[发明专利]制冷剂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及含有二甲醚和二氧化碳的制冷剂组合物，所述制冷剂组合物用于汽车空调或自动售货机等用的冷冻机。

背景技术

到目前为止，因氟利昂(CFC含氯氟烃，HCFC含氢氯氟烃)具有优异的制冷剂能力，因此在全世界一直作为汽车空调等用的制冷剂而被广泛地使用。但是，现在，由于氟利昂因含有氯而破坏臭氧层，因此在1996年，在日本和欧美先进国家全面停止了特定氟利昂中的CFC的生产。与此相同，作为特定氟利昂的HCFC(含氢氯氟烃)也在2004年以后逐渐被限制生产，在欧洲，到2010年之前将全面停止HCFC生产，在其他先进国家，也要在2020年之前全面停止HCFC生产。

另外，尽管取代上述特定氟利昂的替代氟利昂(HFC氢氟烃、PFC全氟化碳，SP6)具有能满足臭氧层破坏系数为零、低毒性、不燃的特性、性能，但是存在与矿物油的非相容性、润滑性劣化的问题。特别是，所述替代氟利昂虽然不破坏臭氧层，但地球变暖系数非常高，因此，虽然现在没有具体的限制，放任于业界的自主行动，但是在不久的将来或许会停止其使用或者大幅度地限制其使用。

最近，二氧化碳、氨、水和空气等天然制冷剂的开发得到推进，尽管这些天然制冷剂也具有臭氧层破坏系数为零、变暖系数大致为零的特征，但是在安全性、性能、便利性等方面各自存在缺点。氨虽然具有与HFC同等的效率，但是具有毒性、刺激性气味、与铜的不适应性。水和空气虽然不燃、无毒，但是效率极低。

另一方面，二氧化碳是不燃和低毒性的，显热效果大，因此近年来被用于作为取暖/温热水供给用的二氧化碳热泵热水器(Ecocute)等的EHP制冷剂。但是，另一方面二氧化碳潜热效果小，因此用于制冷时效率较差。进而，在使用二氧化碳作为汽车空调用的制冷剂时，在汽车空调的冷凝器侧的工作压力为8MPa以上的高压，达到了超临界点(CO₂临界压力：7.4MPa，临界温度：31℃)，由CO₂的莫里尔图(Mollier diagram)可知，为了使该高压气相制冷剂在冷凝器中液化，制冷剂为31℃以下是必要的。但是，在汽车空调等最常被使用的夏季，外部气温常常超过31℃。在这样的外部气温条件下，单独二氧化碳的制冷剂在冷凝器内完全不液化(冷凝)，因此不产生由冷凝带来的放热。即，仅得到由伴随压力下降的绝热膨胀所产生的冷却效果，完全不能得到由气化热产生的冷却效果。因此，冷却循环具有在亚临界压力与超临界压力之间变化的超临界压力，冷却条件下的性能效率(COP)较低，并且压缩机的工作压力变得极高。

为了防止所述问题，需要特别的努力，即使水在汽车空调的冷凝器周围循环或使特殊的冷冻机用气体围绕其周围，以冷却冷凝器，或者通过气体冷却器将纳入的外部气体的温度降至能够充分地热交换的温度等。但是，如果实施这样的努力则在成本方面变得不利。

另一方面，已知二甲醚(DME)潜热效果极高，用于制冷是适合的，但是由于可燃性，从安全性的角度出发，未被用于实用。

发明内容

本发明的目的在于，提供冷冻机用的制冷剂组合物，所述组合物没有破坏臭氧层的危险性，对地球变暖产生的不良影响较小，没有毒性，并具有优异的制冷能力。

本发明人发现，二氧化碳良好地溶解在二甲醚中，并发现二甲醚/二氧化碳的混合制冷剂能够用于冷冻机、供给热水/取暖，分别在日本特愿2004-167210号(申请日2004年6月4日)和日本特愿2005-55957号(申请日2005年3月1日，优先权日2004年6月4日(另一申请))中，记载了关于含有二氧化碳-二甲醚混合气体的新的制冷剂的发明。这次，本发明人考虑，进而利用二甲醚的沸点为-25℃而二氧化碳的沸点为-78.45℃这一事实，通过在二氧化碳中混合二甲醚来促进蒸气压下降，以便能够促进在冷凝器内的冷凝(液化)，由此，能够构筑在冷却条件下的蒸气压缩循环(冷凝循环)，并进行了各种研究，结果得到了本发明。