DE69003790T2

DE69003790T2 - Arbeitsmittel.

Info

Publication number: DE69003790T2
Application number: DE1990603790
Authority: DE
Inventors: Koji Arita; Masami Funakura; Yuji Yoshida
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-11-30
Filing date: 1990-11-27
Publication date: 1994-04-28
Anticipated expiration: 2010-11-28
Also published as: EP0430171B1; DE69003790D1; EP0430171A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Arbeitsfluid, welches mehrere halogenierte Kohlenwasserstoffe enthält und in Klimaanlagen und Wärmepumpen und dergleichen verwendet wird.

Beschreibung des Standes der Technik

Bis jetzt wurden als Arbeitsfluide in Klimaanlagen, Wärmepumpen und dergleichen halogenierte Kohlenwasserstoffe verwendet, die von Methan oder Ethan abstammten und die auch als fluorierte Halocarbone bezeichnet wurden. Sie arbeiten bei einer solchen Einsatztemperatur, daß die Kondensationstemperatur und/oder Verdampfungstemperatur im Bereich von etwa 0 (Null) bis etwa 50 ºC liegt. Unter ihnen findet Chlordifluormethan (CHClF&sub2;, R22) mit einem Siedepunkt von - 40,8 ºC als Arbeitsfluid in Klimaanlagen für Gebäude und in Kühlsystemen großen Maßstabs weite Verbreitung.
Seit kurzem wird der Abbau der Ozonschicht in der Stratosphäre als eines der globalen Umweltprobleme ernsthaft diskutiert, und durch das Montreal-Protokoll werden die Verbrauchs- und Produktionsmengen einiger vollständig halogenierter Chlorfluorkohlenwasserstoffe (FCKW) begrenzt, die ein hohes Ozonabbaupotential haben. Künftig wird deren Einsatz und Erzeugung geächtet werden.
R22 hat ein Ozonabbaupotential (nachfolgend als "ODP" bezeichnet, ozone depletion potential) von 0,05, wenn der ODP-Wert von Trichlorfluormethan (CCl&sub3;F, R11) als 1 (Eins) definiert wird. Obwohl R22 kein FCKW ist, ist eine Zunahme seiner Produktion und seiner Verwendung zu erwarten, und es ist zu erwarten, daß R22 in der Zukunft einen signifikanten Einfluß auf das menschliche Leben haben wird, weil Klimaanlagen und Wärmepumpen breiten Einsatz finden und noch finden werden. Deshalb ist es in höchstem Ausmaß wünschenswert, schnell ein Arbeitsfluid zu entwikkeIn, welches einen kleinen ODP-Wert aufweist und künftig als Ersatzstoff für R22 eingesetzt werden kann.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Arbeitsfluid zur Verfügung zu stellen, welches weniger Einfluß auf die Ozonschicht in der Stratosphäre hat und als Ersatzstoff für R22 verwendet werden kann.
Erfindungsgemäß wird ein Arbeitsfluid zur Verfügung gestellt, enthaltend Difluorethan (C&sub2;H&sub4;F&sub2;) und mindestens zwei fluorierte Kohlenwasserstoffe mit einem Siedepunkt nicht oberhalb von -40 ºC bei Atmosphärendruck, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Methanderivaten und Ethanderivaten, die aus einem oder zwei Kohlenstoffatomen, aus Wasserstoffatomen und aus Fluoratomen bestehen (nachfolgend als "fluoriertes Methan- oder Ethanderivat" bezeichnet).

