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KR102204903B1 - 혼합 냉매 - Google Patents

혼합 냉매 Download PDF

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KR102204903B1
KR102204903B1 KR1020180128989A KR20180128989A KR102204903B1 KR 102204903 B1 KR102204903 B1 KR 102204903B1 KR 1020180128989 A KR1020180128989 A KR 1020180128989A KR 20180128989 A KR20180128989 A KR 20180128989A KR 102204903 B1 KR102204903 B1 KR 102204903B1
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hfc
difluoromethane
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refrigerant
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고영환
김민수
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엘지전자 주식회사
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Abstract

실시예에 따른 혼합 냉매는, 디플루오로메탄(HFC-32), 프로펜(HC-1270) 및 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))을 포함하는 혼합 냉매로서, 상기 디플루오로메탄(HFC-32)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 40 중량% 내지 70 중량% 만큼 포함되고, 상기 프로펜(HC-1270)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 10 중량% 내지 50 중량% 만큼 포함되고, 상기 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 10 중량% 내지 20 중량% 만큼 포함된다.

Description

혼합 냉매{MIXED REFRIGERANT}
실시예는 혼합 냉매에 관한 것이다.
종래에는 냉동기, 에어컨, 열펌프 등의 냉매로서 메탄 또는 에탄에서 유도되는 염화불화탄소(Chlorofluorocarbon, 이하 CFC라 한다)와 수소화염화불화탄소(Hydrochlorofluorocarbon, 이하 HCFC라 한다)가 주로 사용되었다.
그러나, 최근에는 CFC와 HCFC에 의한 성층권 내 오존층 붕괴가 중요한 지구환경문제로 대두되었고, 이로 인해 성층권 오존을 붕괴하는 CFC와 HCFC의 생산과 소비는 1987년에 만들어진 몬트리올 의정서에 의해 규제를 받고 있다.
또한 최근에는 오존층 붕괴 문제뿐만 아니라 지구 온난화 문제도 급속도로 부상하기 시작했고 1997년의 교토 의정서는 지구온난화지수(Global warming potential, 이하 GWP라 한다)가 높은 냉매의 사용을 자제할 것을 강력히 권고하고 있다. 이런 추세를 반영하여 유럽과 일본의 가정용 에어컨, 히트 펌프 등을 생산하는 업체들은 지구온난화지수(GWP)가 낮은 냉매를 개발하여 사용하려 하고 있다.
어떤 물질이 기존 냉매의 대체냉매로 유용하려면 우선 기존 냉매와 유사한 성능계수(Coefficient of performance, 이하 COP라 한다)를 가져야 한다. 여기서 성능계수(COP)란 압축기에 가해진 일과 대비한 총 냉동효과를 의미하는 것으로서 COP가 클수록 냉동/공조기의 에너지 효율이 좋다.
또한, 압축기를 크게 개조하지 않고 사용하려면 대체냉매가 기존 냉매와 비슷한 증기압을 가져서 궁극적으로 비슷한 체적용량(Volumetric capacity, 이하 VC라 한다)을 제공해야 한다. 여기서 체적용량(VC)이란 단위 체적 당 냉동 효과를 뜻하는데 이것은 압축기의 크기를 나타내는 인자로서 대개 증기압에 비례하고 단위는 kJ/m3이다. 대체냉매가 기존 냉매와 비슷한 체적용량을 낸다면 제조업체는 압축기를 바꾸거나 크게 개조하지 않고도 냉동/공조기를 제작할 수 있어 매우 유리하며 이것은 보통 Drop-in 대체라고 불린다.
그러나 지금까지의 연구 결과 순수 물질로 기존 냉매를 대체하는 경우 대체냉매의 체적용량이 달라서 필연적으로 압축기를 바꾸거나 크게 개조해야 하며 또 기존 냉매와 비슷한 성능계수를 내기가 어렵다는 것이 밝혀졌다.
이런 문제를 해결할 수 있는 방법 중 하나는 혼합냉매를 이용하는 것이다.
즉, 혼합냉매의 특성은 조성을 잘 배합해서 성능계수를 기존 냉매와 비슷하게 하고 동시에 기존 냉매와 비슷한 체적용량(VC)을 내게 하며 이로써 압축기를 크게 개조할 필요가 없게 만들 수 있는 것이다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있는 혼한 냉매의 필요성이 요구된다.
