JPH0617040A - 冷凍機用冷媒 - Google Patents
冷凍機用冷媒Info
- Publication number
- JPH0617040A JPH0617040A JP4025491A JP2549192A JPH0617040A JP H0617040 A JPH0617040 A JP H0617040A JP 4025491 A JP4025491 A JP 4025491A JP 2549192 A JP2549192 A JP 2549192A JP H0617040 A JPH0617040 A JP H0617040A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- propane
- refrigerant
- carbon dioxide
- liquefied carbon
- liquid phase
- 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.)
- Withdrawn
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/002—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
- F25B9/006—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant containing more than one component
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 プロパンに液化炭素ガスが発火限界値以上混
合されてなるもの、好ましくはプロパンと液化炭素ガス
の液相における混合比が、モル比で８：２〜６：４の範
囲である冷凍機用冷媒。 【効果】 液化炭酸ガス単独のような高圧力の必要がな
く、特に前者においてはプロパンの可燃性という問題も
解決でき、しかも冷凍能力でフロン系を上回るものであ
る。また工業用フロン系冷媒の１kgあたりの価格は、プ
ロパンおよび液化炭酸ガスの十数倍であるから、本発明
の冷媒はフロン系のものに比べてはるかに経済的であ
る。
合されてなるもの、好ましくはプロパンと液化炭素ガス
の液相における混合比が、モル比で８：２〜６：４の範
囲である冷凍機用冷媒。 【効果】 液化炭酸ガス単独のような高圧力の必要がな
く、特に前者においてはプロパンの可燃性という問題も
解決でき、しかも冷凍能力でフロン系を上回るものであ
る。また工業用フロン系冷媒の１kgあたりの価格は、プ
ロパンおよび液化炭酸ガスの十数倍であるから、本発明
の冷媒はフロン系のものに比べてはるかに経済的であ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は冷凍機に用いられる冷媒
に関し、特にフロン系冷媒に代替しうる有用な冷媒に関
する。
に関し、特にフロン系冷媒に代替しうる有用な冷媒に関
する。
【０００２】
【従来の技術】一般に冷凍機による冷却作用は、図１に
示すような乾き蒸気圧縮サイクルによる冷凍サイクルで
表される。図１において１から２は蒸発過程、２から３
は圧縮過程、３から４は凝縮過程、４から１は自由膨張
過程であって、この方向で一巡すると、温度Ｔ1（Ｋ）
の低温で冷媒１kgが周囲から熱量ｑ1を吸収し、凝縮器
では温度Ｔ2の常温で熱量ｑ2を放出する。
示すような乾き蒸気圧縮サイクルによる冷凍サイクルで
表される。図１において１から２は蒸発過程、２から３
は圧縮過程、３から４は凝縮過程、４から１は自由膨張
過程であって、この方向で一巡すると、温度Ｔ1（Ｋ）
の低温で冷媒１kgが周囲から熱量ｑ1を吸収し、凝縮器
では温度Ｔ2の常温で熱量ｑ2を放出する。
【０００３】上記冷凍サイクルに用いられる冷媒は、以
下のような条件を具備することが求められる。第一に沸
点が低い、すなわち冷却到達温度が低いことである。第
二に臨界温度が常温である、すなわち常温で凝縮できる
ことである。第三に蒸発潜熱が大きい、すなわち冷媒１
Kgあたりの冷却熱量が大きいことである。第四に蒸気密
度が大きい、すなわち装置容積が小さくて済むことであ
る。第五に圧縮比が小さい、すなわち圧縮動力が小さく
て済むことである。第六に分解性、腐食性、毒性がない
ことである。
下のような条件を具備することが求められる。第一に沸
点が低い、すなわち冷却到達温度が低いことである。第
二に臨界温度が常温である、すなわち常温で凝縮できる
ことである。第三に蒸発潜熱が大きい、すなわち冷媒１
Kgあたりの冷却熱量が大きいことである。第四に蒸気密
度が大きい、すなわち装置容積が小さくて済むことであ
る。第五に圧縮比が小さい、すなわち圧縮動力が小さく
て済むことである。第六に分解性、腐食性、毒性がない
ことである。
【０００４】以上の条件を具備する代表的冷媒として、
フロン１２、フロン２２、プロパン、液化炭酸ガスが挙
