(57)【要約】【課題】不燃性で環境負荷が小さく、また圧力損失が小さく、熱伝達係数が大きい二次循環冷却システム用二次冷媒、および該二次循環冷却システム用二次冷媒を使用した二次循環冷却システムを提供する。【解決手段】１，１−ジクロロ−２，３，３，３−テトラフルオロプロペンを含む、二次循環冷却システム用二次媒体。また、一次冷媒４２を冷却する一次冷却手段１０と、二次冷媒４４を循環させて被冷却物４６を冷却する二次循環冷却手段１２と、一次冷媒４２と二次冷媒４４とを熱交換させ、二次冷媒４４を冷却する熱交換器１４と、を有し、二次冷媒４４が、前記二次循環冷却システム用二次媒体である、二次循環冷却システム１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１，１−ジクロロ−２，３，３，３−テトラフルオロプロペンを含む、二次循環冷却システム用二次媒体。
【請求項２】
１，１−ジクロロ−２，３，３，３−テトラフルオロプロペンの含有量が６０質量％以上である、請求項１に記載の二次循環冷却システム用二次冷媒。
【請求項３】
炭化水素をさらに含む、請求項１または２に記載の二次循環冷却システム用二次媒体。
【請求項４】
ヒドロフルオロカーボンをさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の二次循環冷却システム用二次媒体。
【請求項５】
炭素数１〜４のアルコールをさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の二次循環冷却システム用二次媒体。
【請求項６】
ヒドロクロロフルオロオレフィンをさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の二次循環冷却システム用二次媒体。
【請求項７】
フッ化エーテルをさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の二次循環冷却システム用二次媒体。
【請求項８】
安定剤をさらに含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の二次循環冷却システム用二次媒体。
【請求項９】
一次冷媒を冷却する一次冷却手段と、二次冷媒を循環させて被冷却物を冷却する二次循環冷却手段と、前記一次冷媒と前記二次冷媒とを熱交換させ、前記二次冷媒を冷却する熱交換器と、を有し、
前記二次冷媒が、請求項１〜８のいずれか一項に記載の二次循環冷却システム用二次媒体である、二次循環冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次循環冷却システム用二次冷媒および二次循環冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な冷却システムでは、システム内を循環させている冷媒によって被冷却物を冷却する。従来、冷媒としては、クロロジフルオロメタン等の塩素原子を有するハロゲン誘導体が使用されていた。しかし、塩素原子を有するハロゲン誘導体の使用は、オゾン層を破壊する問題があるため、段階的に廃止されている。
塩素原子を有するハロゲン誘導体に代わる冷媒としては、アンモニア、炭化水素、二酸化炭素等が検討されている。しかし、これらの冷媒は、毒性、引火性、腐食性等を有する、運転圧力が高い、エネルギー効率が悪い等の問題がある。
【０００３】
そこで、アンモニア、炭化水素類等を一次冷媒とし、該一次冷媒によって冷却した二次冷媒を循環させて被冷却物を冷却する二次循環冷却システムが使用されている。具体的には、一次冷媒を冷却する一次冷却手段と、二次冷媒を循環させて被冷却物を冷却する二次循環冷却手段と、前記一次冷媒と前記二次冷媒とを熱交換させ、前記二次冷媒を冷却する熱交換器と、を有する二次循環冷却システムが知られている。一次冷媒は、システム内を広範囲に循環させる二次冷媒を冷却できればよいため、使用量が少なくて済む。アンモニア、炭化水素類等を一次冷媒として使用することで、前記した不具合を低減できる。
