WO2016171264A1 - 熱サイクルシステム用組成物および熱サイクルシステム - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a composition for a heat cycle system and a heat cycle system using the composition.
- CFC chlorofluorocarbons
- HCFC hydrochlorofluorocarbons
- HFC-32 difluoromethane
- HFC-125 pentafluoroethane
- HFC-125 hydrofluorocarbons
- R410A a pseudo-azeotropic mixture of HFC-32 and HFC-125 having a mass ratio of 1: 1 is a refrigerant that has been widely used.
- HFC may cause global warming.
- 1,1,1,2-tetrafluoroethane (HFC-134a) used as a refrigerant for automobile air conditioning equipment has a large global warming potential of 1430 (100-year value).
- HFC-134a 1,1,1,2-tetrafluoroethane
- HFC-152a 1,1-difluoroethane having a global warming potential of 124 (100-year value) smaller than that of carbon dioxide and HFC-134a has been studied.
- HFC-152a has a combustion range and has a problem of ensuring safety.
- HFC-134a is used as a working medium of a centrifugal refrigerator (also called a turbo refrigerator).
- Centrifugal refrigerators are used for building cooling and heating, industrial cold water production plants, and the like.
- CFC-11 or other chlorofluorocarbon has been used.
- the production and use of CFCs are regulated internationally. Therefore, for example, it has been converted to a hydrogen-containing fluorocarbon working medium that does not contain chlorine, such as tetrafluoroethane (HFC-134a) and pentafluoropropane (HFC-245fa).
- HFC-134a has a large global warming potential of 1430 (100-year value).
- HFC-245fa has a global warming potential of 1030 (100-year value), but is highly toxic.
- Centrifugal refrigerators have a larger amount of working medium than other refrigerators and heat pumps. For example, in a centrifugal refrigerator having a capacity of 500 refrigeration tons, a working medium of about 700 kg to 800 kg is filled. Centrifugal refrigerators are often installed in machine rooms in buildings, but if a working medium leaks due to an accident or the like, a large amount of working medium may be released into the atmosphere. .
- the working medium used for the centrifugal chiller not only has a low global warming potential in terms of the environment, but also has a particularly strong demand for high safety such as low toxicity and low combustibility. It has been.
- HFO fluoroolefin
- HCFO hydrochlorofluoroolefin
- CFO chlorofluoroolefin
- HCFO and CFO are compounds in which flammability is suppressed because of a large proportion of halogen in one molecule. Therefore, the use of HCFO and CFO as a working medium that has little influence on the ozone layer and little influence on global warming and further suppresses flammability has been studied.
- a working medium for example, 1-chloro-2,3,3,3-tetrafluoropropene (hereinafter referred to as “HCFO-1224yd”), which is hydrochlorofluoropropene (see, for example, Patent Document 1). )It has been known.
- HCFO-1224yd is a compound containing an unsaturated bond in the molecule and has a very short lifetime in the atmosphere. Therefore, HCFO-1224yd is inferior in stability to saturated hydrofluorocarbons and hydrochlorofluorocarbons such as conventional HFC and HCFC under conditions where compression and heating are repeated in the thermal cycle, and lubrication characteristics deteriorate in the thermal cycle system. There was a case.
- the present invention has been made from the above viewpoint, and sufficiently provides a low global warming potential and excellent cycle performance possessed by 1-chloro-2,3,3,3-tetrafluoropropene (HCFO-1224yd).
- a composition for a heat cycle system that can more stably lubricate a working medium for heat cycle containing HCFO-1224yd while utilizing it, and a combination of a low global warming potential and high cycle performance, and further, lubrication characteristics of the working medium for heat cycle
- An object of the present invention is to provide a thermal cycle system with improved performance.
- the present invention provides a composition for a thermal cycle system and a thermal cycle system having the configurations described in [1] to [14] below.
- a composition for a heat cycle system comprising a working medium for heat cycle containing 1-chloro-2,3,3,3-tetrafluoropropene and a refrigerating machine oil.
- the 1-chloro-2,3,3,3-tetrafluoropropene includes (Z) -1-chloro-2,3,3,3-tetrafluoropropene and (E) -1-chloro-2 , 3,3,3-tetrafluoropropene to (Z) -1-chloro-2,3,3,3-tetrafluoropropene: (E) -1-chloro-2,3,3,3-tetrafluoro
- the composition for a heat cycle system according to [1] which is contained at a ratio of 51:49 to 100: 0 in a mass ratio represented by propene.
- the refrigerating machine oil according to [1] or [2], wherein the refrigerating machine oil includes at least one oil selected from the group consisting of an ester refrigerating machine oil, an ether refrigerating machine oil, a hydrocarbon refrigerating machine oil, and a naphthenic refrigerating machine oil.
- a composition for a thermal cycle system [4] The refrigerating machine oil includes at least one compound selected from the group consisting of dibasic acid ester, polyol ester, complex ester, polyol carbonate ester, polyvinyl ether, polyalkylene glycol, alkylbenzene, and naphthene base oil.
- the composition for thermal cycle systems as described in.
- composition for a heat cycle system according to any one of [1] to [4], wherein the refrigerating machine oil has a kinematic viscosity at 40 ° C. of 1 mm 2 / s to 750 mm 2 / s.
- refrigerating machine oil according to any one of [1] to [5], wherein the refrigerating machine oil contains carbon atoms and oxygen atoms in a molar ratio represented by carbon atoms / oxygen atoms in a ratio of 2.0 to 7.5.
- the composition for a heat cycle system according to any one of [1] to [6], wherein the working medium for heat cycle further contains a saturated hydrofluorocarbon.
- composition for a heat cycle system according to any one of [1] to [7], wherein the working medium for heat cycle further contains a hydrofluoroolefin.
- the thermal cycle according to any one of [1] to [8], wherein the thermal cycle working medium further contains a hydrochlorofluoroolefin other than the 1-chloro-2,3,3,3-tetrafluoropropene.
- System composition [10] The working medium for heat cycle includes the 1-chloro-2,3,3,3-tetrafluoropropene in an amount of 10% by mass to 100% by mass according to any one of [1] to [9].
- Composition for thermal cycle system includes the 1-chloro-2,3,3,3-tetrafluoropropene in an amount of 10% by mass to 100% by mass according to any one of [1] to [9].
- composition for thermal cycle systems which can lubricate the working medium for thermal cycles containing HCFO-1224yd more stably, fully utilizing the low global warming potential and the outstanding cycle performance which HCFO-1224yd has. Can be provided.
- thermo cycle system that has little influence on global warming, has high cycle performance, and further improves the lubrication characteristics of the working medium for thermal cycle.
- FIG. 2 is a cycle diagram in which a state change of a working medium for heat cycle in the refrigeration cycle system of FIG. 1 is described on a pressure-enthalpy diagram.
- composition for thermal cycle system includes a heat cycle working medium containing HCFO-1224yd and a refrigerating machine oil.
- a heat cycle system using a heat exchanger such as a condenser or an evaporator is used without particular limitation.
- a heat cycle system for example, a refrigeration cycle system
- a gaseous working medium is compressed by a compressor, cooled by a condenser to produce a high-pressure liquid, the pressure is reduced by an expansion valve, and the evaporator is vaporized at a low temperature. It has a mechanism that takes heat away from heat of vaporization.
- HCFO-1224yd When HCFO-1224yd is used as the working medium for the heat cycle in such a heat cycle system, the function of the working medium for the heat cycle may be deteriorated due to destabilization and decomposition of the HCFO-1224yd depending on the temperature condition and the pressure condition. is there.
- the presence of HCFO-1224yd and refrigerating machine oil improves the lubrication characteristics of HCFO-1224yd as a working medium for heat cycle, and exhibits efficient cycle performance. It becomes possible.
- the composition for a heat cycle system of the present invention contains HCFO-1224yd as a working medium for the heat cycle.
- the working medium for heat cycle may contain an optional component described later, if necessary, in addition to HCFO-1224yd.
- the working medium for the heat cycle is preferably HCFO-1224yd, preferably 10% by mass or more, more preferably 10% by mass or more and 100% by mass or less, more preferably 20% by mass or more and 100% by mass or less, and further preferably 40% by mass or more. 100% by mass or less, most preferably 60% by mass or more and 100% by mass or less.
- the heat cycle working medium is used as a mixture, it preferably contains 20% by mass or more and 95% by mass or less of HCFO-1224yd.
- HCFO-1224yd As described above, HCFO-1224yd has in its molecule a halogen that suppresses flammability and a carbon-carbon double bond that is easily decomposed by OH radicals in the atmosphere. Therefore, HCFO-1224yd is a working medium for heat cycle that has low combustibility, little influence on the ozone layer, and little influence on global warming.
- HCFO-1224yd includes E form (E) -1-chloro-2,3,3,3-tetrafluoropropene (HCFO-1224yd (E)) and Z form (Z) -1-chloro- There are two geometric isomers of 2,3,3,3-tetrafluoropropene (HCFO-1224yd (Z)).
- those not represented by (E) and (Z) in HCFO-1224yd are HCFO-1224yd (E), HCFO-1224yd (Z), HCFO-1224yd (E) and HCFO-1224yd (Z). And any proportion of the mixture.
- E HCFO-1224yd
- Z HCFO-1224yd
- E HCFO-1224yd
- E HCFO-1224yd
- Z HCFO-1224yd
- Z HCFO-1224yd
- Z HCFO-1224yd
- HCFO-1224yd (Z) has higher chemical stability than HCFO-1224yd (E), and is preferable as a working medium for heat cycle. Therefore, the ratio of HCFO-1224yd (Z) and HCFO-1224yd (E) in HCFO-1224yd is such that the mass ratio represented by HCFO-1224yd (Z): HCFO-1224yd (E) is 51:49 to 100: 0. It is preferably 80:20 to 90:10.
- HCFO-1224yd contains HCFO-1224yd (Z) and HCFO-1224yd (E) at a mass ratio of 51:49 to 100: 0 as shown by HCFO-1224yd (Z): HCFO-1224yd (E).
- HCFO-1224yd contains a large amount of HCFO-1224yd (Z), a composition for a thermal cycle system that is more stable for a longer period of time can be obtained. Furthermore, an increase in manufacturing cost due to distillation separation of HCFO-1224yd (Z) and HCFO-1224yd (E) can be suppressed.
- the mass ratio represented by HCFO-1224yd (Z): HCFO-1224yd (E) is preferably 95: 5 to 100: 0.
- Table 1 shows the coefficient of performance, refrigeration capacity, and global warming potential (GWP) for HCFO-1224yd, HFC-245fa, and HFC-134a.
- the cycle performance is indicated by a coefficient of performance and a refrigerating capacity obtained by a method described later.
- the coefficient of performance and the refrigeration capacity are expressed as relative values (hereinafter referred to as “relative performance coefficient” and “relative refrigeration capacity”, respectively) based on the coefficient of performance and the refrigeration capacity of HFC-245fa (1.000).
- GWP is a value for 100 years as indicated in the Intergovernmental Panel on climate Change (IPCC) Fourth Assessment Report (2007) or measured according to the method indicated in the report. In this specification, GWP refers to this value unless otherwise specified.
- the working medium for heat cycle may optionally contain a compound used as a normal working medium in addition to HCFO-1224yd, as long as the effects of the present invention are not impaired.
- a compound used as a normal working medium in addition to HCFO-1224yd, as long as the effects of the present invention are not impaired.
- examples of such an optional compound (optional component) include HFC, HFO, HCFO-1224yd other than HFC, HCFO-1224yd, and other components other than HFC, HFO, and HCFO that are vaporized and liquefied.
- HCFO other than HFC, HFO, HCFO-1224yd is preferable.
- the thermal cycle working medium contains an optional component
- the thermal cycle working medium has a substantial temperature gradient, except when the HCFO-1224yd and the optional component have an azeotropic composition.
- the temperature gradient of the working medium for heat cycle varies depending on the type of the optional component and the mixing ratio of HCFO-1224yd and the optional component.
- azeotropic or pseudo-azeotropic mixture such as R410A
- R410A azeotropic or pseudo-azeotropic mixture
- Non-azeotropic compositions have the problem of causing composition changes when filled from a pressure vessel to a refrigeration air conditioner. Furthermore, when refrigerant leakage from the refrigeration air conditioner occurs, the refrigerant composition in the refrigeration air conditioner is very likely to change, and it is difficult to restore the refrigerant composition to the initial state.
- the working medium for heat cycle is an azeotropic or pseudo-azeotropic mixture, the above problem can be avoided.
- Temperature gradient is generally used as an index for measuring the possibility of using the mixture in the working medium for thermal cycle.
- a temperature gradient is defined as the nature of heat exchangers, such as evaporation in an evaporator or condensation in a condenser, with different start and end temperatures.
- the temperature gradient is 0, and in the pseudo-azeotrope, the temperature gradient of the azeotrope or pseudo-azeotrope is very close to 0, for example, the temperature gradient of R410A is 0.2.
- the temperature gradient of the working medium for the heat cycle is large, for example, the inlet temperature in the evaporator decreases, which increases the possibility of frost formation.
- a heat cycle working medium flowing through the heat exchanger and a heat source fluid such as water or air as a counter flow.
- the temperature difference between the heat source fluids is small. Therefore, when the working medium for heat cycle is a non-azeotropic composition having a large temperature gradient, it is difficult to obtain an energy efficient heat cycle system. For this reason, when using a mixture as a working medium for heat cycles, the working medium for heat cycles which has an appropriate temperature gradient is desired.
- HFC HFC is a component that improves the cycle performance (capacity) of a thermal cycle system.
- HFC is known to have a higher GWP than HCFO-1224yd. Therefore, as an HFC combined with HCFO-1224yd, in addition to improving the cycle performance and keeping the temperature gradient within an appropriate range as the working medium for the thermal cycle, in particular, from the viewpoint of keeping the GWP within an allowable range, It is preferable to select appropriately.
- the HFC may be linear, branched, or cyclic.
- HFC examples include difluoromethane, difluoroethane, trifluoroethane, tetrafluoroethane, pentafluoroethane, pentafluoropropane, hexafluoropropane, heptafluoropropane, pentafluorobutane, heptafluorocyclopentane, and the like.
- 1,1,2,2-tetrafluoroethane (HFC-134), 1,1,1,2-tetrafluoro has a small impact on the ozone layer and a small impact on global warming.
- Ethane (HFC-134a), 1,1,1,3,3-pentafluoropropane (HFC-245fa), 1,1,1,3,3-pentafluorobutane (HFC-365mfc) are preferred, and HFC-134a HFC-245fa and HFC-365mfc are more preferable.
- HFC may be used alone or in combination of two or more.
- the HFC content in the working medium for heat cycle (100% by mass) is, for example, as follows.
- the HFC is HFC-134a
- the HFC-134a content is in the range of 1% by mass or more and 90% by mass or less
- the refrigerating capacity is improved without causing a significant decrease in the coefficient of performance.
- the HFC is HFC-245fa
- the HFC-245fa content is in the range of 1% by mass to 60% by mass, the refrigerating capacity is improved without causing a significant decrease in the coefficient of performance.
- the HFC content can be controlled according to the required characteristics of the working medium for heat cycle.
- HFO HFO is a component that improves the cycle performance (capacity) of the thermal cycle system.
- HFO GWP is orders of magnitude lower than HFC. Therefore, HFO to be combined with HCFO-1224yd is appropriately selected with particular attention to improving the cycle performance and keeping the temperature gradient within an appropriate range as the above-mentioned working medium for heat cycle, rather than considering GWP. It is preferred that
- HFO examples include difluoroethylene, trifluoroethylene, trifluoropropylene, tetrafluoropropylene, pentafluoropropylene, hexafluorobutene and the like.
- 1,1-difluoroethylene (HFO-1132a), 1,2-difluoroethylene (HFO-1132), 1,1 are less affected by the ozone layer and less affected by global warming.
- HFO may be used alone or in combination of two or more.
- the content of HFO in the heat cycle working medium (100% by mass) is preferably 1% by mass to 90% by mass, and more preferably 1% by mass to 40% by mass.
- a heat cycle working medium having an HFO content of 1% by mass or more and 40% by mass or less provides a heat cycle system that is superior in cycle performance (efficiency and capacity) compared to a heat cycle working medium consisting only of HCFO-1224yd. .
- HCFO other than HCFO-1224yd HCFO as an optional component other than HCFO-1224yd is also preferably selected from the same viewpoint as the above HFO.
- the GWFO GWP other than HCFO-1224yd is orders of magnitude lower than HFC. Therefore, as HCFOs other than HCFO-1224yd combined with HCFO-1224yd, the cycle performance is improved and the temperature gradient is kept within an appropriate range as a working medium for the thermal cycle, rather than considering GWP. Thus, it is preferable to select appropriately.
- HCFOs other than HCFO-1224yd 1-chloro-2,2-difluoroethylene (HCFO-1122), 1,2-dichlorofluoroethylene (HCFO-1211), 1-chloro-2-fluoroethylene (HCFO-1131) ), 2-chloro-3,3,3-trifluoropropene (HCFO-1233xf) and 1-chloro-3,3,3-trifluoropropene (HCFO-1233zd).
- HCFO-1233zd is preferred as an HCFO other than HCFO-1224yd, since it has a high critical temperature and is excellent in durability and coefficient of performance.
- HCFO other than HCFO-1224yd may be used alone or in combination of two or more.
- the content of HCFO other than HCFO-1224yd in the working medium for heat cycle (100% by mass) is preferably 1% by mass to 90% by mass, and more preferably 1% by mass to 40% by mass.
- the working medium for heat cycle in which the content of HCFO other than HCFO-1224yd is 1% by mass or more and 40% by mass or less is superior in cycle performance (efficiency and capacity) compared to the working medium for heat cycle consisting of HCFO-1224yd alone.
- thermal cycle system is preferably 1% by mass to 90% by mass, and more preferably 1% by mass to 40% by mass.
- the working medium for heat cycle used in the composition for heat cycle system may contain other optional components such as carbon dioxide, hydrocarbon, chlorofluoroolefin (CFO) in addition to the above optional components.
- Other optional components are preferably components that have little influence on the ozone layer and little influence on global warming.
- hydrocarbon examples include propane, propylene, cyclopropane, butane, isobutane, pentane, and isopentane.
- a hydrocarbon may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
- the hydrocarbon content is less than 10% by mass with respect to 100% by mass of the heat cycle working medium, and preferably 1% by mass or more and 5% by mass or less. 3 mass% or more and 5 mass% or less are more preferable. If the hydrocarbon content is greater than or equal to the lower limit, the solubility of the mineral refrigerating machine oil in the heat cycle working medium becomes better.
- CFO examples include chlorofluoropropene and chlorofluoroethylene.
- CFO 1,1-dichloro-2,3,3,3-tetrafluoropropene (from which it is easy to suppress the flammability of the heat cycle working medium without greatly reducing the cycle performance of the heat cycle working medium, CFO-1214ya), 1,3-dichloro-1,2,3,3-tetrafluoropropene (CFO-1214yb) and 1,2-dichloro-1,2-difluoroethylene (CFO-1112) are preferred.
- One type of CFO may be used alone, or two or more types may be used in combination.
- the content of CFO is less than 10% by mass with respect to 100% by mass of the thermal cycle working medium, preferably 1% by mass to 8% by mass, and preferably 2% by mass. More preferably, the content is 5% by mass or less. If the content of CFO is equal to or higher than the lower limit value, it is easy to suppress the combustibility of the working medium for heat cycle. If the content of CFO is not more than the upper limit value, good cycle performance can be easily obtained.
- the total content of other optional components in the working fluid for heat cycle is 100 masses of the working fluid for heat cycle.
- the composition for a heat cycle system includes a refrigerating machine oil capable of improving the lubrication characteristics of the heat cycle working medium containing HCFO-1224yd in addition to the heat cycle working medium.
- Refrigerator oil is roughly classified into mineral oil-based refrigerator oil and synthetic oil-based refrigerator oil.
- Mineral oil-based refrigeration oils include naphthenic refrigeration oils and paraffin-based refrigeration oils.
- Typical synthetic oil-based refrigeration oils include ester-based refrigeration oils, ether-based refrigeration oils, hydrocarbon-based refrigeration oils, and the like.
- the refrigerator oil is an oxygen-containing synthetic refrigerator oil such as an ester refrigerator oil or an ether refrigerator oil, or a hydrocarbon refrigerator. It preferably contains at least one oil selected from the group consisting of machine oil and naphthenic refrigerating machine oil, dibasic acid ester, polyol ester, complex ester, polyol carbonate ester, polyvinyl ether, polyalkylene glycol, alkylbenzene and naphthenic base oil. More preferably, it contains at least one compound selected from the group consisting of:
- the kinematic viscosity at 40 ° C of the refrigeration oil does not deteriorate the lubrication characteristics and the hermeticity of the compressor, and is satisfactory in compatibility with the working medium for heat cycle under low temperature conditions. from the viewpoint of sufficiently performing heat exchange in failure of inhibition and the evaporator, preferably 1 mm 2 / s or more 750 mm 2 / s or less, more preferably 1 mm 2 / s or more 400 mm 2 / s.
- the power consumption and the wear resistance in view to maintain a proper range is preferably from 1 mm 2 / s or more 100mm 2 / s, 1mm 2 / s or more 50 mm 2 / s The following is more preferable.
- the refrigerating machine oil is an ester type refrigerating machine oil or an ether type refrigerating machine oil
- carbon atoms and oxygen atoms are typically cited as the atoms constituting the refrigerating machine oil. If the ratio of carbon atoms to oxygen atoms (carbon atom / oxygen atom) (molar ratio) constituting the refrigerating machine oil is too small, the hygroscopicity of the refrigerating machine oil will increase, and if the ratio is too large, it will be used for refrigerating machine oil and heat cycle. There is a problem that compatibility with the working medium is lowered. From this viewpoint, it is suitable that the refrigerating machine oil contains carbon atoms and oxygen atoms in a molar ratio represented by carbon atoms / oxygen atoms of 2.0 or more and 7.5 or less.
