JPH01247479A - ヒートポンプ - 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〕 本発明は圧縮機を用いるヒートポンプに関するものであ
る。

なお、本発明において、ヒートポンプとは温流体を製造
する狭義のヒートポンプのみならず、冷凍機を含めた広
義のヒートポンプをいう。なお、以下本文中では、 オクタフルオロシクロブタンをＲ−Ｃ３１８，。

トリクロロモノフルオロメタンをＲ−１１゜ジクロロト
リフルオロエタンをＲ−１２３゜ジクロロジフルオロメ
タンをＲ−１２゜トリクロロトリフルオロエタンをＲ−
１１３゜ジクロロテトラブルオロエタンをＲ−１１４゜
と記載する。

〔従来技術〕

最近ヒーポンブの性能向上なとのために非共沸混合冷媒
が用いられる。この非共沸混合冷媒としては、特願昭６
２−１７５４９４号に記載されているように冷媒成分の
沸点差か２０℃以下では性能向上が得られず、市だ６０
℃以上では運転中の成分比の変化により性γｊこが大き
く変化するという理由で冷媒成分の沸点差が２０℃以上
６０℃以下である混合冷媒が望ましい。

また、最近成慴圏オゾン層の破壊の問題から、オゾン層
を破壊しない冷媒の開発が盛んである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら上記従来の混合冷媒には下記の如き問題点
があった。

冷媒成分の沸点差が約５４℃であるＲ−１１＋Ｒ−１２
系混合冷媒の各成分比に対するヒートポンプサイクル性
能計算結果を第３図に示す。同図において、横軸は成分
比を、縦軸はヒートポンプサイクルの成績係数比（ＣＯ
Ｐ比）を表わす。また、Ｋｉｊは混合冷媒の異種分子間
相互作用／（ラメータと称するもので、混合冷媒の種類
によって固有の値を持つものである。計算ではＫｉｊの
値−０，１から０．１まで変化諮せた。

第３図かられかるようにＫｉｊの値が正に大きくなる程
サイクル性能の改善は高くなる。しかるにＲ−１１＋Ｒ
−１２系混合冷媒のＫｉｊの値は、実測値により第４図
に示す如く略ｏ、ｏｏｓであり、第３図中、略実線で表
わすサイクル性能曲線となり改善率は、それほど高くな
らない。

また、第４図中のその他の冷媒、Ｒ−１１３＋Ｒ−１１
，Ｒ−１１３＋Ｒ−１１４，Ｒ−１１＋Ｒ−１１４，Ｒ
−１２３＋Ｒ−１２についても同様にＫｉｊの値は小さ
く、むろんこれらの混合冷媒のサイクル性能の改善率も
それ程高くならない。

更番ε、これらの混合冷媒がヒートポンプから漏れた時
に低沸点成分の冷媒が高濃度で排出されるが、これらの
低沸点成分の冷媒は成層圏のオゾン層を破壊するという
問題点があった。

本発明は上述の点に鑑みてなきれたもので、上記問題点
を除去し、高性能で無公害のヒートポンプを提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため本発明は、圧縮式ヒートポンプ
において、使用される冷媒がオクタフルオロシクロブタ
ンと、このＲ−Ｃ３１８より沸点が高く且つＲ−Ｃ３１
８との沸点差が２０℃以上６０℃以下であるＣｋＨ，Ｃ
１，、Ｆ、Ｃ但し、ｋ、ｎは１以上の整数、１．ｍは０
以上の整数）の分子式を有する冷媒との混合冷媒を用い
たことを特徴とする。

〔作用〕

ヒートポンプを上記の如く構成することによって、冷媒
としてＲ−Ｃ３１８より沸点が高く、且つＲ−Ｃ３１８
との沸点差が２０℃以上６０℃以下である冷媒と、Ｒ−
Ｃ３１８との混合冷媒を用いるので、後述の研究結果か
ら明らかなようにヒートポンプの性能向上（省エネルギ
ー）が得られる。

また、この混合冷媒がヒートポンプから漏れ出すことが
あっても、排出される冷媒は低沸点成分冷媒であるＲ−
Ｃ３１Ｂが高濃度である。しかるに、このＲ−Ｃ３１８
は分子式中に塩素（Ｃｉを含んでいないので、成層圏オ
ゾン層破壊の原因とならず、従って本発明の混合冷媒は
成層圏オゾン層破壊問題の１つの解決策となる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は、Ｋｉｊ；（異種分子間の相互作用パラメータ
）の実測による研究結果の１例を示す図であ。第２図か
られかるように、Ｒ−１１とＲ−Ｃ３１８の混合冷媒の
Ｋｉｊは０．０７３（温度５０℃）であり、第４図で示
す他の混合冷媒のＫ・ｉｊの値に比べて非常に大きな値
であった。この結果は、Ｒ−Ｃ３１８との沸点差が２０
℃以上６０℃以下である冷媒とＲ−Ｃ３１８との他の混
合冷媒についても略同じ結果を得た。

このように、Ｒ−Ｃ３１８との沸点差が２０℃以上６０
℃以下である冷媒とＲ−Ｃ３１８との混合冷媒のＫｉｊ
が他の混合冷媒に比べて非常に大きな値を示すという特
徴を有するので、上記したようにヒートポンプサイクル
の大幅な性能向上が期待できると考えられる。

