das Arbeitsmedium der vorliegenden Erfindung, das HFO-1123 umfasst, das eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung aufweist und durch OH-Radikale in der Luft leicht abgebaut wird, weist einen geringeren Einfluss auf die Ozonschicht auf und weist einen geringeren Einfluss auf die globale Erwärmung auf. Ferner stellt es ein Wärmekreisprozesssystem bereit, das ein hervorragendes Kreisprozess-Leistungsvermögen (Kapazität) aufweist, da es HFO-1123 umfasst.
Das Wärmekreisprozesssystem der vorliegenden Erfindung, bei dem das Arbeitsmedium der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, das hervorragende thermodynamische Eigenschaften aufweist, weist ein hervorragendes Kreisprozess-Leistungsvermögen auf (Kapazität). Ferner kann aufgrund der hervorragenden Kapazität eine Verkleinerung eines Systems erreicht werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Aufbauansicht, die ein Beispiel eines Kältekreisprozesssystems zeigt.
2 ist ein Kreisprozessdiagramm, das die Zustandsänderung eines Arbeitsmediums in einem Kältekreisprozesssystem in einem Temperatur-Entropie-Diagramm zeigt.
3 ist ein Kreisprozessdiagramm, das die Zustandsänderung eines Arbeitsmediums in einem Kältekreisprozesssystem in einem Druck-Enthalpie-Diagramm zeigt.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
<Arbeitsmedium>
Das Arbeitsmedium der vorliegenden Erfindung umfasst 1,1,2-Trifluorethylen.
Das Arbeitsmedium der vorliegenden Erfindung kann gegebenenfalls ein anderes Arbeitsmedium umfassen, das zusammen mit HFO-1123 gasförmig gemacht oder verflüssigt wird, wie z. B. einen Kohlenwasserstoff, einen HFC, einen HCFO oder ein CFO. Ferner kann das Arbeitsmedium der vorliegenden Erfindung in Kombination mit einer Komponente verwendet werden, die von dem Arbeitsmedium verschieden ist und die zusammen mit dem Arbeitsmedium verwendet wird (nachstehend wird eine Zusammensetzung, die das Arbeitsmedium und eine Komponente enthält, die von dem Arbeitsmedium verschieden ist, als Arbeitsmediumenthaltende Zusammensetzung bezeichnet). Bei der Komponente, die von dem Arbeitsmedium verschieden ist, kann es sich z. B. um ein Schmieröl, einen Stabilisator, eine Lecknachweissubstanz, ein Trockenmittel oder andere Additive handeln.
Der Gehalt an HFO-1123 in dem Arbeitsmedium (100 Massen-%) beträgt vorzugsweise mindestens 60 Massen-%, mehr bevorzugt mindestens 70 Massen-%, noch mehr bevorzugt mindestens 80 Massen-%, besonders bevorzugt 100 Massen-%.
(Kohlenwasserstoff)
Der Kohlenwasserstoff ist eine Arbeitsmediumkomponente, welche die Löslichkeit des Arbeitsmediums in einem Mineralschmieröl verbessert.
Der Kohlenwasserstoff weist vorzugsweise 3 bis 5 Kohlenstoffatome auf und kann linear oder verzweigt sein.
Der Kohlenwasserstoff ist besonders bevorzugt Propan, Propylen, Cyclopropan, Butan, Isobutan, Pentan oder Isopentan.
Die Kohlenwasserstoffe können allein oder in einer Kombination von zwei oder mehr verwendet werden.
Der Gehalt an Kohlenwasserstoff in dem Arbeitsmedium (100 Massen-%) beträgt vorzugsweise von 1 bis 40 Massen-%, mehr bevorzugt von 2 bis 10 Massen-%. Wenn der Gehalt an Kohlenwasserstoff mindestens 1 Massen-% beträgt, wird die Löslichkeit des Schmieröls in dem Arbeitsmedium ausreichend verbessert. Wenn der Gehalt an Kohlenwasserstoff höchstens 40 Massen-% beträgt, wird der Effekt einer Verminderung der Brennbarkeit des Arbeitsmediums erhalten.
(HFC)
Der HFC ist eine Arbeitsmediumkomponente, die das Kreisprozess-Leistungsvermögen (Kapazität) eines Wärmekreisprozesssystems verbessert.
Der HFC ist vorzugsweise ein HFC, der einen geringeren Einfluss auf die Ozonschicht aufweist und der einen geringeren Einfluss auf die globale Erwärmung aufweist.
Der HFC weist vorzugsweise 1 bis 5 Kohlenstoffatome auf und kann linear oder verzweigt sein.
Der HFC kann insbesondere z. B. Difluormethan, Difluorethan, Trifluorethan, Tetrafluorethan, Pentafluorethan, Pentafluorpropan, Hexafluorpropan, Heptafluorpropan, Pentafluorbutan oder Heptafluorcyclopentan sein. Von diesen ist Difluormethan (HFC-32), 1,1-Difluorethan (HFC-152a), 1,1,2,2-Tetrafluorethan (HFC-134), 1,1,1,2-Tetrafluorethan (HFC-134a) oder Pentafluorethan (HFC-125), das einen geringeren Einfluss auf die Ozonschicht aufweist und das einen geringeren Einfluss auf die globale Erwärmung aufweist, besonders bevorzugt.
Die HFCs können allein oder in einer Kombination von zwei oder mehr verwendet werden.
Der Gehalt an HFC in dem Arbeitsmedium (100 Massen-%) beträgt vorzugsweise von 1 bis 99 Massen-%, mehr bevorzugt von 1 bis 60 Massen-%. Beispielsweise werden in einem Fall, bei dem der HFC HFC-32 ist, innerhalb eines Gehaltbereichs von 1 bis 99 Massen-% der Leistungskoeffizient und die Kühlkapazität verbessert. In dem Fall von HFC-134a wird der Leistungskoeffizient innerhalb eines Gehaltbereichs von 1 bis 99 Massen-% verbessert. In dem Fall von HFC-125 werden gegebenenfalls der Leistungskoeffizient und die Kühlkapazität vermindert, jedoch ist die Verminderung nicht sehr ausgeprägt. Der HFC-Gehalt kann abhängig von den erforderlichen Eigenschaften des Arbeitsmediums eingestellt werden.
(HCFO, CFO)
Der HCFO und das CFO sind Arbeitsmediumkomponenten, welche die Brennbarkeit des Arbeitsmediums vermindern. Ferner handelt es sich dabei um Komponenten, welche die Löslichkeit des Schmieröls in dem Arbeitsmedium verbessern.