실시예는 낮은 지구온난화지수, 기존 냉매와 유사한 체적 용량을 가지는 혼합 냉매를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 혼합 냉매는, 디플루오로메탄(HFC-32), 프로펜(HC-1270) 및 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))을 포함하는 혼합 냉매로서, 상기 디플루오로메탄(HFC-32)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 40 중량% 내지 70 중량% 만큼 포함되고, 상기 프로펜(HC-1270)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 10 중량% 내지 50 중량% 만큼 포함되고, 상기 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 10 중량% 내지 20 중량% 만큼 포함된다.
실시예에 따른 혼합 냉매는 친환경적이면서 기존 냉매 대비 성능이 유사할 수 있다.
자세하게, 실시예에 따른 혼합 냉매는, 디플루오로메탄(HFC-32), 프로펜(HC-1270) 및 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))을 포함하는 혼합 냉매로서, 상기 디플루오로메탄(HFC-32)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 40 중량% 내지 70 중량% 만큼 포함되고, 상기 프로펜(HC-1270)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 10 중량% 내지 50 중량% 만큼 포함되고, 상기 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 10 중량% 내지 20 중량% 만큼 포함할 수 있다.
실시예에 따른 혼합 냉매는 상기 조성 및 조성비에 의해 낮은 지구온난화지수를 가지면서, 향상된 성능을 가질 수 있는 혼합 냉매를 제조하였다.
도 1은 실시예에 따른 혼합 냉매의 지구온난화지수 및 온도구배를 설명하기 위한 그래프이다.
도 2는 실시예에 따른 혼합 냉매의 체적용량, 냉매 충전량 및 이산화탄소 발생량을 설명하기 위한 그래프이다.
도 3 내지 도 5는 비교예에 따른 혼합 냉매의 체적용량을 설명하기 위한 그래프이다.
이하, 도면들을 참조하여 실시예에 따른 혼합 냉매를 설명한다.
실시예에 따른 혼합 냉매는 3개의 조성으로 형성될 수 있다.
자세하게, 실시예에 따른 혼합 냉매는 디플루오로메탄(HFC-32), 프로펜(HC-1270) 및 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))을 포함하는 3원 혼합 냉매이다.
본 출원인은 디플루오로메탄(HFC-32), 프로펜(HC-1270) 및 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))의 조성비를 제어하여 낮은 지구온난화지수를 가지면서, 향상된 성능을 가질 수 있는 혼합 냉매를 제조하였다.
실시예에 따른 혼합 냉매는 특정한 조성비의 범위에서 낮은 지구온난화지수를 가지면서, 향상된 성능을 구현할 수 있는 것을 알 수 있다.
자세하게, 실시예에 따른 혼합 냉매는 디플루오로메탄(HFC-32)가 전체 혼합물에 대해 40 중량% 내지 70 중량% 만큼 포함되고, 프로펜(HC-1270)이 전체 혼합물에 대해 10 중량% 내지 50 중량% 만큼 포함되고, 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))가 전체 혼합물에 대해 10 중량% 내지 20 중량% 만큼 포함된다.
상기 혼합 냉매의 조성 및 조성비는 지구온난화지수(GWP)가 감소되고, 이산화탄소(CO2)의 발생량이 감소되며, 낮은 온도 구배차를 가지고, 기존 냉매 대비 체적 용량이 80% 이상인 혼합 냉매를 구현하기 위한 것이다.
자세하게, 상기 디플루오로메탄(HFC-32)가 상기 중량범위를 만족하지 못하는 경우, 기존 냉매 대비 체적 용량이 80% 미만으로 감소되어 효율이 저하될 수 있다. 자세하게, 상기 디플루오로메탄(HFC-32)가 상기 중량범위를 만족하지 않는 경우, 기존 냉매 대비 체적 용량이 50% 내지 60%로 감소될 수 있다.
이때, 상기 기존 냉매는 디플루오로메탄(HFC-32)을 단독으로 냉매로 사용할 때의 체적 용량으로 정의될 수 있다.
또한, 상기 디플루오로메탄(HFC-32)이 상기 중량범위를 만족하지 못하는 경우, 혼합 냉매의 온도구배차가 증가되어 열전달 능력이 감소될 수 있다.
또한, 상기 프로펜(HC-1270)이 상기 중량범위를 만족하지 못하는 경우, 기존 냉매 대비 체적 용량이 80% 미만으로 감소되어 효율이 저하될 수 있다.
자세하게, 상기 디플루오로메탄(HFC-32)가 상기 중량범위를 만족하지 않는 경우, 기존 냉매 대비 체적 용량이 50% 내지 70%로 감소될 수 있다.
