DE3321355A1 - Stoffsysteme fuer sorptions-heiz- oder -kuehlprozesse - Google Patents

Stoffsysteme fuer sorptions-heiz- oder -kuehlprozesse

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DE3321355A1
DE3321355A1 DE19833321355 DE3321355A DE3321355A1 DE 3321355 A1 DE3321355 A1 DE 3321355A1 DE 19833321355 DE19833321355 DE 19833321355 DE 3321355 A DE3321355 A DE 3321355A DE 3321355 A1 DE3321355 A1 DE 3321355A1
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Germany
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refrigerant
solvent
sorption
heating
cooling processes
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Withdrawn
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DE19833321355
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English (en)
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Horst 4300 Essen Bokelmann
Manfred 7200 Tuttlingen Renz
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ESSEN ANGEWANDTE THERMODY, University of
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ESSEN ANGEWANDTE THERMODY, University of
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/04—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa
    • C09K5/047—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for absorption-type refrigeration systems

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  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)

Description

Stoffsysteme für Sorptlons-Heiz- oder -Kühlprozesse
Die Erfindung betrifft Stoffsysteme für Sorptions-Heiz- oder Küh]prozesse, mit einem Lösungsmittel und einem Kältemittel.
Üblicherweise wird für derartige Prozesse als Stoffpaar Ammoniak/Wasser verwendet. Dieses Stoffpaar hat vor allen Dingen den Nachteil, daß Ammoniak giftig ist. Die Gefahr von Umweltbeeinträchtigungen kann also nicht ausgeschlossen werden. Hinzu kommt, daß mit relativ hohen Drücken gearbeitet werden muß. Dadurch steigern sich die Gefahren. Außerdem erhöht sich der vorrichtungstechnische Aufwand, und es entfallen einige Möglichkeiten für mehrstufige Arbeitsweisen.
Bekannt ist ferner das Stoffpaar Wasser/Lithiumbromid, bei dem allerdings die Gefahr einer Kristallisation aus der Lösung heraus besteht. Auch muß die Wärmequellentemperatur relativ hoch liegen, nämlich über 0° C.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, unter Vermeidung der erwähnten Nachteile eine verbesserte Basis für Sorptions-Heiz- oder Kühlprozesse zu schaffen.
Der Kern der Erfindung besteht in der Verwendung von Stoffsystemen für Sorptions-Heiz- oder Kühlprozesse, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel Isochinolin oder einen Phophorsäuretrialkylester und das Kältemittel mi'ndestens einen halogenierten Kohlenwasserstoff enthält. Zu der Gruppe der Phosphorsäuretrialkylester zählen z.B. die Lösungsmittel Phosporsäuretrimethylester mit der For-
mel (CH3O)3PO, Phosphorsäuretriäthylester mit der Formel (CH3CH2O)3 PO , Phosphorsäuretripropylester mit der Formel (CH3CH2CH7O)3PO, Phosphorsäuretributylester mit der Formel (CH3CH2CH2CH2O)3PO.
Isochinolin hat die Formel Cg H4 CHrNCH: CH.
Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Lösungsmittel besteht keine Gefahr einer Auskristallisation. Unter den Phosphorsäuretriethylestern wird vorzugsweise TBP (Phosphorsäuretriäthylester, Tributylphosphat) verwendet. TBP hat einen hohen Siedepunkt. Auch handelt es sich bei Isochinolin und TBP (Phosphorsäuretributylester) um industriell verfügbare Produkte mit entsprechend niedrigem Preis.
Die Erfindung richtet sich ferner auf Stoffsysteme unter: · Verwendung von Isochinolin oder Phosphorsäuretriethylather, die dadurch gekennzeichnet sind, daß als Kältemittel halogenierte Kohlenwasserstoffe verwendet werden. Diese Stoffsysteme haben den Vorteil eines großen Siedepunktabstands, so daß der apparatetechnische Aufwand für die Rektifikation gering bleibt oder entfällt. Die vorgeschlagenen Lösungsmittel können erhebliche Mengen an halogenierten Kohlenwasserstoffen bei den in Sorptions-Heiz- oder Kühlprozessen gewünschten Betriebstemperaturen lösen. Dabei treten große Abweichungen von dem Raoultschen Gesetz in günstigem Sinne auf, d.h. daß der Partialdruck der halogenierten Kohlenwasserstoffe viel geringer ist, als sich erwarten ließe.
Erfindungsgemäß enthalten die vorgeschlagenen Stoffsysteme mindestens ein halogeniertes Alkanderivat als Kältemittel, insbesondere diejenigen Chlorfluoralkane mit mindestens einem Wasserstoffatom, wie z.B. Chlordifluormethan, Chlorfluormethan. Andere Verbindungen, die Anwendung finden
können, sind Chlorfluorderivate von Äthan. Vorzugsweise werden als Kältemittel die Äthanderivate R 123 a (C2HCl2F3I oder R 133 a (C2 H2 Cl F3) verwendet. Die Kältemittel R 123 a und R 133 a haben wesentlich geringere Dampfdrücke als z.B. Ammoniak. Auch sind sie erheblich ungefährlicher. R 123 a und R133 a lösen sich z.B. in TBP (Phosphorsäuretributylester in erheblichem Maße (Bild 1). Wegen der gegenüber Ammoniak/Wasser erheblich geringeren Systemdrücke und des erheblich größeren Siedepunktabstands ergeben sich hier besondere apparatetechnische Vorteile (Gewicht, Leistung der mechanischen Lösungspumpe, Rektifikation) .
Nach einem weiteren bevorzugten Merkmal der Erfindung enthält das Kältemittel der vorgeschlagenen Stoffsysteme mindestens einen halogenierten Alkohol. Diese Stoffsysteme arbeiten bei niedrigen Drücken, so daß der apparatetechnische Aufwand (Gewicht, Leistung der mechanischen Lösungspumpe) gering bleibt.
Vorzugsweise wird als Kältemittel TFE (2,2,2 -Trifluoräthanoü) verwendet. Trifluoräthanol hat die Formel C2 H3OF3
TFE (2,2,2-Trifluoräthanol) ist in TBP (Phosphorsäuretributylester) und in ICh (Isochinolin) in erheblichem Maße löslich-(Bild 1). Die Arbeitsdrücke liegen erheblich unter denen von Ammoniak/Wasser, z.B. bei 70° C noch unter 1 bar. Auch ist der Siedepunktabstand erheblich höher, insbesondere bei der Verwendung von TBP als Lösungsmittel. Ferner sind; mehrstufige Arbeitsweisen möglich.
Aus dem beiliegenden Bild und der beiliegenden Tabelle ergibt -sich eine Gegenüberstellung der Stoffpaare NH3/H2O, TFE/TBP, TFE/ICh, R123a/TBP, R133a/TBP.
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Claims (1)