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die Figuren 1 bis 6 sind ternäre Zusammensetzungsdiagramme der Arbeitsfluide in den Beispielen 1 bis 6.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Unter den Komponenten des erfindungsgemäßen Arbeitsfluids hat die Difluorethan im wesentlichen kein Ozonabbaupotential, d.h. sein ODP-Wert ist im wesentlichen Null, und es enthält in seiner Molekülstruktur kein Chloratom.
Weil die fluorierten Methan- oder Ethanderivate in ihrer Molekülstruktur kein Chloratom aufweisen, haben sie im wesentlichen kein Ozonabbaupotential.
Unter den fluorierten Methan- oder Ethanderivaten sind Trifluormethan (CHF&sub3;, ODP = 0), Difluormethan (CH&sub2;F&sub2;, ODP = 0), Pentafluorethan (C&sub2;HF&sub5;, ODP = 0) und Trifluorethan (C&sub2;H&sub3;F&sub3;, ODP = 0) bevorzugt.
Das erfindungsgemäße Arbeitsfluid hat einen wesentlich kleineren Einfluß auf die Ozonschicht in der Stratosphäre als R22, weil es Difluorethan, welches im wesentlichen kein Ozonabbaupotential (ODP = 0) aufweist, und die fluorierten Methan- oder Ethanderivate enthält, die einen Siedepunkt nicht oberhalb von -40 ºC aufweisen, und die in ihrer Molekülstruktur kein Chloratom enthalten und im wesentlichen kein Ozonabbaupotential zeigen.
In einem speziellen Zusammensetzungsbereich hat das erfindungsgemäße Arbeitsfluid im Temperaturbereich zwischen etwa 0 bis etwa 50 ºC im wesentlichen den gleichen Dampfdruck wie R22 und ist als Arbeitsfluid geeignet, welches in den augenblicklich verwendeten Vorrichtungen als Ersatzstoff für R22 eingesetzt werden kann.
Es ist zu erwarten, daß das erfindungsgemäße Arbeitsfluid einen sehr kleinen ODP-Wert aufweist, d.h. im wesentlichen 0 (Null).
Weil das erfindungsgeinäße Arbeitsfluid außerdem ein nichtazeotropisches Gemisch ist und beim Kondensations- und Verdampfungsvorgang einen Temperaturgradienten aufweist, ist ein höherer Betriebskoeffizient (coefficient of performance, COP) als für R22 zu erwarten, wenn der Lorenz-Zyklus errichtet wird, bei dem eine Temperaturdifferenz aus einer Wärmequelle vermindert wird.
Die fluorierten Kohlenwasserstoffe, die ein Ozonabbaupotential aufweisen, neigen zu großem globalen Erwärmungspotential (nachfolgend als "GWP" bezeichnet, global warming potential), wenn sie einen großen ODP-Wert haben. Weil das erfindungsgemäße Arbeitsfluid die vorstehend genannten drei wesentlichen Komponenten enthält, ist sein GWP-Wert im wesentlichen der gleiche oder kleiner als der von R22. Deshalb kann das erfindungsgemäße Arbeitsfluid einen kleineren Einfluß auf die Erwärmung der Erdatmosphäre ausüben.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung

Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele erläutert.