【０００４】
二次循環冷却システムの二次冷媒としては、伝熱特性、流動性、防食性、安定性、安全性等に優れることが要求される。該二次冷媒としては、例えば、塩化カルシウム水溶液、塩化ナトリウム水溶液、グリコール（エチレングリコール、プロピレングリコール等。）、アルコール、ポリジメチルシロキサン、クロロフルオロカーボン（以下、「ＣＦＣ」という。）、ヒドロクロロフルオロカーボン（以下、「ＨＣＦＣ」という。）、ヒドロフルオロカーボン（以下、「ＨＦＣ」という。）、ペルフルオロカーボン（以下、「ＰＦＣ」という。）等が挙げられる。
しかし、ＣＦＣおよびＨＣＦＣは、環境残留性を有し、またオゾン層の破壊に寄与することから、使用が段階的に廃止されている。ＨＦＣおよびＰＦＣは、地球温暖化係数が高いことから、排出を抑制する必要がある。塩化カルシウム水溶液、塩化ナトリウム水溶液、グリコール、アルコール、ポリジメチルシロキサン等は、腐食性がある、安定性が低い、輸送動力が大きくなる等のいくつかの問題を有している。
【０００５】
そこで、前記した問題を解決する二次冷媒として、ペルフルオロプロピルメチルエーテル、ペルフルオロブチルメチルエーテル、ペルフルオロブチルエチルエーテル等のフッ化エーテルが提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表平１１−５１３７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載のフッ化エーテルは、環境に対する影響は小さいものの、圧力損失が大きく、また熱伝達係数が小さいため、二次冷媒としての特性は必ずしも充分ではない。
【０００８】
本発明は、不燃性で環境負荷が小さく、また圧力損失が小さく、熱伝達係数が大きい二次循環冷却システム用二次冷媒、および該二次循環冷却システム用二次冷媒を使用した二次循環冷却システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の二次循環冷却システム用二次冷媒は、１，１−ジクロロ−２，３，３，３−テトラフルオロプロペンを含むことを特徴とする。
本発明の二次循環冷却システム用二次冷媒は、１，１−ジクロロ−２，３，３，３−テトラフルオロプロペンの含有量が６０質量％以上であることが好ましい。
本発明の二次循環冷却システム用二次冷媒は、炭化水素をさらに含んでもよい。
本発明の二次循環冷却システム用二次冷媒は、ＨＦＣをさらに含んでもよい。
本発明の二次循環冷却システム用二次冷媒は、炭素数１〜４のアルコールをさらに含んでもよい。
本発明の二次循環冷却システム用二次冷媒は、ヒドロクロロフルオロオレフィンをさらに含んでもよい。
本発明の二次循環冷却システム用二次冷媒は、フッ化エーテルをさらに含んでもよい。
本発明の二次循環冷却システム用二次冷媒は、安定剤をさらに含んでもよい。
【００１０】
本発明の二次循環冷却システムは、一次冷媒を冷却する一次冷却手段と、二次冷媒を循環させて被冷却物を冷却する二次循環冷却手段と、前記一次冷媒と前記二次冷媒とを熱交換させ、前記二次冷媒を冷却する熱交換器と、を有し、前記二次冷媒が本発明の二次循環冷却システム用二次冷媒であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の二次循環冷却システム用二次冷媒は、不燃性で環境負荷が小さく、また圧力損失が小さく、熱伝達係数が大きい。
本発明の二次循環冷却システムは、使用する二次循環冷却システム用二次冷媒が不燃性を有し、環境負荷が小さく、また圧力損失が小さく、熱伝達係数が大きい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の二次循環冷却システムの一例を示した概略構成図である。
【図２】本実施例における相対圧力損失を示したグラフである。
【図３】本実施例における相対熱伝達特性を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜二次循環冷却システム用二次冷媒＞