  1. ■5 1 --
    Institut für Angewandte Thermodynamik 33213 55
    und Klimatechnik der Universität Essen
    ESSEN
    Patentansprüche
    Stoffsysteme für Sorptions-Heiz- oder Kühlprozesse, mit einem Lösungsmittel und einem Kältemittel, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel Isochinolin oder eir nen Phosphorsäuretrialkylester und das Kältemittel mindestens einen halogenierten Kohlenwasserstoff enthält.
    Stoffsysteme für Sorptions-Heiz- oder Kühlprozesse, mit einem Lösungsmittel und einem Kältemittel, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel Phophorsäuretributylester und das Kältemittel mindestens einen halogenierten Kohlenwasserstoff enthält.
    Stoffsysteme nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kältemittel mindestens ein halogeniertes Alkander ivat, insbesondere aus der Methan- oder Äthangruppe, enthält.
    Stoffsysteme nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Phophörsäuretributylester als Lösungsmittel das Kältemittel R 123a (Dichlortrifluoräthan) oder R 133 a (Chlortrifluoräthan) ist.
    Stoff systeme nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich-? net, daß das Kältemittel mindestens einen halogenierten Alkohol enthält.
    fr _ '
    COPV
    -α. Ό β
    6. Stoffsysteme nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Phosphorsäuretributy!ester als Lösungsmittel das Kältemittel TFE (2.2.2.-Trifluoräthanol ist.
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Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3609426A1 (de) * 1986-03-20 1987-09-24 Kali Chemie Ag Loesungsmittelgemische

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US2149948A (en) * 1938-02-16 1939-03-07 Zellhoefer Solvent
DE2944189A1 (de) * 1978-11-06 1980-05-14 Philips Nv Arbeitsmedium fuer eine absorptionswaermepumpe, das aus einer loesung eines fluorchloralkans besteht

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