げられる。このうちプロパンは可燃性であること、また
液化炭酸ガスは高圧力での使用が必要であるという難点
があった。したがって、特殊な場合を除き、これまでは
フロン系のものが広く用いられてきた。
フロン１２、フロン２２、プロパン、液化炭酸ガスが挙
げられる。このうちプロパンは可燃性であること、また
液化炭酸ガスは高圧力での使用が必要であるという難点
があった。したがって、特殊な場合を除き、これまでは
フロン系のものが広く用いられてきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近時フ
ロンは、地球オゾン層の破壊につながるものとして、そ
の大気中への放散が厳しく規制されてきており、冷凍機
のように閉鎖環境で使用される場合でも、その漏洩や廃
棄における処理が必要な時代になりつつある。
ロンは、地球オゾン層の破壊につながるものとして、そ
の大気中への放散が厳しく規制されてきており、冷凍機
のように閉鎖環境で使用される場合でも、その漏洩や廃
棄における処理が必要な時代になりつつある。
【０００６】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、冷凍サイクルにおいてフロン系冷媒に代わる優れた
冷媒を提供するものである。
で、冷凍サイクルにおいてフロン系冷媒に代わる優れた
冷媒を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の冷凍機用冷媒は
プロパンを主成分とし、これに液化炭酸ガスを混合した
混合系とすることを前記課題の解決手段とした。
プロパンを主成分とし、これに液化炭酸ガスを混合した
混合系とすることを前記課題の解決手段とした。
【０００８】
【作用】一般にプロパンのような可燃性ガスに、不活性
ガスを発火限界値以上混合すると、可燃性ガスの爆発を
防止することができる。本発明はこの不活性ガスとし
て、それ自体優れた冷媒である液化炭酸ガスを用いた。
さらにこのような混合系では、液化炭酸ガス単独の場合
より、凝縮圧力が低減できるという利点がある。
ガスを発火限界値以上混合すると、可燃性ガスの爆発を
防止することができる。本発明はこの不活性ガスとし
て、それ自体優れた冷媒である液化炭酸ガスを用いた。
さらにこのような混合系では、液化炭酸ガス単独の場合
より、凝縮圧力が低減できるという利点がある。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を詳しく説明する。表１は各冷
媒について、本発明者の創出による物性値の近似式を用
いて計算しその特性を比較したものである。ただしサイ
クルの全実効率をη＝０.５、圧縮比をＺ＝６と一律に
設定した。表１において、成績係数εは冷凍効果ｑ（Kc
al）と圧縮機の仕事量Ｗ（Kcal）の比であり、図１にお
いてε＝ｑ／Ｗと表わされる。この成績係数εは一般的
に冷凍サイクルの構成と冷媒の選定に重要な指標となる
ものである。また冷凍熱量ｑvは、冷凍蒸気１ｍ3あたり
の吸収熱量を表わし、装置の大きさの尺度となるもので
ある。
媒について、本発明者の創出による物性値の近似式を用
いて計算しその特性を比較したものである。ただしサイ
クルの全実効率をη＝０.５、圧縮比をＺ＝６と一律に
設定した。表１において、成績係数εは冷凍効果ｑ（Kc
al）と圧縮機の仕事量Ｗ（Kcal）の比であり、図１にお
いてε＝ｑ／Ｗと表わされる。この成績係数εは一般的
に冷凍サイクルの構成と冷媒の選定に重要な指標となる
ものである。また冷凍熱量ｑvは、冷凍蒸気１ｍ3あたり
の吸収熱量を表わし、装置の大きさの尺度となるもので
ある。
【表１】
【００１０】表１より、成績係数εは、液化炭酸ガスが
最大で、フロン２２とフロン１２がそれに続き、プロパ
ンがやや小さい。また冷凍熱量ｑvは、液化炭酸ガスは
フロン１２の２１倍、フロン２２の１３倍であり、プロ
パンはほぼフロン２２に匹敵している。このように液化
炭酸ガスは成績係数ε、冷凍熱量ｑv共に大きく、冷凍
能力の点で優れているが、凝縮圧力Ｐ2が極めて大きい
という実用上の欠点がある。したがって、本発明の冷媒
においては、プロパンを主成分として使用する。
最大で、フロン２２とフロン１２がそれに続き、プロパ
ンがやや小さい。また冷凍熱量ｑvは、液化炭酸ガスは
フロン１２の２１倍、フロン２２の１３倍であり、プロ
パンはほぼフロン２２に匹敵している。このように液化
炭酸ガスは成績係数ε、冷凍熱量ｑv共に大きく、冷凍
能力の点で優れているが、凝縮圧力Ｐ2が極めて大きい
という実用上の欠点がある。したがって、本発明の冷媒
においては、プロパンを主成分として使用する。
【００１１】そこで、プロパンと液化炭酸ガスの液相に
おける混合比を、モル比で８：２、７：３、６：４と
し、これらの混合物の冷媒として使用したときの成績係
数ε、冷凍熱量ｑvを、表１と同様に算出すると表２の
ようになる。ただし表２においては、蒸発温度Ｔ1、凝
