JPH01139677A - 作動媒体混合物 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、冷凍機、ヒートポンプ等に使用し得る新規な
作動媒体混合物に関する。

［従来の技術］ 空調、冷凍および冷蔵機器（冷凍サイクル・ヒートポン
プサイクル）、廃熱回収発電（ランキンサイクル）、熱
交換機器（ヒートパイプ）等が実用化ないし試験開発さ
れている。これらの機器に用いる作動媒体には、水をは
じめプロパンやブタン等の炭化水素類、トリクロロフロ
オロメタン（Ｒ１１）や、クロロジフロオロメタン（Ｒ
２２）等のフロン類、又はアンモニア等が知られている
。

［発明の解決しようとする問題点］ フロンは毒性が少なく、非可燃性で化学的にも安定であ
り、標準沸点の異なる各種フロンが容易に入手できるこ
とから、作動媒体としての評価研究が活発に行なわれて
いる０本発明は、熱回収効率、特に、冷凍庫、冷蔵庫、
冷暖房機器、給湯機器あるいは廃熱回収を目的としたヒ
ートポンプシステムの効率か高いフロン類を新規に提供
するものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は炭素数４〜５の炭化水素類の中から選ばれる少
なくとも１種とジクロロジフルオロメタン（以下Ｒ１２
と略す）及び１．１−ジフルオロエタン（以下旧５２ａ
と略す）とを必須成分とすることを特徴とする作動媒体
混合物に関するものである。

本発明におけるＲ１２とＲ１５２ａの混合割合としては
１：９９〜９９：１の範囲内であればどのような組成で
もよいが、特にＲ１２が７３．８重量％、Ｒ１５２ａが
２６．２重量％である共沸混合物（以下Ｒ５００と略す
）が好ましい。また、本発明における炭素数４〜５の炭
化水素類としては、ｎ−ブタン、イソブタン、シクロブ
タン、１−ブテン、２−ブテン、イソブチレン、ｎ−ペ
ンタン、イソペンタン、ネオペンタン、シクロペンタン
、ｌ−ペンテン、２−ペンテン、シクロペンテンなどが
例示されるが、特に飽和炭化水素であるｎ−ブタン、イ
ソブタン、シクロブタン、ｎ−ペンタン、イソペンタン
、シクロペンタンか特に有効である。以下の説明におい
ては、Ｒ５００とｎ−ブタン、イソブタン、シクロブタ
ン、ｎ−ペンタン、インペンタンおよびシクロペンタン
を混合使用する例を示す。

以下、本発明の作動媒体混合物（以下単に作動媒体とい
うことがある。）を用いた冷凍サイクルシステムのフロ
ーシートを示す第１図に従って本発明の詳細な説明する
。第１図の１は圧縮機、２は凝縮器、３．３′は負荷流
体用配管、４は減圧装置、５は蒸発器、６，６′は熱源
流体用配管を示す。

第１図に示す冷凍サイクルシステムにおいて作動媒体は
圧縮機１で圧縮された後、凝縮器２に導かれ、該凝縮器
２中で管３より導入される負荷流体により冷却されて凝
縮する。一方、負荷流体は凝縮器２中で逆に加熱され管
３゛を経て負荷加熱に供される。つぎに凝縮した作動媒
体は減圧装置４により減圧された後、蒸発器５に導かれ
、該蒸発器５中で管６より導入され管６°から排出され
る熱源流体により加熱された後、再び圧縮機ｌに吸引さ
れ上記のサイクルを繰り返す。一方、熱源流体は蒸発器
５中で逆に冷却され、管６′を経て冷却に供される。

第２図および第３図は第１図に示す冷凍サイクルシステ
ムにおける作動媒体混合物のサイクルを圧力−エンタル
ピー線図上に記入したものである。作動媒体の飽和蒸気
を断熱圧縮した場合、湿り状態になるものを第２図に、
乾き状態になるものを第３図に示す。

第１図の圧縮機による作動媒体の変化は第２図および第
３図の符合８から９あるいは１３から１４の変化に、凝
縮器による作動媒体の変化は９→ｌＯ→１１あるいは１
４→１５→１６→１７の変化に、減圧装置による作動媒
体の変化は１１から１２あるいは１７から１８の変化に
、蒸発器による作動媒体の変化は１２から８あるいは１
８から１３の変化にそれぞれ対応する。

本発明の作動媒体混合物を用いた第１図の冷凍サイクル
システムの運転条件として蒸発器における作動媒体の蒸
発路り温度（符合７あるいは１３の温度。以下、蒸発温
度という）と凝縮器における作動媒体の凝縮器めの温度
（符合９あるいは１５の温度。以下、凝縮温度という）
を設定した。第１表から第１２表に本発明の作動媒体混
合物を用いた上記の冷凍サイクルシステムにおける成績
係数および圧縮機単位容積当りの冷凍能力を比較例とと
もに記す。

