熱循環(huán)用工作介質(zhì)、熱循環(huán)系統(tǒng)用組合物以及熱循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及熱循環(huán)用工作介質(zhì)以及含有其的熱循環(huán)系統(tǒng)用組合物、以及使用該組 合物的熱循環(huán)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 本說明書中，對于鹵化烴將其化合物的簡稱記在化合物名之后的括弧內(nèi)，但在本 說明書中根據(jù)需要有時也使用其簡稱以代替化合物名。
[0003] 以往，作為制冷機用制冷劑、空調(diào)機用制冷劑、發(fā)電系統(tǒng)(廢熱回收發(fā)電等）用工作 介質(zhì)、潛熱輸送裝置(熱管等）用工作介質(zhì)、二次冷卻介質(zhì)等熱循環(huán)用工作介質(zhì)，使用三氟氯 甲烷、二氟二氯甲烷等氯氟烴(CFC)、二氟氯甲烷等氫氯氟烴(HCFC)。但是，CFC以及HCFC被 指出對平流層的臭氧層有影響，目前是限制對象。
[0004] 由于這樣的原因，作為熱循環(huán)用工作介質(zhì)，使用對臭氧層的影響少的二氟甲烷 (HFC-32)、四氟乙烷、五氟乙烷(HFC-125)等氫氟碳(HFC)來代替CFC和HCFC。例如，R410A (HFC-32和HFC-125的質(zhì)量比為1:1的模擬共沸混合制冷劑)等是現(xiàn)今被廣泛使用的制冷劑。 但是，HFC被指出可能導致溫室效應。
[0005] R410A由于冷凍能力高而廣泛用于所謂的稱為中央空調(diào)和室內(nèi)空調(diào)的通常的空調(diào) 機器等。但是，溫室效應系數(shù)(GWP)高達2088,因此要求開發(fā)低GWP的工作介質(zhì)。此時，要求開 發(fā)以僅替換R410A、可直接繼續(xù)使用至今為止使用的機器為前提的工作介質(zhì)。
[0006] 于是最近，由于HFC具有碳-碳雙鍵、該鍵容易通過大氣中的0H自由基而被分解，因 此期待對臭氧層的影響少、且對溫室效應的影響少的工作介質(zhì)氫氟烯烴(HF0)、即具有碳-碳雙鍵的HFC。本說明書中，在沒有特別說明的情況下將飽和的HFC稱為HFC，與HF0區(qū)別使 用。此外，有時也將HFC明確記為飽和的氫氟經(jīng)。
[0007] 已知2,3,3,3_四氟丙烯(HF0-1234yf)是溫室效應系數(shù)(GWP)低的工作介質(zhì)。但是 HF0-1234yf雖然效率系數(shù)高，但冷凍能力與R410A相比較低，存在不能用于所謂稱為中央空 調(diào)或室內(nèi)空調(diào)的通常的空調(diào)機器等迄今使用R410A的機器中的缺點。
[0008] 作為使用HF0的工作介質(zhì)，例如，專利文獻1中公開了與使用在具有上述特性的同 時可得到優(yōu)良的循環(huán)性能的三氟乙烯(HF0-1123)的工作介質(zhì)相關(guān)的技術(shù)。專利文獻1中，以 提高該工作介質(zhì)的不燃性、循環(huán)性能等為目的，還嘗試了在HF0-1123中組合各種HFC制成工 作介質(zhì)。
[0009] 作為用于熱循環(huán)用的工作介質(zhì)的HF0,已知HF0-1234yf是有用的，還開發(fā)了與HF0-1234yf相關(guān)的技術(shù)。例如，在專利文獻2中，記載了用特定的方法制造 HF0-1234yf時可得到 的含有HF0-1234yf的組合物。專利文獻2中記載的組合物中含有大量化合物，其中包括含有 HF0-1234yf和HF0-1123的組合物。但是，HF0-1123僅作為HF0-1234yf的副產(chǎn)物與其他多種 化合物同時被記載，并沒有公開將以特定的比例混合兩者而得的組合物作為工作介質(zhì)使 用、或該組合物的效率系數(shù)?冷凍能力優(yōu)良。
[0010]迄今，文獻等沒有示出作為R410A的替代候補、從綜合考慮到能力、效率以及溫度 梯度的平衡、得到可供實用的工作介質(zhì)的觀點出發(fā)來將HF0-1234yf和HF0-1123進行組合的 見解或暗示。
[0011]現(xiàn)有技術(shù)文獻 [0012]專利文獻
[0013] 專利文獻1:國際公開第2012/157764號