縮温度Ｔ2、およびサイクルの全実効率ηを５０％と一
律に設定した。
おける混合比を、モル比で８：２、７：３、６：４と
し、これらの混合物の冷媒として使用したときの成績係
数ε、冷凍熱量ｑvを、表１と同様に算出すると表２の
ようになる。ただし表２においては、蒸発温度Ｔ1、凝
縮温度Ｔ2、およびサイクルの全実効率ηを５０％と一
律に設定した。
【表２】 表２の結果から明らかなように、上記混合物はいずれ
も、成績係数ε、冷凍熱量ｑvにおいてフロン系を上回
るものである。また上記混合物の凝縮圧力Ｐ2は、液化
炭酸ガス単独に比べ、低減されている。
も、成績係数ε、冷凍熱量ｑvにおいてフロン系を上回
るものである。また上記混合物の凝縮圧力Ｐ2は、液化
炭酸ガス単独に比べ、低減されている。
【００１２】次にプロパンの発火限界値について説明す
る。図２はプロパンー炭酸ガスー空気の発火制御範囲を
示している（化学工学協会編、物性定数６集１１頁参
照）。よってプロパンに混合する液化炭酸ガスの液相に
おける濃度を３０mol％以上にすれば、万一、プロパン
ー液化炭酸ガス混合物が漏洩しても、常に発火限界外に
あることになり、常用の漏洩探知機により安全に措置す
ることができる。一方液化炭酸ガスの濃度を上げること
は、すでに述べたように圧力の点から好ましくない。し
たがってプロパンに混合する液化炭酸ガスの液相におけ
る濃度は、３０〜３５mol％の範囲が最適であるといえ
る。
る。図２はプロパンー炭酸ガスー空気の発火制御範囲を
示している（化学工学協会編、物性定数６集１１頁参
照）。よってプロパンに混合する液化炭酸ガスの液相に
おける濃度を３０mol％以上にすれば、万一、プロパン
ー液化炭酸ガス混合物が漏洩しても、常に発火限界外に
あることになり、常用の漏洩探知機により安全に措置す
ることができる。一方液化炭酸ガスの濃度を上げること
は、すでに述べたように圧力の点から好ましくない。し
たがってプロパンに混合する液化炭酸ガスの液相におけ
る濃度は、３０〜３５mol％の範囲が最適であるといえ
る。
【００１３】また本発明の冷媒は、液化炭酸ガスとプロ
パンを混合したものであるが、炭酸ガスとプロパンは、
極性がいずれもゼロであって、両者の混合に障害はな
く、正常な気液平衡を示すと考えられる。ただし一般に
低温の液体は、エントロピーが小さいため、単に液ー液
を混合しただけでは均一な混合状態は得られない。この
ため低圧（例えば２５℃、１０atm）のプロパンの液相
に、高圧の炭酸ガスをバブルする方法、または高圧のガ
スーガスを膨張させて液化する方法などで混合させるこ
とが必要である。
パンを混合したものであるが、炭酸ガスとプロパンは、
極性がいずれもゼロであって、両者の混合に障害はな
く、正常な気液平衡を示すと考えられる。ただし一般に
低温の液体は、エントロピーが小さいため、単に液ー液
を混合しただけでは均一な混合状態は得られない。この
ため低圧（例えば２５℃、１０atm）のプロパンの液相
に、高圧の炭酸ガスをバブルする方法、または高圧のガ
スーガスを膨張させて液化する方法などで混合させるこ
とが必要である。
【００１４】また気液平衡における組成変化について
は、開放系においては問題となるが、本発明の冷媒は閉
鎖系で用いるので、極端な組成変化は起きないと考えら
れる。
は、開放系においては問題となるが、本発明の冷媒は閉
鎖系で用いるので、極端な組成変化は起きないと考えら
れる。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように本発明の冷凍機用冷
媒は、プロパンに液化炭素ガスが発火限界値以上混合さ
れてなるもの、好ましくはプロパンと液化炭素ガスの液
相における混合比が、モル比で８：２〜６：４の範囲で
あるものである。したがって、液化炭酸ガス単独のよう
な高圧力の必要がなく、特に前者においてはプロパンの
可燃性という問題も解決でき、しかも冷凍能力でフロン
系を上回るものである。また工業用フロン系冷媒の１kg
あたりの価格は、プロパンおよび液化炭酸ガスの十数倍
であるから、本発明の冷媒はフロン系のものに比べては
るかに経済的である。
媒は、プロパンに液化炭素ガスが発火限界値以上混合さ
れてなるもの、好ましくはプロパンと液化炭素ガスの液
相における混合比が、モル比で８：２〜６：４の範囲で
あるものである。したがって、液化炭酸ガス単独のよう
な高圧力の必要がなく、特に前者においてはプロパンの
可燃性という問題も解決でき、しかも冷凍能力でフロン
系を上回るものである。また工業用フロン系冷媒の１kg
あたりの価格は、プロパンおよび液化炭酸ガスの十数倍
であるから、本発明の冷媒はフロン系のものに比べては
るかに経済的である。
【図１】 乾き蒸気圧縮サイクルによる冷凍サイクルを
表わす図である。
表わす図である。
【図２】 プロパンー炭酸ガスー空気の発火制御範囲を
示す図である。
示す図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 プロパンに液化炭素ガスが発火限界値以