第１図は、Ｒ−１１＋Ｒ−Ｃ３１Ｂ混合冷媒のあるヒー
トポンプサイクル条件における成績係数の研究結果を示
す。同図かられかるように成績係数は非常に改善できる
ことが分かる。また、この結果、Ｒ−Ｃ３１ｇより沸点
が高く、且つＲ−Ｃ３１８との沸点差が２０℃以」二、
６０℃以下である冷媒とＲ−Ｃ３１８との他の混合冷媒
について羊）略回し結果を得た。

以」二の説明は、Ｒ−１１＋Ｒ−Ｃ３１８系混合冷媒に
ついて行なった。この混合冷媒を用いたヒートポンプか
ら、冷媒が漏れ出す場合、オゾン層を破壊しない低沸点
成分のＲ−Ｃ３１８が高、ｅ度で排出されるが、低濃度
である高沸点成分のＲ−１１はオゾン層を破壊するので
、全体として若干オゾン層を破壊する冷媒が排出される
可能性が島ろ。

従って、この問題を解決するために高沸点成分の冷媒も
オゾン層を破壊しないことが要求され、Ｒ−Ｃ３１８に
混合する冷媒として、Ｒ−Ｃ３１８より沸点が高く、且
つＲ−Ｃ３１８との沸点差が２０℃以上６０℃以下で、
Ｃ，Ｈ，Ｃｆｆ１．、Ｆ、（但し５、ｋ、１．ｎは１以
上の整数、ｎは０以上の整数）の分子式を有する冷媒が
好ましい。この分子式を有する冷媒はその分子の中に水
素（Ｈ）を含んでいるので、化学的に不安定で成層圏に
達する琶が極めて少なく成層圏オゾン、腎破壊の原因と
ならない。この中で実機ヒートポンプへの適用を考える
と、Ｒ−１１の物性に似ているＲ−１２３が特に有望で
ある。

なお、上記実施例ではヒートポンプの構成を図示しない
が、本発明のｅ−トボンブは、蒸発器、圧縮機、凝縮器
及び減圧機構を具４ｉｉｔ　Ｌ、これらの機器を冷媒経
路で接続して冷媒循環路を形成する構成のヒートポンプ
である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれは、下記のような優れ
た効果が得られる。

■冷媒としてＲ−Ｃ３１８と該Ｒ−Ｃ３１８より沸点が
高く、且つＲ−Ｃ３１８との沸点差が２０℃以上６０℃
以下であり、Ｃ，Ｈ，Ｃｊ２．Ｆ、。

（但し、ｋ、ｎは１以上の整数、Ｉ、ｍは０以上の整数
）の分子式を有する冷媒との混合冷媒を用いるので、ヒ
ートポンプの性能向上（省エネルギー）が得られる。

■低沸点側冷媒として分子中に塩素を含まないＲ−Ｃ３
１８を用いるので、成層圏オゾン層破壊を小さくするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のヒートポンプに用いるＲ−１１＋Ｒ−
Ｃ３１８混合冷媒のあるヒートポンプサイクル条件にお
ける成績係数の研究結果を示す図、第２図はＫｉｊ；（
異種分子間の相互作用パラメータ）の実測による研究結
果の１例を示す図、第３図は冷媒成分の沸点差が約５４
℃であるＲ−１１＋Ｒ−１２系混合冷媒の各成分比に対
するヒートポンプサイクル性能計算結果を示す図、第４
図は各種混合冷媒のＫｉｊの実測結果を示す図である。 出願人　スーパーヒートポンプ・エネルギー集積システ
ム技術研究組合 代理人　弁理士　熊　谷　　隆（外１名）第２　図 手続ネ市正書（包金） 昭和６３年４月７６日 １、事件の表示 昭和６３年特許願第７４９４７号 ２、発明の名称 ヒートポンプ ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　東京都千代田区神田小川町−丁目６番地名称　　
スーパーヒートポンプ・エネルギー集積システム技術研
究組合 理事長　成　１）　浩 ４、代理人　〒１５０ 住所　東京都渋谷区東２丁目２０番１４号タワーホーム
ズ氷川１００１号　　　、、。 氏名　弁理士（８７０６）熊　谷　隆　　、−゛（外１
名）〜゛

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮式ヒートポンプにおいて、使用される冷媒が
   オクタフルオロシクロブタンと、オクタフルオロシクロ
   ブタンより沸点が高く、且つオクタフルオロシクロブタ
   ンとの沸点差が２０℃以上６０℃以下であるＣ＿ｋＨ＿
   ｌＣｌ＿ｍＦ＿ｎ（但し、ｋ、ｎは１以上の整数、ｌ、
   ｍは０以上の整数）の分子式を有する冷媒との混合冷媒
   を用いたことを特徴とするヒートポンプ。
2. （２）オクタフルオロシクロブタンと混合する冷媒がト
   リクロロモノフルオロメタンであることを特徴とする請
   求項（１）記載のヒートポンプ。
3. （３）オクタフルオシロクロブタンと混合する冷媒がジ
   クロロトリフルオロエタンであることを特徴とする請求
   項（１）記載のヒートポンプ。