Beispiel 1

Fig. 1 zeigt ein ternäres Zusaminensetzungsdiagramm, welches für bestimmte Temperaturen unter bestimmten Drucken in einem Dreiecks-Koordinatensystem Gleichgewichtszustände eines Gemisches angibt, welches aus Trifluormethan (R23), Difluormethan (R32) und 1,1-Difluorethan (R152a) besteht.
In dem Dreiecks-Koordinatensystem sind - vom oberen Scheitelpunkt aus in Richtung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn - den Scheitelpunkten Einzelverbindungen zugeordnet, und zwar ausgehend von einer Verbindung mit dem niedrigsten Siedepunkt zu einer Verbindung mit dem höchsten Siedepunkt. Eine Zusammensetzung (Gewichtsverhältnis) aus den drei Verbindungen an einem Punkt des Dreiecks-Koordinatensystems wird ausgedrückt als das Verhältnis der Abstände zwischen diesem Punkt und den entgegengesetzten Seiten. Die Entfernung bzw. der Abstand zwischen diesem Punkt und den entgegengesetzten Seiten entspricht dem Anteil der Verbindung, die dem Scheitelpunkt zugeordnet ist, der dieser Seite gegenüberliegt.
In Fig. 1 sind die Linien 1 Phasengleichgewichtslinien des Gemisches bei 0 ºC unter einem Druck von 4,044 kg/cm²G. Diese Temperatur und dieser Druck entsprechen einem gesättigten Zustand von R22. Die obere der Phasengleichgewichtslinien 1 (entsprechend R22 bei 0 ºC) ist eine Linie für gesättigten Dampf, und die untere ist eine Linie für gesättigte Flüssigkeit. Im Gebiet zwischen diesen zwei Linien befindet sich das Gemisch im Zustand des Phasengleichgewichts. Die Linien 2 sind Phasengleichgewichtslinien des Gemisches bei 50 ºC unter einem Druck von 18,782 kg/cm²G. Diese Temperatur und dieser Druck entsprechen einem gesättigten Zustand von R22.
Wenn R23 alleine verwendet wird, übersteigt es die kritische Temperatur bei 50 ºC. Das Gemisch hat jedoch den gesättigten Zustand, so daß es in einer Klimaanlage oder einer Wärmepumpe verwendet werden kann, die einen Bereich der Einsatztemperatur zwischen etwa 0 und etwa 50 ºC hat.
Wie aus Fig. 1 zu verstehen ist, ist das Gemisch bevorzugt, welches etwa 0 bis etwa 50 Gew.-% (beispielsweise etwa 1 bis etwa 50 Gew.-%) R23, etwa 0 bis etwa 60 Gew.-% (beispielsweise etwa 1 bis etwa 60 Gew.-%) R32 und etwa 40 bis etwa 90 Gew.-% R152a enthält, weil es im Einsatz-Temperaturbereich zwischen etwa 0 und etwa 50 ºC im wesentlichen den gleichen Dampfdruck hat wie R22. Bevorzugter ist weiterhin das Gemisch, welches etwa 0 bis etwa 40 Gew.-% (beispielsweise etwa 1 bis etwa 40 Gew.-%) R23, etwa 0 bis etwa 50 Gew.-% (beispielsweise etwa 1 bis etwa 50 Gew.-%) R32 und etwa 50 bis etwa 85 Gew.-% R152a enthält, weil es bei allen Einsatztemperaturen zwischen 0 und 50 ºC im wesentlichen den gleichen Dampfdruck wie R22 aufweist.
Die Zusammensetzungen der Arbeitsfluide an den Punkten A1 bis F1 in Fig. 1 sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1 Punkt R23 R32 R152a
