专利名称：混合制冷剂的填充方法
技术领域：
本发明涉及非共沸混合制冷剂的填充方法及蒸汽压缩式制冷装置的制造方法。作为蒸汽压缩式制冷系统用工作介质的非共沸混合制冷剂的成分为二氟甲烷(ジフルオロメタン)22～24％、五氟乙烷(ベンタフルオロユタン)23～27％、1，1，1，2-四氟乙烷(テトラフルオロユタン)50～54％。
背景技术：
利用物质蒸发、冷凝状态变化，对流体进行冷却或加热等的蒸汽压缩式制冷循环系统被广泛用于致冷取暖机、冷藏库、热水器等。用于这种蒸汽压缩式制冷系统的工作介质同以氟油系致冷剂为主要成分而开发出各种用于实际应用的工作介质。其中，HCFC22一氯二氟甲烷(モノクロロジフルオロメタン)作为空调致冷取暖机的制冷剂得到广泛应用。
但是，近年来，由于氯氟代烃进入大气中破坏了同温层的臭氧层，结果会使人类生存的地球的生态系统受到重大不良影响，出于此种担心，国际上决定对其使用进行限制，并且将来终会完全废除。这样一来，开发对臭氧层没有破坏性的制冷剂就成为当务之急的课题。
因此，由于可试用混合的制冷剂以弥补单一制冷剂所不能满足的特性，最近有许多非共沸混合制冷剂的方案(例如，日本特开平1-79288号公报、特公平6-55942号公报、特开平3-287688号公报)。
非共沸混合物在蒸发、冷凝的相变过程中，其组成会发生变化。低沸点的成分容易蒸发、高沸点的成分容易冷凝。其倾向是蒸发即从液体变为蒸汽的相变化变大，特别是混合物组分的沸点相差大时更明显。因此，这类非共沸混合物从一个容器转移到别的容器时，通常采用没有相变化的即从液相抽出的方法，但是，即使是从液相抽出时，如果混合物组分的沸点相差大，也会使组分的百分比发生变化。这是因为，由于抽出使压力减小或气相部分空间增大，使液体中的低沸点组分蒸发。组分百分比的变化，不仅会使制冷性能发生很大变化，导致能力或效率降低，还会对制冷剂的安全性，如燃烧性等产生很大的影响。
特别是在使用最能替代HCFC22的、由23％二氟甲烷(以下称HFC32)、25％五氟乙烷(以下称HFC125)及52％1，1，1，2-四氟乙烷(以下称HFC134a)组成的非共沸混合物作制冷剂时，根据ASHRAE标准(1994)，其组分的容许范围是HFC32(22～24％)、HFC125(23～27％)、HFC134a(50～54％)，而从高压供给贮罐填充到致冷取暖机时发生的组分变化就成为一个大问题。
图面的简单说明
图1是由HFC32/HFC125/HFC134a组成的混合制冷剂各组分从液相转移填充时成分变化的曲线图。其中，(A)是HFC32的结果，(B)是HFC125的结果，(C)是HFC134a的结果。
发明提示本发明人为了解决上述问题，即，将贮存在这种密封容器中由3种不同沸点的液化气组成的非共沸混合物，从液相转移填充到别的容器时组分发生变化的问题，主要对液化气的填充方法进行了深入研究。
其结果，提出了一种混合制冷剂的填充方法，其特征在于当以组分为二氟甲烷22～24％、五氟乙烷23～27％、1，1，1，2-四氟乙烷50～54％的非共沸混合物作为制冷剂使用时，将供给侧容器中的混合组成设为二氟甲烷23.5～24.0％、五氟乙烷25.5～26.0％、1，1，1，2-四氟乙烷50.0～51.0％，当从液相抽取时，在转移填充的过程中使组分变化保证在容许范围内。
另外，本发明人还提出了一种使用组分范围为二氟甲烷22～24％、五氟乙烷23～27％、1，1，1，2-四氟乙烷50～54％的制冷剂的蒸汽压缩式制冷装置的制造方法。该制造方法包括将贮有混合组分为二氟乙烷23.5～24.0％、五氟乙烷25.5～26.0％、1，1，1，2-四氟乙烷50.0～51.0％的混合液的供给侧容器中抽出液相并转移填充到蒸汽压缩式制冷装置内的填充方法。
特别是，本发明虽然以成分为二氟甲烷22～24％、五氟乙烷23～27％、1，1，1，2-四氟乙烷50～54％的非共沸混合制冷剂作为研究对象，但本发明也可考虑使用于其他组成范围，也适用于其他沸点不同的液化气组成的非共沸混合物。例如，二氟甲烷和1，1，1，2-四氟乙烷的混合物，五氟乙烷，1，1，1-三氟乙烷及1，1，1，2-四氟乙烷的混合物等。
本发明的供给侧容器只要是能贮存制冷混合物的密封容器即可，没有特别的限制，例如可使用高压贮气瓶。另外，转移填充制冷剂混合物的机器，可以是利用蒸汽压缩式制冷系统的装置，没有特别的限制，例如所述装置包括致冷取暖机、冷冻库、冷藏库、热水器等。
根据本发明的方法制造的蒸汽压缩式制冷装置是，由制冷剂和制冷装置本体组成，对于制冷装置本体没有特别限制，公知的制冷装置本体不加改动即可使用。
实施例现根据实施例对本发明进行说明，但并不只限于实施例的情况，只要不脱离本发明的宗旨即可。
实施例1在10升的封闭容器中填充9kg非共沸混合物，其组成为二氟甲烷(HFC32)、五氟乙烷(HFC125)及1，1，1，2-四氟乙烷(HFC134a)、重量百分比分别为23.0％/25.0％/52.0％。将该容器放入恒温槽中，温度保持在10℃或40℃。因为根据高压气体管理法，禁止在40℃以上的容器中填充气体，温度越高，组成变化越大，所以，40℃的数据被认为是最坏条件。