[0014] 專利文獻2:日本專利特表2012-505296號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0016] 本發(fā)明人確認HF0-1123的臨界溫度為59.2°C。由該見解可知，在用于代替以往使 用的R410A時，HF0-1123的臨界溫度被限定為較低的代替范圍。而且，在將專利文獻1中記載 的各種HFC進行組合的情況下，有時不一定能夠達到足夠的效率系數(shù)?冷凍能力。本發(fā)明的 目的在于提供不僅實現(xiàn)臨界溫度、還同時實現(xiàn)用于代替R410A的足夠的循環(huán)性能的熱循環(huán) 用的工作介質(zhì)，以及含有其的熱循環(huán)系統(tǒng)用組合物、以及使用該組合物的熱循環(huán)系統(tǒng)。
[0017] 同時，本發(fā)明的目的在于提供在抑制對溫室效應的影響的同時、可得到實用上足 夠的循環(huán)性能的熱循環(huán)用的工作介質(zhì)，以及含有其的熱循環(huán)系統(tǒng)用組合物、以及使用該組 合物的熱循環(huán)系統(tǒng)。
[0018] 解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0019]在這樣的狀況下，本發(fā)明人通過使HF0-1123與冷凍能力低的HF0-1234yf以特定的 比例組合，完成了本發(fā)明。
[0020] 即，本發(fā)明提供具有以下[1]~[15]中記載的構(gòu)成的熱循環(huán)用工作介質(zhì)、熱循環(huán)系 統(tǒng)用組合物以及熱循環(huán)系統(tǒng)。
[0021] [1] 一種熱循環(huán)用工作介質(zhì)，它是含有三氟乙烯和2,3,3,3_四氟丙烯的熱循環(huán)用 工作介質(zhì)，其中，三氟乙烯和2，3,3,3_四氟丙烯的合計量相對于所述工作介質(zhì)總量的比例 為70~100質(zhì)量％，三氟乙烯相對于三氟乙烯和2，3,3,3-四氟丙烯的合計量的比例為35~ 95質(zhì)量％。
[0022] [2]如[1]所述的熱循環(huán)用工作介質(zhì)，其中，三氟乙烯和2,3,3,3_四氟丙烯的合計 量相對于上述工作介質(zhì)總量的比例為80~100質(zhì)量％。
[0023] [3]如[1]或[2]所述的熱循環(huán)用工作介質(zhì)，其中，三氟乙烯相對于三氟乙烯和2,3， 3,3-四氟丙烯的合計量的比例為40~95質(zhì)量％。
[0024] [4]如[1]~[3]中任一項所述的熱循環(huán)用工作介質(zhì)，其中，三氟乙稀相對于上述工 作介質(zhì)總量的比例為70摩爾％以下。
[0025] [5]如[1]~[4]中任一項所述的熱循環(huán)用工作介質(zhì)，其中，還含有飽和的氫氟烴。
[0026] [6]如[1]~[5]中任一項所述的熱循環(huán)用工作介質(zhì)，其中，還含有三氟乙烯以及2， 3,3,3_四氟丙烯以外的具有碳-碳雙鍵的氫氟烴。
[0027] [7]如[6]所述的熱循環(huán)用工作介質(zhì)，其中，上述具有碳-碳雙鍵的氫氟烴為選自1， 2-二氟乙烯、2-氟丙烯、1，1，2_三氟丙烯、反式-1，2,3,3,3-五氟丙烯、順式-1，2,3,3,3-五 氟丙烯、反式-1，3,3,3-四氟丙烯、順式-1，3,3,3-四氟丙烯、以及3,3,3_三氟丙烯的至少1 種。
[0028] [8]如[6]或[7]所述的熱循環(huán)用工作介質(zhì)，其中，上述具有碳-碳雙鍵的氫氟烴為 反式-1,3,3,3-四氟丙稀。
[0029] [9]如[5]所述的熱循環(huán)用工作介質(zhì)，其中，上述飽和的氫氟烴為選自二氟甲烷、1， 1-二氟乙烷、1，1，1-三氟乙烷、1，1，2，2-四氟乙烷、1，1，1，2-四氟乙烷以及五氟乙烷的至少 1種。
[0030] [10]如[5]或[9]所述的熱循環(huán)用工作介質(zhì)，其中，上述飽和的氫氟烴為選自二氟 甲烷、1，1，1，2-四氟乙烷以及五氟乙烷的至少1種。
[0031] [11]如[10]所述的熱循環(huán)用工作介質(zhì)，其中，上述飽和的氫氟烴為二氟甲烷，相對 于三氟乙烯和2，3，3，3-四氟丙烯和二氟甲烷的合計量的三氟乙烯的比例為30~70質(zhì)量％、 2,3,3,3_四氟丙烯的比例為40質(zhì)量％以下、且二氟甲烷的比例為30質(zhì)量％以下，相對于工 作介質(zhì)總量的三氟乙烯的比例為70摩爾％以下。
[0032] [12]-種熱循環(huán)系統(tǒng)用組合物，其中，含有[1]~[11]中任一項所述的熱循環(huán)用工 作介質(zhì)和潤滑油。