Die Punkte A1, B1 und C1 befinden sich auf der Linie des gesättigten Dampfes der Phasengleichgewichtslinien 2 (entsprechend R22 bei 50 ºC), und die Punkte D1, E1 und F1 befinden sich auf der Linie der gesättigten Flüssigkeit der Phasengleichgewichtslinien 2. Weiterhin befinden sich alle davon im Gebiet zwischen der Linie für gesättigten Dampf und der Linie für gesättigte Flüssigkeit der Phasengleichgewichtslinien 1 (entsprechend R22 bei 0 ºC). Deshalb befindet sich das Gemisch im Zustand des Phasengleichgewichts bei 0 ºC unter einem Druck von 4,044 kg/cm²G, was dem gesättigten Zustand von R22 entspricht.
Weiter befindet sich das Arbeitsfluid mit der Zusammensetzung gemäß Tabelle 1 im gesättigten Zustand oder im Zustand des Phasengleichgewichts bei den Bedingungen des Sättigungsdampfdrucks von R22 bei 0 und 50 ºC, so daß das Arbeitsfluid im Einsatz- Temperaturbereich zwischen etwa 0 und etwa 50 ºC im wesentlichen die gleiche Kondensations- und Verdampfungstemperatur wie R22 hat, wenn bei dem Sättigungsdampfdruck von R22 bei dieser Temperatur gearbeitet wird.
Vorstehend wurden Gemische erläutert, die Zusammensetzungen haben, die sich auf den Phasengleichgewichtslinien 2 befinden (entsprechend R22 bei 50 ºC). Wenn zusätzlich in ähnlicher Weise wie oben mit Arbeitsfluiden gearbeitet wird, die Zusammensetzungen im Gebiet innerhalb der Punkte A1 bis F1 aufweisen, insbesondere solche mit Zusammensetzungen, die den Zustand des Phasengleichgewichts bei 0 ºC unter einem Druck von 4,044 kg/cm²G und bei 50 ºC unter einem Druck von 18,782 kg/cm²G erreichen, was beide Male dem gesättigten Zustand von R22 entspricht, kann man im Einsatz-Temperaturbereich zwischen etwa 0 und etwa 50 ºC Kondensations- und Verdampfungstemperaturen erreichen, die im wesentlichen die gleichen sind wie für R22.
Gemäß Fig. 1 ist dementsprechend das Gemisch bevorzugt, welches etwa 0 bis etwa 50 Gew.-% (beispielsweise etwa 1 bis etwa 50 Gew.-%) Trifluormethan, etwa 0 bis etwa 60 Gew.-% (beispielsweise etwa 1 bis etwa 60 Gew.-%) Difluormethan und etwa bis etwa 90 Gew.-% Difluorethan enthält, weil es im Einsatz-Temperaturbereich zwischen etwa 0 und etwa 50 ºC im wesentlichen den gleichen Dampfdruck wie R22 aufweist. Bevorzugter ist weiterhin das Gemisch, welches etwa 0 bis etwa 40 Gew.-% (beispielsweise etwa 1 bis etwa 40 Gew.-%) Trifluormethan, etwa 0 bis etwa 50 Gew.-% (beispielsweise etwa 1 bis etwa 50 Gew.-%) Difluormethan und etwa 50 bis etwa 85 Gew.-% Difluorethan enthält, weil es bei allen Einsatztemperaturen zwischen 0 und 50 ºC im wesentlichen den gleichen Dampfdruck wie R22 aufweist.
Weil zu erwarten ist, daß die Arbeitsfluide von Beispiel 1 einen ODP-Wert von 0 (Null) aufweisen, stellen sie vielversprechende Ersatz-Arbeitsfluide für R22 dar.