- the working medium for the heat cycle and the refrigeration oil circulate together in the heat cycle system. It is most preferable that the refrigerating machine oil dissolves with the heat cycle working medium.
- a refrigerating machine oil that can be circulated in the heat cycle system together with the heat cycle working medium is selected, a refrigerating machine oil having a low solubility (for example, Japanese Patent No. 2803451). Can be used as one component of the composition for a heat cycle system of the present invention.
- the refrigerating machine oil is required to have a low kinematic viscosity.
- the kinematic viscosity of the hydrocarbon-based refrigerating machine oil is preferably from 1 mm 2 / s or more 50 mm 2 / s at 40 ° C., particularly preferably not more than 1 mm 2 / s or more 25 mm 2 / s.
- These refrigerating machine oils may contain a stabilizer in order to prevent deterioration of the working medium for heat cycle and the refrigerating machine oil.
- Stabilizers include oxidation resistance improvers, heat resistance improvers, and metal deactivators.
- the stabilizer content may be in a range that does not significantly reduce the effects of the present invention, and the composition for thermal cycle systems. It is 5 mass% or less normally with respect to 100 mass% of things, and 3 mass% or less is preferable.
- ester-based refrigerating machine oil in terms of chemical stability, dibasic acid ester of dibasic acid and monohydric alcohol, polyol ester of polyol and fatty acid, polyol and polybasic acid and Examples include complex esters with polyols (or fatty acids), polyol carbonates, and the like.
- Dibasic acid esters include dibasic acids such as oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, A dibasic acid having 5 to 10 carbon atoms (glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, etc.) and a monohydric alcohol having 1 to 15 carbon atoms having a linear or branched alkyl group (Methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol, heptanol, octanol, nonanol, decanol, undecanol, dodecanol, tridecanol, tetradecanol, pentadecanol, etc
- dibasic ester refrigerating machine oil examples include ditridecyl glutarate, di (2-ethylhexyl) adipate, diisodecyl adipate, ditridecyl adipate, di (3-ethylhexyl) sebacate and the like.
- the polyol ester is an ester synthesized from a polyhydric alcohol (also called a polyol) and a fatty acid (carboxylic acid), and the ratio of carbon atoms to oxygen atoms (carbon atoms / oxygen atoms) constituting the polyol ester is as follows.
- the molar ratio is 2.0 or more and 7.5 or less, preferably 3.2 or more and 5.8 or less.
- polyhydric alcohol constituting the polyol ester examples include diols (ethylene glycol, 1,3-propanediol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,2-butanediol, 2-methyl-1,3-propanediol.
- 1,5-pentanediol neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, 2-ethyl-2-methyl-1,3-propanediol, 1,7-heptanediol, 2-methyl-2-propyl-1 , 3-propanediol, 2,2-diethyl-1,3-propanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, 1,11-undecanediol, 1,12 -Dodecanediol, etc.), polyols having 3 to 20 hydroxyl groups (trimethylolethane, Limethylolpropane, trimethylolbutane, di- (trimethylolpropane), tri- (trimethylolpropane), pentaerythritol, di- (pentaerythritol), tri- (pentaeryth
- the number of carbon atoms is not particularly limited, but those having 1 to 24 carbon atoms are usually used.
- Straight chain fatty acids and branched chain fatty acids are preferred.
- Linear fatty acids include acetic acid, propionic acid, butanoic acid, pentanoic acid, hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, undecanoic acid, dodecanoic acid, tridecanoic acid, tetradecanoic acid, pentadecanoic acid, hexadecanoic acid , Heptadecanoic acid, octadecanoic acid, nonadecanoic acid, eicosanoic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, etc., and the hydrocarbon group bonded to the carboxyl group may be all saturated hydrocarbons or uns
- the fatty acid having a branched chain includes 2-methylpropanoic acid, 2-methylbutanoic acid, 3-methylbutanoic acid, 2,2-dimethylpropanoic acid, 2-methylpentanoic acid, 3-methylpentanoic acid, 4-methylpentane.
- the polyol constituting the ester may be one kind or a mixture of two or more kinds.
- the fatty acid constituting the ester may be a single component or an ester with two or more fatty acids. Each fatty acid may be one kind or a mixture of two or more kinds.
- the polyol ester may have a free hydroxyl group.
- Specific polyol esters include neopentyl glycol, trimethylol ethane, trimethylol propane, trimethylol butane, di- (trimethylol propane), tri- (trimethylol propane), pentaerythritol, di- (pentaerythritol), More preferred are esters of hindered alcohols such as tri- (pentaerythritol), even more preferred are esters of neopentyl glycol, trimethylol ethane, trimethylol propane, trimethylol butane and pentaerythritol, di- (pentaerythritol).
- Esters of polyhydric alcohols such as pentyl glycol, trimethylolpropane, pentaerythritol, di- (pentaerythritol) and fatty acids having 2 to 20 carbon atoms Preferred.
- the fatty acid may be only a fatty acid having a linear alkyl group or may be selected from fatty acids having a branched structure. Moreover, the mixed ester of a linear fatty acid and a branched fatty acid may be sufficient. Furthermore, the fatty acid which comprises ester may use 2 or more types chosen from the said fatty acid.
- the molar ratio of the fatty acid having 4 to 6 carbon atoms having a straight chain and the fatty acid having 7 to 9 carbon atoms having a branched chain is: 15:85 to 90:10, preferably 15:85 to 85:15, more preferably 20:80 to 80:20, still more preferably 25:75 to 75:25, most preferably Preferably, it is 30:70 to 70:30.
- the total ratio of the fatty acid having 4 to 6 carbon atoms and the fatty acid having 7 to 9 carbon atoms having a straight chain and the fatty acid having 7 to 9 carbon atoms in the total amount of fatty acids constituting the polyhydric alcohol fatty acid ester is 20 mol% or more. It is.
- the composition of the fatty acid should be selected in consideration of sufficient compatibility with the working medium for heat cycle and a viscosity required as a refrigerating machine oil.
- the ratio of the fatty acid here is a value based on the total amount of fatty acids constituting the polyhydric alcohol fatty acid ester contained in the refrigerating machine oil.
- Complex esters are esters of fatty acids and dibasic acids with monohydric alcohols and polyols.
- fatty acid, dibasic acid, monohydric alcohol, and polyol the same ones as described above can be used.
- Examples of the fatty acid include those shown in the above fatty acid of the polyol ester.
- Examples of the dibasic acid include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid and the like.
- polyol examples include those shown as the polyhydric alcohol of the above polyol ester.
- Complex esters are esters of these fatty acids, dibasic acids, monohydric alcohols, and polyols, and each may be a single component or an ester composed of a plurality of components.
- the polyol carbonate ester is an ester of carbonic acid and polyol.
- Polyols include polyglycols (polyalkylene glycols, ether compounds thereof, modified compounds thereof, etc.) obtained by homopolymerization or copolymerization of diols (same as above), polyols (same as above), polyols and polyglycols. And the like added.
- polyalkylene glycol those exemplified below as the polyalkylene glycol can be used without particular limitation, but an alkylene oxide having 2 to 4 carbon atoms (ethylene oxide, propylene oxide, etc.) What was obtained by the method etc. which superpose
- the oxyalkylene units in the polyalkylene glycol may be the same in one molecule, or two or more oxyalkylene units may be included. It is preferable that at least an oxypropylene unit is contained in one molecule.
- the polyol carbonate ester may be a ring-opening polymer of cyclic alkylene carbonate.
- Examples of the base oil component of the ether refrigerating machine oil include polyvinyl ether and polyalkylene glycol.
- Polyvinyl ethers include those obtained by polymerizing vinyl ether monomers, those obtained by copolymerizing vinyl ether monomers and hydrocarbon monomers having olefinic double bonds, and polyvinyl ether and alkylene glycol or polyalkylene. There are glycols or their copolymers with monoethers.
- the ratio of carbon atoms to oxygen atoms (carbon atom / oxygen atom) constituting the polyvinyl ether is 2.0 or more and 7.5 or less, and preferably 2.5 or more and 5.8 or less in terms of molar ratio. If this ratio (carbon atom / oxygen atom) is less than this range, the hygroscopic property of the refrigerating machine oil becomes high, and if this ratio exceeds this range, the compatibility between the refrigerating machine oil and the working medium for the heat cycle decreases.
- the weight average molecular weight of polyvinyl ether is preferably 200 or more and 3000 or less, more preferably 500 or more and 1500 or less.
- the kinematic viscosity at 100 ° C. of the ether refrigerating machine oil is preferably 1 mm 2 / s to 100 mm 2 / s, and more preferably 1 mm 2 / s to 50 mm 2 / s.
- a vinyl ether monomer may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
- hydrocarbon monomers having an olefinic double bond include ethylene, propylene, various butenes, various pentenes, various hexenes, various heptenes, various octenes, diisobutylene, triisobutylene, styrene, ⁇ -methylstyrene, various alkyl-substituted styrenes, etc. Is mentioned.
- the hydrocarbon monomer which has an olefinic double bond may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
- the polyvinyl ether copolymer may be either a block or a random copolymer.
- a polyvinyl ether may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
- Preferably used polyvinyl ether has a structural unit represented by the following general formula (1).
- R 1 , R 2 and R 3 may be the same or different and each represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and R 4 represents 1 to 10 carbon atoms.
- the following divalent hydrocarbon groups or divalent ether-bonded oxygen-containing hydrocarbon groups having 2 to 20 carbon atoms are shown, R 5 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and m is the polyvinyl ether.
- R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 may be the same or different for each structural unit. When m is 2 or more in the structural unit, a plurality of R 4 Os may be the same or different.
- R 1 , R 2 and R 3 is preferably a hydrogen atom, particularly preferably a hydrogen atom.
- M in the general formula (1) is preferably 0 or more and 10 or less, preferably 0 or more and 5 or less, and more preferably 0.
- R 5 in the general formula (1) represents a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. Specific examples of the hydrocarbon group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, various pentyl groups, and various hexyl groups.
- Alkyl groups such as various heptyl groups and various octyl groups, cyclopentyl groups, cyclohexyl groups, various methyl cyclohexyl groups, various ethyl cyclohexyl groups, various dimethyl cyclohexyl groups and other cycloalkyl groups, phenyl groups, various methyl phenyl groups, various ethyl phenyls Groups, aryl groups such as various dimethylphenyl groups, arylalkyl groups such as benzyl groups, various phenylethyl groups, and various methylbenzyl groups. Alkyl groups, particularly alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms are preferred.
- the polyvinyl ether in the present embodiment may be a homopolymer having the same structural unit represented by the general formula (1) or a copolymer composed of two or more structural units.
- the copolymer may be a block copolymer or a random copolymer.
- the polyvinyl ether according to this embodiment may be composed only of the structural unit represented by the general formula (1), but the copolymer further having a structural unit represented by the following general formula (2). It may be a polymer. In this case, the copolymer may be either a block copolymer or a random copolymer.
- R 6 , R 7 , R 8 and R 9 may be the same or different from each other, and each represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
- Vinyl ether monomer examples include compounds represented by the following general formula (3).
- R 1, R 2, R 3, R 4, R 5 and m are, R 1, respectively in the general formula (1), R 2, R 3, R 4, and R 5 and m Indicates the same definition.
- vinyl ether monomer there are various types corresponding to the above-mentioned polyvinyl ether.
- the polyvinyl ether having the structural unit represented by the above general formula (1) used as the base oil component of the refrigerating machine oil in the composition for a heat cycle system of the present invention is a method in which the terminal is shown in the present disclosure and a known method Can be converted into a desired structure.
- Examples of the group to be converted include saturated hydrocarbon groups, ether groups, hydroxy groups, ketone groups, amide groups, and nitrile groups.
- the polyvinyl ether used as the base oil component of the refrigerating machine oil in the composition for a heat cycle system of the present invention preferably has a terminal structure represented by the following general formulas (4) to (8).
- R 11 , R 21 and R 31 may be the same or different from each other, and each represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and R 41 has 1 to 10 carbon atoms.
- R 51 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms
- m is polyvinyl ether.
- R 61 , R 71 , R 81 and R 91 may be the same or different from each other, and each represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
- R 12 , R 22 and R 32 may be the same or different from each other, and each represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and R 42 has 1 to 10 carbon atoms.
- R 52 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms
- m is polyvinyl ether.
- R 62 , R 72 , R 82 and R 92 may be the same or different from each other, and each represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
- R 13 , R 23 and R 33 may be the same or different from each other, and each represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms.
- the polyvinyl ether in the present embodiment can be produced by radical polymerization, cationic polymerization, radiation polymerization or the like of the above-described monomer. After completion of the polymerization reaction, a polyvinyl ether having a structural unit represented by the general formula (1) can be obtained by subjecting it to a usual separation / purification method as necessary.
- polyalkylene glycol examples include those obtained by polymerizing an alkylene oxide having 2 to 4 carbon atoms (ethylene oxide, propylene oxide, etc.) using water or an alkali hydroxide as an initiator. Moreover, what etherified the hydroxyl group of polyalkylene glycol may be used.
- the oxyalkylene units in the polyalkylene glycol may be the same in one molecule, or two or more oxyalkylene units may be included. It is preferable that at least an oxypropylene unit is contained in one molecule.
- polyalkylene glycol examples include compounds represented by the following general formula (9).
- R 101 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an acyl group having 2 to 10 carbon atoms, or an aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms having 2 to 6 carbon atoms.
- a hydrocarbon group R 102 is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms
- R 103 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an acyl group having 2 to 10 carbon atoms
- l is 1 to 6 carbon atoms
- An integer, k represents a number with an average value of k ⁇ l of 6 or more and 80 or less.
- the alkyl group in R 101 and R 103 may be linear, branched or cyclic.
- Specific examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, various butyl groups, various pentyl groups, various hexyl groups, various heptyl groups, various octyl groups, various nonyl groups, and various decyl groups. , Cyclopentyl group, cyclohexyl group and the like. When the carbon number of the alkyl group exceeds 10, the compatibility between the refrigerating machine oil and the working medium for the heat cycle is lowered, and phase separation may occur.
- a preferable alkyl group has 1 to 6 carbon atoms.
- the alkyl group portion of the acyl group in R 101 and R 103 may be linear, branched or cyclic.
- various groups having 1 to 9 carbon atoms exemplified as specific examples of the alkyl group can be exemplified. If the acyl group has more than 10 carbon atoms, the compatibility between the refrigerating machine oil and the working medium for the heat cycle may be reduced, and phase separation may occur.
- a preferred acyl group has 2 or more and 6 or less carbon atoms.
- R 101 and R 103 are both alkyl groups or acyl groups, R 101 and R 103 may be the same or different from each other.
- a plurality of R 103 in one molecule may be the same or different.
- R 101 is an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms and having 2 to 6 bonding sites
- the aliphatic hydrocarbon group may be chain-like or cyclic. May be.
- Examples of the aliphatic hydrocarbon group having two binding sites include ethylene group, propylene group, butylene group, pentylene group, hexylene group, heptylene group, octylene group, nonylene group, decylene group, cyclopentylene group, and cyclohexylene. Group and the like.
- Examples of the aliphatic hydrocarbon group having 3 to 6 binding sites include trimethylolpropane, glycerin, pentaerythritol, sorbitol, 1,2,3-trihydroxycyclohexane, 1,3,5-trihydroxycyclohexane. Examples thereof include a residue obtained by removing a hydroxyl group from a polyhydric alcohol.
- a preferable carbon number is 2 or more and 6 or less.
- R 102 in the general formula (9) is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, and examples of the oxyalkylene group of the repeating unit include an oxyethylene group, an oxypropylene group, and an oxybutylene group.
- the oxyalkylene groups in one molecule may be the same or two or more oxyalkylene groups may be contained, but those containing at least an oxypropylene unit in one molecule are preferred, and in particular, oxyalkylene units. Those containing 50 mol% or more of oxypropylene units are preferred.
- l is an integer of 1 to 6, and is determined according to the number of R 101 binding sites.
- R 101 is an alkyl group or an acyl group
- l is 1, and when R 101 is an aliphatic hydrocarbon group having 2, 3, 4, 5, and 6 binding sites, l is 2, 3 respectively. 4, 5 and 6.
- k is a number with an average value of k ⁇ l being 6 or more and 80 or less. If the average value of k ⁇ l is out of the above range, the object of the present invention cannot be sufficiently achieved.
- polypropylene glycol dimethyl ether represented by the following general formula (10) and polyethylene polypropylene glycol dimethyl ether represented by the following general formula (11) are preferable in terms of economy and the above-mentioned effects
- Polyethylene polypropylene glycol monobutyl ether represented by the formula (15) and polypropylene glycol diacetate represented by the following general formula (16) are preferable in terms of economy and the like.
- h represents a number from 6 to 80.
- i and j are each 1 or more, and the total of i and j is 6 or more and 80 or less.
- h represents a number from 6 to 80.
- h represents a number from 6 to 80.
- i and j are each 1 or more, and the sum of i and j is 6 or more and 80 or less.
- i and j are each 1 or more, and the total of i and j is 6 or more and 80 or less.
- h represents a number from 6 to 80.
- Polyalkylene glycol may be used alone or in combination of two or more.
- the kinematic viscosity at 40 ° C. of the polyalkylene glycol represented by the general formula (9) is preferably 1 mm 2 / s to 750 mm 2 / s, and more preferably 1 mm 2 / s to 400 mm 2 / s.
- the kinematic viscosity at 100 ° C. of the polyalkylene glycol represented by the general formula (9) is preferably 1 mm 2 / s to 100 mm 2 / s, and more preferably 1 mm 2 / s to 50 mm 2 / s. preferable.
- Alkylbenzene can be used as the base oil component of the hydrocarbon refrigerating machine oil.
- alkylbenzene branched alkylbenzene synthesized using propylene polymer and benzene as raw materials using a catalyst such as hydrogen fluoride, and linear alkylbenzene synthesized using normal paraffin and benzene as raw materials using the same catalyst can be used.
- the number of carbon atoms of the alkyl group is preferably 1 or more and 30 or less, more preferably 4 or more and 20 or less, from the viewpoint of obtaining a viscosity suitable as a base oil component of a hydrocarbon-based refrigerating machine oil.
- the number of alkyl groups in one molecule of alkylbenzene is preferably 1 or more and 4 or less, more preferably 1 or more and 3 or less, depending on the number of carbon atoms of the alkyl group, in order to keep the viscosity within the set range.
- the hydrocarbon refrigerating machine oil circulates in the heat cycle system together with the heat cycle working medium. It is most preferable that the hydrocarbon-based refrigerating machine oil dissolves with the heat cycle working medium.
- a refrigerating machine oil that can be circulated in the heat cycle system together with the heat cycle working medium is selected, a refrigerating machine oil having low solubility is disclosed in the present invention. It can be used as a component of a composition for a thermal cycle system.
- the refrigerating machine oil is required to have a low kinematic viscosity.
- the kinematic viscosity at 40 ° C. of the alkylbenzene is preferably 1 mm 2 / s to 100 mm 2 / s, particularly preferably 1 mm 2 / s to 50 mm 2 / s.
- These refrigerating machine oils may be used alone or in combination of two or more.
- the content of the hydrocarbon-based refrigeration oil in the composition for a heat cycle system may be in a range that does not significantly reduce the effect of the present invention, and is 10 parts by mass or more and 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the heat cycle working medium. Part or less, preferably 20 parts by weight or more and 50 parts by weight or less.
- a naphthenic refrigerating machine oil having high compatibility with the working medium for heat cycle can be used among paraffin-based refrigerating machine oil and naphthenic refrigerating machine oil.
- a naphthenic refrigerating machine oil is a hydrocarbon having at least one saturated ring (naphthene ring) in one molecule, and is a cyclic compound in which cyclopentane having 5 carbon atoms and cyclohexane having 6 carbon atoms are the most basic.
- lubricating oil fraction obtained by atmospheric distillation or vacuum distillation of naphthenic crude oil is solvent desorbed, solvent extraction, hydrocracking, solvent dewaxing, catalytic dewaxing, hydrogen
- a naphthenic base oil or the like refined by appropriately combining a refining process such as a refining process and a white clay process can be used.
- the mineral oil-based refrigeration oil is required to circulate in the heat cycle system together with the working medium for heat cycle.
- the mineral oil refrigerating machine oil dissolves with the heat cycle working medium, if a refrigerating machine oil that can be circulated in the heat cycle system together with the heat cycle refrigerating machine oil is selected, a refrigerating machine oil with low solubility is selected according to the present invention. It can be used as one component of a composition for a heat cycle system.
- the refrigerating machine oil is required to have a low kinematic viscosity.
- the kinematic viscosity at 40 ° C. of the naphthenic refrigerating machine oil is preferably 1 mm 2 / s to 300 mm 2 / s, and particularly preferably 1 mm 2 / s to 100 mm 2 / s.
- These refrigerating machine oils may be used alone or in combination of two or more.
- refrigerating machine oils are preferably mixed with a heat cycle working medium and used as a composition for a heat cycle system.
- the blending ratio of the refrigerating machine oil is preferably 5% by mass or more and 60% by mass or less, and more preferably 10% by mass or more and 50% by mass or less with respect to the total amount of the composition for a heat cycle system.
- composition for thermal cycle systems can contain known optional components as long as the effects of the present invention are not impaired.
- an optional component include a leak detection substance, and examples of the optional leak detection substance include an ultraviolet fluorescent dye, an odor gas, an odor masking agent, and the like.