表から理解されるように炭素数４〜５の炭化水素類、特
にｎ−ブタン、イソブタン、シクロブタン、ｎ−ペンタ
ン、イソペンタン、シクロペンタンの中から選ばれる少
なくとも１種と１５００とを必須成分とする本発明の作
動媒体混合物は、Ｒ５００を単独で用いた場合に比べ大
きく改善することができ、特にＲ５００の組成が２０モ
ル％前後となる作動媒体混合物はＲ５００ｇよびｎ−ブ
タン、イソブタン、シクロブタン、ｎ−ペンタン、イン
ペンタン、シクロペンタンをそれぞれ単独て用いた場合
に比べ大きく改善されていることかわかる。本発明の作
動媒体混合物の１構成酸分である炭素数４〜５の炭化水
素類はＲ５００に比べ成績係数が高いものの圧縮機単位
容積当りの冷凍能力が低い、可燃性であるという欠点を
有している。一方、Ｒ５００は炭素数４〜５の炭化水素
類に比べ成績係数が低いという欠点を有しているものの
、圧縮機単位容積当りの冷凍能力が高いとともに非可燃
性であるという長所を有しており、本発明の作動媒体混
合物を用いることにより、各々の欠点を改善し、かつ長
所を生かすことができ、極めて有効であるこζがわかる
。

本発明の作動媒体混合物は°低温〜高温分野の空調、冷
凍および冷蔵を目的とし冷凍サイクルの応用する場合に
特に有効であるが、ランキンサイクルなどのその他各種
の熱回収技術の作動媒体としても使用することもでき−
る。本発明の作動媒体混合物は熱安定性が優れており、
通常の使用条件においては安定剤を必要としないか、苛
酷な使用条件のため熱安定性の向上が必要な場合には、
ジメチルホスファイト、ジイソプロピルホスファイト、
ジフェニルホスファイト等のホスファイト系化合物、ま
たはチオホスファイト系化合物、あるいはトリフエノキ
シホスフィンサルファイド、トリメチルホスフィンサル
ファイド等のホスフィンサルファイド系化合物、その他
のグリシジルエーテル類等の安定剤を作動媒体１００重
量部に対し、１重量部前後の少量添加すればよい。

第１表（蒸発温度二〇℃、凝縮温度：６０℃、過冷却度
二〇℃）第２表（ノベ発温度ニー２０°Ｃ１凝縮温度＝
４０℃、過冷却度：Ｏ’Ｃ）第３表（蒸発温度二〇℃、
凝温度度＝６０°Ｃ９過冷却度：０°Ｃ）第４表（蒸発
温度ニー２０°Ｃ１凝縮温度：４０℃、過冷却度＝θ℃
）第５表（蒸発温度二〇℃、凝縮温度：６０”Ｃ，過冷
却度：ｏ’ｃ）第６表（蒸発温度ニー２０°Ｃ１凝縮温
度：４０’Ｃ，過冷却度二〇″Ｃ）第７表（蒸発温度：
０°ｃ、！２縮温度：６０’Ｃ，過冷却度：ｏ′ｃ）第
８表（蒸発温度ニー２０℃、凝縮温度：４０°Ｃ９過冷
却度二〇℃）第９表（蒸発温度二〇℃、凝縮温度：６０
℃、過冷却度：０°Ｃ）第１０表（蒸発温度ニー２０°
Ｃ２髪縮温度＝４０℃、過冷却度＝θ℃）第１１表（蒸
発温度：０℃、凝縮温度：６０’Ｃ，過冷却度：０’Ｃ
）第１２表（蒸発温度ニー２０℃、凝縮温度＝４０°Ｃ
９４０°Ｃ９過冷却）［発明の効果］ 本発明の作動媒体混合物は、特に冷凍サイクル効率すな
わち冷凍、加熱効率に優れ、ジクロロジフルオロメタン
および１，１−ジフルオロエタン混合物に比し、大幅な
改善が認められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を説明するための冷凍サイク
ルのフローシート、第２図および第３図は本発明の作動
媒体混合物を作動媒体として用いたサイクルを圧力−エ
ンタルピー線図に記入した図である。 代叩人（弁ｉ、＋ｆｆ、ｒ）　　半巻４：り手＄　１　
図。 第　２　団　　　　　＠３　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、炭素数４〜５の炭化水素類の中から選ばれる少なく
   とも１種とジクロロジフルオロメタン及び１，１−ジフ
   ルオロエタンとを必須成分とすることを特徴とする作動
   媒体混合物。 ２、炭素数４〜５の炭化水素類が、ｎ−ブタン、イソブ
   タン、シクロブタン、ｎ−ペンタン、イソペンタン、シ
   クロペンタンである特許請求の範囲第１項記載の作動媒
   体混合物。 ３、ジクロロジフルオロメタンと１，１−ジフルオロエ
   タンの混合重量比が７３．８：２６．２である特許請求
   の範囲第１項記載の作動媒体混合 物。