Beispiel 2

Fig. 2 zeigt ein ternäres Zusammensetzungsdiagramm, welches für bestimmte Temperaturen unter bestimmten Drucken in einem Dreiecks-Koordinatensystem Gleichgewichtszustände eines Gemisches angibt, welches aus R23, Pentafluorethan (R125) und R152a besteht.
Die Zusammensetzungen der Arbeitsfluide bei den Punkten A1 bis F1 in Fig. 2 sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2 Punkt R23 R125 R152a
In diesen Fällen ist das Gemisch bevorzugt, welches etwa 0 bis etwa 50 Gew.-% (beispielsweise etwa 1 bis etwa 50 Gew.-%) Trifluormethan, etwa 0 bis etwa 85 Gew.-% (beispielsweise etwa 1 bis etwa 85 Gew.-%) Pentafluorethan und etwa 15 bis etwa 90 Gew.-% Difluorethan enthält, und bevorzugter ist weiterhin das Gemisch, welches etwa 0 bis etwa 40 Gew.-% (beispielsweise etwa 1 bis etwa 40 Gew.-%) Trifluormethan, etwa 0 bis etwa 80 Gew.-% (beispielsweise etwa 1 bis etwa 80 Gew.-%) Pentafluorethan und etwa 20 bis etwa 85 Gew.-% Difluorethan enthält.
Weil zu erwarten ist, daß die Arbeitsfluide von Beispiel 2 einen ODP-Wert von 0 (Null) aufweisen, stellen sie vielversprechende Ersatz-Arbeitsfluide für R22 dar.

Beispiel 3

Fig. 3 zeigt ein ternäres Zusammensetzungsdiagramm, welches für bestimmte Temperaturen unter bestimmten Drucken in einem Dreiecks-Koordinatensystem Gleichgewichtszustände eines Gemisches angibt, welches aus R23, 1,1,1-Trifluorethan (R143a) und R152a besteht.
Die Zusammensetzungen der Arbeitsfluide bei den Punkten A1 bis F1 in Fig. 3 sind in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3 Punkt R23 R143a R152a
In diesem Fall ist das Gemisch bevorzugt, welches etwa 0 bis etwa 50 Gew.-% (beispielsweise etwa 1 bis etwa 50 Gew.-%) Trifluormethan, etwa 0 bis etwa 80 Gew.-% (beispielsweise etwa 1 bis etwa 80 Gew.-%) Trifluorethan und etwa 20 bis etwa 90 Gew.-% Difluorethan enthält, und bevorzugter ist weiterhin das Gemisch, welches etwa 0 bis etwa 40 Gew.-% (beispielsweise etwa 1 bis etwa 40 Gew.-%) Trifluormethan, etwa 0 bis etwa 80 Gew.-% (beispielsweise etwa 1 bis etwa 80 Gew.-%) Trifluorethan und etwa 20 bis etwa 85 Gew.-% Difluorethan enthält.
Weil zu erwarten ist, daß die Arbeitsfluide von Beispiel 3 einen ODP-Wert von 0 (Null) aufweisen, stellen sie vielversprechende Ersatz-Arbeitsfluide für R22 dar.