Als HCFO und CFO ist ein HCFO bevorzugt, der einen geringeren Einfluss auf die Ozonschicht aufweist und der einen geringeren Einfluss auf die globale Erwärmung aufweist.
Der HCFO weist vorzugsweise 2 bis 5 Kohlenstoffatome auf und kann linear oder verzweigt sein.
Der HCFO kann insbesondere z. B. Hydrochlorfluorpropen oder Hydrochlorfluorethylen sein. Von diesen ist im Hinblick auf eine ausreichende Verminderung der Brennbarkeit des Arbeitsmediums, ohne das Kreisprozess-Leistungsvermögen (Kapazität) des Wärmekreisprozesssystems wesentlich zu vermindern, 1-Chlor-2,3,3,3-tetrafluorpropen (HCFO-1224yd) oder 1-Chlor-1,2-difluorethylen (HCFO-1122) besonders bevorzugt.
Die HCFOs können allein oder in einer Kombination von zwei oder mehr verwendet werden.
Das CFO weist vorzugsweise 2 bis 5 Kohlenstoffatome auf und kann linear oder verzweigt sein.
Das CFO kann insbesondere z. B. Chlorfluorpropen oder Chlorfluorethylen sein. Von diesen ist 1,1-Dichlor-2,3,3,3-tetrafluorpropen (CFO-1214ya) oder 1,2-Dichlor-1,2-difluorethylen (CFO-1112) im Hinblick auf eine ausreichende Verminderung der Brennbarkeit des Arbeitsmediums, ohne das Kreisprozess-Leistungsvermögen (Kapazität) des Wärmekreisprozesssystems wesentlich zu vermindern, besonders bevorzugt.
Der Gesamtgehalt des HCFO und des CFO in dem Arbeitsmedium (100 Massen-%) beträgt vorzugsweise von 1 bis 60 Massen-%. Chloratome weisen einen Effekt des Verminderns der Brennbarkeit auf und durch den Zusatz des HCFO und des CFO kann die Brennbarkeit des Arbeitsmediums ausreichend vermindert werden, ohne das Kreisprozess-Leistungsvermögen (Kapazität) des Wärmekreisprozesssystems wesentlich zu vermindern.
(Schmieröl)
Als Schmieröl, das für die Arbeitsmedium-enthaltende Zusammensetzung verwendet wird, kann ein bekanntes Schmieröl verwendet werden, das für ein Wärmekreisprozesssystem eingesetzt wird.
Das Schmieröl kann z. B. ein Sauerstoff-enthaltendes synthetisches Öl (wie z. B. ein Esterschmieröl oder ein Etherschmieröl), ein fluoriertes Schmieröl, ein Mineralöl oder ein synthetisches Kohlenwasserstofföl sein.
Das Esterschmieröl kann z. B. ein Esteröl einer zweibasigen Säure, ein Polyolesteröl, ein Komplexesteröl oder ein Polyolcarbonatöl sein.
Das Esteröl einer zweibasigen Säure ist vorzugsweise ein Ester einer zweibasigen C_5-10-Säure (wie z. B. Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Suberinsäure, Azelainsäure oder Sebacinsäure) mit einem einwertigen C_1-15-Alkohol, der linear ist oder eine verzweigte Alkylgruppe aufweist (wie z. B. Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, Pentanol, Hexanol, Heptanol, Octanol, Nonanol, Decanol, Undecanol, Dodecanol, Tridecanol, Tetradecanol oder Pentadecanol). Insbesondere können z. B. Ditridecylglutarat, Di(2-ethylhexyl)adipat, Diisodecyladipat, Ditridecyladipat oder Di(3-ethylhexyl)sebacat genannt werden.
Das Polyolesteröl ist vorzugsweise ein Ester eines Diols (wie z. B. Ethylenglykol, 1,3-Propandiol, Propylenglykol, 1,4-Butandiol, 1,2-Butandiol, 1,5-Pentandiol, Neopentylglykol, 1,7-Heptandiol oder 1,12-Dodecandiol) oder eines Polyols mit 3 bis 20 Hydroxygruppen (wie z. B. Trimethylolethan, Trimethylolpropan, Trimethylolbutan, Pentaerythrit, Glycerin, Sorbit, Sorbitan oder ein Sorbit/Glycerin-Kondensat) mit einer C_6-20-Fettsäure (wie z. B. einer linearen oder verzweigten Fettsäure, wie z. B. Hexansäure, Heptansäure, Octansäure, Nonansäure, Decansäure, Undecansäure, Dodecansäure, Eicosansäure oder Ölsäure, oder einer sogenannten Neo-Säure mit einem quaternären α-Kohlenstoffatom).
Das Polyolesteröl kann eine freie Hydroxygruppe aufweisen.
Das Polyolesteröl ist vorzugsweise ein Ester (wie z. B. Trimethylolpropantripelargonat, Pentaerythrit-2-ethylhexanoat oder Pentaerythrittetrapelargonat) eines gehinderten Alkohols (wie z. B. Neopentylglykol, Trimethylolethan, Trimethylolpropan, Trimethylolbutan oder Pentaerythrit).
Das Komplexesteröl ist ein Ester einer Fettsäure und einer zweibasigen Säure mit einem einwertigen Alkohol und einem Polyol. Die Fettsäure, die zweibasige Säure, der einwertige Alkohol und das Polyol können derart sein, wie es vorstehend definiert worden ist.
Das Polyolcarbonatöl ist ein Ester von Kohlensäure mit einem Polyol.
Das Polyol kann das vorstehend beschriebene Diol oder das vorstehend beschriebene Polyol sein.
Ferner kann das Polyolcarbonatöl ein Ringöffnungspolymer eines cyclischen Alkylencarbonats sein.
Das Etherschmieröl kann ein Polyvinyletheröl oder ein Polyoxyalkylen-Schmieröl sein.
Das Polyvinyletheröl kann eines sein, das durch Polymerisieren eines Vinylethermonomers, wie z. B. eines Alkylvinylethers, erhalten wird, oder ein Copolymer, das durch Copolymerisieren eines Vinylethermonomers und eines Kohlenwasserstoffmonomers, das eine olefinische Doppelbindung aufweist, erhalten wird.
Die Vinylethermonomere können allein oder in einer Kombination von zwei oder mehr verwendet werden.