本発明の二次循環冷却システム用二次冷媒（以下、単に「二次冷媒」という。）は、後述する二次循環冷却システムに使用する二次冷媒である。
本発明の二次冷媒は、１，１−ジクロロ−２，３，３，３−テトラフルオロプロペン（以下、「ＣＦＯ−１２１４ｙａ」という。）を含む。本発明の二次冷媒は、必要に応じて、炭化水素、ＨＦＣ、炭素数１〜４のアルコール（以下、「アルコール（Ａ）」という。）、ヒドロクロロフルオロオレフィン（以下、「ＨＣＦＯ」という。）、フッ化エーテル、安定剤、後述する他の成分等を含んでいてもよい。
【００１４】
ＣＦＯ−１２１４ｙａは、環境負荷が小さく、また二次循環冷却システム内で循環される際の圧力損失が小さく、熱伝達係数が高い。
【００１５】
本発明の二次冷媒（１００質量％）中のＣＦＯ−１２１４ｙａの含有量は、圧力損失が小さく、熱伝達係数が大きい二次冷媒となる点から、６０質量％以上が好ましく、８０質量％以上がより好ましく、９５質量％以上が特に好ましい。
【００１６】
（炭化水素）
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。
【００１７】
本発明の二次冷媒に炭化水素を含有させる場合、二次冷媒（１００質量％）中の炭化水素の含有量は、１〜４０質量％が好ましく、２〜１０質量％がより好ましい。炭化水素の含有量が上限値を超える場合は不燃性が得られない場合があり、上限値以下であれば、優れた不燃性が得られる。
【００１８】
（ＨＦＣ）
ＨＦＣ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ＨＦＣが好ましい。該ＨＦＣとしては、ジフルオロメタン、１，１，１，２，２−ペンタフルオロエタン、１，１，１，２−テトラフルオロエタン、１，１，１−トリフルオロエタン、１，１−ジフルオロエタン、１，１，１，２，３，３，３−ヘプタフルオロプロパン、１，１，１，２，２，３，３−ヘプタフルオロプロパン、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン、１，１，２，２，３−ペンタフルオロプロパン、１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタン、１，１，１，２，２，３，４，５，５，５−デカフルオロペンタン、１，１，２，２，３，３，４−ヘプタフルオロシクロペンタン等が挙げられる。
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。
【００１９】
本発明の二次冷媒にＨＦＣを含有させる場合、二次冷媒（１００質量％）中のＨＦＣの含有量は、０．１〜３０質量％が好ましく、０．１〜２０質量％がより好ましい。ＨＦＣの含有量が上限値以下であれば、オゾン層および地球温暖化への影響が少なくなる。
【００２０】
（アルコール（Ａ））
アルコール（Ａ）としては、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール等が挙げられる。
アルコール（Ａ）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。
【００２１】
本発明の二次冷媒にアルコール（Ａ）を含有させる場合、二次冷媒（１００質量％）中のアルコール（Ａ）の含有量は、１〜２０質量％が好ましく、２〜１０質量％がより好ましい。アルコール（Ａ）の含有量が上限値を超える場合は不燃性が得られない場合があり、上限値以下であれば、優れた不燃性が得られる。
【００２２】
（ＨＣＦＯ）
ＨＣＦＯ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ＨＣＦＯが好ましい。該ＨＣＦＯとしては、クロロトリフルオロプロペン、クロロテトラフルオロプロペン等が挙げられる。
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。
【００２３】
本発明の二次冷媒にＨＣＦＯを含有させる場合、二次冷媒（１００質量％）中のＨＣＦＯの含有量は、０．１〜４０質量％が好ましく、０．１〜２０質量％がより好ましい。ＨＣＦＯの含有量が上限値以下であれば、オゾン層および地球温暖化への影響が少なくなる。