또한, 상기 프로펜(HC-1270)이 상기 중량범위를 만족하지 못하는 경우, 혼합 냉매의 온도구배차가 증가되어 열전달 능력이 감소될 수 있다.
또한, 상기 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))가 상기 중량범위를 만족하지 못하는 경우, 기존 냉매 대비 체적 용량이 80% 미만으로 감소되어 효율이 저하될 수 있다.
자세하게, 상기 디플루오로메탄(HFC-32)가 상기 중량범위를 만족하지 않는 경우, 기존 냉매 대비 체적 용량이 60% 내지 75%로 감소될 수 있다.
또한, 상기 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))이 상기 중량범위를 만족하지 못하는 경우, 혼합 냉매의 온도구배차가 증가되어 열전달 능력이 감소될 수 있다.
한편, 실시예에 따른 혼합 냉매는 디플루오로메탄(HFC-32), 프로펜(HC-1270) 및 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))중 상기 디플루오로메탄(HFC-32)을 가장 많이 포함할 수 있다.
즉, 실시예에 따른 혼합 냉매에서 상기 디플루오로메탄(HFC-32)은 주요 조성일 수 있다.
또한, 실시예에 따른 혼합 냉매에서 상기 프로펜(HC-1270) 및 상기 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))은 동일하거나 또는 상기 프로펜(HC-1270)이 상기 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))보다 많이 포함되거나 또는 상기 프로펜(HC-1270)이 상기 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))보다 적게 포함될 수 있다.
이하, 실시예들 및 비교예들에 따른 혼한 냉매를 통하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다. 이러한 실시예는 본 발명을 좀더 상세하게 설명하기 위하여 예시로 제시한 것에 불과하다. 따라서 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
디플루오로메탄(HFC-32), 프로펜(HC-1270) 및 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))을 혼합하여 혼합 냉매를 제조하였다.
이때, 상기 디플루오로메탄(HFC-32)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 70 중량% 만큼 포함되었고, 상기 프로펜(HC-1270)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 20 중량% 만큼 포함되었고, 상기 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 10 중량% 만큼 포함되었다.
이어서, 혼합 냉매의 지구온난화지수, 이산화탄소 발생량, 디플루오로메탄(HFC-32)을 단독 냉매로 사용했을 때 기준 체적 용량 및 온도구배차를 측정하였다.
실시예 2
디플루오로메탄(HFC-32), 프로펜(HC-1270) 및 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))을 혼합하여 혼합 냉매를 제조하였다.
이때, 상기 디플루오로메탄(HFC-32)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 70 중량% 만큼 포함되었고, 상기 프로펜(HC-1270)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 10 중량% 만큼 포함되었고, 상기 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 20 중량% 만큼 포함되었다.
이어서, 혼합 냉매의 지구온난화지수, 이산화탄소 발생량, 디플루오로메탄(HFC-32)을 단독 냉매로 사용했을 때 기준 체적 용량 및 온도구배차를 측정하였다.
실시예 3
디플루오로메탄(HFC-32), 프로펜(HC-1270) 및 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))을 혼합하여 혼합 냉매를 제조하였다.
이때, 상기 디플루오로메탄(HFC-32)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 60 중량% 만큼 포함되었고, 상기 프로펜(HC-1270)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 30 중량% 만큼 포함되었고, 상기 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 10 중량% 만큼 포함되었다.
이어서, 혼합 냉매의 지구온난화지수, 이산화탄소 발생량, 디플루오로메탄(HFC-32)을 단독 냉매로 사용했을 때 기준 체적 용량 및 온도구배차를 측정하였다.
실시예 4
디플루오로메탄(HFC-32), 프로펜(HC-1270) 및 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))을 혼합하여 혼합 냉매를 제조하였다.
이때, 상기 디플루오로메탄(HFC-32)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 60 중량% 만큼 포함되었고, 상기 프로펜(HC-1270)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 20 중량% 만큼 포함되었고, 상기 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 20 중량% 만큼 포함되었다.
이어서, 혼합 냉매의 지구온난화지수, 이산화탄소 발생량, 디플루오로메탄(HFC-32)을 단독 냉매로 사용했을 때 기준 체적 용량 및 온도구배차를 측정하였다.
실시예 5
디플루오로메탄(HFC-32), 프로펜(HC-1270) 및 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))을 혼합하여 혼합 냉매를 제조하였다.
이때, 상기 디플루오로메탄(HFC-32)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 50 중량% 만큼 포함되었고, 상기 프로펜(HC-1270)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 40 중량% 만큼 포함되었고, 상기 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 10 중량% 만큼 포함되었다.