Beispiel 4

Fig. 4 zeigt ein ternäres Zusammensetzungsdiagramm, welches für bestimmte Temperaturen unter bestimmten Drucken in einem Dreiecks-Koord inatensystem Gleichgewichts zustände eines Gemisches angibt, welches aus R32, R125 und R152a besteht.
In Fig. 4 sind die Linien 1 Phasengleichgewichtslinien des Gemisches bei 0 ºC unter einem Druck von 4,044 kg/cm²G. Diese Temperatur und dieser Druck entsprechen einem gesättigten Zustand von R22. Die obere der Phasengleichgewichtslinien 1 (entsprechend R22 bei 0 ºC) ist eine Linie für gesättigten Dampf, und die untere ist eine Linie für gesättigte Flüssigkeit. Im Gebiet zwischen diesen zwei Linien befindet sich das Gemisch im Zustand des Phasengleichgewichts. Die Linien 2 sind Phasengleichgewichtslinien des Gemisches bei 50 ºC unter einem Druck von 18,782 kg/cm²G. Diese Temperatur und dieser Druck entsprechen einem gesättigten Zustand von R22.
Wie aus Fig. 4 zu verstehen ist, ist das Gemisch bevorzugt, welches etwa 0 bis etwa 60 Gew.-% (beispielsweise etwa 1 bis etwa 60 Gew.-%) R32, etwa 0 bis etwa 85 Gew.-% (beispielsweise etwa 1 bis etwa 85 Gew.-%) R125 und etwa 15 bis etwa 65 Gew.-% R152a enthält, weil es im Einsatz-Temperaturbereich zwischen etwa 0 und etwa 50 ºC im wesentlichen den gleichen Dampfdruck hat wie R22. Bevorzugter ist weiterhin das Gemisch, welches etwa 0 bis etwa 50 Gew.-% (beispielsweise etwa 1 bis etwa 50 Gew.-%) R32, etwa 0 bis etwa 80 Gew.-% (beispielsweise etwa 1 bis etwa 80 Gew.-%) R125 und etwa 20 bis etwa 65 Gew.-% R152a enthält, weil es bei allen Einsatztemperaturen zwischen 0 und 50 ºC im wesentlichen den gleichen Dampfdruck hat wie R22.
Die Zusammensetzungen der Arbeitsfluide bei den Punkten A1 bis F1 in Fig. 4 sind in Tabelle 4 gezeigt. Tabelle 4 Punkt R23 R125 R152a
Die Punkte A1, E1 und C1 befinden sich auf der Linie des gesättigten Dampfes der Phasengleichgewichtslinien 2 (entsprechend R22 bei 50 ºC), und die Punkte D1 und E1 befinden sich auf der Linie der gesättigten Flüssigkeit der Phasengleichgewichtslinien 2. Weiterhin befinden sich alle davon im Gebiet zwischen der Linie für gesättigten Dampf und der Linie für gesättigte Flüssigkeit der Phasengleichgewichtslinien 1 (entsprechend R22 bei 0 ºC). Deshalb befinden sich die Gemische auf diesen Punkten im Zustand des Phasengleichgewichts bei 0 ºC unter einem Druck von 4,044 kg/ cm²G, was dem gesättigten Zustand von R22 entspricht.
Zusätzlich liegt der Punkt F1 auf der Linie der gesättigten Flüssigkeit der Phasengleichgewichtslinien 1 (entsprechend R22 bei 0 ºC) und im Bereich zwischen der Linie für gesättigten Dampf und der Linie für gesättigte Flüssigkeit der Phasengleichgewichtslinien 2 (entsprechend R22 bei 50 ºC). Deshalb befindet sich das Gemisch im Zustand des Phaseng1eichgewichts bei 50 ºC unter einem Druck von 18,782 kg/cm²G, was dem gesättigten Zustand von R22 entspricht.
Weiter befindet sich das Arbeitsfluid mit der Zusammensetzung gemäß Tabelle 4 im gesättigten Zustand oder im Zustand des Phasengleichgewichts bei den Bedingungen des Sättigungsdampfdrucks von R22 bei 0 und 50 ºC, so daß das Arbeitsfluid im Einsatz- Temperaturbereich zwischen etwa 0 und etwa 50 ºC im wesentlichen die gleiche Kondensations- und Verdampfungstemperatur wie R22 hat, wenn bei dem Sättigungsdampfdruck von R22 bei dieser Temperatur gearbeitet wird.
Vorstehend wurden Gemische erläutert, die Zusammensetzungen haben, die sich auf den Phaseng1eichgewichtslinien 1 oder 2 befinden (entsprechend R22 bei 0 bzw. 50 ºC). Wenn zusätzlich in ähnlicher Weise wie oben mit Arbeitsfluiden gearbeitet wird, die Zusammensetzungen im Gebiet innerhalb der Punkte A1 bis F1 aufweisen, insbesondere solche mit Zusammensetzungen, die den Zustand des Phasengleichgewichts bei 0 ºC unter einem Druck von 4,044 kg/cm²G und bei 50 ºC unter einem Druck von 18,782 kg/cm²G erreichen, was beide Male dem gesättigten Zustand von R22 entspricht, kann man im Einsatz-Temperaturbereich zwischen etwa 0 und etwa 50 ºC Kondensations- und Verdampfungstemperaturen erreichen, die im wesentlichen die gleichen sind wie für R22.
Gemäß Fig. 4 ist dementsprechend das Gemisch bevorzugt, welches etwa 0 bis etwa 60 Gew.-% (beispielsweise etwa 1 bis etwa 60 Gew.-%) Difluormethan, etwa 0 bis etwa 85 Gew.-% (beispielsweise etwa 1 bis etwa 85 Gew.-%) Pentafluorethan und etwa 15 bis etwa 65 Gew.-% Difluorethan enthält, weil es im Einsatz-Temperaturbereich zwischen etwa 0 und etwa 50 ºC im wesentlichen den gleichen Dampfdruck hat wie R22. Bevorzugter ist weiterhin das Gemisch, welches etwa 0 bis etwa 50 Gew.-% (beispielsweise etwa 1 bis etwa 50 Gew.-%) Difluormethan, etwa 0 bis etwa 80 Gew.-% (beispielsweise etwa 1 bis etwa 80 Gew.-%) Pentafluorethan und etwa 20 bis etwa 65 Gew.-% Difluorethan enthält, weil es bei allen Einsatztemperaturen zwischen 0 und 50 ºC im wesentlichen den gleichen Dampfdruck hat wie R22.
Weil zu erwarten ist, daß die Arbeitsfluide von Beispiel 4 einen ODP-Wert von 0 (Null) aufweisen, stellen sie vielversprechende Ersatz-Arbeitsfluide für R22 dar.