【００２４】
（フッ化エーテル）
フッ化エーテルとしては、ハイドロフルオロエーテル（以下、「ＨＦＥ」という。）が好ましい。
ＨＦＥとしては、１，１，２，２−テトラフルオロエチル−２，２，２−トリフルオロエチルエーテル、ペルフルオロプロピルメチルエーテル（Ｃ３Ｆ７ＯＣＨ３）、ペルフルオロブチルメチルエーテル（Ｃ４Ｆ９ＯＣＨ３）、ペルフルオロブチルエチルエーテル（Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５）等が挙げられる。
フッ化エーテルは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせてもよい。
【００２５】
本発明の二次冷媒にフッ化エーテルを含有させる場合、二次冷媒（１００質量％）中のフッ化エーテルの含有量は、０．１〜４０質量％が好ましく、０．１〜２０質量％がより好ましい。フッ化エーテルの含有量が上限値以下であれば、オゾン層および地球温暖化への影響が少なくなる。
【００２６】
（安定剤）
本発明の二次冷媒は、熱および酸化物に対する安定性は高いが、安定剤を含むことにより、熱および酸化物に対する安定性が顕著に高くなる。
安定剤としては、耐酸化性向上剤、耐熱性向上剤、金属不活性剤等が挙げられる。
【００２７】
耐酸化性向上剤および耐熱性向上剤としては、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルフェニレンジアミン、ｐ−オクチルジフェニルアミン、ｐ，ｐ−ジオクチルジフェニルアミン、Ｎ−フェニル−１−ナフチルアミン、Ｎ−フェニル−２−ナフチルアミン、Ｎ−（ｐ−ドデシル）フェニル−２−ナフチルアミン、ジ−１−ナフチルアミン、ジ−２−ナフチルアミン、Ｎ−アルキルフェノチアジン、６−（ｔ−ブチル）フェノール、２，６−ジ−（ｔ−ブチル）フェノール、４−メチル−２，６−ジ−（ｔ−ブチル）フェノール、４，４’−メチレンビス（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）等が挙げられる。耐酸化性向上剤および耐熱性向上剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせてもよい。
【００２８】
金属不活性剤としては、イミダゾール、ベンズイミダゾール、２−メルカプトベンズチアゾール、２，５−ジメチルカプトチアジアゾール、サリシリジン−プロピレンジアミン、ピラゾール、ベンゾトリアゾール、トルトリアゾール、２−メチルベンズアミダゾール、３，５−イメチルピラゾール、メチレンビス−ベンゾトリアゾール、有機酸のエステル、有機酸の金属塩、有機酸の無機物、第１級、第２級もしくは第３級の脂肪族アミンまたは脂環式アミン、有機酸または無機酸のアミン塩、複素環式窒素含有化合物、アルキル酸ホスフェートのアミン塩またはそれらの誘導体等が挙げられる。
金属不活性剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせてもよい。
【００２９】
本発明の二次冷媒に安定剤を含有させる場合、二次冷媒（１００質量％）中の安定剤の含有量は、５質量％以下が好ましく、１質量％以下がより好ましい。安定剤の含有量が上限値以下であれば、二次冷媒性能の低下を生じる事無く、安定性を維持できる。
【００３０】
（他の成分）
本発明の効果を著しく低下させない範囲であれば、本発明の二次冷媒は、前記したもの以外の他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては、二次冷媒に使用される公知の添加剤等が挙げられる。他の成分の具体例としては、塩素を含有しないヒドロフルオロオレフィン（以下、「ＨＦＯ」という。）、クロロカーボン、ＨＣＦＣ、漏れ検出物質等が挙げられる。
他の成分は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせてもよい。