- the ultraviolet fluorescent dyes are described in U.S. Pat. No. 4,249,412, JP-T-10-502737, JP-T 2007-511645, JP-T 2008-500437, JP-T 2008-531836.
- odor masking agent examples include known fragrances used in heat cycle systems, together with working media composed of halogenated hydrocarbons, such as those described in JP-T-2008-500337 and JP-A-2008-531836. Can be mentioned.
- a solubilizing agent that improves the solubility of the leak detection substance in the working medium for heat cycle may be used.
- solubilizer examples include those described in JP-T 2007-511645, JP-T 2008-500337, JP-T 2008-531836.
- the content of the leak detection substance in the composition for a heat cycle system may be in a range that does not significantly reduce the effect of the present invention, and is preferably 2 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the heat cycle working medium. 5 parts by mass or less is more preferable.
- the thermal cycle system of the present invention is a system using the composition for a thermal cycle system of the present invention.
- the heat cycle system of the present invention may be a heat pump system that uses warm heat obtained by a condenser, or may be a refrigeration cycle system that uses cold heat obtained by an evaporator.
- thermal cycle system of the present invention examples include refrigeration / refrigeration equipment, air conditioning equipment, power generation systems, heat transport devices, and secondary coolers.
- the thermal cycle system of the present invention can exhibit thermal cycle performance efficiently even in a higher temperature operating environment, it is preferably used as an air conditioner that is often installed outdoors.
- the thermal cycle system of the present invention is also preferably used as a refrigeration / refrigeration apparatus.
- a power generation system using a Rankine cycle system is preferable.
- the working medium is heated in the evaporator with geothermal energy, solar heat, waste heat in the middle to high temperature range of 50 ° C to 200 ° C, and becomes high-temperature and high-pressure steam.
- a system that performs adiabatic expansion with an expander, drives the generator by work generated by the adiabatic expansion, and generates power is exemplified.
- the heat cycle system of the present invention may be a heat transport device.
- a latent heat transport device is preferable.
- the latent heat transport device include a heat pipe and a two-phase sealed thermosyphon device that transport latent heat using phenomena such as evaporation, boiling, and condensation of a working medium enclosed in the device.
- the heat pipe is applied to a relatively small cooling device such as a cooling device for a heat generating part of a semiconductor element or an electronic device.
- the two-phase sealed thermosyphon device does not require a wig and has a simple structure. Therefore, the two-phase sealed thermosyphon device is widely used for a gas-gas heat exchanger, for promoting snow melting on roads, and for preventing freezing.
- refrigeration / refrigeration equipment include showcases (built-in showcases, separate showcases, etc.), commercial freezers / refrigerators, vending machines, ice makers, and the like.
- Specific air conditioners include room air conditioners, packaged air conditioners (store packaged air conditioners, building packaged air conditioners, facility packaged air conditioners, etc.), heat source equipment chilling units, gas engine heat pumps, train air conditioners, automotive air conditioners. Etc.
- Examples of the heat source device chilling unit include a volumetric compression refrigerator and a centrifugal refrigerator. Centrifugal refrigerators are preferable because the amount of working medium is large and the effects of the present invention can be obtained more remarkably.
- the centrifugal refrigerator is a refrigerator using a centrifugal compressor.
- Centrifugal refrigerators are a type of vapor compression refrigerator, and are usually also referred to as turbo refrigerators.
- the centrifugal compressor includes an impeller, and performs compression by discharging a working medium to an outer peripheral portion with a rotating impeller.
- Centrifugal refrigerators are used not only in office buildings, district heating / cooling, hospital heating / cooling, but also in semiconductor factories, chilled water production plants in the petrochemical industry, and the like.
- the centrifugal refrigerator may be either a low-pressure centrifugal refrigerator or a high-pressure centrifugal refrigerator, but is preferably a low-pressure centrifugal refrigerator.
- the low-pressure centrifugal refrigerator is, for example, a working medium not subject to the application of the high-pressure gas safety method such as CFC-11, HCFC-123, and HFC-245fa, that is, “at a normal temperature, a pressure of 0. Centrifugal type using a working medium not corresponding to a liquefied gas having a pressure of 0.2 MPa or higher, or a liquefied gas having a temperature of 35 ° C. or lower when the pressure is 0.2 MPa or higher.
- a freezer is, for example, a working medium not subject to the application of the high-pressure gas safety method such as CFC-11, HCFC-123, and HFC-245fa, that is, “at a normal temperature, a pressure of 0. Centrifugal type using a working medium not corresponding to
- the refrigeration cycle system is a system that uses cold heat obtained by an evaporator.
- FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a refrigeration cycle system 10 which is an example of a thermal cycle system of the present invention.
- the refrigeration cycle system 10 is discharged from the compressor 11 and the compressor 11 which compresses the steam A of the heat cycle working medium into steam B of the high temperature and high pressure heat cycle working medium.
- the condenser 12 that cools and liquefies the steam B of the heat cycle working medium to form a low temperature and high pressure heat cycle working medium C, and expands the heat cycle working medium C discharged from the condenser 12 to produce a low temperature and low pressure.
- the expansion valve 13 serving as the heat cycle working medium D and the evaporator 14 heating the heat cycle working medium D discharged from the expansion valve 13 to form the steam A of the high temperature and low pressure heat cycle working medium.
- the refrigeration cycle system 10 further includes a pump 15 that supplies the load fluid E to the evaporator 14 and a pump 16 that supplies the fluid F to the condenser 12.
- the thermal cycle working medium C discharged from the condenser 12 is expanded by the expansion valve 13 to obtain a low temperature and low pressure thermal cycle working medium D.
- CD process The heat cycle working medium D discharged from the expansion valve 13 is heated by the load fluid E in the evaporator 14 to be steam A of the high temperature and low pressure heat cycle working medium.
- the load fluid E is cooled to become a load fluid E ′ and is discharged from the evaporator 14.
- DA process it is referred to as “DA process”.
- the refrigeration cycle system 10 is a cycle system including adiabatic / isoentropic change, isoenthalpy change, and isopressure change.
- FIG. 2 is a cycle diagram in which the state change of the working medium for the heat cycle in the refrigeration cycle system 10 of FIG. 1 is described on the pressure-enthalpy diagram.
- the state change of the working medium for heat cycle is described on the pressure-enthalpy line (curve) diagram shown in FIG. 2, it can be expressed as a trapezoid having A, B, C, and D as apexes.
- the AB process is a process in which adiabatic compression is performed by the compressor 11 and the steam A of the working medium for high-temperature and low-pressure heat cycle is changed to steam B of the working medium for high-temperature and high-pressure heat cycle, which is indicated by the AB line in FIG. .
- the BC process is a process in which isobaric cooling is performed by the condenser 12 and the steam B of the high-temperature and high-pressure heat cycle working medium is used as the low-temperature and high-pressure heat cycle working medium C, which is indicated by a BC line in FIG.
- the pressure at this time is the condensation pressure.
- Pressure - of intersection of the enthalpy and BC lines, intersections T 1 of the high enthalpy side is the condensation temperature
- the low enthalpy side intersection T 2 is the condensation boiling temperature.
- the temperature gradient when HCFO-1224yd is a mixed medium with another working medium and a non-azeotropic mixed medium is shown as a difference between T 1 and T 2 .
- the CD process is a process of performing an enthalpy expansion by the expansion valve 13 to change the low temperature / high pressure heat cycle working medium C into a low temperature / low pressure heat cycle working medium D, and is indicated by a CD line in FIG. If the temperature in the working medium C for low-temperature and high-pressure heat cycle is indicated by T 3 , the degree of supercooling of the working medium for heat cycle in the cycle of T 2 -T 3 (i) to (iv) (hereinafter referred to as necessary) (Indicated by “SC” accordingly).
- the DA process is a process of performing isobaric heating in the evaporator 14 to return the low-temperature low-pressure heat cycle working medium D to the steam A of the high-temperature low-pressure heat cycle working medium, and is indicated by a DA line in FIG.
- the pressure at this time is the evaporation pressure.
- Pressure - of intersection of the enthalpy and DA line, intersection T 6 of the high enthalpy side is evaporation temperature. If Shimese the temperature of the steam A thermal cycle for the working medium in T 7, T 7 -T 6 is (i) ⁇ superheat of working medium for heat cycle in the cycle of (iv) (hereinafter, if necessary "SH ”).
- T 4 indicates the temperature of the working medium D for heat cycle.
- the cycle performance of the working medium for heat cycle is, for example, the refrigeration capacity of the working medium for heat cycle (hereinafter referred to as “Q” as necessary) and the coefficient of performance (hereinafter referred to as “COP” as necessary). It can be evaluated by.
- Q and COP of the heat cycle working medium are A (after evaporation, high temperature and low pressure), B (after compression, high temperature and high pressure), C (after condensation, low temperature and high pressure), and D (low temperature after expansion).
- COP means efficiency in the refrigeration cycle system. The higher the COP value, the smaller the input, for example, the amount of power required to operate the compressor, and the larger the output, for example, Q can be obtained. It represents what you can do.
- Q means the ability to freeze the load fluid, and the higher Q means that more work can be done in the same system.
- a large Q indicates that the desired performance can be obtained with a small amount of working medium for heat cycle, and the system can be downsized.
- thermo cycle system of the present invention using the composition for the thermal cycle system of the present invention, for example, in the refrigeration cycle system 10 shown in FIG. It is possible to set both Q and COP to a high level, that is, a level equal to or higher than that of HFC-134a, while keeping the global warming potential much lower than when using 134a.
- the temperature gradient of the working medium for heat cycle contained in the composition for heat cycle system to be used can be suppressed to a certain value or less.
- a change in composition when the pressure vessel is filled into the refrigerating and air-conditioning equipment and a change in refrigerant composition in the refrigerating and air-conditioning equipment when refrigerant leakage occurs from the refrigerating and air-conditioning equipment can be suppressed to a low level.
- the composition for a heat cycle system of the present invention it is possible to improve the lubrication characteristics of HCFO-1224yd contained in the working medium for heat cycle included in the composition. Therefore, the heat cycle system using the composition can maintain a more efficient circulation state of the working medium for heat cycle than before, and the system can be stably operated.
- problems may occur especially when used at low temperatures. For example, problems such as freezing in the capillary tube, hydrolysis of the working medium for the heat cycle and the refrigerating machine oil, material deterioration due to acid components generated in the cycle, generation of contamination, and the like occur.
- the refrigerating machine oil is a polyalkylene glycol, a polyol ester, etc.
- the hygroscopic property is extremely high, the hydrolysis reaction is likely to occur, the characteristics as the refrigerating machine oil deteriorates, and the long-term reliability of the compressor is impaired.
- causes Therefore, in order to suppress hydrolysis of refrigeration oil, it is necessary to control the water concentration in the thermal cycle system.
- a method for controlling the moisture concentration in the thermal cycle system a method using a moisture removing means such as a desiccant (silica gel, activated alumina, zeolite, etc.) can be mentioned.
- the desiccant is preferably brought into contact with the liquid thermal cycle system composition in terms of dehydration efficiency. For example, it is preferable to place a desiccant at the outlet of the condenser 12 or the inlet of the evaporator 14 to contact the composition for the thermal cycle system.
- a zeolitic desiccant is preferable from the viewpoint of chemical reactivity between the desiccant and the composition for the heat cycle system and the moisture absorption capacity of the desiccant.
- the main component is a compound represented by the following formula (C) because it has a high hygroscopic capacity.
- Zeolite desiccants are preferred.
- M is a Group 1 element such as Na or K or a Group 2 element such as Ca
- n is the valence of M
- x and y are values determined by the crystal structure.
- pore size and fracture strength are important.
- a desiccant having a pore size larger than the molecular diameter of the heat cycle working medium or refrigerating machine oil contained in the heat cycle system composition is used, the heat cycle working medium or refrigerating machine oil is adsorbed in the desiccant. .
- a chemical reaction occurs between the working medium for heat cycle or the refrigerating machine oil and the desiccant, and undesired phenomena such as generation of non-condensable gas, decrease in the strength of the desiccant, and decrease in adsorption ability occur.
- a zeolitic desiccant having a small pore size as the desiccant.
- a sodium / potassium A type synthetic zeolite having a pore diameter of 3.5 angstroms or less is preferable.
- the shape of the zeolitic desiccant is preferably granular or cylindrical.
- the zeolitic desiccant can be formed into an arbitrary shape by solidifying powdered zeolite with a binder (such as bentonite).
- a binder such as bentonite
- Other desiccants silicon gel, activated alumina, etc.
- the use ratio of the zeolitic desiccant with respect to the composition for a heat cycle system is not particularly limited.
- non-condensable gas when non-condensable gas is mixed in the heat cycle system, it adversely affects heat transfer in the condenser and the evaporator and increases in operating pressure. Therefore, it is necessary to suppress mixing as much as possible.
- oxygen which is one of non-condensable gases, reacts with a heat cycle working medium and refrigeration oil, and promotes decomposition.
- the concentration of the non-condensable gas is preferably 1.5% by volume or less, and particularly preferably 0.5% by volume or less in terms of the volume ratio with respect to the thermal cycle working medium in the gas phase portion of the thermal cycle working medium.
- the composition for the thermal cycle system of the present invention described above, by using the composition for the thermal cycle system of the present invention, the lubrication characteristics are good, and the practically sufficient cycle performance is suppressed while suppressing the influence on global warming. Is obtained, and there is almost no problem with the temperature gradient.
- Examples 1 to 257 50 g of refrigerating machine oil was mixed and dissolved in 50 g of the heat cycle working medium in the combinations shown in Tables 5 to 31 to produce a composition for the heat cycle system. Therefore, the composition for thermal cycle systems in each example is composed of 50% by mass of a working medium for thermal cycle and 50% by mass of refrigerating machine oil.
- the following materials were used as the working medium for the heat cycle and the refrigerating machine oil.
- the compounds constituting it are also shown in Table 2 to Table 4.
- HCFO-1224yd is used alone for the thermal cycle working media 1 to 8
- HCFO-1224yd is mixed with other working media for the thermal cycle working media 9 to 56.
- HFC-134a and HFC-245fa are used independently as conventional examples.
- HCFO-1224yd (E) and HCFO-1224yd (Z) were mixed at a predetermined ratio as HCFO-1224yd, and Table 2 clearly shows the ratio of each isomer.
- HCFO-1224yd (E) and HCFO-1224yd (Z) were mixed at a predetermined ratio as HCFO-1224yd, and Table 2 clearly shows the ratio of each isomer.
- HCFO-1224yd E
- Z HCFO-1224yd
- Refrigerating machine oil 1 Refrigerating machine oil mainly composed of polyol ester (trade name: Ze-GLES RB-68, product of JX Nippon Oil & Energy Corporation; kinematic viscosity at 40 ° C. is 68 mm 2 / s)
- Refrigerating machine oil 2 Refrigerating machine oil mainly composed of polyvinyl ether (trade name: Daphne Hermetic Oil FVC68D, Idemitsu Kosan Co., Ltd. product; kinematic viscosity at 40 ° C.
- Refrigerating machine oil 3 Refrigerating machine oil mainly composed of polyalkylene glycol (trade name: ND-8, manufactured by Denso Corporation; kinematic viscosity at 40 ° C. is 41 mm 2 / s)
- Refrigerating machine oil 4 Refrigerating machine oil mainly composed of alkylbenzene (trade name: Atmos N22, JX Nippon Mining & Energy Corporation product; kinematic viscosity at 40 ° C. is 21.5 mm 2 / s)
- Refrigerator oil 5 High-grade naphthenic refrigeration oil (trade name: Suniso 4GS, Idemitsu Kosan Co., Ltd. product; kinematic viscosity at 40 ° C. is 68 mm 2 / s)
- the thermal cycle system composition obtained in each example was put into the thermal cycle system as shown in FIG. 1, and the thermal cycle system was continuously operated.
- a part of the flow path from the evaporator to the compressor in the heat cycle system was made into glass piping.
- the inside of the glass pipe was observed to evaluate the circulation state of the composition for the heat cycle system in the heat cycle system.
- the circulation state of the composition for a heat cycle system was visually evaluated according to the following criteria. A: Refrigerating machine oil circulation was confirmed.
- B Refrigerating machine oil is circulated, but the circulation amount is insufficient.
- C Refrigerating machine oil circulation cannot be confirmed.
- the stability test conforms to “Chemical stability test method of refrigerant and refrigerating machine oil (autoclave)” described in JIS K 2211 for the composition for heat cycle system of Examples 1 to 265 in good circulation condition. And carried out.
- the composition for a heat cycle system obtained in Examples 1 to 265 was put in a 200 ml stainless steel pressure vessel containing a 150 ml glass tube inside, and further a metal piece of iron, copper and aluminum as a catalyst. Placed in a container and sealed the pressure vessel. Next, the sealed pressure vessel was stored in a thermostatic chamber (Perfect Oven PHH-202, manufactured by ESPEC Corporation) at 175 ° C. for 14 days, and the acid content of the working medium for heat cycle was measured and the hue of the refrigerating machine oil was observed as follows. The appearance change of the catalyst was observed.
- a thermostatic chamber Perfect Oven PHH-202, manufactured by ESPEC Corporation
- Iron Cold-rolled steel sheet for general use (specified in JIS G3141, symbol type SPCC-SB), 30 mm ⁇ 25 mm ⁇ thickness 3.2 mm
- Copper Test piece of tough pitch copper (as defined in JIS H3100, alloy number C1100, symbol C1100P), 30 mm ⁇ 25 mm ⁇ thickness 2 mm
- Aluminum Pure aluminum (as defined in JIS H4000, alloy number 1050, symbol A1050P) test piece, 30 mm ⁇ 25 mm ⁇ thickness 2 mm
- the pressure vessel after the stability test was allowed to stand until it reached room temperature.
- 100 ml of pure water was added to each of the four absorption bottles, and a series of pipes connected in series was prepared.
- a pressure vessel that has reached room temperature is connected to an absorption bottle containing pure water, and the valve of the pressure vessel is gradually opened to introduce a heat cycle working medium into the water in the absorption bottle.
- the acid content contained in the working medium for heat cycle was extracted.
- the first and second water in the absorption bottle after extraction were combined and one drop of indicator (BTB: bromothymol blue) was added, and titrated using a 1/100 N-NaOH alkaline standard solution.
- the third and fourth water in the absorption bottle were combined and titrated in the same manner to obtain a measurement blank. From these measured values and measured blank values, the acid content contained in the working medium for heat cycle after the test was determined as the HCl concentration.
- Examples 1 to 257 which are examples of the present invention, have the same characteristics as those of Examples 258 to 265 using the conventional heat cycle system composition in all the heat cycle system compositions. It was revealed that the composition is suitable as a composition for a heat cycle system.
- the composition for a heat cycle system of the present invention and the heat cycle system using the composition are refrigeration / refrigeration equipment (built-in showcase, separate-type showcase, commercial refrigeration / refrigerator, vending machine, ice maker, etc.) , Air conditioners (room air conditioners, store packaged air conditioners, building packaged air conditioners, facility packaged air conditioners, heat source equipment chilling units, gas engine heat pumps, train air conditioners, automotive air conditioners, etc.), power generation systems (waste heat recovery power generation) Etc.), heat transport devices (heat pipes, etc.), secondary coolers.
- refrigeration / refrigeration equipment built-in showcase, separate-type showcase, commercial refrigeration / refrigerator, vending machine, ice maker, etc.
- Air conditioners room air conditioners, store packaged air conditioners, building packaged air conditioners, facility packaged air conditioners, heat source equipment chilling units, gas engine heat pumps, train air conditioners, automotive air conditioners, etc.
- power generation systems waste heat recovery power generation
- Etc. heat transport devices
- secondary coolers secondary coolers.