Beispiel 5

Fig. 5 zeigt ein ternäres Zusammensetzungsdiagramm, welches für bestimmte Temperaturen unter bestimmten Drucken in einem Dreiecks-Koordinatensystem Gleichgewichtszustände eines Gemisches angibt, welches aus R32, R143a und R152a besteht.
Die Zusammensetzungen der Arbeitsfluide bei den Punkten A1 bis F1 in Fig. 5 sind in Tabelle 5 gezeigt. Tabelle 5 Punkt R32 R143 R152a
In diesem Fall ist das Gemisch bevorzugt, welches etwa 0 bis etwa 60 Gew.-% (beispielsweise etwa 1 bis etwa 60 Gew.-%) Difluormethan, etwa 0 bis etwa 80 Gew.-% (beispielsweise etwa 1 bis etwa 80 Gew.-%) Trifluorethan und etwa 20 bis etwa 65 Gew.-% Difluorethan enthält, und bevorzugter ist daneben das Gemisch, welches etwa 0 bis etwa 50 Gew.-% (beispielsweise etwa 1 bis etwa 50 Gew.-%) Difluormethan, etwa 0 bis etwa 80 Gew.-% (beispielsweise etwa 1 bis etwa 80 Gew.-%) Trifluorethan und etwa 20 bis etwa 65 Gew.-% Difluorethan enthält.
Weil zu erwarten ist, daß die Arbeitsfluide von Beispiel 5 einen ODP-Wert von 0 (Null) aufweisen, stellen sie vielversprechende Ersatz-Arbeitsfluide für R22 dar.

Beispiel 6

Fig. 6 zeigt ein ternäres Zusammensetzungsdiagramm, welches für bestimmte Temperaturen unter bestimmten Drucken in einem Dreiecks-Koordinatensystem Gleichgewichts zustände eines Gemisches angibt, welches aus R125, R143a und R152a besteht.
Die Zusammensetzungen der Arbeitsfluide bei den Punkten A1 bis F1 in Fig. 6 sind in Tabelle 6 gezeigt. Tabelle 6 Punkt R125 R143a R152a
In diesem Fall ist das Gemisch bevorzugt, welches etwa 0 bis etwa 85 Gew.-% (beispielsweise etwa 1 bis etwa 85 Gew.-%) Pentafluorethan, etwa 0 bis etwa 80 Gew.-% (beispielsweise etwa 1 bis etwa 80 Gew.-%) Trifluorethan und etwa 15 bis etwa 35 Gew.-% Difluorethan enthält, und bevorzugter ist weiterhin das Gemisch, welches etwa 0 bis etwa 80 Gew.-% (beispielsweise etwa 1 bis etwa 80 Gew.-%) Pentafluorethan, etwa 0 bis etwa 80 Gew.-% (beispielsweise etwa 1 bis etwa 80 Gew.-%) Trifluorethan und etwa 20 bis etwa 30 Gew.-% Difluorethan enthält.
Weil zu erwarten ist, daß die Arbeitsfluide von Beispiel 6 einen ODP-Wert von 0 (Null) aufweisen, stellen sie vielversprechende Ersatz-Arbeitsfluide für R22 dar.
Aus den Ergebnissen der vorstehenden Beispiele folgt, daß das erfindungsgemäße Arbeitsfluid bevorzugt 15 bis 90 Gew.-% Difluorethan und mindestens zwei fluorierte Methan- oder Ethanderivate enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus nicht mehr als 50 Gew.-% Trifluormethan, nicht mehr als 60 Gew.-% Difluormethan, nicht mehr als 85 Gew.-% Pentafluorethan und nicht mehr als 80 Gew.-% Trifluorethan. Bevorzugter enthält das erfindungsgemäße Arbeitsfluid 20 bis 85 Gew.-% Difluorethan und mindestens zwei fluorierte Methan- oder Ethanderivate, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus nicht mehr als 40 Gew.-% Trifluormethan, nicht mehr als 50 Gew.-% Difluormethan, nicht mehr als 80 Gew.-% Pentafluorethan und nicht mehr als 80 Gew.-% Trifluorethan.
In obigen Beispielen enthält das Gemisch drei fluorierte Kohlenwasserstoffe, obwohl es möglich ist, vier oder mehr fluorierte Halocarbone unter Einschluß von Strukturisomeren zu mischen. In diesem Fall enthält das Gemisch bevorzugt Difluorethan als erste Komponente und als zweite und dritte Komponente zwei fluorierte Halocarbone, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Trifluormethan, Difluormethan, Pentafluorethan und Trifluorethan.

Claims

1. Arbeitsfluid, enthaltend 15 bis 90 Gew.-% Difluorethan und mindestens zwei fluorierte Kohlenwasserstoffe mit einem Siedepunkt nicht oberhalb von -40 ºC bei Atmosphärendruck, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Methanderivaten und Ethanderivaten, die aus einem oder zwei Kohlenstoffatomen, aus Wasserstoffatomen und aus Fluoratomen bestehen.