然后，用泵将液相混合液以每分钟900g的速度转移填充到别的空容器内。用在液相的抽出配管上设的取样阀。在转移填充过程中采取部分气体，利用气相色谱仪分析其组分的成分。其结果列于表1中。
表1转移填充率与取样气体成分组成的分析结果组成成分(wt％)转移填充率 10℃ 40℃(％) HFC32 HFC125 HFC134a HFC32 HFC125 HFC134a10 22.924.952.222.824.952.320 22.924.952.222.824.852.430 22.824.852.422.724.852.540 22.824.852.422.624.752.750 22.724.852.522.524.652.960 22.724.752.622.324.553.270 22.624.752.722.224.453.480 22.524.652.921.924.253.990 22.324.453.321.623.954.5根据以上结果，组成变化在高温时比较明显，40℃时，HFC32的成分在转移填充率为80％以上时超出了容许范围，只能使用到填充量的7成。
实施例2在进行转移填充时，将HFC32的成分额定值设为23.75％，制作时容许下限值为23.5％，上限值为24.0％；同样，HFC125的成分额定值为25.75％、下限值为25.5％、上限值为26.0％；HFC134a的额定值设为50.5％、下限值为50.0％、上限值为51.0％。另外，恒温槽的温度定在最恶劣条件时的温度40℃。其结果列于表2。
表2根据本发明的方法的转移填充率与取样气体组成成分的分析结果组成成分(wt％)转移填充率 下限值 上限值(％)HFC32 HFC125 HFC134a HFC32 HFC125 HFC134a1023.325.451.323.825.950.32023.325.351.423.825.850.43023.225.351.623.725.850.54023.125.251.723.625.750.75023.025.151.923.525.650.96022.825.052.223.325.551.27022.724.952.523.225.452.48022.424.752.922.925.251.99022.124.453.522.624.952.5从上述实施例的结果了解到，利用本发明的方法，在转移填充的过程中，组分的成分变化到最后都能保证在容许范围内，可以全量使用，从而提出了非共沸混合制冷剂的新填充方法。
作为蒸汽压缩式制冷循环工作介质使用的非共沸混合制冷剂(组分为HFC32、HFC125、HFC134a)，能够将其转移填充时发生的成分变化保证在容许范围内，从而能够防止制冷剂性能下降以及燃烧危险性增大等。
权利要求
1.一种混合制冷剂的填充方法，其特征在于当以组分成分容许范围为二氟甲烷22～24％、五氟乙烷23～27％、1，1，1，2-四氟乙烷50～54％的非共沸混合物作为制冷剂作用时，通过将供给侧容器中的非共沸混合物的组成设为二氟甲烷23.5～24.0％、五氟乙烷25.5～26.0％、1，1，1，2-四氟乙烷50.0～51.0％，当从液相抽取非共沸组成物并转移到使用制冷剂的容器中时，在转移填充过程中使组分变化保证在所述容许范围内。
2.一种蒸汽压缩式制冷装置的制造方法，蒸汽压缩式制冷装置使用组分范围为二氟甲烷22～24％、五氟乙烷23～27％、1，1，1，2-四氟乙烷50～54％的制冷剂，该制造方法包括从贮有混合组分为二氟甲烷23.5～24.0％、五氟乙烷25.5～26.0％、1，1，1，2-四氟乙烷50.0～51.0％的混合液的供给侧容器中抽出液相并转移填充到蒸汽压缩式制冷装置内的填充方法。
3.如权利要求2所述的蒸汽压缩式制冷装置的制造方法，其特征在于，蒸汽压缩式制冷装置是致冷取暖机。
4.如权利要求2所述的蒸汽压缩式制冷装置的制造方法，其特征在于，蒸汽压缩式制冷装置是冷冻库。
5.如权利要求2所述的蒸汽压缩式制冷装置的制造方法，其特征在于，蒸汽压缩式制冷装置是冷藏库。
6.如权利要求2所述的蒸汽压缩式制冷装置的制造方法，其特征在于，蒸汽压缩式制冷装置是热水器。
全文摘要
本发明提供一种混合致冷剂的填充方法以及蒸汽压缩式制冷装置的制造方法，其特征在于，在以组分的成分容许范围为二氟甲烷22～24％、五氟乙烷23～27％、1，1，1，2-四氟乙烷50～54％的非共沸混合物作为制冷剂使用时，通过将供给侧容器中的混合组成设为二氟甲烷23.5～24.0％、五氟乙烷25.5～26.0％、1，1，1，2-四氟乙烷50.0～51.0％的混合物从液相抽取，在转移填充过程中，使组成变化保证在所述容许范围内。
文档编号C09K5/04GK1157036SQ96190631
公开日1997年8月13日 申请日期1996年4月15日 优先权日1995年4月18日
发明者井手哲, 土屋立美 申请人:大金工业株式会社