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Abstract
1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペンを含む熱サイクル用作動媒体と冷凍機油とを含む熱サイクルシステム用組成物。
Description
本発明は、熱サイクルシステム用組成物および該組成物を用いた熱サイクルシステムに関する。
本明細書において、ハロゲン化炭化水素については、化合物名の後の括弧内にその化合物の略称を記すが、本明細書では必要に応じて化合物名に代えてその略称を用いる。
従来、冷凍機用冷媒、空調機器用冷媒、発電システム(廃熱回収発電等)用作動媒体、潜熱輸送装置(ヒートパイプ等)用作動媒体、二次冷却媒体等の熱サイクルシステム用の作動媒体としては、クロロトリフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン等のクロロフルオロカーボン(CFC)、クロロジフルオロメタン等のヒドロクロロフルオロカーボン(HCFC)が用いられてきた。しかし、CFCおよびHCFCは、成層圏のオゾン層への影響が指摘され、現在、規制の対象となっている。
このような経緯から、熱サイクルシステム用作動媒体としては、CFCやHCFCに代えて、オゾン層への影響が少ない、ジフルオロメタン(HFC-32)、テトラフルオロエタン、ペンタフルオロエタン(HFC-125)等のヒドロフルオロカーボン(HFC)が用いられるようになった。例えば、R410A(HFC-32とHFC-125との質量比1:1の擬似共沸混合物)等は従来から広く使用されてきた冷媒である。しかし、HFCは、地球温暖化の原因となる可能性が指摘されている。
たとえば、自動車空調機器用冷媒として用いられている1,1,1,2-テトラフルオロエタン(HFC-134a)は、地球温暖化係数が1430(100年値)と大きい。しかも、自動車空調機器においては、接続ホース、軸受け部等から冷媒が大気中へ漏洩する確率が高い。
HFC-134aに代わる冷媒としては、二酸化炭素、HFC-134aに比べて地球温暖化係数が124(100年値)と小さい1,1-ジフルオロエタン(HFC-152a)が検討されている。
しかし、二酸化炭素は、HFC-134aに比べて機器圧力が極めて高くなる。そのため、二酸化炭素を全ての自動車へ適用するためには、多くの解決すべき課題を有する。また、HFC-152aは、燃焼範囲を有しており、安全性を確保するための課題を有する。
また、HFC-134aは、遠心式冷凍機(ターボ冷凍機とも呼ばれている)の作動媒体として用いられている。遠心式冷凍機は、ビルの冷暖房用、工業用の冷水製造プラントなどに用いられるものである。遠心式冷凍機の作動媒体としては、CFC-11等のフロンが使用されてきた。しかしながら、近年のオゾン層破壊問題に関連し、国際的にフロンの生産及び使用が規制されている。そのため、例えば、テトラフルオロエタン(HFC-134a)やペンタフルオロプロパン(HFC-245fa)などの、塩素を含有しない水素含有フロン作動媒体に転換されてきている。
ここで、HFC-134aは、地球温暖化係数が1430(100年値)と大きい。また、HFC-245faは、地球温暖化係数は1030(100年値)であるが、毒性が高い。遠心式冷凍機では、他の冷凍機やヒートポンプに比べて作動媒体の充填量が多い。例えば、能力が500冷凍トンクラスの遠心式冷凍機においては、700kg以上800kg以下程度の作動媒体が充填されている。遠心式冷凍機は建屋内の機械室に据付けられる場合が多いが、万一事故等によって作動媒体の漏れが発生した場合には、大気中に作動媒体が大量に放出されてしまう可能性がある。このように、遠心式冷凍機に用いる作動媒体には、環境面で地球温暖化係数が小さいということだけでなく、毒性が低いことや燃焼性が低いといった安全性も高いということが特に強く求められている。
最近、炭素-炭素二重結合を有し、その結合が大気中のOHラジカルによって分解されやすいことから、オゾン層への影響が少なく、かつ地球温暖化への影響が少ない作動媒体である、ヒドロフルオロオレフィン(HFO)、ヒドロクロロフルオロオレフィン(HCFO)およびクロロフルオロオレフィン(CFO)等、炭素-炭素二重結合を有する化合物に期待が集まっている。本明細書においては、特に断りのない限り、飽和のHFCをHFCといい、HFOとは区別して用いる。また、HFCを飽和のヒドロフルオロカーボンのように明記する場合もある。
上記した炭素-炭素二重結合を有するHFO、HCFO、CFOのなかでも、HCFOおよびCFOは、一分子中のハロゲンの割合が多いため、燃焼性が抑えられた化合物である。そのため、オゾン層への影響が少なく、かつ地球温暖化への影響が少なく、さらに、燃焼性を抑えた作動媒体として、HCFO、CFOを用いることが検討されている。このような作動媒体として、例えば、ヒドロクロロフルオロプロペンである、1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペン(以下、「HCFO-1224yd」という。)(例えば、特許文献1参照。)が知られている。
しかしながら、HCFO-1224ydは、分子中に不飽和結合を含む化合物であり、大気中での寿命が非常に小さい化合物である。そのため、熱サイクルにおける圧縮、加熱が繰り返される条件では、従来のHFCやHCFCといった飽和のヒドロフルオロカーボン、ヒドロクロロフルオロカーボンよりも、HCFO-1224ydは安定性に劣り、熱サイクルシステム内において潤滑特性が低下する場合があった。
そこで、HCFO-1224ydを作動媒体として使用する熱サイクルシステムにおいて、HCFO-1224ydが有する優れたサイクル性能を充分に活かしながら、潤滑特性を維持すると共に効率的に稼働できることが求められていた。
本発明は、上記観点からなされたものであって、1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HCFO-1224yd)の有する低い地球温暖化係数と優れたサイクル性能とを充分に活かしながら、HCFO-1224ydを含む熱サイクル用作動媒体をより安定的に潤滑できる熱サイクルシステム用組成物、および低い地球温暖化係数と高いサイクル性能とを兼ね備え、さらに熱サイクル用作動媒体の潤滑特性を改善した熱サイクルシステムを提供することを目的とする。
本発明は、以下の[1]~[14]に記載の構成を有する熱サイクルシステム用組成物および熱サイクルシステムを提供する。
[1]1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペンを含む熱サイクル用作動媒体と冷凍機油とを含む熱サイクルシステム用組成物。
[2]前記1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペンは、(Z)-1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペンおよび(E)-1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペンを、(Z)-1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペン:(E)-1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペンで示される質量比で、51:49~100:0の割合で含む[1]に記載の熱サイクルシステム用組成物。
[3]前記冷凍機油が、エステル系冷凍機油、エーテル系冷凍機油、炭化水素系冷凍機油、ナフテン系冷凍機油からなる群より選ばれる少なくとも1種の油を含む[1]または[2]に記載の熱サイクルシステム用組成物。
[4]前記冷凍機油が、二塩基酸エステル、ポリオールエステル、コンプレックスエステル、ポリオール炭酸エステル、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコール、アルキルベンゼンおよびナフテン基油からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含む[3]に記載の熱サイクルシステム用組成物。
[5]前記冷凍機油の40℃における動粘度が1mm2/s以上750mm2/s以下である[1]~[4]のいずれかに記載の熱サイクルシステム用組成物。
[6]前記冷凍機油は、炭素原子と酸素原子とを、炭素原子/酸素原子で示されるモル比で、2.0以上7.5以下の割合で含む[1]~[5]のいずれかに記載の熱サイクルシステム用組成物。
[7]前記熱サイクル用作動媒体がさらに飽和のヒドロフルオロカーボンを含む[1]~[6]のいずれかに記載の熱サイクルシステム用組成物。
[8]前記熱サイクル用作動媒体がさらにヒドロフルオロオレフィンを含む[1]~[7]のいずれかに記載の熱サイクルシステム用組成物。
[9]前記熱サイクル用作動媒体がさらに前記1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペン以外のヒドロクロロフルオロオレフィンを含む[1]~[8]のいずれかに記載の熱サイクルシステム用組成物。
[10]前記熱サイクル用作動媒体は、前記1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペンを10質量%以上100質量%以下含む[1]~[9]のいずれかに記載の熱サイクルシステム用組成物。
[11]前記熱サイクル用作動媒体は、前記1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペンを20質量%以上95質量%以下含む[10]に記載の熱サイクルシステム用組成物。
[12][1]~[11]のいずれかに記載の熱サイクルシステム用組成物を用いた、熱サイクルシステム。
[13]前記熱サイクルシステムが、冷凍・冷蔵機器、空調機器、発電システム、熱輸送装置または二次冷却機である[12]に記載の熱サイクルシステム。
[14]前記熱サイクルシステムが、遠心式冷凍機である[12]に記載の熱サイクルシステム。
[15]前記熱サイクルシステムが、低圧型遠心式冷凍機である[12]に記載の熱サイクルシステム。
[2]前記1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペンは、(Z)-1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペンおよび(E)-1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペンを、(Z)-1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペン:(E)-1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペンで示される質量比で、51:49~100:0の割合で含む[1]に記載の熱サイクルシステム用組成物。
[3]前記冷凍機油が、エステル系冷凍機油、エーテル系冷凍機油、炭化水素系冷凍機油、ナフテン系冷凍機油からなる群より選ばれる少なくとも1種の油を含む[1]または[2]に記載の熱サイクルシステム用組成物。
[4]前記冷凍機油が、二塩基酸エステル、ポリオールエステル、コンプレックスエステル、ポリオール炭酸エステル、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコール、アルキルベンゼンおよびナフテン基油からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含む[3]に記載の熱サイクルシステム用組成物。
[5]前記冷凍機油の40℃における動粘度が1mm2/s以上750mm2/s以下である[1]~[4]のいずれかに記載の熱サイクルシステム用組成物。
[6]前記冷凍機油は、炭素原子と酸素原子とを、炭素原子/酸素原子で示されるモル比で、2.0以上7.5以下の割合で含む[1]~[5]のいずれかに記載の熱サイクルシステム用組成物。
[7]前記熱サイクル用作動媒体がさらに飽和のヒドロフルオロカーボンを含む[1]~[6]のいずれかに記載の熱サイクルシステム用組成物。
[8]前記熱サイクル用作動媒体がさらにヒドロフルオロオレフィンを含む[1]~[7]のいずれかに記載の熱サイクルシステム用組成物。
[9]前記熱サイクル用作動媒体がさらに前記1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペン以外のヒドロクロロフルオロオレフィンを含む[1]~[8]のいずれかに記載の熱サイクルシステム用組成物。
[10]前記熱サイクル用作動媒体は、前記1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペンを10質量%以上100質量%以下含む[1]~[9]のいずれかに記載の熱サイクルシステム用組成物。
[11]前記熱サイクル用作動媒体は、前記1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペンを20質量%以上95質量%以下含む[10]に記載の熱サイクルシステム用組成物。
[12][1]~[11]のいずれかに記載の熱サイクルシステム用組成物を用いた、熱サイクルシステム。
[13]前記熱サイクルシステムが、冷凍・冷蔵機器、空調機器、発電システム、熱輸送装置または二次冷却機である[12]に記載の熱サイクルシステム。
[14]前記熱サイクルシステムが、遠心式冷凍機である[12]に記載の熱サイクルシステム。
[15]前記熱サイクルシステムが、低圧型遠心式冷凍機である[12]に記載の熱サイクルシステム。
本発明によれば、HCFO-1224ydの有する低い地球温暖化係数および優れたサイクル性能を充分に活かしながら、HCFO-1224ydを含む熱サイクル用作動媒体をより安定的に潤滑できる熱サイクルシステム用組成物を提供することができる。
さらに、本発明によれば、地球温暖化への影響が少なく、かつ高いサイクル性能を兼ね備え、さらに熱サイクル用作動媒体の潤滑特性を改善した熱サイクルシステムを提供することができる。
以下、本発明の実施の形態について説明する。
[熱サイクルシステム用組成物]
熱サイクルシステム用組成物は、HCFO-1224ydを含む熱サイクル用作動媒体と、冷凍機油とを含む。
熱サイクルシステム用組成物は、HCFO-1224ydを含む熱サイクル用作動媒体と、冷凍機油とを含む。
本発明の熱サイクルシステム用組成物が適用される熱サイクルシステムとしては、凝縮器や蒸発器等の熱交換器による熱サイクルシステムが特に制限なく用いられる。熱サイクルシステム、例えば、冷凍サイクルシステムにおいては、気体の作動媒体を圧縮機で圧縮し、凝縮器で冷却して圧力の高い液体をつくり、膨張弁で圧力を下げ、蒸発器で低温気化させて気化熱で熱を奪う機構を有する。
このような熱サイクルシステムにHCFO-1224ydを熱サイクル用作動媒体として用いると、温度条件、圧力条件によって、HCFO-1224ydが不安定化して分解し、熱サイクル用作動媒体の機能が低下する場合がある。本発明の熱サイクルシステム用組成物においては、HCFO-1224ydと冷凍機油を共存させることで、HCFO-1224ydの熱サイクル用作動媒体としての潤滑特性を高め、効率的なサイクル性能を発揮することが可能となる。
以下、本発明の熱サイクルシステム用組成物が含有する各成分を説明する。
<熱サイクル用作動媒体>
本発明の熱サイクルシステム用組成物は熱サイクル用作動媒体として、HCFO-1224ydを含有する。熱サイクル用作動媒体は、HCFO-1224ydに加えて、必要に応じて、後述する任意成分を含んでいてもよい。熱サイクル用作動媒体は、HCFO-1224ydを、好ましくは10質量%以上、より好ましくは10質量%以上100質量%以下、一層好ましくは20質量%以上100質量%以下、さらに好ましくは40質量%以上100質量%以下、最も好ましくは60質量%以上100質量%以下含む。熱サイクル用作動媒体は、混合物にする場合は、HCFO-1224ydを20質量%以上95質量%以下含むことが好ましい。
本発明の熱サイクルシステム用組成物は熱サイクル用作動媒体として、HCFO-1224ydを含有する。熱サイクル用作動媒体は、HCFO-1224ydに加えて、必要に応じて、後述する任意成分を含んでいてもよい。熱サイクル用作動媒体は、HCFO-1224ydを、好ましくは10質量%以上、より好ましくは10質量%以上100質量%以下、一層好ましくは20質量%以上100質量%以下、さらに好ましくは40質量%以上100質量%以下、最も好ましくは60質量%以上100質量%以下含む。熱サイクル用作動媒体は、混合物にする場合は、HCFO-1224ydを20質量%以上95質量%以下含むことが好ましい。
(HCFO-1224yd)
HCFO-1224ydは、上記したように、燃焼性を抑えるハロゲンと、大気中のOHラジカルによって分解されやすい炭素-炭素二重結合とをその分子中に有している。そのため、HCFO-1224ydは、燃焼性が抑えられ、オゾン層への影響が少なく、かつ地球温暖化への影響が少ない熱サイクル用作動媒体である。
HCFO-1224ydは、上記したように、燃焼性を抑えるハロゲンと、大気中のOHラジカルによって分解されやすい炭素-炭素二重結合とをその分子中に有している。そのため、HCFO-1224ydは、燃焼性が抑えられ、オゾン層への影響が少なく、かつ地球温暖化への影響が少ない熱サイクル用作動媒体である。
HCFO-1224ydには、E体である(E)-1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HCFO-1224yd(E))とZ体である(Z)-1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HCFO-1224yd(Z))の2つの幾何異性体が存在する。本発明においては、HCFO-1224ydにおける(E)、(Z)の表記がないものは、HCFO-1224yd(E)、HCFO-1224yd(Z)またはHCFO-1224yd(E)とHCFO-1224yd(Z)との任意の割合の混合物を示す。また、分子内に二重結合を有し、E体とZ体が存在する他の化合物についても同様に示す。
HCFO-1224yd(Z)は、HCFO-1224yd(E)よりも化学的安定性が高く、熱サイクル用作動媒体として好ましい。そのため、HCFO-1224ydにおけるHCFO-1224yd(Z)およびHCFO-1224yd(E)の割合は、HCFO-1224yd(Z):HCFO-1224yd(E)で示される質量比が51:49~100:0であることが好ましく、80:20~90:10であることがより好ましい。HCFO-1224ydが、HCFO-1224yd(Z)およびHCFO-1224yd(E)を、HCFO-1224yd(Z):HCFO-1224yd(E)で示される質量比で51:49~100:0の割合で含むと、HCFO-1224ydがHCFO-1224yd(Z)を多く含むために、より長期間安定な熱サイクルシステム用組成物が得られる。さらには、HCFO-1224yd(Z)とHCFO-1224yd(E)との蒸留分離等による製造コストの増大を抑制することができる。一方、熱サイクル用作動媒体における安定性の観点からは、HCFO-1224yd(Z):HCFO-1224yd(E)で示される質量比が95:5~100:0であることが好ましい。
HCFO-1224yd、HFC-245fa、HFC-134aにおける成績係数、冷凍能力、地球温暖化係数(GWP)を表1に示す。サイクル性能は、後述する方法で求められる成績係数と冷凍能力で示される。成績係数と冷凍能力は、HFC-245faの成績係数と冷凍能力を基準(1.000)とした相対値(以下、それぞれ「相対成績係数」、「相対冷凍能力」という)で示す。GWPは、気候変動に関する政府間パネル(IPCC)第4次評価報告書(2007年)に示される、または当該報告書に示される方法に準じて測定された100年の値である。本明細書において、GWPは特に断りのない限りこの値をいう。
[任意成分]
熱サイクル用作動媒体は、本発明の効果を損なわない範囲で、HCFO-1224yd以外に、通常作動媒体として用いられる化合物を任意に含有してもよい。このような任意の化合物(任意成分)としては、例えば、HFC、HFO、HCFO-1224yd以外のHCFO、HCFO-1224ydとともに気化、液化するHFCとHFOとHCFO以外の他の成分等が挙げられる。任意成分としては、HFC、HFO、HCFO-1224yd以外のHCFOが好ましい。
熱サイクル用作動媒体は、本発明の効果を損なわない範囲で、HCFO-1224yd以外に、通常作動媒体として用いられる化合物を任意に含有してもよい。このような任意の化合物(任意成分)としては、例えば、HFC、HFO、HCFO-1224yd以外のHCFO、HCFO-1224ydとともに気化、液化するHFCとHFOとHCFO以外の他の成分等が挙げられる。任意成分としては、HFC、HFO、HCFO-1224yd以外のHCFOが好ましい。
任意成分としては、HCFO-1224ydと組み合わせて熱サイクルシステムに用いた際に、上記相対成績係数、相対冷凍能力をより高める作用を有しながら、GWPや温度勾配を許容の範囲にとどめられる化合物が好ましい。熱サイクル用作動媒体がこのような化合物を含むと、GWPを低く維持しながら、より良好なサイクル性能が得られるとともに、温度勾配による影響も少ない。
(温度勾配)
熱サイクル用作動媒体が任意成分を含有する場合、HCFO-1224ydと任意成分が共沸組成である場合を除いて、熱サイクル用作動媒体は相当の温度勾配を有する。熱サイクル用作動媒体の温度勾配は、任意成分の種類およびHCFO-1224ydと任意成分との混合割合により異なる。
熱サイクル用作動媒体が任意成分を含有する場合、HCFO-1224ydと任意成分が共沸組成である場合を除いて、熱サイクル用作動媒体は相当の温度勾配を有する。熱サイクル用作動媒体の温度勾配は、任意成分の種類およびHCFO-1224ydと任意成分との混合割合により異なる。
熱サイクル用作動媒体として混合物を用いる場合、通常、共沸またはR410Aのような擬似共沸の混合物が好ましく用いられる。非共沸組成物は、圧力容器から冷凍空調機器へ充てんされる際に組成変化を生じる問題点を有している。さらに、冷凍空調機器からの冷媒漏えいが生じた場合、冷凍空調機器内の冷媒組成が変化する可能性が極めて大きく、初期状態への冷媒組成の復元が困難である。一方、熱サイクル用作動媒体が共沸または擬似共沸の混合物であれば、上記問題が回避できる。
混合物の熱サイクル用作動媒体における使用可能性をはかる指標として、一般に「温度勾配」が用いられる。温度勾配は、熱交換器、例えば、蒸発器における蒸発の、または凝縮器における凝縮の、開始温度と終了温度が異なる性質、と定義される。共沸混合物においては、温度勾配は0であり、擬似共沸混合物では、例えばR410Aの温度勾配が0.2であるように、共沸混合物や擬似共沸混合物の温度勾配は極めて0に近い。
熱サイクル用作動媒体の温度勾配が大きいと、例えば、蒸発器における入口温度が低下することで着霜の可能性が大きくなり問題である。また、熱サイクルシステムにおいては、熱交換効率の向上をはかるために熱交換器を流れる熱サイクル用作動媒体と水や空気等の熱源流体とを対向流にすることが一般的である。そして、安定運転状態においては、当該熱源流体の温度差が小さい。そのため、熱サイクル用作動媒体が温度勾配の大きい非共沸組成物である場合、エネルギー効率のよい熱サイクルシステムを得ることが困難である。このため、混合物を熱サイクル用作動媒体として使用する場合、適切な温度勾配を有する熱サイクル用作動媒体が望まれる。
(HFC)
HFCは、熱サイクルシステムのサイクル性能(能力)を向上させる成分である。
HFCは、熱サイクルシステムのサイクル性能(能力)を向上させる成分である。