2. Arbeitsfluid nach Anspruch 1, wobei die mindestens zwei fluorierten Kohlenwasserstoffe ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Trifluormethan, Difluormethan, Pentafluorethan und Trifluorethan.

3. Arbeitsfluid nach Anspruch 1, enthaltend 15 bis 90 Gew.-% Difluorethan und mindestens zwei fluorierte Kohlenwasserstoffe, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus nicht mehr als 50 Gew.-% Trifluormethan, nicht mehr als 60 Gew.-% Difluormethan, nicht mehr als 85 Gew.-% Pentafluorethan und nicht mehr als 80 Gew.-% Trifluorethan.

4. Arbeitsfluid nach Anspruch 1, enthaltend 20 bis 85 Gew.-% Difluorethan und mindestens zwei fluorierte Kohlenwasserstoffe, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus nicht mehr als 40 Gew.-% Trifluormethan, nicht mehr als 50 Gew.-% Difluormethan, nicht mehr als 80 Gew.-% Pentafluorethan und nicht mehr als 80 Gew.-% Trifluorethan.

5. Arbeitsfluid nach Anspruch 1, enthaltend 40 bis 90 Gew.-% Difluorethan, nicht mehr als 50 Gew.-% Trifluormethan und nicht mehr als 60 Gew.-% Difluormethan.

6. Arbeitsfluid nach Anspruch 5, enthaltend 50 bis 85 Gew.-% Difluorethan, nicht mehr als 40 Gew.-% Trifluormethan und nicht mehr als 50 Gew.-% Difluormethan.

7. Arbeitsfluid nach Anspruch 1, enthaltend 15 bis 90 Gew.-% Difluorethan, nicht mehr als 50 Gew.-% Trifluormethan und nicht mehr als 85 Gew.-% Pentafluorethan.

8. Arbeitsfluid nach Anpruch 7, enthaltend 20 bis 85 Gew.-% Difluorethan, nicht mehr als 40 Gew.-% Trifluormethan und nicht mehr als 80 Gew.-% Pentafluorethan.

9. Arbeitsfluid nach Anspruch 1, enthaltend 20 bis 90 Gew.-% Difluorethan, nicht mehr als 50 Gew.-% Trifluormethan und nicht mehr als 80 Gew.-% Trifluorethan.

10. Arbeitsfluid nach Anspruch 9, enthaltend 20 bis 85 Gew.-% Difluorethan, nicht mehr als 40 Gew.-% Trifluormethan und nicht mehr als 80 Gew.-% Trifluorethan.

11. Arbeitsfluid nach Anspruch 1, enthaltend 15 bis 65 Gew.-% Difluorethan, nicht mehr als 60 Gew.-% Difluormethan und nicht mehr als 85 Gew.-% Pentafluorethan.

12. Arbeitsfluid nach Anspruch 11, enthaltend 20 bis 65 Gew.-% Difluorethan, nicht mehr als 50 Gew.-% Difluormethan und nicht mehr als 80 Gew.-% Pentafluorethan.

13. Arbeitsfluid nach Anspruch 1, enthaltend 20 bis 65 Gew.-% Difluorethan, nicht mehr als 60 Gew.-% Difluormethan und nicht mehr als 80 Gew.-% Trifluorethan.

14. Arbeitsfluid nach Anspruch 13, enthaltend 20 bis 65 Gew.-% Difluorethan, nicht mehr als 50 Gew.-% Difluormethan und nicht mehr als 80 Gew.-% Trifluorethan.

15. Arbeitsfluid nach Anspruch 1, enthaltend 15 bis 35 Gew.-% Difluorethan, nicht mehr als 85 Gew.-% Pentafluorethan und nicht mehr als 80 Gew.-% Trifluorethan.

16. Arbeitsfluid nach Anspruch 15, enthaltend 20 bis 30 Gew.-% Difluorethan, nicht mehr als 80 Gew.-% Pentafluorethan und nicht mehr als 80 Gew.-% Trifluorethan.