【００３１】
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等が挙げられる。
【００３２】
クロロカーボンとしては、塩化メチレン、トリクロロエチレン等が挙げられる。
ＨＣＦＣとしては、１，１−ジクロロ−２，２，２−トリフルオロエタン、１，１−ジクロロ−１−フルオロエタン、３，３−ジクロロ−１，１，１，２，２−ペンタフルオロプロパン、３，３−ジクロロ−１，１，２，２，３−ペンタフルオロプロパン等が挙げられる。
【００３３】
漏れ検出物質としては、紫外線蛍光染料、臭気ガス、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、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、公知の香料が挙げられる。
【００３４】
漏れ検出物質を用いる場合には、二次冷媒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。
【００３５】
本発明の二次冷媒（１００質量％）中の他の成分の含有量は、他の成分の種類によっても異なるが、３０質量％以下が好ましく、２０質量％以下がより好ましい。
漏れ検出物質を使用する場合、二次冷媒（１００質量％）中の漏れ検出物質の含有量は、２質量％以下が好ましく、０．５質量％以下がより好ましい。
【００３６】
（作用効果）
以上説明した本発明の二次冷媒にあっては、ハロゲンの割合が多いＣＦＯ−１２１４ｙａを含むため、不燃性に優れる。また、大気中のＯＨラジカルによって分解されやすい炭素−炭素二重結合を有するＣＦＯ−１２１４ｙａを含むため、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い。
また、本発明の二次冷媒にあっては、ＣＦＯ−１２１４ｙａを含むため、圧力損失が小さい。そのため、二次循環冷却システムを作動させる場合に、二次冷媒を循環させるポンプの動力を小さくでき、消費電力が低減され、効率化が図れる。また、本発明の二次冷媒は熱伝達係数が大きいことから、伝熱面積を低減でき、さらには機器の小型化も可能となる。
【００３７】
＜二次循環冷却システム＞
本発明の二次循環冷却システムは、本発明の二次冷媒を用いた二次循環冷却システムである。以下、本発明の二次循環冷却システムの一例として、図１に例示した二次循環冷却システム１について説明する。
二次循環冷却システム１は、一次冷媒４２を冷却する一次冷却手段１０と、二次循環冷却システム用二次冷媒４４（以下、「二次冷媒４４」という。）を循環させて被冷却物４６を冷却する二次循環冷却手段１２と、一次冷媒４２と二次冷媒４４とを熱交換させ、二次冷媒４４を冷却する熱交換器１４と、を有する。
【００３８】
一次冷却手段１０は、二次冷媒４４を冷却するために用いる一次冷媒４２を冷却する手段である。
一次冷却手段１０は、熱交換器１４から排出された一次冷媒４２を熱交換器１４に戻して循環させる一次冷媒配管２４を有する。一次冷媒配管２４には、熱交換器１４における一次冷媒４２が排出される側から順に、蒸発器１６と、コンプレッサ１８と、凝縮器２０と、膨張弁２２とが設けられている。
【００３９】
二次循環冷却手段１２は、二次冷媒４４が内部を通過し、上面に被冷却物４６を陳列する冷却板２６を備えた２つの陳列ケース２８と、熱交換器１４からそれぞれの陳列ケース２８の冷却板２６に二次冷媒４４を供給する二次冷媒供給配管３０と、それぞれの陳列ケース２８の冷却板２６から熱交換器１４に二次冷媒４４を戻す二次冷媒戻り配管３２と、二次冷媒戻り配管３２の途中に設けられ、二次冷媒４４を送液するポンプ３４と、を有する。
【００４０】
熱交換器１４は、一次冷媒４２と二次冷媒４４とを被接触で熱交換させるものである。熱交換器１４としては、二次循環冷却システムに使用される公知の熱交換器が使用できる。
【００４１】