HFCは、HCFO-1224ydと比べてGWPが高いことが知られている。したがって、HCFO-1224ydと組み合わせるHFCとしては、上記熱サイクル用作動媒体として、サイクル性能を向上させ、かつ温度勾配を適切な範囲にとどめることに加えて、特にGWPを許容の範囲にとどめる観点から、適宜選択されることが好ましい。
オゾン層への影響が少なく、かつ地球温暖化への影響が小さいHFCとして、具体的には炭素数1以上5以下のHFCが好ましい。HFCは直鎖状であっても、分岐状であってもよく、環状であってもよい。
HFCとしては、ジフルオロメタン、ジフルオロエタン、トリフルオロエタン、テトラフルオロエタン、ペンタフルオロエタン、ペンタフルオロプロパン、ヘキサフルオロプロパン、ヘプタフルオロプロパン、ペンタフルオロブタン、ヘプタフルオロシクロペンタン等が挙げられる。
なかでも、オゾン層への影響が少なく、かつ地球温暖化への影響が小さい点から、1,1,2,2-テトラフルオロエタン(HFC-134)、1,1,1,2-テトラフルオロエタン(HFC-134a)、1,1,1,3,3-ペンタフルオロプロパン(HFC-245fa)、1,1,1,3,3-ペンタフルオロブタン(HFC-365mfc)が好ましく、HFC-134a、HFC-245fa、HFC-365mfcがより好ましい。
HFCは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
熱サイクル用作動媒体(100質量%)中のHFCの含有量は、たとえば、下記の通りである。HFCがHFC-134aの場合、HFC-134aの含有量が1質量%以上90質量%以下の範囲であれば、成績係数の大きな低下を生じることなく冷凍能力が向上する。HFCがHFC-245faの場合、HFC-245faの含有量が1質量%以上60質量%以下の範囲であれば、成績係数の大きな低下を生じることなく冷凍能力が向上する。熱サイクル用作動媒体の要求特性に応じて、HFCの含有量の制御を行うことができる。
(HFO)
HFOは、熱サイクルシステムのサイクル性能(能力)を向上させる成分である。
HFOは、熱サイクルシステムのサイクル性能(能力)を向上させる成分である。
HFOのGWPは、HFCに比べて桁違いに低い。したがって、HCFO-1224ydと組み合わせるHFOとしては、GWPを考慮するよりも、上記熱サイクル用作動媒体として、サイクル性能を向上させ、かつ温度勾配を適切な範囲にとどめることに特に留意して、適宜選択されることが好ましい。
HFOとしては、ジフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、トリフルオロプロピレン、テトラフルオロプロピレン、ペンタフルオロプロピレン、ヘキサフルオロブテン等が挙げられる。
なかでも、オゾン層への影響が少なく、かつ地球温暖化への影響が小さい点から、1,1-ジフルオロエチレン(HFO-1132a)、1,2-ジフルオロエチレン(HFO-1132)、1,1,2-トリフルオロエチレン(HFO-1123)、2,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HFO-1234yf)、2-フルオロプロペン(HFO-1261yf)、1,1,2-トリフルオロプロペン(HFO-1243yc)、(E)-1,2,3,3,3-ペンタフルオロプロペン(HFO-1225ye(E))、(Z)-1,2,3,3,3-ペンタフルオロプロペン(HFO-1225ye(Z))、(E)-1,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HFO-1234ze(E))、(Z)-1,3,3,3-テトラフルオロプロペン(HFO-1234ze(Z))、3,3,3-トリフルオロプロペン(HFO-1243zf)、(E)-1,1,1,4,4,4-ヘキサフルオロ-2-ブテン(HFO-1336mzz(E))、(Z)-1,1,1,4,4,4-ヘキサフルオロ-2-ブテン(HFO-1336mzz(Z))が好ましく、HFO-1234yf、HFO-1234ze(E)、HFO-1234ze(Z)、HFO-1336mzz(E)、HFO-1336mzz(Z)がより好ましく、HFO-1234yf、HFO-1234ze(E)、HFO-1234ze(Z)、HFO-1336mzz(Z)が最も好ましい。
HFOは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
熱サイクル用作動媒体(100質量%)中のHFOの含有量は、1質量%以上90質量%以下が好ましく、1質量%以上40質量%以下がより好ましい。HFOの含有量が1質量%以上40質量%以下である熱サイクル用作動媒体は、HCFO-1224ydのみからなる熱サイクル用作動媒体に比べ、サイクル性能(効率および能力)に優れる熱サイクルシステムを与える。
(HCFO-1224yd以外のHCFO)
HCFO-1224yd以外の任意成分としてのHCFOについても、上記HFOと同様の観点から選択されることが好ましい。なお、HCFO-1224yd以外のHCFOのGWPは、HFCに比べて桁違いに低い。したがって、HCFO-1224ydと組み合わせるHCFO-1224yd以外のHCFOとしては、GWPを考慮するよりも、上記熱サイクル用作動媒体として、サイクル性能を向上させ、かつ温度勾配を適切な範囲にとどめることに特に留意して、適宜選択されることが好ましい。
HCFO-1224yd以外の任意成分としてのHCFOについても、上記HFOと同様の観点から選択されることが好ましい。なお、HCFO-1224yd以外のHCFOのGWPは、HFCに比べて桁違いに低い。したがって、HCFO-1224ydと組み合わせるHCFO-1224yd以外のHCFOとしては、GWPを考慮するよりも、上記熱サイクル用作動媒体として、サイクル性能を向上させ、かつ温度勾配を適切な範囲にとどめることに特に留意して、適宜選択されることが好ましい。
HCFO-1224yd以外のHCFOとしては、1-クロロ-2,2-ジフルオロエチレン(HCFO-1122)、1,2-ジクロロフルオロエチレン(HCFO-1121)、1-クロロ-2-フルオロエチレン(HCFO-1131)、2-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペン(HCFO-1233xf)および1-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペン(HCFO-1233zd)が挙げられる。
なかでも、HCFO-1224yd以外のHCFOとしては、高い臨界温度を有し、耐久性、成績係数が優れる点から、HCFO-1233zdが好ましい。HCFO-1224yd以外のHCFOは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
熱サイクル用作動媒体(100質量%)中のHCFO-1224yd以外のHCFOの含有量は、1質量%以上90質量%以下が好ましく、1質量%以上40質量%以下がより好ましい。HCFO-1224yd以外のHCFOの含有量が1質量%以上40質量%以下である熱サイクル用作動媒体は、HCFO-1224ydのみからなる熱サイクル用作動媒体に比べ、サイクル性能(効率および能力)に優れる熱サイクルシステムを与える。
(その他の任意成分)
熱サイクルシステム用組成物に用いる熱サイクル用作動媒体は、上記任意成分以外に、二酸化炭素、炭化水素、クロロフルオロオレフィン(CFO)等のその他の任意成分を含有してもよい。その他の任意成分としては、オゾン層への影響が少なく、かつ地球温暖化への影響が小さい成分が好ましい。
熱サイクルシステム用組成物に用いる熱サイクル用作動媒体は、上記任意成分以外に、二酸化炭素、炭化水素、クロロフルオロオレフィン(CFO)等のその他の任意成分を含有してもよい。その他の任意成分としては、オゾン層への影響が少なく、かつ地球温暖化への影響が小さい成分が好ましい。
炭化水素としては、プロパン、プロピレン、シクロプロパン、ブタン、イソブタン、ペンタン、イソペンタン等が挙げられる。炭化水素は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記熱サイクル用作動媒体が炭化水素を含有する場合、炭化水素の含有量は熱サイクル用作動媒体の100質量%に対して10質量%未満であり、1質量%以上5質量%以下が好ましく、3質量%以上5質量%以下がさらに好ましい。炭化水素の含有量が下限値以上であれば、熱サイクル用作動媒体への鉱物系冷凍機油の溶解性がより良好になる。
CFOとしては、クロロフルオロプロペン、クロロフルオロエチレン等が挙げられる。熱サイクル用作動媒体のサイクル性能を大きく低下させることなく熱サイクル用作動媒体の燃焼性を抑えやすい点から、CFOとしては、1,1-ジクロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペン(CFO-1214ya)、1,3-ジクロロ-1,2,3,3-テトラフルオロプロペン(CFO-1214yb)、1,2-ジクロロ-1,2-ジフルオロエチレン(CFO-1112)が好ましい。CFOは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
熱サイクル用作動媒体がCFOを含有する場合、CFOの含有量は熱サイクル用作動媒体の100質量%に対して10質量%未満であり、1質量%以上8質量%以下が好ましく、2質量%以上5質量%以下がさらに好ましい。CFOの含有量が下限値以上であれば、熱サイクル用作動媒体の燃焼性を抑制しやすい。CFOの含有量が上限値以下であれば、良好なサイクル性能が得られやすい。
熱サイクルシステム用組成物に用いる熱サイクル用作動媒体が上記のようなその他の任意成分を含有する場合、熱サイクル用作動媒体におけるその他の任意成分の合計含有量は、熱サイクル用作動媒体100質量%に対して、10質量%未満が好ましく、8質量%以下がより好ましく、5質量%以下がさらに好ましい。
<冷凍機油>
熱サイクルシステム用組成物には、上記熱サイクル用作動媒体に加え、HCFO-1224ydを含む熱サイクル用作動媒体の潤滑特性を改善可能な冷凍機油が含まれる。
熱サイクルシステム用組成物には、上記熱サイクル用作動媒体に加え、HCFO-1224ydを含む熱サイクル用作動媒体の潤滑特性を改善可能な冷凍機油が含まれる。
冷凍機油としては、鉱油系冷凍機油と合成油系冷凍機油に大別される。鉱油系冷凍機油としてはナフテン系冷凍機油、パラフィン系冷凍機油が挙げられ、合成油系冷凍機油では代表的なものとしてエステル系冷凍機油、エーテル系冷凍機油、炭化水素系冷凍機油等が挙げられる。
冷凍機油は、その中でも、本発明の必須の作動媒体成分であるHCFO-1224ydとの相溶性の観点から、エステル系冷凍機油、エーテル系冷凍機油等の含酸素系合成冷凍機油、炭化水素系冷凍機油、ナフテン系冷凍機油からなる群より選ばれる少なくとも1種の油を含むことが好ましく、二塩基酸エステル、ポリオールエステル、コンプレックスエステル、ポリオール炭酸エステル、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコール、アルキルベンゼンおよびナフテン基油からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含むことがより好ましい。
これらの冷凍機油は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。さらに冷凍機油の40℃における動粘度は、潤滑特性や圧縮機の密閉性が低下せず、低温条件下で熱サイクル用作動媒体に対して相溶性が満足にあり、冷凍機や圧縮機の潤滑不良の抑制や蒸発器における熱交換を十分に行うという観点から、1mm2/s以上750mm2/s以下が好ましく、1mm2/s以上400mm2/s以下がより好ましい。また、冷凍機油の100℃における動粘度は、消費電力および耐摩耗性を適正な範囲に維持できる観点から、1mm2/s以上100mm2/s以下が好ましく、1mm2/s以上50mm2/s以下であることがより好ましい。
特に、冷凍機油がエステル系冷凍機油、エーテル系冷凍機油の場合には、冷凍機油を構成する原子として炭素原子と酸素原子が代表的に挙げられる。冷凍機油を構成する炭素原子と酸素原子の比率(炭素原子/酸素原子)(モル比)が小さすぎると、冷凍機油の吸湿性が高くなり、当該比率が大きすぎると、冷凍機油と熱サイクル用作動媒体との相溶性が低下する問題がある。この観点より、冷凍機油は、炭素原子と酸素原子とを、炭素原子/酸素原子で示されるモル比で2.0以上7.5以下の割合で含むことが適している。
さらに、炭化水素系冷凍機油では、熱サイクル系内を熱サイクル用作動媒体および冷凍機油が共に循環することが求められる。冷凍機油は熱サイクル用作動媒体と溶解することが最も好ましい形態だが、熱サイクル系内を熱サイクル用作動媒体と共に循環できる冷凍機油を選定すれば、溶解性が低い冷凍機油(例えば、特許第2803451号公報に記載されている冷凍機油)を本発明の熱サイクルシステム用組成物の一成分として使用することができる。冷凍機油が熱サイクル系内を循環するためには、冷凍機油の動粘度が小さいことが求められる。本発明において、炭化水素系冷凍機油の動粘度は、40℃において1mm2/s以上50mm2/s以下であることが好ましく、特に好ましくは1mm2/s以上25mm2/s以下である。
また、これらの冷凍機油は、熱サイクル用作動媒体および冷凍機油の劣化を防止するために安定剤を含んでいてもよい。安定剤には、耐酸化性向上剤、耐熱性向上剤、金属不活化剤が挙げられ、安定剤の含有量は、本発明の効果を著しく低下させない範囲であればよく、熱サイクルシステム用組成物100質量%に対して、通常5質量%以下であり、3質量%以下が好ましい。
〈エステル系冷凍機油〉
エステル系冷凍機油の基油成分としては、化学的な安定性の面で、二塩基酸と一価アルコールとの二塩基酸エステル、ポリオールと脂肪酸とのポリオールエステル、ポリオールと多価塩基酸と一価アルコール(又は脂肪酸)とのコンプレックスエステル、ポリオール炭酸エステル等が挙げられる。
エステル系冷凍機油の基油成分としては、化学的な安定性の面で、二塩基酸と一価アルコールとの二塩基酸エステル、ポリオールと脂肪酸とのポリオールエステル、ポリオールと多価塩基酸と一価アルコール(又は脂肪酸)とのコンプレックスエステル、ポリオール炭酸エステル等が挙げられる。
(二塩基酸エステル)
二塩基酸エステルとしては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等の二塩基酸、特に、炭素数5以上10以下の二塩基酸(グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸等)と、直鎖または分岐アルキル基を有する炭素数1以上15以下の一価アルコール(メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、ウンデカノール、ドデカノール、トリデカノール、テトラデカノール、ペンタデカノール等)とのエステルが好ましい。この二塩基酸エステル系冷凍機油としては、具体的には、グルタル酸ジトリデシル、アジピン酸ジ(2-エチルヘキシル)、アジピン酸ジイソデシル、アジピン酸ジトリデシル、セバシン酸ジ(3-エチルヘキシル)等が挙げられる。
二塩基酸エステルとしては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等の二塩基酸、特に、炭素数5以上10以下の二塩基酸(グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸等)と、直鎖または分岐アルキル基を有する炭素数1以上15以下の一価アルコール(メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、ウンデカノール、ドデカノール、トリデカノール、テトラデカノール、ペンタデカノール等)とのエステルが好ましい。この二塩基酸エステル系冷凍機油としては、具体的には、グルタル酸ジトリデシル、アジピン酸ジ(2-エチルヘキシル)、アジピン酸ジイソデシル、アジピン酸ジトリデシル、セバシン酸ジ(3-エチルヘキシル)等が挙げられる。
(ポリオールエステル)
ポリオールエステルとは、多価アルコール(ポリオールともいう。)と脂肪酸(カルボン酸)とから合成されるエステルであり、ポリオールエステルを構成する炭素原子と酸素原子との比率(炭素原子/酸素原子)は、モル比で、2.0以上7.5以下、好ましくは3.2以上5.8以下である。
ポリオールエステルとは、多価アルコール(ポリオールともいう。)と脂肪酸(カルボン酸)とから合成されるエステルであり、ポリオールエステルを構成する炭素原子と酸素原子との比率(炭素原子/酸素原子)は、モル比で、2.0以上7.5以下、好ましくは3.2以上5.8以下である。
ポリオールエステルを構成する多価アルコールとしては、ジオール(エチレングリコール、1,3-プロパンジオール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,2-ブタンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、1,5-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6-ヘキサンジオール、2-エチル-2-メチル-1,3-プロパンジオール、1,7-ヘプタンジオール、2-メチル-2-プロピル-1,3-プロパンジオール、2,2-ジエチル-1,3-プロパンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオール等)、水酸基を3以上20以下有するポリオール(トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタン、ジ-(トリメチロールプロパン)、トリ-(トリメチロールプロパン)、ペンタエリスリトール、ジ-(ペンタエリスリトール)、トリ-(ペンタエリスリトール)、グリセリン、ポリグリセリン(グリセリンの2~3量体)、1,3,5-ペンタントリオール、ソルビトール、ソルビタン、ソルビトールグリセリン縮合物、アドニトール、アラビトール、キシリトール、マンニトールなどの多価アルコール、キシロース、アラビノース、リボース、ラムノース、グルコース、フルクトース、ガラクトース、マンノース、ソルボース、セロビオース、マルトース、イソマルトース、トレハロース、シュクロース、ラフィノース、ゲンチアノース、メレンジトースなどの糖類、ならびにこれらの部分エーテル化物等)が挙げられる。ポリオールエステルを構成する多価アルコールとしては、上記の1種でもよく、2種以上が含まれていてもよい。
ポリオールエステルを構成する脂肪酸としては、特に炭素数は制限されないが、通常炭素数1以上24以下のものが用いられる。直鎖の脂肪酸、分岐鎖を有する脂肪酸が好ましい。直鎖の脂肪酸としては、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、トリデカン酸、テトラデカン酸、ペンタデカン酸、ヘキサデカン酸、ヘプタデカン酸、オクタデカン酸、ノナデカン酸、エイコサン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸等が挙げられ、カルボキシル基に結合する炭化水素基は、全て飽和炭化水素であってもよく、不飽和炭化水素を有していてもよい。さらに、分岐鎖を有する脂肪酸としては、2-メチルプロパン酸、2-メチルブタン酸、3-メチルブタン酸、2,2-ジメチルプロパン酸、2-メチルペンタン酸、3-メチルペンタン酸、4-メチルペンタン酸、2,2-ジメチルブタン酸、2,3-ジメチルブタン酸、3,3-ジメチルブタン酸、2-メチルヘキサン酸、3-メチルヘキサン酸、4-メチルヘキサン酸、5-メチルヘキサン酸、2,2-ジメチルペンタン酸、2,3-ジメチルペンタン酸、2,4-ジメチルペンタン酸、3,3-ジメチルペンタン酸、3,4-ジメチルペンタン酸、4,4-ジメチルペンタン酸、2-エチルペンタン酸、3-エチルペンタン酸、2,2,3-トリメチルブタン酸、2,3,3-トリメチルブタン酸、2-エチル-2-メチルブタン酸、2-エチル-3-メチルブタン酸、2-メチルヘプタン酸、3-メチルヘプタン酸、4-メチルヘプタン酸、5-メチルヘプタン酸、6-メチルヘプタン酸、2-エチルヘキサン酸、3-エチルヘキサン酸、4-エチルヘキサン酸、2,2-ジメチルヘキサン酸、2,3-ジメチルヘキサン酸、2,4-ジメチルヘキサン酸、2,5-ジメチルヘキサン酸、3,3-ジメチルヘキサン酸、3,4-ジメチルヘキサン酸、3,5-ジメチルヘキサン酸、4,4-ジメチルヘキサン酸、4,5-ジメチルヘキサン酸、5,5-ジメチルヘキサン酸、2-プロピルペンタン酸、2-メチルオクタン酸、3-メチルオクタン酸、4-メチルオクタン酸、5-メチルオクタン酸、6-メチルオクタン酸、7-メチルオクタン酸、2,2-ジメチルヘプタン酸、2,3-ジメチルヘプタン酸、2,4-ジメチルヘプタン酸、2,5-ジメチルヘプタン酸、2,6-ジメチルヘプタン酸、3,3-ジメチルヘプタン酸、3,4-ジメチルヘプタン酸、3,5-ジメチルヘプタン酸、3,6-ジメチルヘプタン酸、4,4-ジメチルヘプタン酸、4,5-ジメチルヘプタン酸、4,6-ジメチルヘプタン酸、5,5-ジメチルヘプタン酸、5,6-ジメチルヘプタン酸、6,6-ジメチルヘプタン酸、2-メチル-2-エチルヘキサン酸、2-メチル-3-エチルヘキサン酸、2-メチル-4-エチルヘキサン酸、3-メチル-2-エチルヘキサン酸、3-メチル-3-エチルヘキサン酸、3-メチル-4-エチルヘキサン酸、4-メチル-2-エチルヘキサン酸、4-メチル-3-エチルヘキサン酸、4-メチル-4-エチルヘキサン酸、5-メチル-2-エチルヘキサン酸、5-メチル-3-エチルヘキサン酸、5-メチル-4-エチルヘキサン酸、2-エチルヘプタン酸、3-メチルオクタン酸、3,5,5-トリメチルヘキサン酸、2-エチル-2,3,3-トリメチル酪酸、2,2,4,4-テトラメチルペンタン酸、2,2,3,3-テトラメチルペンタン酸、2,2,3,4-テトラメチルペンタン酸、2,2-ジイソプロピルプロパン酸などが挙げられる。脂肪酸は、これらの中から選ばれる1種または2種以上の脂肪酸とのエステルでも構わない。
エステルを構成するポリオールは1種類でもよく、2種以上の混合物でもよい。また、エステルを構成する脂肪酸は、単一成分でもよく、2種以上の脂肪酸とのエステルでもよい。脂肪酸は、各々1種類でもよく、2種類以上の混合物でもよい。また、ポリオールエステルは、遊離の水酸基を有していてもよい。
具体的なポリオールエステルとしては、ネオペンチルグリコール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタン、ジ-(トリメチロールプロパン)、トリ-(トリメチロールプロパン)、ペンタエリスリトール、ジ-(ペンタエリスリトール)、トリ-(ペンタエリスリトール)などのヒンダードアルコールのエステルがより好ましく、ネオペンチルグリコール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタンおよびペンタエリスリトール、ジ-(ペンタエリスリトール)のエステルがさらにより好ましく、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジ-(ペンタエリスリトール)等の多価アルコールと炭素数2以上20以下の脂肪酸とのエステルが好ましい。
このような多価アルコール脂肪酸エステルを構成する脂肪酸において、脂肪酸は直鎖アルキル基をもつ脂肪酸のみでもよいし、分岐構造をもつ脂肪酸から選ばれてもよい。また、直鎖脂肪酸と分岐脂肪酸の混合エステルでもよい。さらに、エステルを構成する脂肪酸は、上記脂肪酸から選ばれる2種類以上が用いられていてもよい。