이어서, 혼합 냉매의 지구온난화지수, 이산화탄소 발생량, 디플루오로메탄(HFC-32)을 단독 냉매로 사용했을 때 기준 체적 용량 및 온도구배차를 측정하였다.
실시예 6
디플루오로메탄(HFC-32), 프로펜(HC-1270) 및 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))을 혼합하여 혼합 냉매를 제조하였다.
이때, 상기 디플루오로메탄(HFC-32)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 50 중량% 만큼 포함되었고, 상기 프로펜(HC-1270)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 30 중량% 만큼 포함되었고, 상기 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 20 중량% 만큼 포함되었다.
이어서, 혼합 냉매의 지구온난화지수, 이산화탄소 발생량, 디플루오로메탄(HFC-32)을 단독 냉매로 사용했을 때 기준 체적 용량 및 온도구배차를 측정하였다.
실시예 7
디플루오로메탄(HFC-32), 프로펜(HC-1270) 및 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))을 혼합하여 혼합 냉매를 제조하였다.
이때, 상기 디플루오로메탄(HFC-32)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 40 중량% 만큼 포함되었고, 상기 프로펜(HC-1270)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 50 중량% 만큼 포함되었고, 상기 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 10 중량% 만큼 포함되었다.
이어서, 혼합 냉매의 지구온난화지수, 이산화탄소 발생량, 디플루오로메탄(HFC-32)을 단독 냉매로 사용했을 때 기준 체적 용량 및 온도구배차를 측정하였다.
실시예 8
디플루오로메탄(HFC-32), 프로펜(HC-1270) 및 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))을 혼합하여 혼합 냉매를 제조하였다.
이때, 상기 디플루오로메탄(HFC-32)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 40 중량% 만큼 포함되었고, 상기 프로펜(HC-1270)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 40 중량% 만큼 포함되었고, 상기 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 20 중량% 만큼 포함되었다.
이어서, 혼합 냉매의 지구온난화지수, 이산화탄소 발생량, 디플루오로메탄(HFC-32)을 단독 냉매로 사용했을 때 기준 체적 용량 및 온도구배차를 측정하였다.
비교예 1
디플루오로메탄(HFC-32), 프로펜(HC-1270) 및 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))을 혼합하여 혼합 냉매를 제조하였다.
이때, 상기 디플루오로메탄(HFC-32)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 60 중량% 만큼 포함되었고, 상기 프로펜(HC-1270)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 10 중량% 만큼 포함되었고, 상기 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 30 중량% 만큼 포함되었다.
이어서, 혼합 냉매의 지구온난화지수, 이산화탄소 발생량, 디플루오로메탄(HFC-32)을 단독 냉매로 사용했을 때 기준 체적 용량 및 온도구배차를 측정하였다.
비교예 2
디플루오로메탄(HFC-32), 프로펜(HC-1270) 및 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))을 혼합하여 혼합 냉매를 제조하였다.
이때, 상기 디플루오로메탄(HFC-32)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 50 중량% 만큼 포함되었고, 상기 프로펜(HC-1270)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 20 중량% 만큼 포함되었고, 상기 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 30 중량% 만큼 포함되었다.
이어서, 혼합 냉매의 지구온난화지수, 이산화탄소 발생량, 디플루오로메탄(HFC-32)을 단독 냉매로 사용했을 때 기준 체적 용량 및 온도구배차를 측정하였다.
비교예 3
디플루오로메탄(HFC-32), 프로펜(HC-1270) 및 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))을 혼합하여 혼합 냉매를 제조하였다.
이때, 상기 디플루오로메탄(HFC-32)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 40 중량% 만큼 포함되었고, 상기 프로펜(HC-1270)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 30 중량% 만큼 포함되었고, 상기 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 30 중량% 만큼 포함되었다.
이어서, 혼합 냉매의 지구온난화지수, 이산화탄소 발생량, 디플루오로메탄(HFC-32)을 단독 냉매로 사용했을 때 기준 체적 용량 및 온도구배차를 측정하였다.
비교예 4
디플루오로메탄(HFC-32), 프로펜(HC-1270) 및 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))을 혼합하여 혼합 냉매를 제조하였다.
이때, 상기 디플루오로메탄(HFC-32)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 50 중량% 만큼 포함되었고, 상기 프로펜(HC-1270)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 10 중량% 만큼 포함되었고, 상기 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 40 중량% 만큼 포함되었다.