Bei dem Kohlenwasserstoffmonomer, das eine olefinische Doppelbindung aufweist, kann es sich z. B. um Ethylen, Propylen, verschiedene Formen von Buten, verschiedene Formen von Penten, verschiedene Formen von Hexen, verschiedene Formen von Hepten, verschiedene Formen von Octen, Diisobutylen, Triisobutylen, Styrol, α-Methylstyrol oder Alkylsubstituiertes Styrol handeln. Die Kohlenwasserstoffmonomere, die eine olefinische Doppelbindung aufweisen, können allein oder in einer Kombination von zwei oder mehr verwendet werden.
Das Polyvinylethercopolymer kann jedwedes von einem Blockcopolymer und einem statistischen Copolymer sein.
Die Polyvinylether können allein oder in einer Kombination von zwei oder mehr verwendet werden.
Das Polyoxyalkylen-Schmieröl kann z. B. ein Polyoxyalkylenmonool, ein Polyoxyalkylenpolyol, ein Alkylether eines Polyoxyalkylenmonools oder eines Polyoxyalkylenpolyols oder ein Ester eines Polyoxyalkylenmonools oder eines Polyoxyalkylenpolyols sein. Das Polyoxyalkylenmonool oder das Polyoxyalkylenpolyol kann eines sein, das z. B. durch ein Verfahren des Unterziehens eines C_2-4-Alkylenoxids (wie z. B. Ethylenoxid oder Propylenoxid) einer Ringöffnungsadditionspolymerisation mit einem Initiator, wie z. B. Wasser oder einer Hydroxygruppeenthaltenden Verbindung, in der Gegenwart eines Katalysators, wie z. B. eines Alkalihydroxids, erhalten wird. Ferner kann ein Molekül der Polyoxyalkylenkette einzelne Oxyalkyleneinheiten oder zwei oder mehr Arten von Oxyalkyleneinheiten enthalten. Es ist bevorzugt, dass in einem Molekül mindestens Oxypropyleneinheiten enthalten sind.
Bei dem Initiator kann es sich z. B. um Wasser, einen einwertigen Alkohol, wie z. B. Methanol oder Butanol, oder einen mehrwertigen Alkohol, wie z. B. Ethylenglykol, Propylenglykol, Pentaerythrit oder Glycerin, handeln.
Das Polyoxyalkylen-Schmieröl ist vorzugsweise ein Alkylether oder ein Ester eines Polyoxyalkylenmonools oder Polyoxyalkylenpolyols. Ferner ist das Polyoxyalkylenpolyol vorzugsweise ein Polyoxyalkylenglykol. Besonders bevorzugt ist ein Alkylether eines Polyoxyalkylenglykols, bei dem die Hydroxyendgruppe des Polyoxyalkylenglkols mit einer Alkylgruppe, wie z. B. einer Methylgruppe, umgesetzt ist, was als Polyglykolöl bezeichnet wird.
Das fluorierte Schmieröl kann z. B. eine Verbindung, bei dem Wasserstoffatome eines synthetischen Öls (wie z. B. des nachstehend genannten Mineralöls, eines Poly-α-olefins, eines Alkylbenzols oder eines Alkylnaphthalins) durch Fluoratome substituiert sind, ein Perfluorpolyetheröl oder ein fluoriertes Silikonöl sein.
Das Mineralöl kann z. B. ein Naphthenmineralöl oder ein Paraffinmineralöl sein, das durch Reinigen einer Schmierölfraktion, die durch Destillation bei Umgebungsdruck oder Vakuumdestillation eines Rohöls erhalten worden ist, durch eine Reinigungsbehandlung (wie z. B. durch eine Lösungsmittelentasphaltierung, eine Lösungsmittelextraktion, ein Hydrocracking, ein Lösungsmittelentwachsen, ein katalytisches Entwachsen, ein Hydrotreating oder eine Bleicherdebehandlung) erhalten wird, gegebenenfalls in Kombination.
Das synthetische Kohlenwasserstofföl kann z. B. ein Poly-α-olefin, ein Alkylbenzol oder ein Alkylnaphthalin sein.
Die Schmieröle können allein oder in einer Kombination von zwei oder mehr verwendet werden.
Das Schmieröl ist im Hinblick auf die Verträglichkeit mit dem Arbeitsmedium vorzugsweise ein Polyolesteröl und/oder ein Polyglykolöl und im Hinblick auf das Erhalten eines ausgeprägten Antioxidationseffekts durch einen Stabilisator besonders bevorzugt ein Polyalkylenglykolöl.
Der Gehalt des Schmieröls ist innerhalb eines Bereichs, der die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht ausgeprägt vermindert, nicht beschränkt, variiert abhängig z. B. von der Anwendung und der Form eines Kompressors und beträgt vorzugsweise von 10 bis 100 Massenteile, mehr bevorzugt von 20 bis 50 Massenteile auf der Basis des Arbeitsmediums (100 Massenteile).
(Stabilisator)
Der Stabilisator, der für die Arbeitsmedium-enthaltende Zusammensetzung verwendet wird, ist eine Komponente, welche die Stabilität des Arbeitsmediums gegen Wärme und Oxidation verbessert.
Der Stabilisator kann z. B. ein Mittel zur Verbesserung der Oxidationsbeständigkeit, ein Mittel zur Verbesserung der Wärmebeständigkeit oder ein Metalldesaktivator sein.
Das Mittel zur Verbesserung der Oxidationsbeständigkeit und das Mittel zur Verbesserung der Wärmebeständigkeit können z. B. N,N'-Diphenylphenylendiamin, p-Octyldiphenylamin, p,p'-Dioctyldiphenylamin, N-Phenyl-1-naphthylamin, N-Phenyl-2-naphthylamin, N-(p-Dodecyl)phenyl-2-naphthylamin, Di-1-naphthylamin, Di-2-naphthylamin, N-Alkylphenothiazin, 6-(t-Butyl)phenol, 2,6-Di-(t-butyl)phenol, 4-Methyl-2,6-di-(t-butyl)phenol oder 4,4'-Methylenbis(2,6-di-t-butylphenol) sein. Die Mittel zur Verbesserung der Oxidationsbeständigkeit und die Mittel zur Verbesserung der Wärmebeständigkeit können allein oder in einer Kombination von zwei oder mehr verwendet werden.
Der Metalldesaktivator kann z. B. Imidazol, Benzimidazol, 2-Mercaptobenzothiazol, 2,5-Dimercaptothiadiazol, Salicylysin-Propylendiamin, Pyrazol, Benzotriazol, Tritriazol, 2-Methylbenzamidazol, 3,5-Dimethylpyrazol, Methylenbis-benzotriazol, eine organische Säure oder ein Ester davon, ein primäres, sekundäres oder tertiäres aliphatisches Amin, ein Aminsalz einer organischen Säure oder einer anorganischen Säure, eine heterocyclische Stickstoff-enthaltende Verbindung, ein Aminsalz eines Alkylphosphats oder ein Derivat davon sein.