二次循環冷却システム１の一次冷却手段１０においては、熱交換器１４で加熱された一次冷媒４２は、蒸発器１６で減圧されて適度に冷却される。その後、一次冷媒４２は、コンプレッサ１８で圧縮され、凝縮器２０で凝縮熱を放出して液化冷却される。そして、液化冷却された一次冷媒４２は、膨張弁２２で膨張され、低温低圧の状態とされて熱交換器１４へと送られることで循環させられる。
熱交換器１４では、一次冷媒４２と二次冷媒４４との熱交換により、二次冷媒４４が冷却される。
熱交換器１４で冷却された二次冷媒４４は、二次冷媒供給配管３０を通じて陳列ケース２８の冷却板２６へと送られ、陳列ケース２８内の雰囲気および被冷却物４６が冷却される。二次冷媒４４は冷却板２６を通過する際に熱を吸収し、二次冷媒戻り配管３２を通じて熱交換器１４に戻され、再び冷却される。
このように、二次循環冷却システム１においては、二次冷媒４４を循環させつつ、一次冷媒４２および被冷却物４６と順次熱交換させることで被冷却物４６を冷却する。
【００４２】
一次冷媒４２としては、特に限定されず、冷凍サイクル等に利用できる一般的な冷媒、ブライン等が使用できる。一次冷媒４２の具体例としては、ギ酸、塩化カルシウムの水溶液、塩化ナトリウムの水溶液、アルコール、グリコール、アンモニア、炭化水素、エーテル、フルオロカーボン等が挙げられる。
【００４３】
熱交換を効率的に行うためには、二次冷媒４４の平均熱伝達係数が大きいことが好ましい。円管内の平均熱伝達係数は、乱流域においては、ヌッセルト数、レイノルズ数およびプラントル数の関係を示す下式（１）から導かれる下式（１−１）で表される。
Ｎｕ＝０．０２３Ｒｅ０．８Ｐｒ０．４  ・・・（１）
ｈ＝０．０２３（ｄＧ／η）０．８（Ｃｐ／λ）０．４（λ／ｄ）  ・・・（１−１）
ただし、前記式中、各記号は下記のとおりである。
Ｎｕ（ヌッセルト数）＝ｈｄ／λ、
Ｒｅ（レイノルズ数）＝ｄＧ／η、
Ｐｒ（プラントル数）＝Ｃｐη／λ。
ｈ：平均熱伝達係数（Ｗ／（ｍ２・Ｋ））、ｄ：管径（ｍ）、λ：二次冷媒の熱伝導率（Ｗ／（ｍＫ））、Ｇ：二次冷媒の質量速度（ｋｇ／（ｍ２・ｓ））、η：二次冷媒の粘度（ｋｇ／（ｍ・ｓ））、Ｃｐ：二次冷媒の定圧比熱（Ｊ／（ｋｇ・Ｋ））。
【００４４】
同一管径、同一流速においては、平均熱伝達係数は、二次冷媒の熱伝導率、比熱および粘度に依存する。この平均熱伝達係数が高いほど効率的に熱伝達でき、二次循環冷却システムの小型化が可能となる。
【００４５】
二次循環冷却システム１における二次冷媒４４の圧力損失は、二次循環冷却手段１２内を循環させるために使用するポンプ３４の動力に影響を与える。圧力損失△ｐは下式（２）で表される。
△ｐ＝４ｆ（ρｕ２／２）（ｌ／ｄ）  ・・・（２）。
ただし、前記式中、各記号は下記のとおりである。
ｆ：摩擦係数、ρ：二次冷媒の密度（ｋｇ／ｍ３）、ｕ：二次冷媒の線速度（ｍ／ｓ）、ｌ：配管の長さ（ｍ）、ｄ：管径（ｍ）。
【００４６】
ポンプ３４の吸入、吐出圧力条件が同一の場合、配管内の圧力損失が小さい方が小さいポンプ動力で仕事をすることができ、効率的である。前記式（２）中の摩擦係数ｆは、乱流域において、平滑管、および銅管、鋳鉄管等の平滑管に近いものに対しては、下式（３）で表される。式（３）におけるＲｅはレイノルズ数である。
ｆ＝０．０７９１Ｒｅ−１／４  ・・・（３）
【００４７】
従って、圧力損失は二次冷媒の粘度と密度に依存する。本発明において用いられる二次冷媒は、適度な粘度と密度を有することから圧力損失が小さく、かつ、熱伝達係数が大きい。
【００４８】
（作用効果）
以上説明した本発明の二次循環冷却システムにあっては、二次冷媒として、圧力損失が小さい本発明の二次冷媒を用いているため、二次冷媒を循環させるポンプの動力を小さくでき、消費電力が低減され、効率化が図れる。また、本発明の二次循環冷却システムにあっては、熱伝達係数が大きい二次冷媒を用いているため、伝熱面積を低減でき、さらには機器の小型化も可能となる。
また、本発明の二次循環冷却システムにあっては、不燃性で環境負荷の小さい本発明の二次冷媒を用いているため、安定して運転でき、地球環境への悪影響も小さい。
【００４９】