이어서, 혼합 냉매의 지구온난화지수, 이산화탄소 발생량, 디플루오로메탄(HFC-32)을 단독 냉매로 사용했을 때 기준 체적 용량 및 온도구배차를 측정하였다.
비교예 5
디플루오로메탄(HFC-32), 프로펜(HC-1270) 및 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))을 혼합하여 혼합 냉매를 제조하였다.
이때, 상기 디플루오로메탄(HFC-32)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 40 중량% 만큼 포함되었고, 상기 프로펜(HC-1270)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 20 중량% 만큼 포함되었고, 상기 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 40 중량% 만큼 포함되었다.
이어서, 혼합 냉매의 지구온난화지수, 이산화탄소 발생량, 디플루오로메탄(HFC-32)을 단독 냉매로 사용했을 때 기준 체적 용량 및 온도구배차를 측정하였다.
비교예 6
디플루오로메탄(HFC-32), 프로펜(HC-1270) 및 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))을 혼합하여 혼합 냉매를 제조하였다.
이때, 상기 디플루오로메탄(HFC-32)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 40 중량% 만큼 포함되었고, 상기 프로펜(HC-1270)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 10 중량% 만큼 포함되었고, 상기 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 50 중량% 만큼 포함되었다.
이어서, 혼합 냉매의 지구온난화지수, 이산화탄소 발생량, 디플루오로메탄(HFC-32)을 단독 냉매로 사용했을 때 기준 체적 용량 및 온도구배차를 측정하였다.
비교예 7
디플루오로메탄(HFC-32) 및 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))을 혼합하여 혼합 냉매를 제조하였다.
이때, 상기 디플루오로메탄(HFC-32)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 60 중량% 만큼 포함되었고, 상기 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 40 중량% 만큼 포함되었다.
이어서, 혼합 냉매의 지구온난화지수, 이산화탄소 발생량, 디플루오로메탄(HFC-32)을 단독 냉매로 사용했을 때 기준 체적 용량 및 온도구배차를 측정하였다.
비교예 8
디플루오로메탄(HFC-32) 및 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))을 혼합하여 혼합 냉매를 제조하였다.
이때, 상기 디플루오로메탄(HFC-32)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 50 중량% 만큼 포함되었고, 상기 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 50 중량% 만큼 포함되었다.
이어서, 혼합 냉매의 지구온난화지수, 이산화탄소 발생량, 디플루오로메탄(HFC-32)을 단독 냉매로 사용했을 때 기준 체적 용량 및 온도구배차를 측정하였다.
비교예 9
디플루오로메탄(HFC-32) 및 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))을 혼합하여 혼합 냉매를 제조하였다.
이때, 상기 디플루오로메탄(HFC-32)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 40 중량% 만큼 포함되었고, 상기 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 60 중량% 만큼 포함되었다.
이어서, 혼합 냉매의 지구온난화지수, 이산화탄소 발생량, 디플루오로메탄(HFC-32)을 단독 냉매로 사용했을 때 기준 체적 용량 및 온도구배차를 측정하였다.
비교예 10
프로펜(HC-1270) 및 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))을 혼합하여 혼합 냉매를 제조하였다.
이때, 상기 프로펜(HC-1270)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 40 중량% 만큼 포함되었고, 상기 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 60 중량% 만큼 포함되었다.
이어서, 혼합 냉매의 지구온난화지수, 이산화탄소 발생량, 디플루오로메탄(HFC-32)을 단독 냉매로 사용했을 때 기준 체적 용량 및 온도구배차를 측정하였다.
비교예 11
프로펜(HC-1270) 및 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))을 혼합하여 혼합 냉매를 제조하였다.
이때, 상기 프로펜(HC-1270)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 50 중량% 만큼 포함되었고, 상기 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 50 중량% 만큼 포함되었다.
이어서, 혼합 냉매의 지구온난화지수, 이산화탄소 발생량, 디플루오로메탄(HFC-32)을 단독 냉매로 사용했을 때 기준 체적 용량 및 온도구배차를 측정하였다.
비교예 12
프로펜(HC-1270) 및 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))을 혼합하여 혼합 냉매를 제조하였다.
이때, 상기 프로펜(HC-1270)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 60 중량% 만큼 포함되었고, 상기 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 40 중량% 만큼 포함되었다.
이어서, 혼합 냉매의 지구온난화지수, 이산화탄소 발생량, 디플루오로메탄(HFC-32)을 단독 냉매로 사용했을 때 기준 체적 용량 및 온도구배차를 측정하였다.