Der Gehalt des Stabilisators ist innerhalb eines Bereichs, der die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht ausgeprägt vermindert, nicht beschränkt und beträgt in der Arbeitsmedium-enthaltenden Zusammensetzung (100 Massen-%) vorzugsweise höchstens 5 Massen-%, mehr bevorzugt höchstens 1 Massen-%.
(Lecknachweissubstanz)
Die Lecknachweissubstanz, die für die Arbeitsmedium-enthaltende Zusammensetzung verwendet wird, kann z. B. ein Ultraviolettfluoreszenzfarbstoff, ein Gas mit Geruch oder ein Geruchsmaskierungsmittel sein.
Bei dem Ultraviolettfluoreszenzfarbstoff kann es sich um bekannte Ultraviolettfluoreszenzfarbstoffe handeln, wie sie z. B. in dem US-Patent Nr. 4,249,412 , in JP-A-10-502737 , JP-A-2007-511645 , JP-A-2008-500437 und JP-A-2008-531836 offenbart sind.
Bei dem Geruchsmaskierungsmittel kann es sich um bekannte Riechstoffe handeln, wie sie z. B. in JP-A-2008-500437 und JP-A-2008-531836 offenbart sind.
In einem Fall, bei dem die Lecknachweissubstanz verwendet wird, kann ein Solubilisierungsmittel, das die Löslichkeit der Lecknachweissubstanz in dem Arbeitsmedium verbessert, verwendet werden.
Bei dem Solubilisierungsmittel kann es sich um solche handeln, die z. B. in JP-A-2007-511645 , JP-A-2008-500437 und JP-A-2008-531836 offenbart sind.
Der Gehalt der Lecknachweissubstanz ist innerhalb eines Bereichs, der die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht ausgeprägt vermindert, nicht besonders beschränkt und beträgt in der Arbeitsmedium-enthaltenden Zusammensetzung (100 Massen-%) vorzugsweise höchstens 2 Massen-%, mehr bevorzugt höchstens 0,5 Massen-%.
(Weitere Verbindung)
Das Arbeitsmedium der vorliegenden Erfindung und die Arbeitsmedium-enthaltende Zusammensetzung können einen C_1-4-Alkohol oder eine Verbindung, die als ein herkömmliches Arbeitsmedium, Kühlmittel oder Wärmeübertragungsmedium verwendet wird, enthalten (nachstehend werden der Alkohol und die Verbindung allgemein als weitere Verbindung bezeichnet).
Als eine solche weitere Verbindung können die folgenden Verbindungen genannt werden.
Fluorierter Ether: Perfluorpropylmethylether (C₃F₇OCH₃), Perfluorbutylmethylether (C₄F₉OCH₃), Perfluorbutylethylether (C₄F₉OC₂H₅), 1,1,2,2-Tetrafluorethyl-2,2,2-trifluorethylether (CF₂HCF₂OCH₂CF₃, von Asahi Glass Company, Limited, hergestellt, AE-3000), usw.
Der Gehalt einer solchen weiteren Verbindung ist innerhalb eines Bereichs, der die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht ausgeprägt vermindert, nicht beschränkt und beträgt in der Arbeitsmedium-enthaltenden Zusammensetzung (100 Massen-%) vorzugsweise höchstens 30 Massen-%, mehr bevorzugt höchstens 20 Massen-%, besonders bevorzugt höchstens 15 Massen-%.
<Wärmekreisprozesssystem>
Das Wärmekreisprozesssystem der vorliegenden Erfindung ist ein System, bei dem das Arbeitsmedium der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
Das Wärmekreisprozesssystem kann z. B. ein Rankine-Kreisprozesssystem, ein Wärmepumpenkreisprozesssystem, ein Kältekreisprozesssystem oder ein Wärmetransportsystem sein.
(Kältekreisprozesssystem)
Als ein Beispiel des Wärmekreisprozesssystems wird ein Kältekreisprozesssystem beschrieben.
Das Kältekreisprozesssystem ist ein System, bei dem in einem Verdampfer ein Arbeitsmedium Wärmeenergie von einem Lastfluid zum Kühlen des Lastfluids entnimmt, wodurch ein Kühlen auf eine niedrigere Temperatur erreicht wird.
Die 1 ist eine schematische Aufbauansicht, die ein Beispiel eines Kältekreisprozesssystems der vorliegenden Erfindung zeigt. Ein Kältekreisprozesssystem 10 ist ein System, das allgemein einen Kompressor bzw. Verdichter 11 zum Komprimieren bzw. Verdichten eines Arbeitsmediumdampfs A zur Bildung eines Hochtemperatur/Hochdruck-Arbeitsmediumdampfs B, einen Kondensator 12 zum Kühlen und Verflüssigen des Arbeitsmediumdampfs B, der aus dem Kompressor 11 ausgetragen worden ist, zur Bildung eines Niedertemperatur/Hochdruck-Arbeitsmediums C, ein Expansionsventil 13 zum Expandierenlassen des Arbeitsmediums C, das aus dem Kondensator 12 ausgetragen worden ist, zur Bildung eines Niedertemperatur/Niederdruck-Arbeitsmediums D, einen Verdampfer 14 zum Erwärmen des Arbeitsmediums D, das aus dem Expansionsventil 13 ausgetragen worden ist, zur Bildung eines Hochtemperatur/Niederdruck-Arbeitsmediumdampfs A, eine Pumpe 15 zum Zuführen eines Lastfluids E zu dem Verdampfer 14 und eine Pumpe 16 zum Zuführen eines Fluids F zu dem Kondensator 12 umfasst.
In dem Kältekreisprozesssystem 10 wird der folgende Kreisprozess wiederholt.

(i) Ein Arbeitsmediumdampf A, der von einem Verdampfer 14 ausgetragen wird, wird durch einen Kompressor 11 zur Bildung eines Hochtemperatur/Hochdruck-Arbeitsmediumdampfs B komprimiert.
(ii) Der Arbeitsmediumdampf B, der aus dem Kompressor 11 ausgetragen worden ist, wird durch ein Fluid F in einem Kondensator 12 zur Bildung eines Niedertemperatur/Hochdruck-Arbeitsmediums C gekühlt und verflüssigt. Dabei wird das Fluid F zur Bildung eines Fluids F' erwärmt, das aus dem Kondensator 12 ausgetragen wird.