具体的な例として、直鎖脂肪酸と分岐脂肪酸の混合エステルの場合には、直鎖を有する炭素数4以上6以下の脂肪酸と分岐鎖を有する炭素数7以上9以下の脂肪酸とのモル比は、15:85~90:10であり、好ましくは15:85~85:15であり、より好ましくは20:80~80:20であり、さらに好ましくは25:75~75:25であり、最も好ましくは30:70~70:30である。また、多価アルコール脂肪酸エステルを構成する脂肪酸の全量に占める直鎖を有する炭素数4以上6以下の脂肪酸および分岐鎖を有する炭素数7以上9以下の脂肪酸の合計の割合は、20モル%以上である。脂肪酸の組成に関しては、熱サイクル用作動媒体との十分な相溶性、および冷凍機油として必要な粘度を両立することを考慮して選定されるべきである。なお、ここでいう脂肪酸の割合とは、冷凍機油に含まれる多価アルコール脂肪酸エステルを構成する脂肪酸の全量を基準とした値である。
(コンプレックスエステル)
コンプレックスエステルとは、脂肪酸および二塩基酸と、一価アルコールおよびポリオールとのエステルである。脂肪酸、二塩基酸、一価アルコール、ポリオールとしては、上述と同様のものを用いることができる。
コンプレックスエステルとは、脂肪酸および二塩基酸と、一価アルコールおよびポリオールとのエステルである。脂肪酸、二塩基酸、一価アルコール、ポリオールとしては、上述と同様のものを用いることができる。
脂肪酸としては、上記ポリオールエステルの脂肪酸で示したものが挙げられる。二塩基酸としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等が挙げられる。
ポリオールとしては、上記ポリオールエステルの多価アルコールとして示したものが挙げられる。コンプレックスエステルは、これらの脂肪酸、二塩基酸、一価アルコール、ポリオールのエステルであり、各々単一成分でもよいし、複数成分からなるエステルでもよい。
(ポリオール炭酸エステル)
ポリオール炭酸エステルとは、炭酸とポリオールとのエステルである。ポリオールとしては、ジオール(上述と同様のもの)を単独重合または共重合したポリグリコール(ポリアルキレングリコール、そのエーテル化合物、それらの変性化合物等)、ポリオール(上述と同様のもの)、ポリオールにポリグリコールを付加したもの等が挙げられる。
ポリオール炭酸エステルとは、炭酸とポリオールとのエステルである。ポリオールとしては、ジオール(上述と同様のもの)を単独重合または共重合したポリグリコール(ポリアルキレングリコール、そのエーテル化合物、それらの変性化合物等)、ポリオール(上述と同様のもの)、ポリオールにポリグリコールを付加したもの等が挙げられる。
ポリアルキレングリコールとしては、下記にポリアルキレングリコールとして例示されるものと同様のものを特に制限なく用いることができるが、炭素数2以上4以下のアルキレンオキシド(エチレンオキシド、プロピレンオキシド等)を、水や水酸化アルカリを開始剤として重合させる方法等により得られたものが挙げられる。また、ポリアルキレングリコールの水酸基をエーテル化したものであってもよい。ポリアルキレングリコール中のオキシアルキレン単位は、1分子中において同一であってもよく、2種以上のオキシアルキレン単位が含まれていてもよい。1分子中に少なくともオキシプロピレン単位が含まれることが好ましい。また、ポリオール炭酸エステルとしては、環状アルキレンカーボネートの開環重合体であってもよい。
〈エーテル系冷凍機油〉
エーテル系冷凍機油の基油成分としては、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコール等が挙げられる。
エーテル系冷凍機油の基油成分としては、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコール等が挙げられる。
(ポリビニルエーテル)
ポリビニルエーテルとしては、ビニルエーテルモノマーを重合して得られたもの、ビニルエーテルモノマーとオレフィン性二重結合を有する炭化水素モノマーとを共重合して得られたもの、およびポリビニルエーテルと、アルキレングリコールもしくはポリアルキレングリコール、またはそれらのモノエーテルとの共重合体がある。
ポリビニルエーテルとしては、ビニルエーテルモノマーを重合して得られたもの、ビニルエーテルモノマーとオレフィン性二重結合を有する炭化水素モノマーとを共重合して得られたもの、およびポリビニルエーテルと、アルキレングリコールもしくはポリアルキレングリコール、またはそれらのモノエーテルとの共重合体がある。
ポリビニルエーテルを構成する炭素原子と酸素原子との比率(炭素原子/酸素原子)は、モル比で、2.0以上7.5以下であり、好ましくは2.5以上5.8以下である。この比率(炭素原子/酸素原子)がこの範囲未満では、冷凍機油の吸湿性が高くなり、この比率がこの範囲を超えると、冷凍機油と熱サイクル用作動媒体との相溶性が低下する。また、ポリビニルエーテルの重量平均分子量は、好ましくは200以上3000以下、より好ましくは500以上1500以下である。エーテル系冷凍機油の40℃における動粘度は、1mm2/s以上750mm2/s以下が好ましく、1mm2/s以上400mm2/s以下がより好ましい。また、エーテル系冷凍機油の100℃における動粘度は、1mm2/s以上100mm2/s以下が好ましく、1mm2/s以上50mm2/s以下であることがより好ましい。
(ポリビニルエーテルの構造)
ビニルエーテルモノマーは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。オレフィン性二重結合を有する炭化水素モノマーとしては、エチレン、プロピレン、各種ブテン、各種ペンテン、各種ヘキセン、各種ヘプテン、各種オクテン、ジイソブチレン、トリイソブチレン、スチレン、α-メチルスチレン、各種アルキル置換スチレン等が挙げられる。オレフィン性二重結合を有する炭化水素モノマーは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ビニルエーテルモノマーは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。オレフィン性二重結合を有する炭化水素モノマーとしては、エチレン、プロピレン、各種ブテン、各種ペンテン、各種ヘキセン、各種ヘプテン、各種オクテン、ジイソブチレン、トリイソブチレン、スチレン、α-メチルスチレン、各種アルキル置換スチレン等が挙げられる。オレフィン性二重結合を有する炭化水素モノマーは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ポリビニルエーテル共重合体は、ブロックまたはランダム共重合体のいずれであってもよい。ポリビニルエーテルは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
好ましく用いられるポリビニルエーテルは、下記一般式(1)で表される構造単位を有する。
一般式(1)中、R1、R2およびR3は互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子または炭素数1以上8以下の炭化水素基を示し、R4は炭素数1以上10以下の二価の炭化水素基または炭素数2以上20以下の二価のエーテル結合酸素含有炭化水素基を示し、R5は炭素数1以上20以下の炭化水素基を示し、mは上記ポリビニルエーテルについてのmの平均値が0以上10以下となるような数を示し、R1、R2、R3、R4およびR5は構造単位ごとに同一であっても異なっていてもよく、一の構造単位においてmが2以上である場合には、複数のR4Oは同一でも異なっていてもよい。
上記一般式(1)におけるR1、R2およびR3は、少なくとも1つが水素原子、特には全てが水素原子であることが好ましい。一般式(1)におけるmは、0以上10以下、0以上5以下が好ましく、0であることがより好ましい。一般式(1)におけるR5は、炭素数1以上20以下の炭化水素基を示す。この炭化水素基としては、具体的にはメチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、各種ペンチル基、各種ヘキシル基、各種ヘプチル基、各種オクチル基などのアルキル基、シクロペンチル基,シクロヘキシル基、各種メチルシクロヘキシル基、各種エチルシクロヘキシル基、各種ジメチルシクロヘキシル基などのシクロアルキル基、フェニル基、各種メチルフェニル基、各種エチルフェニル基、各種ジメチルフェニル基などのアリール基、ベンジル基、各種フェニルエチル基、各種メチルベンジル基などのアリールアルキル基などが挙げられ、アルキル基、特には炭素数1以上5以下のアルキル基が好ましい。
本実施形態におけるポリビニルエーテルは、一般式(1)で表される構造単位が同一である単独重合体であっても、2種以上の構造単位で構成される共重合体であってもよい。共重合体は、ブロック共重合体またはランダム共重合体のいずれであってもよい。
本実施形態に係るポリビニルエーテルは、上記一般式(1)で表される構造単位のみで構成されるものであってもよいが、下記一般式(2)で表される構造単位をさらに有する共重合体であってもよい。この場合、共重合体は、ブロック共重合体またはランダム共重合体のいずれであってもよい。
一般式(2)中、R6、R7、R8およびR9は互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子または炭素数1以上20以下の炭化水素基を示す。
一般式(3)中、R1、R2、R3、R4、R5およびmは、それぞれ一般式(1)中のR1、R2、R3、R4、R5およびmと同一の定義内容を示す。
ビニルエーテルモノマーとしては、上記ポリビニルエーテルに対応する各種のものがある。例えば、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニル-n-プロピルエーテル、ビニル-イソプロピルエーテル、ビニル-n-ブチルエーテル、ビニル-イソブチルエーテル、ビニル-sec-ブチルエーテル、ビニル-tert-ブチルエーテル、ビニル-n-ペンチルエーテル、ビニル-n-ヘキシルエーテル、ビニル-2-メトキシエチルエーテル、ビニル-2-エトキシエチルエーテル、ビニル-2-メトキシ-1-メチルエチルエーテル、ビニル-2-メトキシ-プロピルエーテル、ビニル-3,6-ジオキサヘプチルエーテル、ビニル-3,6,9-トリオキサデシルエーテル、ビニル-1,4-ジメチル-3,6-ジオキサヘプチルエーテル、ビニル-1,4,7-トリメチル-3,6,9-トリオキサデシルエーテル、ビニル-2,6-ジオキサ-4-ヘプチルエーテル、ビニル-2,6,9-トリオキサ-4-デシルエーテル、1-メトキシプロペン、1-エトキシプロペン、1-n-プロポキシプロペン、1-イソプロポキシプロペン、1-n-ブトキシプロペン、1-イソブトキシプロペン、1-sec-ブトキシプロペン、1-tert-ブトキシプロペン、2-メトキシプロペン、2-エトキシプロペン、2-n-プロポキシプロペン、2-イソプロポキシプロペン、2-n-ブトキシプロペン、2-イソブトキシプロペン、2-sec-ブトキシプロペン、2-tert-ブトキシプロペン、1-メトキシ-1-ブテン、1-エトキシ-1-ブテン、1-n-プロポキシ-1-ブテン、1-イソプロポキシ-1-ブテン、1-n-ブトキシ-1-ブテン、1-イソブトキシ-1-ブテン、1-sec-ブトキシ-1-ブテン、1-tert-ブトキシ-1-ブテン、2-メトキシ-1-ブテン、2-エトキシ-1-ブテン、2-n-プロポキシ-1-ブテン、2-イソプロポキシ-1-ブテン、2-n-ブトキシ-1-ブテン、2-イソブトキシ-1-ブテン、2-sec-ブトキシ-1-ブテン、2-tert-ブトキシ-1-ブテン、2-メトキシ-2-ブテン、2-エトキシ-2-ブテン、2-n-プロポキシ-2-ブテン、2-イソプロポキシ-2-ブテン、2-n-ブトキシ-2-ブテン、2-イソブトキシ-2-ブテン、2-sec-ブトキシ-2-ブテン、2-tert-ブトキシ-2-ブテン等が挙げられる。これらのビニルエーテルモノマーは公知の方法により製造することができる。
(ポリビニルエーテルの末端)
本発明の熱サイクルシステム用組成物に冷凍機油の基油成分として用いられる上記一般式(1)で表される構成単位を有するポリビニルエーテルは、その末端を本開示例に示す方法及び公知の方法により、所望の構造に変換することができる。変換する基としては、飽和の炭化水素基、エーテル基、ヒドロキシ基、ケトン基、アミド基、ニトリル基などを挙げることができる。
本発明の熱サイクルシステム用組成物に冷凍機油の基油成分として用いられる上記一般式(1)で表される構成単位を有するポリビニルエーテルは、その末端を本開示例に示す方法及び公知の方法により、所望の構造に変換することができる。変換する基としては、飽和の炭化水素基、エーテル基、ヒドロキシ基、ケトン基、アミド基、ニトリル基などを挙げることができる。
本発明の熱サイクルシステム用組成物に冷凍機油の基油成分として用いられるポリビニルエーテルは、次の一般式(4)~(8)で表される末端構造を有するものが好適である。
一般式(4)中、R11、R21およびR31は互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子または炭素数1以上8以下の炭化水素基を示し、R41は炭素数1以上10以下の二価の炭化水素基または炭素数2以上20以下の二価のエーテル結合酸素含有炭化水素基を示し、R51は炭素数1以上20以下の炭化水素基を示し、mはポリビニルエーテルについてのmの平均値が0以上10以下となるような数を示し、mが2以上の場合には、複数のR41Oは同一でも異なっていてもよい。
一般式(5)中、R61、R71、R81およびR91は互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子または炭素数1以上20以下の炭化水素基を示す。
一般式(6)中、R12、R22およびR32は互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子または炭素数1以上8以下の炭化水素基を示し、R42は炭素数1以上10以下の二価の炭化水素基または炭素数2以上20以下の二価のエーテル結合酸素含有炭化水素基を示し、R52は炭素数1以上20以下の炭化水素基を示し、mはポリビニルエーテルについてのmの平均値が0以上10以下となるような数を示し、mが2以上の場合には、複数のR42Oは同一でも異なっていてもよい。
一般式(7)中、R62、R72、R82およびR92は互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子または炭素数1以上20以下の炭化水素基を示す。
一般式(8)中、R13、R23およびR33は互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子または炭素数1以上8以下の炭化水素基を示す。
(ポリビニルエーテルの製造方法)
本実施形態におけるポリビニルエーテルは、上記したモノマーをラジカル重合、カチオン重合、放射線重合などによって製造することができる。重合反応終了後、必要に応じて通常の分離・精製方法を施すことにより、目的とする一般式(1)で表される構造単位を有するポリビニルエーテルが得られる。
本実施形態におけるポリビニルエーテルは、上記したモノマーをラジカル重合、カチオン重合、放射線重合などによって製造することができる。重合反応終了後、必要に応じて通常の分離・精製方法を施すことにより、目的とする一般式(1)で表される構造単位を有するポリビニルエーテルが得られる。
(ポリアルキレングリコール)
ポリアルキレングリコールとしては、炭素数2以上4以下のアルキレンオキシド(エチレンオキシド、プロピレンオキシド等)を、水や水酸化アルカリを開始剤として重合させる方法等により得られたものが挙げられる。また、ポリアルキレングリコールの水酸基をエーテル化したものであってもよい。ポリアルキレングリコール中のオキシアルキレン単位は、1分子中において同一であってもよく、2種以上のオキシアルキレン単位が含まれていてもよい。1分子中に少なくともオキシプロピレン単位が含まれることが好ましい。
ポリアルキレングリコールとしては、炭素数2以上4以下のアルキレンオキシド(エチレンオキシド、プロピレンオキシド等)を、水や水酸化アルカリを開始剤として重合させる方法等により得られたものが挙げられる。また、ポリアルキレングリコールの水酸基をエーテル化したものであってもよい。ポリアルキレングリコール中のオキシアルキレン単位は、1分子中において同一であってもよく、2種以上のオキシアルキレン単位が含まれていてもよい。1分子中に少なくともオキシプロピレン単位が含まれることが好ましい。
具体的なポリアルキレングリコールとしては、例えば次の一般式(9)で表される化合物が挙げられる。
R101-[(OR102)k-OR103]l …(9)
一般式(9)中、R101は水素原子、炭素数1以上10以下のアルキル基、炭素数2以上10以下のアシル基又は結合部位を2以上6以下有する炭素数1以上10以下の脂肪族炭化水素基、R102は炭素数2以上4以下のアルキレン基、R103は水素原子、炭素数1以上10以下のアルキル基又は炭素数2以上10以下のアシル基、lは1以上6以下の整数、kはk×lの平均値が6以上80以下となる数を示す。
上記一般式(9)において、R101、R103におけるアルキル基は直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよい。当該アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、各種ブチル基、各種ペンチル基、各種ヘキシル基、各種ヘプチル基、各種オクチル基、各種ノニル基、各種デシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。このアルキル基の炭素数が10を超えると、冷凍機油と熱サイクル用作動媒体との相溶性が低下し、相分離を生じる場合がある。好ましいアルキル基の炭素数は1以上6以下である。
また、R101、R103におけるアシル基のアルキル基部分は直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよい。当該アシル基のアルキル基部分の具体例としては、上記アルキル基の具体例として挙げた炭素数1以上9以下の種々の基を同様に挙げることができる。当該アシル基の炭素数が10を超えると、冷凍機油と熱サイクル用作動媒体との相溶性が低下し、相分離を生じる場合がある。好ましいアシル基の炭素数は2以上6以下である。
R101及びR103が、いずれもアルキル基又はアシル基である場合には、R101とR103は同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。
さらにlが2以上の場合には、1分子中の複数のR103は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
R101が結合部位を2以上6以下有する炭素数1以上10以下の脂肪族炭化水素基である場合、この脂肪族炭化水素基は鎖状のものであってもよいし、環状のものであってもよい。結合部位2個を有する脂肪族炭化水素基としては、例えば、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基などが挙げられる。また、結合部位を3以上6以下有する脂肪族炭化水素基としては、例えば、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、1,2,3-トリヒドロキシシクロヘキサン、1,3,5-トリヒドロキシシクロヘキサンなどの多価アルコールから水酸基を除いた残基を挙げることができる。
この脂肪族炭化水素基の炭素数が10を超えると、冷凍機油と熱サイクル用作動媒体との相溶性が低下し、相分離が生じる場合がある。好ましい炭素数は2以上6以下である。
上記一般式(9)中のR102は炭素数2以上4以下のアルキレン基であり、繰り返し単位のオキシアルキレン基としては、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基が挙げられる。1分子中のオキシアルキレン基は同一であってもよいし、2種以上のオキシアルキレン基が含まれていてもよいが、1分子中に少なくともオキシプロピレン単位を含むものが好ましく、特にオキシアルキレン単位中に50モル%以上のオキシプロピレン単位を含むものが好適である。
上記一般式(9)中のlは1以上6以下の整数で、R101の結合部位の数に応じて定められる。例えばR101がアルキル基やアシル基の場合、lは1であり、R101が結合部位2、3、4、5及び6個を有する脂肪族炭化水素基である場合、lはそれぞれ2、3、4、5及び6となる。また、kはk×lの平均値が6以上80以下となる数であり、k×lの平均値が前記範囲を逸脱すると本発明の目的は十分に達せられない。
ポリアルキレングリコールの構造は、下記一般式(10)で表されるポリプロピレングリコールジメチルエーテル、および下記一般式(11)で表されるポリエチレンポリプロピレングリコールジメチルエーテルが経済性および前述の効果の点で好適であり、また、下記一般式(12)で表されるポリプロピレングリコールモノブチルエーテル、下記一般式(13)で表されるポリプロピレングリコールモノメチルエーテル、下記一般式(14)で表されるポリエチレンポリプロピレングリコールモノメチルエーテル、下記一般式(15)で表されるポリエチレンポリプロピレングリコールモノブチルエーテル、下記一般式(16)で表されるポリプロピレングリコールジアセテートが、経済性等の点で好適である。
CH3O-(C3H6O)h-CH3 …(10)
一般式(10)中、hは6以上80以下の数を示す。
CH3O-(C2H4O)i-(C3H6O)j-CH3 …(11)
一般式(11)中、iおよびjはそれぞれ1以上であり且つiとjとの合計が6以上80以下となる数を示す。
C4H9O-(C3H6O)h-H …(12)
一般式(12)中、hは6以上80以下の数を示す。
CH3O-(C3H6O)h-H …(13)
一般式(13)中、hは6以上80以下の数を示す。
CH3O-(C2H4O)i-(C3H6O)j-H …(14)
一般式(14)中、iおよびjはそれぞれ1以上であり且つiとjとの合計が6以上80以下となる数を示す。
C4H9O-(C2H4O)i-(C3H6O)j-H …(15)
一般式(15)中、iおよびjはそれぞれ1以上であり且つiとjとの合計が6以上80以下となる数を示す。
CH3COO-(C3H6O)h-COCH3 …(16)
一般式(16)中、hは6以上80以下の数を示す。
ポリアルキレングリコールは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記一般式(9)で表されるポリアルキレングリコールの40℃における動粘度は、1mm2/s以上750mm2/s以下が好ましく、1mm2/s以上400mm2/s以下がより好ましい。また、一般式(9)で表されるポリアルキレングリコールの100℃における動粘度は、1mm2/s以上100mm2/s以下が好ましく、1mm2/s以上50mm2/s以下であることがより好ましい。
〈炭化水素系冷凍機油〉
炭化水素系冷凍機油の基油成分としては、アルキルベンゼンを用いることができる。
炭化水素系冷凍機油の基油成分としては、アルキルベンゼンを用いることができる。
アルキルベンゼンとしては、フッ化水素などの触媒を用いてプロピレンの重合物とベンゼンを原料として合成される分岐アルキルベンゼン、また同触媒を用いてノルマルパラフィンとベンゼンを原料として合成される直鎖アルキルベンゼンが使用できる。アルキル基の炭素数は、炭化水素系冷凍機油の基油成分として好適な粘度とする観点から、好ましくは1以上30以下、より好ましくは4以上20以下である。また、アルキルベンゼン1分子が有するアルキル基の数は、アルキル基の炭素数によるが粘度を設定範囲内とするために、好ましくは1以上4以下、より好ましくは1以上3以下である。
さらに、炭化水素系冷凍機油は熱サイクル系内を熱サイクル用作動媒体とともに循環することが求められる。炭化水素系冷凍機油は熱サイクル用作動媒体と溶解することが最も好ましい形態だが、熱サイクル系内を熱サイクル用作動媒体と共に循環できる冷凍機油を選定すれば、溶解性が低い冷凍機油を本発明の熱サイクルシステム用組成物の一成分として使用することができる。冷凍機油が熱サイクル系内を循環するためには、冷凍機油の動粘度が小さいことが求められる。本発明において、アルキルベンゼンの40℃における動粘度は、1mm2/s以上100mm2/s以下が好ましく、特に好ましくは1mm2/s以上50mm2/s以下である。