なお、本発明の二次循環冷却システムは、本発明の二次冷媒を用いるものであれば、前記した二次循環冷却システム１には限定されない。例えば、一次冷却手段は、冷凍サイクルの冷却工程に用いられる公知の手段を使用でき、それ以外でも、安定的に熱エネルギー交換できる一次冷媒（熱源）を提供できる機構を有していればよい。
【実施例】
【００５０】
以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の記載によっては限定されない。
［例１］
下記の各二次冷媒の圧力損失と熱伝達係数を比較した。
ＣＦＯ−１２１４ｙａ：１，１−ジクロロ−２，３，３，３−テトラフルオロプロペン。
ＡＥ−３０００：１，１，２，２−テトラフルオロエチル−２，２，２−トリフルオロエチルエーテル（製品名：ＡＥ−３０００、旭硝子社製）。
ＨＦＥ−７１００：Ｃ４Ｆ９ＯＣＨ３（製品名：ＨＦＥ−７１００、３Ｍ社製）。
ＨＦＥ−７２００：Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５（製品名：ＨＦＥ−７２００、３Ｍ社製）。
Ｃ６Ｆ１４：ｎ−ペルフルオロヘキサン。
ＨＣＦＣ−２２５：１，１−ジクロロ−２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロパンと１，３−ジクロロ−１，１，２，２，３−ペンタフルオロプロパンの混合物。
【００５１】
［圧力損失の比較］
下式（４）により、ＣＦＯ−１２１４ｙａに対する各二次冷媒の相対圧力損失Ｐを算出した。結果を図２に示す。
Ｐ＝△ｐｘ／△ｐ０  ・・・（４）
ただし、△ｐｘおよび△ｐ０は以下に示すとおりである。
△ｐｘ：各二次冷媒の圧力損失。
△ｐ０：ＣＦＯ−１２１４ｙａの圧力損失。
△ｐｘおよび△ｐ０は、前記式（２）に基づいて算出した。
【００５２】
［熱伝達係数の比較］
下式（５）により、ＣＦＯ−１２１４ｙａに対する各二次冷媒の相対熱伝達特性Ｈを算出した。結果を図３に示す。
Ｈ＝ｈｘ／ｈ０  ・・・（５）
ただし、ｈｘおよびｈ０は以下に示すとおりである。
ｈｘ：各二次冷媒の熱伝達係数。
ｈ０：ＣＦＯ−１２１４ｙａの熱伝達係数。
ｈｘおよびｈ０は、前記式（１−１）に基づいて算出した。
なお、管径ｄ、長さｌおよび線速度ｕについては、全ての場合で同一と仮定した。
【００５３】
図２に示すように、２５℃以上の温度域を除き、いずれの二次冷媒についてもＣＦＯ−１２１４ｙａに対する相対圧力損失Ｐが１を超えた。特に低温度域において、各二次冷媒のＣＦＯ−１２１４ｙａに対する相対圧力損失Ｐが大きくなった。すなわち、ＣＦＯ−１２１４ｙａの圧力損失は、特に低温度域において他の二次冷媒の圧力損失よりも小さかった。これは、ＣＦＯ−１２１４ｙａを使用すれば輸送時の搬送動力等が少なくて済み、ＣＦＯ−１２１４ｙａが二次冷媒として有用であることを示している。
【００５４】
また、図３に示すように、いずれの二次冷媒についてもＣＦＯ−１２１４ｙａに対する相対熱伝達特性Ｈは１以下であった。特に低温度域においては、各二次冷媒のＣＦＯ−１２１４ｙａに対する相対熱伝達特性Ｈが小さくなった。すなわち、ＣＦＯ−１２１４ｙａの熱伝達係数は、特に低温度域において他の二次冷媒の熱伝達係数よりも大きかった。これは、ＣＦＯ−１２１４ｙａが熱伝達係数の点でも二次冷媒として有用であることを示している。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の二次循環冷却システム用二次媒体は、不燃性で環境負荷が小さく、また圧力損失が小さく、熱伝達係数が大きいため、二次循環冷却システムとして有用である。
【符号の説明】
【００５６】
１・・・二次循環冷却システム、１０・・・一次冷却手段、１２・・・二次循環冷却手段、１４・・・熱交換器、４２・・・一次冷媒、４４・・・二次循環冷却システム用二次冷媒、４６・・・被冷却物。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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