(iii) Das Arbeitsmedium C, das aus dem Kondensator 12 ausgetragen worden ist, wird in einem Expansionsventil 13 zur Bildung eines Niedertemperatur/Niederdruck-Arbeitsmediums D expandiert.
(iv) Das Arbeitsmedium D, das aus dem Expansionsventil 13 ausgetragen worden ist, wird durch ein Lastfluid E in einem Verdampfer 14 zur Bildung eines Hochtemperatur/Niederdruck-Arbeitsmediumdampfs A erwärmt. Dabei wird das Lastfluid E gekühlt und wird zu einem Lastfluid E', das aus dem Verdampfer 14 ausgetragen wird.

Das Kältekreisprozesssystem 10 ist ein Kreisprozess, der eine adiabatische isentropische Umwandlung, eine isenthalpische Umwandlung und eine isobare Umwandlung umfasst und die Zustandsänderung des Arbeitsmediums kann derart sein, wie es in der 2 gezeigt ist, wenn sie in einem Temperatur-Entropie-Diagramm dargestellt wird.
In der 2 ist der AB-Prozess ein Prozess, bei dem durch den Kompressor 11 eine adiabatische Kompression durchgeführt wird, so dass der Hochtemperatur/Niederdruck-Arbeitsmediumdampf A in einen Hochtemperatur/Hochdruck-Arbeitsmediumdampf B umgewandelt wird. Der BC-Prozess ist ein Prozess, bei dem ein isobares Kühlen in dem Kondensator 12 zum Umwandeln des Hochtemperatur/Hochdruck-Arbeitsmediumdampfs B in ein Niedertemperatur/Hochdruck-Arbeitsmedium C durchgeführt wird. Der CD-Prozess ist ein Prozess, bei dem eine isenthalpische Expansion durch das Expansionsventil 13 zum Umwandeln des Niedertemperatur/Hochdruck-Arbeitsmediums C in ein Niedertemperatur/Niederdruck-Arbeitsmedium D durchgeführt wird. Der DA-Prozess ist ein Prozess, bei dem ein isobares Erwärmen in dem Verdampfer 14 zum Rückumwandeln des Niedertemperatur/Niederdruck-Arbeitsmediums D in einen Hochtemperatur/Niederdruck-Arbeitsmediumdampf A durchgeführt wird.
In der gleichen Weise kann die Zustandsänderung des Arbeitsmediums wie in der 3 gezeigt werden, wenn sie in einem Druck-Enthalpie-Diagramm dargestellt wird.
(Feuchtigkeitskonzentration)
Es gibt ein Problem des Einbringens von Feuchtigkeit in das Wärmekreisprozesssystem. Das Einbringen von Feuchtigkeit kann ein Gefrieren in einem Kapillarröhrchen, eine Hydrolyse des Arbeitsmediums oder des Schmieröls, eine Zerstörung von Materialien durch eine Säurekomponente, die in dem Wärmekreisprozess gebildet wird, eine Bildung von Verunreinigungen, usw., verursachen. Insbesondere weisen das Etherschmieröl, das Esterschmieröl und dergleichen, die vorstehend beschrieben worden sind, die Eigenschaft einer extrem starken Feuchtigkeitsabsorption auf und es ist wahrscheinlich, dass sie einer Hydrolyse unterliegen, und ein Einbringen von Feuchtigkeit verschlechtert die Eigenschaften des Schmieröls und kann eine wichtige Ursache für eine Beeinträchtigung der Langzeitzuverlässigkeit eines Kompressors sein. Ferner besteht bei einer Kraftfahrzeugklimaanlage eine Tendenz dahingehend, dass Feuchtigkeit von einem Kühlmittelschlauch oder einem Lager eines Kompressors, das für eine Vibrationsabsorption verwendet wird, eingebracht wird. Demgemäß ist es zur Unterdrückung einer Hydrolyse des Schmieröls erforderlich, die Feuchtigkeitskonzentration in dem Wärmekreisprozesssystem zu vermindern. Die Feuchtigkeitskonzentration des Arbeitsmediums in dem Wärmekreisprozesssystem beträgt vorzugsweise höchstens 100 ppm, mehr bevorzugt höchstens 20 ppm.
Als ein Verfahren zum Vermindern der Feuchtigkeitskonzentration in dem Wärmekreisprozesssystem kann ein Verfahren der Verwendung eines Trockenmittels (wie z. B. Silicagel, aktiviertes Aluminiumoxid oder Zeolith) genannt werden. Das Trockenmittel ist im Hinblick auf die chemische Reaktivität des Trockenmittels und des Arbeitsmediums und die Feuchtigkeitsabsorptionskapazität des Trockenmittels vorzugsweise ein Zeolith-Trockenmittel.
Das Zeolith-Trockenmittel ist in einem Fall, bei dem ein Schmieröl mit einer großen Feuchtigkeitsabsorption verglichen mit einem herkömmlichen Mineralschmieröl verwendet wird, im Hinblick auf eine hervorragende Feuchtigkeitsabsorptionskapazität vorzugsweise ein Zeolith-Trockenmittel, das eine Verbindung, die durch die folgende Formel (1) dargestellt wird, als die Haupkomponente enthält. M_2/nO·Al₂O₃·xSiO₂·yH₂O (1) wobei M ein Element der Gruppe 1, wie z. B. Na oder K, oder ein Element der Gruppe 2, wie z. B. Ca, ist, n die Wertigkeit von M ist und x und y Werte sind, die durch die Kristallstruktur festgelegt sind. Die Porengröße kann durch Verändern von M eingestellt werden.
Für die Auswahl des Trockenmittels sind die Porengröße und die Bruchfestigkeit wichtig.
In einem Fall, bei dem ein Trockenmittel mit einer Porengröße verwendet wird, die größer ist als die Molekülgröße des Arbeitsmediums, wird das Arbeitsmedium in dem Trockenmittel adsorbiert und als Ergebnis wird eine chemische Reaktion zwischen dem Arbeitsmedium und dem Trockenmittel stattfinden, was folglich zu unerwünschten Phänomenen wie z. B. der Bildung eines nicht-kondensierenden Gases, einer Verminderung der Festigkeit des Trockenmittels und einer Verminderung der Adsorptionskapazität führt.