これらの冷凍機油は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
熱サイクルシステム用組成物における、炭化水素系冷凍機油の含有量は、本発明の効果を著しく低下させない範囲であればよく、熱サイクル用作動媒体100質量部に対して、10質量部以上100質量部以下が好ましく、20質量部以上50質量部以下がより好ましい。
〈鉱油系冷凍機油〉
鉱油系冷凍機油としては、パラフィン系冷凍機油、ナフテン系冷凍機油のうち、熱サイクル用作動媒体と相溶性の高いナフテン系冷凍機油を用いることができる。
鉱油系冷凍機油としては、パラフィン系冷凍機油、ナフテン系冷凍機油のうち、熱サイクル用作動媒体と相溶性の高いナフテン系冷凍機油を用いることができる。
ナフテン系冷凍機油は、1分子中に少なくとも1個の飽和環(ナフテン環)を有する炭化水素で、炭素数5個のシクロペンタンと炭素数6個のシクロヘキサンが最も基本となる環状化合物である。また、ナフテン系冷凍機油としては、ナフテン系原油を常圧蒸留または減圧蒸留して得られた潤滑油留分を、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、接触脱ろう、水素化精製、および白土処理などの精製処理を適宜組み合わせて精製したナフテン基油などが使用できる。
さらに、鉱油系冷凍機油は熱サイクル系内を熱サイクル用作動媒体とともに循環することが求められる。鉱油系冷凍機油は熱サイクル用作動媒体と溶解することが最も好ましい形態だが、熱サイクル系内を熱サイクル用冷凍機油と共に循環できる冷凍機油を選定すれば、溶解性が低い冷凍機油を本発明の熱サイクルシステム用組成物の一成分として使用することができる。冷凍機油が熱サイクル系内を循環するためには、冷凍機油の動粘度が小さいことが求められる。本発明において、ナフテン系冷凍機油の40℃における動粘度は、1mm2/s以上300mm2/s以下が好ましく、特に好ましくは1mm2/s以上100mm2/s以下である。
これらの冷凍機油は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの冷凍機油は、熱サイクル用作動媒体と混合して熱サイクルシステム用組成物として使用することが好ましい。このとき、冷凍機油の配合割合は、熱サイクルシステム用組成物全量に対して、5質量%以上60質量%以下が好ましく、10質量%以上50質量%以下がより好ましい。
<その他任意成分>
熱サイクルシステム用組成物は、その他、本発明の効果を阻害しない範囲で公知の任意成分を含有できる。このような任意成分としては、例えば、漏れ検出物質が挙げられ、この任意に含有する漏れ検出物質としては、紫外線蛍光染料、臭気ガスや臭いマスキング剤等が挙げられる。
熱サイクルシステム用組成物は、その他、本発明の効果を阻害しない範囲で公知の任意成分を含有できる。このような任意成分としては、例えば、漏れ検出物質が挙げられ、この任意に含有する漏れ検出物質としては、紫外線蛍光染料、臭気ガスや臭いマスキング剤等が挙げられる。
紫外線蛍光染料としては、米国特許第4249412号明細書、特表平10-502737号公報、特表2007-511645号公報、特表2008-500437号公報、特表2008-531836号公報に記載されたもの等、従来、ハロゲン化炭化水素からなる作動媒体とともに、熱サイクルシステムに用いられる公知の紫外線蛍光染料が挙げられる。
臭いマスキング剤としては、特表2008-500437号公報、特表2008-531836号公報に記載されたもの等、従来からハロゲン化炭化水素からなる作動媒体とともに、熱サイクルシステムに用いられる公知の香料が挙げられる。
漏れ検出物質を用いる場合には、熱サイクル用作動媒体への漏れ検出物質の溶解性を向上させる可溶化剤を用いてもよい。
可溶化剤としては、特表2007-511645号公報、特表2008-500437号公報、特表2008-531836号公報に記載されたもの等が挙げられる。
熱サイクルシステム用組成物における漏れ検出物質の含有量は、本発明の効果を著しく低下させない範囲であればよく、熱サイクル用作動媒体100質量部に対して、2質量部以下が好ましく、0.5質量部以下がより好ましい。
[熱サイクルシステム]
本発明の熱サイクルシステムは、本発明の熱サイクルシステム用組成物を用いたシステムである。本発明の熱サイクルシステムは、凝縮器で得られる温熱を利用するヒートポンプシステムであってもよく、蒸発器で得られる冷熱を利用する冷凍サイクルシステムであってもよい。
本発明の熱サイクルシステムは、本発明の熱サイクルシステム用組成物を用いたシステムである。本発明の熱サイクルシステムは、凝縮器で得られる温熱を利用するヒートポンプシステムであってもよく、蒸発器で得られる冷熱を利用する冷凍サイクルシステムであってもよい。
本発明の熱サイクルシステムとして、具体的には、冷凍・冷蔵機器、空調機器、発電システム、熱輸送装置および二次冷却機等が挙げられる。なかでも、本発明の熱サイクルシステムは、より高温の作動環境でも効率的に熱サイクル性能を発揮できるため、屋外等に設置されることが多い空調機器として用いられることが好ましい。また、本発明の熱サイクルシステムは、冷凍・冷蔵機器として用いられることも好ましい。
発電システムとしては、ランキンサイクルシステムによる発電システムが好ましい。発電システムとして、具体的には、蒸発器において地熱エネルギー、太陽熱、50℃以上200℃以下程度の中~高温度域廃熱等により作動媒体を加熱し、高温高圧状態の蒸気となった作動媒体を膨張機にて断熱膨張させ、当該断熱膨張によって発生する仕事によって発電機を駆動させ、発電を行うシステムが例示される。
また、本発明の熱サイクルシステムは、熱輸送装置であってもよい。熱輸送装置としては、潜熱輸送装置が好ましい。潜熱輸送装置としては、装置内に封入された作動媒体の蒸発、沸騰、凝縮等の現象を利用して潜熱輸送を行うヒートパイプおよび二相密閉型熱サイフォン装置が挙げられる。ヒートパイプは、半導体素子や電子機器の発熱部の冷却装置等、比較的小型の冷却装置に適用される。二相密閉型熱サイフォン装置は、ウィッグを必要とせず構造が簡単であることから、ガス-ガス型熱交換器、道路の融雪促進および凍結防止等に広く利用される。
冷凍・冷蔵機器として、具体的には、ショーケース(内蔵型ショーケース、別置型ショーケース等)、業務用冷凍・冷蔵庫、自動販売機、製氷機等が挙げられる。
空調機器として、具体的には、ルームエアコン、パッケージエアコン(店舗用パッケージエアコン、ビル用パッケージエアコン、設備用パッケージエアコン等)、熱源機器チリングユニット、ガスエンジンヒートポンプ、列車用空調装置、自動車用空調装置等が挙げられる。
熱源機器チリングユニットとしては、例えば、容積圧縮式冷凍機、遠心式冷凍機が挙げられる。遠心式冷凍機は作動媒体の充填量が多いので本発明の効果をより顕著に得ることができるため好ましい。
ここで、遠心式冷凍機は、遠心式圧縮機を用いた冷凍機である。遠心式冷凍機は、蒸気圧縮式の冷凍機の一種であり、通常、ターボ冷凍機とも言われる。遠心式圧縮機は、羽根車を備えており、回転する羽根車で作動媒体を外周部へ吐き出すことで圧縮を行う。遠心式冷凍機は、オフィスビル、地域冷暖房、病院での冷暖房の他、半導体工場、石油化学工業での冷水製造プラント等に用いられている。
遠心式冷凍機としては、低圧型遠心式冷凍機、高圧型遠心式冷凍機のいずれであっても良いが、低圧型遠心式冷凍機であることが好ましい。なお、低圧型遠心式冷凍機とは、例えば、CFC-11、HCFC-123、HFC-245faのような高圧ガス保安法の適用を受けない作動媒体、すなわち、「常用の温度において、圧力0.2MPa以上となる液化ガスで現にその圧力が0.2MPa以上であるもの、又は圧力が0.2MPa以上となる場合の温度が35℃以下である液化ガス」に該当しない作動媒体を用いた遠心式冷凍機をいう。
以下、本発明の熱サイクルシステムの一例として、冷凍サイクルシステムを説明する。冷凍サイクルシステムとは、蒸発器で得られる冷熱を利用するシステムである。
図1は、本発明の熱サイクルシステムの一例である冷凍サイクルシステム10を示した概略構成図である。図1に示すように、冷凍サイクルシステム10は、熱サイクル用作動媒体の蒸気Aを圧縮して高温高圧の熱サイクル用作動媒体の蒸気Bとする圧縮機11と、圧縮機11から排出された熱サイクル用作動媒体の蒸気Bを冷却し、液化して低温高圧の熱サイクル用作動媒体Cとする凝縮器12と、凝縮器12から排出された熱サイクル用作動媒体Cを膨張させて低温低圧の熱サイクル用作動媒体Dとする膨張弁13と、膨張弁13から排出された熱サイクル用作動媒体Dを加熱して高温低圧の熱サイクル用作動媒体の蒸気Aとする蒸発器14とを具備する。さらに、冷凍サイクルシステム10は、蒸発器14に負荷流体Eを供給するポンプ15と、凝縮器12に流体Fを供給するポンプ16とを具備する。
冷凍サイクルシステム10においては、以下の(i)~(iv)のサイクルが繰り返される。
(i)蒸発器14から排出された熱サイクル用作動媒体の蒸気Aを圧縮機11にて圧縮して高温高圧の熱サイクル用作動媒体の蒸気Bとする。以下、「AB過程」という。
(ii)圧縮機11から排出された熱サイクル用作動媒体の蒸気Bを凝縮器12にて流体Fによって冷却し、液化して低温高圧の熱サイクル用作動媒体Cとする。この際、流体Fは加熱されて流体F’となり、凝縮器12から排出される。以下、「BC過程」という。
(iii)凝縮器12から排出された熱サイクル用作動媒体Cを膨張弁13にて膨張させて低温低圧の熱サイクル用作動媒体Dとする。以下、「CD過程」という。
(iv)膨張弁13から排出された熱サイクル用作動媒体Dを蒸発器14にて負荷流体Eによって加熱して高温低圧の熱サイクル用作動媒体の蒸気Aとする。この際、負荷流体Eは冷却されて負荷流体E’となり、蒸発器14から排出される。以下、「DA過程」という。
(ii)圧縮機11から排出された熱サイクル用作動媒体の蒸気Bを凝縮器12にて流体Fによって冷却し、液化して低温高圧の熱サイクル用作動媒体Cとする。この際、流体Fは加熱されて流体F’となり、凝縮器12から排出される。以下、「BC過程」という。
(iii)凝縮器12から排出された熱サイクル用作動媒体Cを膨張弁13にて膨張させて低温低圧の熱サイクル用作動媒体Dとする。以下、「CD過程」という。
(iv)膨張弁13から排出された熱サイクル用作動媒体Dを蒸発器14にて負荷流体Eによって加熱して高温低圧の熱サイクル用作動媒体の蒸気Aとする。この際、負荷流体Eは冷却されて負荷流体E’となり、蒸発器14から排出される。以下、「DA過程」という。
冷凍サイクルシステム10は、断熱・等エントロピ変化、等エンタルピ変化および等圧変化からなるサイクルシステムである。図2は、図1の冷凍サイクルシステム10における熱サイクル用作動媒体の状態変化を圧力-エンタルピ線図上に記載したサイクル図である。熱サイクル用作動媒体の状態変化を、図2に示される圧力-エンタルピ線(曲線)図上に記載すると、A、B、C、Dを頂点とする台形として表すことができる。
AB過程は、圧縮機11で断熱圧縮を行い、高温低圧の熱サイクル用作動媒体の蒸気Aを高温高圧の熱サイクル用作動媒体の蒸気Bとする過程であり、図2においてAB線で示される。
BC過程は、凝縮器12で等圧冷却を行い、高温高圧の熱サイクル用作動媒体の蒸気Bを低温高圧の熱サイクル用作動媒体Cとする過程であり、図2においてBC線で示される。この際の圧力が凝縮圧である。圧力-エンタルピ線とBC線の交点のうち、高エンタルピ側の交点T1が凝縮温度であり、低エンタルピ側の交点T2が凝縮沸点温度である。ここで、HCFO-1224ydが他の作動媒体との混合媒体であって非共沸混合媒体である場合の温度勾配はT1とT2の差として示される。
CD過程は、膨張弁13で等エンタルピ膨張を行い、低温高圧の熱サイクル用作動媒体Cを低温低圧の熱サイクル用作動媒体Dとする過程であり、図2においてCD線で示される。なお、低温高圧の熱サイクル用作動媒体Cにおける温度をT3で示せば、T2-T3が(i)~(iv)のサイクルにおける熱サイクル用作動媒体の過冷却度(以下、必要に応じて「SC」で示す。)となる。
DA過程は、蒸発器14で等圧加熱を行い、低温低圧の熱サイクル用作動媒体Dを高温低圧の熱サイクル用作動媒体の蒸気Aに戻す過程であり、図2においてDA線で示される。この際の圧力が蒸発圧である。圧力-エンタルピ線とDA線の交点のうち、高エンタルピ側の交点T6は蒸発温度である。熱サイクル用作動媒体の蒸気Aの温度をT7で示せば、T7-T6が(i)~(iv)のサイクルにおける熱サイクル用作動媒体の過熱度(以下、必要に応じて「SH」で示す。)となる。なお、T4は熱サイクル用作動媒体Dの温度を示す。
ここで、熱サイクル用作動媒体のサイクル性能は、例えば、熱サイクル用作動媒体の冷凍能力(以下、必要に応じて「Q」で示す。)と成績係数(以下、必要に応じて「COP」で示す。)で評価できる。熱サイクル用作動媒体のQとCOPは、熱サイクル用作動媒体のA(蒸発後、高温低圧)、B(圧縮後、高温高圧)、C(凝縮後、低温高圧)、D(膨張後、低温低圧)の各状態における各エンタルピ、hA、hB、hC、hDを用いると、下式(A)、(B)からそれぞれ求められる。
Q=hA-hD …(A)
COP=Q/圧縮仕事=(hA-hD)/(hB-hA) …(B)
COP=Q/圧縮仕事=(hA-hD)/(hB-hA) …(B)
なお、COPは冷凍サイクルシステムにおける効率を意味しており、COPの値が高いほど少ない入力、例えば圧縮機を運転するために必要とされる電力量、により大きな出力、例えば、Qを得ることができることを表している。
一方、Qは負荷流体を冷凍する能力を意味しており、Qが高いほど同一のシステムにおいて、多くの仕事ができることを意味している。言い換えると、大きなQを有する場合は、少量の熱サイクル用作動媒体で目的とする性能が得られることを表しており、システムの小型化が可能となる。
本発明の熱サイクルシステム用組成物を用いた本発明の熱サイクルシステムによれば、例えば、図1に示される冷凍サイクルシステム10において、従来から空調機器等で一般的に使用されているHFC-134aを用いた場合に比べて、地球温暖化係数を格段に低く抑えながら、QとCOPをともに高いレベル、すなわち、HFC-134aと同等またはそれ以上のレベルに設定することが可能である。
さらに、用いる熱サイクルシステム用組成物に含有される熱サイクル用作動媒体の温度勾配を一定値以下に抑えることも可能である。その場合、圧力容器から冷凍空調機器へ充てんされる際の組成変化や冷凍空調機器からの冷媒漏えいが生じた場合の冷凍空調機器内の冷媒組成の変化を低いレベルに抑えることができる。また、本発明の熱サイクルシステム用組成物によれば、これが含む熱サイクル用作動媒体に含有されるHCFO-1224ydの潤滑特性を向上できる。そのため、当該組成物を用いた熱サイクルシステムは従来よりも熱サイクル用作動媒体の効率的な循環状態を維持でき、システムの安定した稼働が可能である。
なお、熱サイクルシステムの稼働に際しては、水分の混入や、酸素等の不凝縮性気体の混入による不具合の発生を避けるために、これらの混入を抑制する手段を設けることが好ましい。
熱サイクルシステム内に水分が混入すると、特に低温で使用される際に問題が生じる場合がある。例えば、キャピラリーチューブ内での氷結、熱サイクル用作動媒体や冷凍機油の加水分解、サイクル内で発生した酸成分による材料劣化、コンタミナンツの発生等の問題が発生する。特に、冷凍機油がポリアルキレングリコール、ポリオールエステル等である場合は、吸湿性が極めて高く、また、加水分解反応を生じやすく、冷凍機油としての特性が低下し、圧縮機の長期信頼性を損なう大きな原因となる。したがって、冷凍機油の加水分解を抑えるためには、熱サイクルシステム内の水分濃度を制御する必要がある。
熱サイクルシステム内の水分濃度を制御する方法としては、乾燥剤(シリカゲル、活性アルミナ、ゼオライト等)等の水分除去手段を用いる方法が挙げられる。乾燥剤は、液状の熱サイクルシステム用組成物と接触させることが、脱水効率の点で好ましい。例えば、凝縮器12の出口、または蒸発器14の入口に乾燥剤を配置して、熱サイクルシステム用組成物と接触させることが好ましい。
乾燥剤としては、乾燥剤と熱サイクルシステム用組成物との化学反応性、乾燥剤の吸湿能力の点から、ゼオライト系乾燥剤が好ましい。
ゼオライト系乾燥剤としては、従来の鉱物系冷凍機油に比べて吸湿量の高い冷凍機油を用いる場合には、吸湿能力に優れる点から、下式(C)で表される化合物を主成分とするゼオライト系乾燥剤が好ましい。
M2/nO・Al2O3・xSiO2・yH2O …(C)
ただし、Mは、Na、K等の1族の元素またはCa等の2族の元素であり、nは、Mの原子価であり、x、yは、結晶構造にて定まる値である。Mを変化させることにより細孔径を調整できる。
乾燥剤の選定においては、細孔径および破壊強度が重要である。熱サイクルシステム用組成物が含有する熱サイクル用作動媒体や冷凍機油の分子径よりも大きい細孔径を有する乾燥剤を用いた場合、熱サイクル用作動媒体や冷凍機油が乾燥剤中に吸着される。その結果、熱サイクル用作動媒体や冷凍機油と乾燥剤との化学反応が生じ、不凝縮性気体の生成、乾燥剤の強度の低下、吸着能力の低下等の好ましくない現象を生じることとなる。
したがって、乾燥剤としては、細孔径の小さいゼオライト系乾燥剤を用いることが好ましい。特に、細孔径が3.5オングストローム以下である、ナトリウム・カリウムA型の合成ゼオライトが好ましい。熱サイクル用作動媒体や冷凍機油の分子径よりも小さい細孔径を有するナトリウム・カリウムA型合成ゼオライトを適用することによって、熱サイクル用作動媒体や冷凍機油を吸着することなく、熱サイクルシステム内の水分のみを選択的に吸着除去できる。言い換えると、熱サイクル用作動媒体や冷凍機油の乾燥剤への吸着が起こりにくいことから、熱分解が起こりにくくなり、その結果、熱サイクルシステムを構成する材料の劣化やコンタミナンツの発生を抑制できる。
ゼオライト系乾燥剤の大きさは、小さすぎると熱サイクルシステムの弁や配管細部への詰まりの原因となり、大きすぎると乾燥能力が低下するため、約0.5mm以上5mm以下が好ましい。ゼオライト系乾燥剤の形状としては、粒状または円筒状が好ましい。
ゼオライト系乾燥剤は、粉末状のゼオライトを結合剤(ベントナイト等。)で固めることにより任意の形状とすることができる。ゼオライト系乾燥剤を主体とするかぎり、他の乾燥剤(シリカゲル、活性アルミナ等。)を併用してもよい。熱サイクルシステム用組成物に対するゼオライト系乾燥剤の使用割合は、特に限定されない。
さらに、熱サイクルシステム内に不凝縮性気体が混入すると、凝縮器や蒸発器における熱伝達の不良、作動圧力の上昇という悪影響をおよぼすため、極力混入を抑制する必要がある。特に、不凝縮性気体の一つである酸素は、熱サイクル用作動媒体や冷凍機油と反応し、分解を促進する。
不凝縮性気体の濃度は、熱サイクル用作動媒体の気相部において、熱サイクル用作動媒体に対する容積割合で、1.5体積%以下が好ましく、0.5体積%以下が特に好ましい。
以上説明した本発明の熱サイクルシステムにあっては、本発明の熱サイクルシステム用組成物を用いることで、潤滑特性が良好で、地球温暖化への影響を抑えつつ、実用上充分なサイクル性能が得られるとともに、温度勾配に係る問題も殆どない。
以下、本発明について、実施例(例1~257)、従来例(例258~265)および比較例(例266、267)を参照しながらさらに詳細に説明する。各例においては、表5~31に示した組み合わせで、熱サイクル用作動媒体50gに冷凍機油50gを混合、溶解して熱サイクルシステム用組成物を製造した。したがって、各例における熱サイクルシステム用組成物は、熱サイクル用作動媒体50質量%と冷凍機油50質量%とから構成されたものである。
ここで、熱サイクル用作動媒体、冷凍機油としては、以下に示すものを使用した。なお、熱サイクル用作動媒体については、それを構成する化合物について表2~表4にもまとめて示した。ここで、熱サイクル用作動媒体1~8は、HCFO-1224ydを単独で、熱サイクル用作動媒体9~56は、HCFO-1224ydとその他の作動媒体とを混合して用いるものである。また、熱サイクル用作動媒体57~58は、従来例としてHFC-134a、HFC-245faをそれぞれ単独で用いるものである。
熱サイクル用作動媒体1~8は、HCFO-1224ydとしてHCFO-1224yd(E)およびHCFO-1224yd(Z)を所定の割合で混合しており、表2では各異性体の割合を明記した。また、熱サイクル用作動媒体9~56は、HCFO-1224ydとして合成により得られたE体とZ体の混合物を用いており、表2および表3では異性体を区別せず、単に「HFO-1224yd」とのみ記載した。なお、ここで用いたHCFO-1224ydのE体とZ体の混合物は、HCFO-1224yd(E):HCFO-1224yd(Z)が15:85の割合(質量比)で含有するものである。
冷凍機油1:ポリオールエステルを主成分とする冷凍機油(商品名:Ze-GLES RB-68、JX日鉱日石エネルギー株式会社製品;40℃における動粘度が68mm2/s)
冷凍機油2:ポリビニルエーテルを主成分とする冷凍機油(商品名:ダフニーハーメチックオイルFVC68D、出光興産株式会社製品;40℃における動粘度が68mm2/s)
冷凍機油3:ポリアルキレングリコールを主成分とする冷凍機油(商品名:ND-8、株式会社デンソー社製品;40℃における動粘度が41mm2/s)
冷凍機油4:アルキルベンゼンを主成分とする冷凍機油(商品名:アトモスN22、JX日鉱日石エネルギー株式会社製品;40℃における動粘度が21.5mm2/s)
冷凍機油5:ナフテン系高級冷凍機油(商品名:スニソ4GS、出光興産株式会社製品;40℃における動粘度が68mm2/s)
冷凍機油2:ポリビニルエーテルを主成分とする冷凍機油(商品名:ダフニーハーメチックオイルFVC68D、出光興産株式会社製品;40℃における動粘度が68mm2/s)
冷凍機油3:ポリアルキレングリコールを主成分とする冷凍機油(商品名:ND-8、株式会社デンソー社製品;40℃における動粘度が41mm2/s)
冷凍機油4:アルキルベンゼンを主成分とする冷凍機油(商品名:アトモスN22、JX日鉱日石エネルギー株式会社製品;40℃における動粘度が21.5mm2/s)
冷凍機油5:ナフテン系高級冷凍機油(商品名:スニソ4GS、出光興産株式会社製品;40℃における動粘度が68mm2/s)
(冷凍機油の循環状態)
図1のような熱サイクルシステムに、各例で得られた熱サイクルシステム用組成物を入れ、熱サイクルシステムの連続運転を行った。熱サイクルシステム用組成物の循環状態を評価するために、熱サイクルシステムにおける蒸発器から圧縮機への流路の一部をガラス配管とした。このガラス配管から内部を観察して、熱サイクルシステム内の熱サイクルシステム用組成物の循環状態を評価した。熱サイクルシステム用組成物の循環状態は、目視にて以下の基準により評価した。
A:冷凍機油の循環が確認できた。
B:冷凍機油の循環は見られるが循環量が不十分。
C:冷凍機油の循環が確認できない。
図1のような熱サイクルシステムに、各例で得られた熱サイクルシステム用組成物を入れ、熱サイクルシステムの連続運転を行った。熱サイクルシステム用組成物の循環状態を評価するために、熱サイクルシステムにおける蒸発器から圧縮機への流路の一部をガラス配管とした。このガラス配管から内部を観察して、熱サイクルシステム内の熱サイクルシステム用組成物の循環状態を評価した。熱サイクルシステム用組成物の循環状態は、目視にて以下の基準により評価した。
A:冷凍機油の循環が確認できた。
B:冷凍機油の循環は見られるが循環量が不十分。
C:冷凍機油の循環が確認できない。
その結果を表5~31に併せて示した。この結果から、例1~257の熱サイクルシステム用組成物では、すべて冷凍機油の循環が良好であることが確認でき、従来技術の例258~265に示したHFC-134aまたはHFC-245faを含む熱サイクルシステム用組成物と同等の結果となった。一方で、HFC-134aまたはHFC-245faの熱サイクル用作動媒体と冷凍機油5を用いた例266、267は、ガラス配管の内部観察では冷凍機油の循環が見られず、求める熱サイクルシステム用組成物としての性能は得られなかった。