지구온난화지수
(GWP)		 CO2 발생량
(%)		 체적용량
(%, HFC-32 대비)		 온도구배차
(℃)
실시예1 472.96 53 97 4.33
실시예2 472.96 63 86 7.28
실시예3 405.64 40 98 2.76
실시예4 405.64 47 87 6.51
실시예5 338.32 31 92 3.91
실시예6 338.24 35 87 5.66
실시예7 270.76 24 83 7.01
실시예8 270.92 27 82 6.94
표 1 및 도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 혼합 냉매는 낮은 지구 오난화 지수, 낮은 이산화탄소 발생, 높은 체적 용량 및 낮은 온도구배차를 가지는 것을 알 수 있다.
자세하게, 실시예 1 내지 실시예 8에 따른 혼합 냉매는 디플루오로메탄(HFC-32)이 전체 혼합물에 대해 40 중량% 내지 70 중량%, 프로펜(HC-1270)이 전체 혼합물에 대해 10 중량% 내지 50 중량%, 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))가 전체 혼합물에 대해 10 중량% 내지 20 중량%의 조성비를 만족한다.
상기 조성비를 만족하는 실시예 1 내지 실시예 8에 따른 혼합 냉매는 약 500 이하의 지구 온난화 지수를 가지고, 기존 냉매인 디플루오로메탄(R32) 대비 체적 용량이 80% 이상이며, 약 8℃ 이하의 온도구배차를 가질 수 있다.
또한, 도 2를 참조하면, 실시예 1 내지 실시예 8에 따른 혼합 냉매는 기존 냉매인 디플루오로메탄(R32) 대비 냉매 충전량이 높은 것을 알 수 있다.
이에 따라, 실시예에 따른 혼합 냉매는 친환경적이면서, 향상된 성능을 가질 수 있다.
지구온난화지수
(GWP)		 CO2 발생량
(%)		 체적용량
(%, HFC-32 대비)		 온도구배차
(℃)
비교예1 405.64 55 77 9.48
비교예2 338.16 40 77 9.12
비교예3 270.84 30 76 8.66
비교예4 338.16 47 68 11.96
비교예5 270.76 34 68 11.84
비교예6 270.76 39 60 14.46
비교예7 405.72 66 70 6.40
비교예8 338.4 57 61 8.58
비교예9 271.08 47 54 10.63
비교예10 1.32 0 52 3.85
비교예11 1.4 0 56 2.05
비교예12 1.48 0 59 1.01
한편, 표 2 및 도 3 내지 도 5를 참조하면, 비교예 1 내지 비교예 12에 따른 혼합 냉매는 실시예에 따른 혼합 냉매에 비해 낮은 체적 용량 및 온도구배차를 가지는 것을 알 수 있다.
자세하게, 비교예 1 내지 비교예 12에 따른 혼합 냉매는 디플루오로메탄(HFC-32)이 전체 혼합물에 대해 40 중량% 내지 70 중량%, 프로펜(HC-1270)이 전체 혼합물에 대해 10 중량% 내지 50 중량%, 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))가 전체 혼합물에 대해 10 중량% 내지 20 중량%의 조성비를 만족하지 못하며, 이에 따라, 기존 냉매인 디플루오로메탄(R32) 대비 체적 용량이 80% 미만이며, 약 8℃ 초과의 온도구배차를 가질 수 있다.
이에 따라, 실시예에 따른 혼합 냉매는 친환경일 수는 있지만, 효율이 저하될 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 평균적 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 디플루오로메탄(HFC-32), 프로펜(HC-1270) 및 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))을 포함하는 혼합 냉매로서,
    상기 디플루오로메탄(HFC-32)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 40 중량% 내지 70 중량% 만큼 포함되고,
    상기 프로펜(HC-1270)은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 10 중량% 내지 50 중량% 만큼 포함되고,
    상기 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))은 상기 혼합 냉매 전체에 대해 10 중량% 내지 20 중량% 만큼 포함되며,
    상기 디플루오로메탄(HFC-32)을 가장 많이 포함하고,
    상기 프로펜(HC-1270)의 중량%는 상기 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234ze(E))의 중량%보다 크거나 동일하며,
    상기 디플루오로메탄(HFC-32)에 대비하여 체적 용량이 87% 이상인 혼합 냉매.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 혼합 냉매의 지구 온난화 지수는 500 이하인 혼합 냉매.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 혼합 냉매의 온도 구배 차이는 8℃ 이하인 혼합 냉매.
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