Demgemäß ist es bevorzugt, als Trockenmittel ein Zeolith-Trockenmittel mit einer geringen Porengröße zu verwenden. Besonders bevorzugt ist ein synthetischer Zeolith des Natrium/Kalium-Typs A mit einer Porengröße von höchstens 3,5 Å. Durch die Verwendung eines synthetischen Zeoliths des Natrium/Kalium-Typs A mit einer Porengröße, die geringer ist als die Molekülgröße des Arbeitsmediums, ist es möglich, nur Feuchtigkeit in dem Wärmekreisprozesssystem selektiv zu adsorbieren und zu entfernen, ohne das Arbeitsmedium zu adsorbieren. Mit anderen Worten, es ist weniger wahrscheinlich, dass das Arbeitsmedium in dem Trockenmittel adsorbiert wird, wodurch es weniger wahrscheinlich ist, dass eine Wärmezersetzung stattfindet, und als Ergebnis können eine Zersetzung von Materialien, die das Wärmekreisprozesssystem bilden, und die Bildung von Verunreinigungen unterdrückt werden.
Die Größe des Zeolith-Trockenmittels beträgt vorzugsweise von etwa 0,5 bis etwa 5 mm, da dann, wenn das Zeolith-Trockenmittel zu klein ist, ein Ventil oder ein dünner Abschnitt in Leitungen verstopft werden kann, und wenn das Zeolith-Trockenmittel zu groß ist, die Trocknungskapazität abnimmt. Dessen Form ist vorzugsweise körnig oder zylindrisch.
Das Zeolith-Trockenmittel kann durch Verfestigen eines pulverförmigen Zeoliths durch ein Bindemittel (wie z. B. Bentonit) in eine optionale Form gebracht werden. Solange das Trockenmittel vorwiegend aus dem Zeolith-Trockenmittel zusammengesetzt ist, kann ein anderes Trockenmittel (wie z. B. Silicagel oder aktiviertes Aluminiumoxid) kombiniert verwendet werden.
Der Anteil des Zeolith-Trockenmittels auf der Basis des Arbeitsmediums ist nicht besonders beschränkt.
(Chlorkonzentration)
Wenn in dem Wärmekreisprozesssystem Chlor vorliegt, hat dies nachteilige Effekte, wie z. B. die Bildung einer Abscheidung durch eine Reaktion mit einem Metall, einen Abrieb des Lagers und eine Zersetzung des Arbeitsmediums oder des Schmieröls.
Die Chlorkonzentration in dem Wärmekreisprozesssystem beträgt vorzugsweise höchstens 100 ppm, besonders bevorzugt höchstens 50 ppm, als Massenanteil basierend auf dem Arbeitsmedium.
(Konzentration eines nicht-kondensierenden Gases)
Wenn in das Wärmekreisprozesssystem ein nicht-kondensierendes Gas einbezogen ist, weist es nachteilige Effekte auf, wie z. B. ein Versagen der Wärmeübertragung in dem Kondensator oder dem Verdampfer und eine Zunahme des Arbeitsdrucks, und es ist erforderlich, dessen Einbeziehen soweit wie möglich zu unterdrücken. Insbesondere reagiert Sauerstoff, bei dem es sich um eines von nicht-kondensierenden Gasen handelt, mit dem Arbeitsmedium oder dem Schmieröl und fördert dessen Zersetzung.
Die Konzentration des nicht-kondensierenden Gases beträgt vorzugsweise höchstens 1,5 Vol.-%, besonders bevorzugt höchstens 0,5 Vol.-%, bezogen auf den Volumenanteil basierend auf dem Arbeitsmedium, in einer gasförmigen Phase des Arbeitsmediums.
BEISPIELE
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Beispiele detaillierter beschrieben. Es sollte jedoch beachtet werden, dass die vorliegende Erfindung keinesfalls durch solche spezifischen Beispiele beschränkt wird.
(Bewertung des Kältekreisprozess-Leistungsvermögens)
Das Kältekreisprozess-Leistungsvermögen (die Kühlkapazität und der Leistungskoeffizient) wurde als Kreisprozess-Leistungsvermögen (die Kapazität und die Effizienz) in einem Fall bewertet, bei dem ein Arbeitsmedium auf ein in der 1 gezeigtes Kältekreisprozesssystem 10 angewandt wird.
Eine Bewertung wurde durch Einstellen der durchschnittlichen Verdampfungstemperatur des Arbeitsmediums in einem Verdampfer 14, der durchschnittlichen Kondensationstemperatur des Arbeitsmediums in einem Kondensator 12, des Unterkühlungsgrads des Arbeitsmediums in dem Kondensator 12 bzw. des Überwärmungsgrads des Arbeitsmediums in dem Verdampfer 14 durchgeführt. Ferner wurde davon ausgegangen, dass bezüglich der Geräteeffizienz in den Leitungen und dem Wärmetauscher kein Druckverlust auftrat.
Die Kühlkapazität Q und der Leistungskoeffizient η werden aus den folgenden Formeln (2) und (3) unter Verwendung der Enthalpie h in jedem Zustand erhalten (mit der Maßgabe, dass ein bezüglich h angegebenes Suffix den Zustand des Arbeitsmediums angibt). Q = h_A – h_D (2) η = Kühlkapazität/Kompressionsarbeit = (h_A – h_D)/(h_B – h_A) (3)
Der Leistungskoeffizient steht für die Effizienz in dem Kältekreisprozesssystem und ein höherer Leistungskoeffizient bedeutet, dass durch eine kleinere Eingangsleistung (elektrische Energie, die zum Betreiben eines Kompressors erforderlich ist) eine höhere Ausgangsleistung (Kühlkapazität) erhalten werden kann.
Ferner steht die Kühlkapazität für eine Kapazität zum Kühlen eines Lastfluids und eine höhere Kühlkapazität bedeutet, dass in dem gleichen System mehr Arbeit verrichtet werden kann. Mit anderen Worten, sie bedeutet, dass mit einem Arbeitsmedium mit einer größeren Kühlkapazität das gewünschte Leistungsvermögen mit einer geringeren Menge erhalten werden kann, wodurch das System kleiner gemacht werden kann.
Die thermodynamischen Eigenschaften, die zur Berechnung des Kältekreisprozess-Leistungsvermögens erforderlich sind, wurden auf der Basis der verallgemeinerten Zustandsgleichung (Soave-Redlich-Kwong-Gleichung) basierend auf dem Gesetz der übereinstimmenden Zustände und von verschiedenen thermodynamischen Gleichungen berechnet. Wenn ein charakteristischer Wert nicht verfügbar war, wurde dieser mittels einer Abschätzungstechnik basierend auf einem Gruppenbeitragsverfahren berechnet.