[安定性試験]
安定性試験は、循環状態が良好な例1~265の熱サイクルシステム用組成物に対して、JIS K 2211に記された「冷媒と冷凍機油の化学的安定性試験方法(オートクレーブ)」に準拠して実施した。
安定性試験は、循環状態が良好な例1~265の熱サイクルシステム用組成物に対して、JIS K 2211に記された「冷媒と冷凍機油の化学的安定性試験方法(オートクレーブ)」に準拠して実施した。
例1~265で得られた熱サイクルシステム用組成物を、内部に150mlのガラス筒を入れた200mlのステンレス製の耐圧容器に、それぞれ入れ、さらに触媒として鉄、銅およびアルミニウムの金属片を耐圧容器に入れ、耐圧容器を密閉した。次いで、密閉した耐圧容器を恒温槽(パーフェクトオーブンPHH-202、エスペック株式会社製)中に175℃で14日間保存し、次のように熱サイクル用作動媒体の酸分量測定、冷凍機油の色相観察および触媒の外観変化観察を行った。
なお、触媒となる金属片は、次のa)~c)を用いた。
a)鉄:一般用冷間圧延鋼板(JIS G3141に定められたもの、記号の種類SPCC-SB)の試験片、30mm×25mm×厚さ3.2mm
b)銅:タフピッチ銅(JIS H3100に定められたもの、合金番号C1100、記号C1100P)の試験片、30mm×25mm×厚さ2mm
c)アルミニウム:純アルミニウム(JIS H4000に定められたもの、合金番号1050、記号A1050P)の試験片、30mm×25mm×厚さ2mm
b)銅:タフピッチ銅(JIS H3100に定められたもの、合金番号C1100、記号C1100P)の試験片、30mm×25mm×厚さ2mm
c)アルミニウム:純アルミニウム(JIS H4000に定められたもの、合金番号1050、記号A1050P)の試験片、30mm×25mm×厚さ2mm
(酸分量測定)
安定性試験後の熱サイクル用作動媒体の酸分量測定は、JIS K1560(1,1,1,2-テトラフルオロエタン(HFC-134a))に準拠して実施した。
安定性試験後の熱サイクル用作動媒体の酸分量測定は、JIS K1560(1,1,1,2-テトラフルオロエタン(HFC-134a))に準拠して実施した。
安定性試験後の耐圧容器を室温になるまで静置した。また、吸収瓶4本にそれぞれ純水を100ml入れ、導管で直列に連結したものを準備した。続いて、室温になった耐圧容器に、純水を入れた吸収瓶を連結したものをつなぎ、徐々に耐圧容器の弁を開放して、熱サイクル用作動媒体を吸収瓶の水中に導入し、熱サイクル用作動媒体に含まれる酸分を抽出した。
抽出後の吸収瓶の1本目と2本目の水を合わせて指示薬(BTB:ブロモチモールブルー)を1滴加えたものを、1/100N-NaOHアルカリ標準液を用いて滴定した。同時に、吸収瓶の3本目および4本目の水を合わせて同様に滴定し、測定ブランクとした。これら測定値と測定ブランクの値から、試験後の熱サイクル用作動媒体に含まれる酸分をHCl濃度として求めた。
(冷凍機油の色相)
酸分量測定後、熱サイクル用作動媒体を抜き出した耐圧容器に残った冷凍機油を取り出し、ASTM-D156に準拠して冷凍機油の色相を評価した。ここで、L値は数値が大きいほど着色度合いが大きいため、数値が低いほど好ましい。ここではL3.5以下が好ましく、L3.0以下がより好ましく、L2.5以下がさらに好ましい。
酸分量測定後、熱サイクル用作動媒体を抜き出した耐圧容器に残った冷凍機油を取り出し、ASTM-D156に準拠して冷凍機油の色相を評価した。ここで、L値は数値が大きいほど着色度合いが大きいため、数値が低いほど好ましい。ここではL3.5以下が好ましく、L3.0以下がより好ましく、L2.5以下がさらに好ましい。
(触媒の外観変化)
触媒の外観変化は、上記安定性試験後の触媒の金属片の外観を目視で確認し、以下の基準により評価した。
触媒の外観変化は、上記安定性試験後の触媒の金属片の外観を目視で確認し、以下の基準により評価した。
A:変化なし
B:光沢なしまたは黒く変色
B:光沢なしまたは黒く変色
光沢なしまたは黒く変色の場合は、上記安定性試験により熱サイクルシステム用組成物が劣化したことを示す。
以上の結果から、本発明の実施例である例1~257では、全ての熱サイクルシステム用組成物において従来技術の熱サイクルシステム用組成物を用いた例258~265と同等の特性を有し、熱サイクルシステム用組成物として適していることが明らかになった。
本発明の熱サイクルシステム用組成物および該組成物を用いた熱サイクルシステムは、冷凍・冷蔵機器(内蔵型ショーケース、別置型ショーケース、業務用冷凍・冷蔵庫、自動販売機、製氷機等)、空調機器(ルームエアコン、店舗用パッケージエアコン、ビル用パッケージエアコン、設備用パッケージエアコン、熱源機器チリングユニット、ガスエンジンヒートポンプ、列車用空調装置、自動車用空調装置等)、発電システム(廃熱回収発電等)、熱輸送装置(ヒートパイプ等)、二次冷却機に利用できる。
10…冷凍サイクルシステム、11…圧縮機、12…凝縮器、13…膨張弁、14…蒸発器、15,16…ポンプ。
Claims (15)
- 1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペンを含む熱サイクル用作動媒体と冷凍機油とを含む熱サイクルシステム用組成物。
- 前記1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペンが、(Z)-1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペンおよび(E)-1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペンを、(Z)-1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペン:(E)-1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペンで示される質量比で、51:49~100:0の割合で含む請求項1に記載の熱サイクルシステム用組成物。
- 前記冷凍機油が、エステル系冷凍機油、エーテル系冷凍機油、炭化水素系冷凍機油、ナフテン系冷凍機油からなる群より選ばれる少なくとも1種の油を含む請求項1または2に記載の熱サイクルシステム用組成物。
- 前記冷凍機油が、二塩基酸エステル、ポリオールエステル、コンプレックスエステル、ポリオール炭酸エステル、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコール、アルキルベンゼンおよびナフテン基油からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含む請求項3に記載の熱サイクルシステム用組成物。
- 前記冷凍機油の40℃における動粘度が1mm2/s以上750mm2/s以下である請求項1~4のいずれか1項に記載の熱サイクルシステム用組成物。
- 前記冷凍機油は、炭素原子と酸素原子とを、炭素原子/酸素原子で示されるモル比で、2.0以上7.5以下の割合で含む請求項1~5のいずれか1項に記載の熱サイクルシステム用組成物。
- 前記熱サイクル用作動媒体がさらに飽和のヒドロフルオロカーボンを含む請求項1~6のいずれか1項に記載の熱サイクルシステム用組成物。
- 前記熱サイクル用作動媒体がさらにヒドロフルオロオレフィンを含む請求項1~7のいずれか1項に記載の熱サイクルシステム用組成物。
- 前記熱サイクル用作動媒体がさらに前記1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペン以外のヒドロクロロフルオロオレフィンを含む請求項1~8のいずれか1項に記載の熱サイクルシステム用組成物。
- 前記熱サイクル用作動媒体は、前記1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペンを10質量%以上100質量%以下含む請求項1~9のいずれか1項に記載の熱サイクルシステム用組成物。
- 前記熱サイクル用作動媒体は、前記1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペンを20質量%以上95質量%以下含む請求項10に記載の熱サイクルシステム用組成物。
- 請求項1~11のいずれか1項に記載の熱サイクルシステム用組成物を用いた、熱サイクルシステム。
- 前記熱サイクルシステムが、冷凍・冷蔵機器、空調機器、発電システム、熱輸送装置または二次冷却機である請求項12に記載の熱サイクルシステム。
- 前記熱サイクルシステムが、遠心式冷凍機である請求項12に記載の熱サイクルシステム。
- 前記熱サイクルシステムが、低圧型遠心式冷凍機である請求項12に記載の熱サイクルシステム。
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017145896A1 (ja) * | 2016-02-24 | 2017-08-31 | Jxエネルギー株式会社 | 冷凍機油 |
| WO2017145895A1 (ja) * | 2016-02-24 | 2017-08-31 | Jxエネルギー株式会社 | 冷凍機油 |
| WO2018169039A1 (ja) * | 2017-03-17 | 2018-09-20 | Agc株式会社 | 熱サイクルシステム用組成物および熱サイクルシステム |
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| WO2019022138A1 (ja) * | 2017-07-26 | 2019-01-31 | Agc株式会社 | 熱サイクル用作動媒体、熱サイクルシステム用組成物および熱サイクルシステム |
| WO2019022140A1 (ja) * | 2017-07-26 | 2019-01-31 | Agc株式会社 | 熱サイクルシステムおよびそれを用いた熱サイクル方法 |
| WO2019022141A1 (ja) * | 2017-07-26 | 2019-01-31 | Agc株式会社 | 共沸または共沸様組成物、熱サイクル用作動媒体および熱サイクルシステム |
| WO2019163662A1 (ja) * | 2018-02-20 | 2019-08-29 | Phcホールディングス株式会社 | 冷凍装置 |
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| JP2023543157A (ja) * | 2020-09-18 | 2023-10-13 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | 低圧ヒートパイプ及びヒートパイプのための低圧を用いた熱伝達方法 |
| CN114316904A (zh) * | 2020-10-12 | 2022-04-12 | 浙江省化工研究院有限公司 | 一种环保型传热组合物 |
| US12054596B2 (en) | 2020-11-30 | 2024-08-06 | Honeywell International Inc. | Azeotrope or azeotrope-like compositions of Z-1-chloro-2,3,3,3-tetrafluoropropene (HCFO-1224yd(Z)) |
| US12422176B2 (en) * | 2022-07-18 | 2025-09-23 | Honeywell International Inc. | Method of forming refrigerant systems |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010531927A (ja) * | 2008-03-07 | 2010-09-30 | アーケマ・インコーポレイテッド | 油リターンが改善されたハロゲン化アルケン伝熱組成物 |
| WO2012157765A1 (ja) * | 2011-05-19 | 2012-11-22 | 旭硝子株式会社 | 作動媒体および熱サイクルシステム |
| WO2012157764A1 (ja) * | 2011-05-19 | 2012-11-22 | 旭硝子株式会社 | 作動媒体および熱サイクルシステム |
| WO2012157763A1 (ja) * | 2011-05-19 | 2012-11-22 | 旭硝子株式会社 | 作動媒体および熱サイクルシステム |
| JP2013518171A (ja) * | 2010-01-25 | 2013-05-20 | アーケマ・インコーポレイテッド | ヒドロフルオロオレフィンおよびヒドロクロロフルオロオレフィン冷媒を伴う酸素含有潤滑油の伝熱性組成物 |
| JP2013249326A (ja) * | 2012-05-30 | 2013-12-12 | Central Glass Co Ltd | フルオロアルケンを含有する熱伝達媒体 |
| WO2014080868A1 (ja) * | 2012-11-20 | 2014-05-30 | 旭硝子株式会社 | ランキンサイクル用作動媒体およびランキンサイクルシステム |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5390638B2 (ja) * | 2009-01-26 | 2014-01-15 | ケムチュア コーポレイション | 冷蔵システムのためのポリオールエステル潤滑剤の製造 |
| US8961808B2 (en) * | 2011-10-20 | 2015-02-24 | E I Du Pont De Nemours And Company | Azeotrope-like compositions of E-1-chloro-2,3,3,3-tetrafluoropropene and uses thereof |
| US9766919B2 (en) * | 2015-03-05 | 2017-09-19 | Vmware, Inc. | Methods and apparatus to select virtualization environments during deployment |
-
2016
- 2016-04-22 EP EP16783285.6A patent/EP3287503A4/en not_active Withdrawn
- 2016-04-22 WO PCT/JP2016/062803 patent/WO2016171264A1/ja not_active Ceased
- 2016-04-22 CN CN201680023584.1A patent/CN107532071A/zh active Pending
- 2016-04-22 JP JP2017514218A patent/JP6693513B2/ja active Active
-
2017
- 2017-10-24 US US15/791,649 patent/US20180066170A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010531927A (ja) * | 2008-03-07 | 2010-09-30 | アーケマ・インコーポレイテッド | 油リターンが改善されたハロゲン化アルケン伝熱組成物 |
| JP2013518171A (ja) * | 2010-01-25 | 2013-05-20 | アーケマ・インコーポレイテッド | ヒドロフルオロオレフィンおよびヒドロクロロフルオロオレフィン冷媒を伴う酸素含有潤滑油の伝熱性組成物 |
| WO2012157765A1 (ja) * | 2011-05-19 | 2012-11-22 | 旭硝子株式会社 | 作動媒体および熱サイクルシステム |
| WO2012157764A1 (ja) * | 2011-05-19 | 2012-11-22 | 旭硝子株式会社 | 作動媒体および熱サイクルシステム |
| WO2012157763A1 (ja) * | 2011-05-19 | 2012-11-22 | 旭硝子株式会社 | 作動媒体および熱サイクルシステム |
| JP2013249326A (ja) * | 2012-05-30 | 2013-12-12 | Central Glass Co Ltd | フルオロアルケンを含有する熱伝達媒体 |
| WO2014080868A1 (ja) * | 2012-11-20 | 2014-05-30 | 旭硝子株式会社 | ランキンサイクル用作動媒体およびランキンサイクルシステム |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| See also references of EP3287503A4 * |
Cited By (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10759982B2 (en) | 2016-02-24 | 2020-09-01 | Jxtg Nippon Oil & Energy Corporation | Refrigerator oil |
| WO2017145895A1 (ja) * | 2016-02-24 | 2017-08-31 | Jxエネルギー株式会社 | 冷凍機油 |
| JP7228009B2 (ja) | 2016-02-24 | 2023-02-22 | Eneos株式会社 | 冷凍機油 |
| JPWO2017145895A1 (ja) * | 2016-02-24 | 2018-12-20 | Jxtgエネルギー株式会社 | 冷凍機油 |
| JPWO2017145896A1 (ja) * | 2016-02-24 | 2018-12-20 | Jxtgエネルギー株式会社 | 冷凍機油 |
| US11505760B2 (en) | 2016-02-24 | 2022-11-22 | Eneos Corporation | Refrigerator oil |
| WO2017145896A1 (ja) * | 2016-02-24 | 2017-08-31 | Jxエネルギー株式会社 | 冷凍機油 |
| JP2021175810A (ja) * | 2016-02-24 | 2021-11-04 | Eneos株式会社 | 冷凍機油 |
| US11390827B2 (en) | 2017-03-17 | 2022-07-19 | AGC Inc. | Composition for heat cycle system, and heat cycle system |
| EP3597719A4 (en) * | 2017-03-17 | 2020-11-25 | AGC Inc. | COMPOSITION FOR THERMAL CYCLE SYSTEM, AND THERMAL CYCLE SYSTEM |
| CN110418828A (zh) * | 2017-03-17 | 2019-11-05 | Agc株式会社 | 热循环系统用组合物以及热循环系统 |
| JPWO2018169039A1 (ja) * | 2017-03-17 | 2020-01-23 | Agc株式会社 | 熱サイクルシステム用組成物および熱サイクルシステム |
| WO2018169039A1 (ja) * | 2017-03-17 | 2018-09-20 | Agc株式会社 | 熱サイクルシステム用組成物および熱サイクルシステム |
| JP7108599B2 (ja) | 2017-03-17 | 2022-07-28 | Agc株式会社 | 熱サイクルシステム用組成物および熱サイクルシステム |
| US11149178B2 (en) | 2017-07-26 | 2021-10-19 | AGC Inc. | Azeotropic or azeotrope-like composition, working fluid for heat cycle, and heat cycle system |
| JPWO2019022138A1 (ja) * | 2017-07-26 | 2020-07-27 | Agc株式会社 | 熱サイクル用作動媒体、熱サイクルシステム用組成物および熱サイクルシステム |
| WO2019022141A1 (ja) * | 2017-07-26 | 2019-01-31 | Agc株式会社 | 共沸または共沸様組成物、熱サイクル用作動媒体および熱サイクルシステム |
| CN110869462A (zh) * | 2017-07-26 | 2020-03-06 | Agc株式会社 | 热循环用工作介质、热循环系统用组合物以及热循环系统 |
| JPWO2019022141A1 (ja) * | 2017-07-26 | 2020-07-27 | Agc株式会社 | 共沸または共沸様組成物、熱サイクル用作動媒体および熱サイクルシステム |
| JP7226623B2 (ja) | 2017-07-26 | 2023-02-21 | Agc株式会社 | 熱サイクル用作動媒体、熱サイクルシステム用組成物および熱サイクルシステム |
| WO2019022140A1 (ja) * | 2017-07-26 | 2019-01-31 | Agc株式会社 | 熱サイクルシステムおよびそれを用いた熱サイクル方法 |
| JP7060017B2 (ja) | 2017-07-26 | 2022-04-26 | Agc株式会社 | 熱サイクル用作動媒体、熱サイクルシステム用組成物および熱サイクルシステム |
| JP7081600B2 (ja) | 2017-07-26 | 2022-06-07 | Agc株式会社 | 共沸または共沸様組成物、熱サイクル用作動媒体および熱サイクルシステム |
| JP2022087163A (ja) * | 2017-07-26 | 2022-06-09 | Agc株式会社 | 熱サイクル用作動媒体、熱サイクルシステム用組成物および熱サイクルシステム |
| WO2019022138A1 (ja) * | 2017-07-26 | 2019-01-31 | Agc株式会社 | 熱サイクル用作動媒体、熱サイクルシステム用組成物および熱サイクルシステム |
| CN110869461A (zh) * | 2017-07-26 | 2020-03-06 | Agc株式会社 | 共沸或类共沸组合物、热循环用工作介质和热循环系统 |
| WO2019022139A1 (ja) * | 2017-07-26 | 2019-01-31 | Agc株式会社 | 共沸様組成物、熱サイクル用作動媒体及び熱サイクルシステム |
| JP7190638B2 (ja) | 2017-09-12 | 2022-12-16 | アルケマ フランス | ヒドロクロロフルオロオレフィンと鉱油をベースにした組成物 |
| JP2020533432A (ja) * | 2017-09-12 | 2020-11-19 | アルケマ フランス | ヒドロクロロフルオロオレフィンと鉱油をベースにした組成物 |
| WO2019163662A1 (ja) * | 2018-02-20 | 2019-08-29 | Phcホールディングス株式会社 | 冷凍装置 |
| WO2024162224A1 (ja) * | 2023-01-31 | 2024-08-08 | Agc株式会社 | 作動媒体、熱サイクル用組成物、熱サイクル装置、及び熱サイクル方法 |
| WO2024247821A1 (ja) * | 2023-06-01 | 2024-12-05 | Agc株式会社 | 作動媒体、熱サイクルシステム用組成物、熱サイクル装置、及び熱サイクル方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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