[0033] [13] -種熱循環(huán)系統(tǒng)，其中，使用[12]所述的熱循環(huán)系統(tǒng)用組合物。
[0034] [14]如[13]所述的熱循環(huán)系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)為冷凍?冷藏機器、空調(diào)機器、發(fā) 電系統(tǒng)、熱輸送裝置或二次冷卻機。
[0035] [15]如[13]所述的熱循環(huán)系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)為室內(nèi)空調(diào)、商店用中央空調(diào)、大 樓用中央空調(diào)、設備用中央空調(diào)、燃氣機熱栗、列車用空調(diào)裝置、汽車用空調(diào)裝置、內(nèi)置型展 示櫥、分置型展示櫥、商業(yè)用冷凍?冷藏庫、制冰機或自動販賣機。
[0036]發(fā)明的效果
[0037] 本發(fā)明的熱循環(huán)用工作介質(zhì)以及含有其的熱循環(huán)系統(tǒng)用組合物在抑制對溫室效 應的影響的同時、具有實用上足夠的熱循環(huán)性能。
[0038] 本發(fā)明的熱循環(huán)系統(tǒng)通過使用本發(fā)明的熱循環(huán)系統(tǒng)用組合物，在抑制對溫室效應 的影響的同時、具有實用上足夠的熱循環(huán)性能。
[0039] 而且，如果采用本發(fā)明的熱循環(huán)用工作介質(zhì)，則能夠在滿足上述條件的同時，取代 以往使用的R410A。
【附圖說明】
[0040] 圖1是在由HF0-1123和HF0-1234yf和其他成分構(gòu)成的混合物的組成（質(zhì)量％)的三 角座標圖中，表示本發(fā)明的熱循環(huán)用工作介質(zhì)的組成范圍的圖。
[0041] 圖2是表示作為本發(fā)明的熱循環(huán)系統(tǒng)的一例的冷凍循環(huán)系統(tǒng)的簡要結(jié)構(gòu)圖。
[0042] 圖3是在由HF0-1123和HF0-1234yf和HFC-32構(gòu)成的混合物中的組成（質(zhì)量％)的三 角座標圖中，表示本發(fā)明的熱循環(huán)用工作介質(zhì)的一實施方式的組成范圍的圖。
[0043]圖4是將圖2的冷凍循環(huán)系統(tǒng)中的工作介質(zhì)的狀態(tài)變化記載于壓力-焓線圖上的循 環(huán)圖。
[0044]圖5是表示HF0-1123和HF0-1234yf的混合介質(zhì)的組成和溫度梯度的關(guān)系的圖。 [0045] 圖6是表示HF0-1123和HF0-1234yf的混合介質(zhì)的組成和效率系數(shù)(對R410A)的關(guān) 系的圖。
[0046] 圖7是表示HF0-1123和HF0-1234yf的混合介質(zhì)的組成和冷凍能力（對R410A)的關(guān) 系的圖。
[0047] 圖8是表示HF0-1123和HF0-1234yf的混合介質(zhì)的組成和臨界溫度的關(guān)系的圖。
【具體實施方式】
[0048] 以下，對本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0049] 〈工作介質(zhì)〉
[0050] 本發(fā)明的工作介質(zhì)是含有HF0-1123和HF0-1234yf的熱循環(huán)用工作介質(zhì)，HF0-1123 和HF0-1234yf的合計量相對于所述工作介質(zhì)總量的比例為70~100質(zhì)量％，HF0-1123相對 于HF0-1123和HF0-1234yf的合計量的比例為35~95質(zhì)量％。
[0051]作為熱循環(huán)，只要是冷凝器和蒸發(fā)器等熱交換器的熱循環(huán)則可沒有特別限制地使 用。
[0052]以下將本發(fā)明的上述組成范圍作為組成范圍（S)進行說明。
[0053]本發(fā)明的熱循環(huán)用工作介質(zhì)的組成范圍（S)示于圖1的三角座標圖中。本發(fā)明的熱 循環(huán)用工作介質(zhì)是含有冊0-1123、冊0-12347廠和根據(jù)需要的其他成分的混合介質(zhì)。圖1是 三邊分別表示冊0-1123、冊0-1234 7廠其他成分的組成（質(zhì)量％)的三角座標圖，用包括三角 形底邊的一部分的粗實線圍起來的梯形區(qū)域是本發(fā)明的工作介質(zhì)