[Beispiel 1]
Das Kältekreisprozess-Leistungsvermögen (die Kühlkapazität und der Leistungskoeffizient) wurde in einem Fall bewertet, bei dem ein Arbeitsmedium, das HFO-1123 und einen HFC gemäß der Tabelle 1 umfasste, auf ein Kältekreisprozesssystem 10, wie es in der 1 gezeigt ist, angewandt wurde.
Die Bewertung wurde durch Einstellen der durchschnittlichen Verdampfungstemperatur des Arbeitsmediums in einem Verdampfer 14 auf 0°C, der durchschnittlichen Kondensationstemperatur des Arbeitsmediums in einem Kondensator 12 auf 50°C, des Unterkühlungsgrads des Arbeitsmediums in dem Kondensator 12 auf 5°C und des Überwärmungsgrads des Arbeitsmediums in dem Verdampfer 14 auf 5°C durchgeführt.
Auf der Basis des Kältekreisprozess-Leistungsvermögens von HFC-134a wurde das relative Leistungsvermögen (jedes Arbeitsmedium/HFC-134a) des Kältekreisprozess-Leistungsvermögens (der Kühlkapazität und des Leistungskoeffizienten) jedes Arbeitsmediums auf der Basis von HFC-134a erhalten. Die Ergebnisse jedes Arbeitsmediums sind in der Tabelle 1 gezeigt.
Aufgrund der Ergebnisse in der Tabelle 1 wurde bestätigt, dass der Leistungskoeffizient und die Kühlkapazität von HFO-1123 durch Zusetzen von HFC-32 zu HFO-1123 verbessert wurden. Durch Zusetzen von HFC-134a wurde der Leistungskoeffizient verbessert. Durch Zusetzen von HFC-125 wurden der Leistungskoeffizient und die Kühlkapazität vermindert, jedoch wurde eine Kühlkapazität von mindestens 1,0 aufrechterhalten. Es wird davon ausgegangen, dass HFC-125, das einen hervorragenden Effekt zum Vermindern der Brennbarkeit aufweist und die Brennbarkeit eines Arbeitsmediums ausreichend vermindern kann, wirksam ist, wenn die Brennbarkeit des Arbeitsmediums vermindert werden soll.
[Beispiel 2]
Das Kältekreisprozess-Leistungsvermögen (die Kühlkapazität und der Leistungskoeffizient) wurde in einem Fall bewertet, bei dem ein Arbeitsmedium, das HFO-1123 und einen herkömmlichen HFO gemäß der Tabelle 2 oder 3 umfasste, auf ein Kältekreisprozesssystem 10, wie es in der 1 gezeigt ist, angewandt wurde.
Die Bewertung wurde durch Einstellen der durchschnittlichen Verdampfungstemperatur des Arbeitsmediums in einem Verdampfer 14 auf 0°C, der durchschnittlichen Kondensationstemperatur des Arbeitsmediums in einem Kondensator 12 auf 50°C, des Unterkühlungsgrads des Arbeitsmediums in dem Kondensator 12 auf 5°C und des Überwärmungsgrads des Arbeitsmediums in dem Verdampfer 14 auf 5°C durchgeführt.
Auf der Basis des Kältekreisprozess-Leistungsvermögens von HFC-134a im Beispiel 1 wurde das relative Leistungsvermögen (jedes Arbeitsmedium/HFC-134a) des Kältekreisprozess-Leistungsvermögens (der Kühlkapazität und des Leistungskoeffizienten) jedes Arbeitsmediums auf der Basis von HFC-134a erhalten. Die Ergebnisse jedes Arbeitsmediums sind in den Tabellen 2 und 3 gezeigt.
Aufgrund der Ergebnisse in den Tabellen 2 und 3 wurde bestätigt, dass HFO-1123 verglichen mit einem herkömmlichen HFO eine hohe Kühlkapazität aufweist. Ferner wurde bestätigt, dass durch Zusetzen des HFO der Leistungskoeffizient ohne eine beträchtliche Verminderung der Kühlkapazität verbessert werden konnte.
[Beispiel 3]
Das Kältekreisprozess-Leistungsvermögen (die Kühlkapazität und der Leistungskoeffizient) wurde in einem Fall bewertet, bei dem ein Arbeitsmedium, das HFO-1123 und einen Kohlenwasserstoff gemäß der Tabelle 4 umfasste, auf ein Kältekreisprozesssystem 10, wie es in der 1 gezeigt ist, angewandt wurde.
Die Bewertung wurde durch Einstellen der durchschnittlichen Verdampfungstemperatur des Arbeitsmediums in einem Verdampfer 14 auf 0°C, der durchschnittlichen Kondensationstemperatur des Arbeitsmediums in einem Kondensator 12 auf 50°C, des Unterkühlungsgrads des Arbeitsmediums in dem Kondensator 12 auf 5°C und des Überwärmungsgrads des Arbeitsmediums in dem Verdampfer 14 auf 5°C durchgeführt.
Auf der Basis des Kältekreisprozess-Leistungsvermögens von HFC-134a im Beispiel 1 wurde das relative Leistungsvermögen (jedes Arbeitsmedium/HFC-134a) des Kältekreisprozess-Leistungsvermögens (der Kühlkapazität und des Leistungskoeffizienten) jedes Arbeitsmediums auf der Basis von HFC-134a erhalten. Die Ergebnisse jedes Arbeitsmediums sind in der Tabelle 4 gezeigt.
Aufgrund der Ergebnisse in der Tabelle 4 wurde bestätigt, dass der Leistungskoeffizient von HFO-1123 durch Zusetzen eines Kohlenwasserstoffs zu HFO-1123 ohne eine beträchtliche Verminderung der Kühlkapazität verbessert werden konnte.
[Beispiel 4]
Das Kältekreisprozess-Leistungsvermögen (die Kühlkapazität und der Leistungskoeffizient) wurde in einem Fall bewertet, bei dem ein Arbeitsmedium, das HFO-1123 und einen HCFO gemäß der Tabelle 5 umfasste, auf ein Kältekreisprozesssystem 10, wie es in der 1 gezeigt ist, angewandt wurde.
Die Bewertung wurde durch Einstellen der durchschnittlichen Verdampfungstemperatur des Arbeitsmediums in einem Verdampfer 14 auf 0°C, der durchschnittlichen Kondensationstemperatur des Arbeitsmediums in einem Kondensator 12 auf 50°C, des Unterkühlungsgrads des Arbeitsmediums in dem Kondensator 12 auf 5°C und des Überwärmungsgrads des Arbeitsmediums in dem Verdampfer 14 auf 5°C durchgeführt.