上混合されてなることを特徴とする冷凍機用冷媒。 - 【請求項２】 プロパンと液化炭素ガスの液相における
混合比がモル比で８：２〜６：４であることを特徴とす
る冷凍機用冷媒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4025491A JPH0617040A (ja) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | 冷凍機用冷媒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4025491A JPH0617040A (ja) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | 冷凍機用冷媒 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0617040A true JPH0617040A (ja) | 1994-01-25 |
Family
ID=12167533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4025491A Withdrawn JPH0617040A (ja) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | 冷凍機用冷媒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0617040A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6280028A (ja) * | 1985-10-03 | 1987-04-13 | Toppan Printing Co Ltd | 部分蒸着ホログラムを有する成形品の製造方法 |
| KR20020019682A (ko) * | 2000-09-06 | 2002-03-13 | 권오석 | 고온용 혼합 냉매 조성물 |
| EP1431684A1 (en) * | 2002-12-20 | 2004-06-23 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Non-azeotropic refrigerant mixture, refrigerating cycle and refrigerating device |
| EP1431683A3 (en) * | 2002-12-20 | 2004-10-13 | Sanyo Electric Co., Ltd | Refrigerating device |
| CN103937459A (zh) * | 2014-01-29 | 2014-07-23 | 中国科学院力学研究所 | 以co2为主要组元新型动力循环混合工质及其系统和方法 |
-
1992
- 1992-02-12 JP JP4025491A patent/JPH0617040A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6280028A (ja) * | 1985-10-03 | 1987-04-13 | Toppan Printing Co Ltd | 部分蒸着ホログラムを有する成形品の製造方法 |
| JPH0618746B2 (ja) * | 1985-10-03 | 1994-03-16 | 凸版印刷株式会社 | 部分蒸着ホログラムを有する成形品の製造方法 |
| KR20020019682A (ko) * | 2000-09-06 | 2002-03-13 | 권오석 | 고온용 혼합 냉매 조성물 |
| EP1431684A1 (en) * | 2002-12-20 | 2004-06-23 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Non-azeotropic refrigerant mixture, refrigerating cycle and refrigerating device |
| EP1431683A3 (en) * | 2002-12-20 | 2004-10-13 | Sanyo Electric Co., Ltd | Refrigerating device |
| SG116517A1 (en) * | 2002-12-20 | 2005-11-28 | Sanyo Electric Co | Refrigerating device. |
| CN103937459A (zh) * | 2014-01-29 | 2014-07-23 | 中国科学院力学研究所 | 以co2为主要组元新型动力循环混合工质及其系统和方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990518 |