Auf der Basis des Kältekreisprozess-Leistungsvermögens von HFC-134a im Beispiel 1 wurde das relative Leistungsvermögen (jedes Arbeitsmedium/HFC-134a) des Kältekreisprozess-Leistungsvermögens (der Kühlkapazität und des Leistungskoeffizienten) jedes Arbeitsmediums auf der Basis von HFC-134a erhalten. Die Ergebnisse jedes Arbeitsmediums sind in der Tabelle 5 gezeigt.
Aufgrund der Ergebnisse in der Tabelle 5 wurde bestätigt, dass der Leistungskoeffizient von HFO-1123 durch Zusetzen eines HCFO zu HFO-1123 ohne eine beträchtliche Verminderung der Kühlkapazität verbessert werden konnte.
[Beispiel 5]
Das Kältekreisprozess-Leistungsvermögen (die Kühlkapazität und der Leistungskoeffizient) wurde in einem Fall bewertet, bei dem HFO-1123 als ein Arbeitsmedium auf ein Kältekreisprozesssystem 10, wie es in der 1 gezeigt ist, angewandt wurde.
Die Verdampfungstemperatur des Arbeitsmediums in einem Verdampfer 14, die Kondensationstemperatur des Arbeitsmediums in einem Kondensator 12, der Unterkühlungsgrad des Arbeitsmediums in dem Kondensator 12 und der Überwärmungsgrad des Arbeitsmediums in dem Verdampfer 14 waren Temperaturen, wie sie in der Tabelle 6 angegeben sind.

Auf der Basis des Kältekreisprozess-Leistungsvermögens von HFC-134a im Beispiel 1 wurde das relative Leistungsvermögen (HFO-1123/HFC-134a) des Kältekreisprozess-Leistungsvermögens (der Kühlkapazität und des Leistungskoeffizienten) von HFO-1123 auf der Basis von HFC-134a erhalten. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 6 gezeigt. [Tabelle 6]

Verdampfungstemperatur [°C]	Kondensationstemperatur [°C]	Überwärmungsgrad [°C]	Unterkühlungsgrad [°C]	Relatives Leistungsvermögen (basierend auf HFC-134a) [–]
				HFO-1123
				Leistungskoeffizient	Kühlkapazität
–40	10	5	5	0,962	2,987
–30	20	5	5	0,953	2,710
–20	30	5	5	0,939	2,475
–10	40	5	5	0,919	2,266
0	50	5	5	0,888	2,070
10	60	5	5	0,842	1,868

GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Das Arbeitsmedium der vorliegenden Erfindung ist als ein Arbeitsmedium für einen Wärmekreisprozess geeignet, wie z. B. als ein Kühlmittel für einen Kühl- bzw. Gefrierschrank, ein Kühlmittel für eine Klimaanlage, ein Arbeitsfluid für ein Leistungserzeugungssystem (wie z. B. eine Abgas-Wärmerückgewinnungsleistungserzeugung), ein Arbeitsmedium für eine Transportvorrichtung für latente Wärme (z. B. ein Heiz- bzw. Wärmerohr) oder ein Sekundärkühlmedium.
Die gesamte Offenbarung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2011-112417, die am 19. Mai 2011 eingereicht worden ist, einschließlich die Beschreibung, die Patentansprüche, die Zeichnungen und die Zusammenfassung, ist hier in ihrer Gesamtheit unter Bezugnahme einbezogen.
Bezugszeichenliste

10: Kältekreisprozesssystem

Claims

Arbeitsmedium für einen Wärmekreisprozess, das 1,1,2-Trifluorethylen umfasst.
Arbeitsmedium für einen Wärmekreisprozess nach Anspruch 1, das ferner einen Kohlenwasserstoff umfasst.
Arbeitsmedium für einen Wärmekreisprozess nach Anspruch 1 oder 2, das ferner einen Fluorkohlenwasserstoff umfasst.
Arbeitsmedium für einen Wärmekreisprozess nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das ferner einen Chlorfluorolefinkohlenwasserstoff oder ein Chlorfluorolefin umfasst.
Arbeitsmedium für einen Wärmekreisprozess nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das 1,1,2-Trifluorethylen in einem Gehalt von mindestens 60 Massen-% in dem Arbeitsmedium für einen Wärmekreisprozess (100 Massen-%) enthalten ist.
Arbeitsmedium für einen Wärmekreisprozess nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei der Kohlenwasserstoff in einem Gehalt von 1 bis 40 Massen-% in dem Arbeitsmedium für einen Wärmekreisprozess (100 Massen-%) enthalten ist.
Arbeitsmedium für einen Wärmekreisprozess nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei der Fluorkohlenwasserstoff in einem Gehalt von 1 bis 99 Massen-% in dem Arbeitsmedium für einen Wärmekreisprozess (100 Massen-%) enthalten ist.
Arbeitsmedium für einen Wärmekreisprozess nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei der Gesamtgehalt des Chlorfluorolefinkohlenwasserstoffs und des Chlorfluorolefins von 1 bis 60 Massen-% in dem Arbeitsmedium für einen Wärmekreisprozess (100 Massen-%) beträgt.
Arbeitsmedium für einen Wärmekreisprozess nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei der Kohlenwasserstoff Propan, Propylen, Cyclopropan, Butan, Isobutan, Pentan oder Isopentan ist.
Arbeitsmedium für einen Wärmekreisprozess nach einem der Ansprüche 3 bis 9, wobei der Fluorkohlenwasserstoff Difluormethan, 1,1-Difluorethan, 1,1,2,2-Tetrafluorethan, 1,1,1,2-Tetrafluorethan oder Pentafluorethan ist.
Arbeitsmedium für einen Wärmekreisprozess nach einem der Ansprüche 4 bis 10, wobei der Chlorfluorolefinkohlenwasserstoff 1-Chlor-2,3,3,3-tetrafluorpropen oder 1-Chlor-1,2-difluorethylen ist.
Arbeitsmedium für einen Wärmekreisprozess nach einem der Ansprüche 4 bis 10, wobei das Chlorfluorolefin 1,1-Dichlor-2,3,3,3-tetrafluorpropen oder 1,2-Dichlor-1,2-difluorethylen ist.
Wärmekreisprozesssystem, bei dem das Arbeitsmedium für einen Wärmekreisprozess, wie es in einem der Ansprüche 1 bis 12 definiert ist, verwendet wird.