DE4226431A1 - Kältemittelgemisch - Google Patents

Kältemittelgemisch

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fluoroethane
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DE19924226431
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Lothar Dipl Ing Kinne
Lutz Dipl Ing Richter
Klaus Dr Ing Meutzner
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Institut fuer Luft und Kaeltetechnik Gemeinnuetzige GmbH
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PRIVATES INST fur LUFT und KA
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    • 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
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Description

Die Erfindung betrifft ein Kältemittelgemisch, das insbesondere in halb- und vollhermetischen Kältekreisläufen Anwendung findet und das kein die Ozonschicht der Erdatmosphäre schädi­ gendes FCKW-Kältemittel enthält.
Als Alternative für das abzulösende Kältemittel R 12 hat sich das HFKW-Kältemittel F 134a favorisiert.
Der Einsatz von R 134a bringt aber bekanntlich folgende Nachteile mit sich: Die Kälteleistung sinkt mit fallender Verdampfungstemperatur proportional stärker als bei R 12, während die Antriebsleistung des Verdichters unverändert bleibt oder sogar leicht steig­ ende Tendenz aufweist. Im Ergebnis dessen verschlechtert sich die Leistungszahl des Kreisprozesses, und der Ener­ gieaufwand steigt.
Die Mischbarkeit chlorfreier Kältemittel mit herkömmlichen Kältemaschinenölen, wie Miner­ alölen oder Ölen auf Polyalylbenzenbasis, ist nicht ausreichend gewährleistet. Geeignet für R 134a erscheinen synthetische Öle auf Esterbasis, für die mit wesentlich höheren Preisen gerechnet werden muß.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Kältemittelgemisches, das auf der Grundlage eines FKW- oder HFKW-Kältemittels, vorzugsweise des Kältemittels R 134a, vor allem im Bereich tieferer Verdampfungstemperaturen Kälteleistungen und Leistungszahlen erwarten läßt, die mindestens in der Größe derjenigen von R 12 liegen.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.
Die Vorteile des Einsatzes der erfindungsgemäßen Kältemittelgemische liegen in der Sicherung bzw. Verbesserung von Kälteleistung und Leistungszahl gegenüber R 12. Dadurch entfällt auch die Notwendigkeit der Neuanpassung von Motor und Verdichter, was besonders für bestehende Anlagen bedeutungsvoll ist.
Ein weiterer Vorteil entsteht vor allem auch für die Kältemittelumrüstung vorhandener Kälte­ anlagen. Da die Nebenkomponenten der vorgeschlagenen Gemische auch einen Beitrag zur Verbesse­ rung der Öllöslichkeitsbedingungen für chlorfreie Kältemittel in bisherigen R-12-Ölen leisten, kann auf die aufwendige Umrüstung der Anlagen auf die neuen Öle verzichtet werden.
Es können auch die praktischen Fragen unberücksichtigt bleiben, die sich aus dem höheren Feuchtigkeitsgehalt von Esterölen ergeben.
Die Wahl der Gemischpartner und ihrer Konzentration erfolgte ferner unter dem Aspekt der Minimierung der Temperaturbänder während der Phasenumwandlung, so daß sich die Gemi­ sche im praktischen Betrieb nahezu wie reine Kältemittel verhalten.
Im nachfolgenden Ausführungsbeispiel werden die thermischen und kalorischen Größen für 20 Masse-% der Nebenkomponente im Gemisch mit R 134a für -30°C Verdampfungstemperatur und 40°C Kondensationstemperatur dargestellt und mit R-12- und R-134a-Werten verglichen.
Es ist bekannt, daß sich nicht alle resultierenden praktischen Eigenschaften und Wirkungen des Systems Kältemittelgemisch/Kältemaschinenöl theoretisch vorhersagen lassen.
Im Kalorimeterversuch konnte deshalb für das Gemisch R 134a/Dimethylether im erfindungs­ gemäßen Konzentrationsbereich für die Bedingungen -30°C Verdampfungstemperatur/40°C Kondensationstemperatur - eine Verbesserung der Leistungszahl gegenüber R-12-Betrieb bis zu 12% ermittelt werden.
Der Kreisprozeß wurde zunächst mit R 134a und R 12-Öl betrieben. Durch Zugabe der Nebenkomponente Dimethylether zu R 134a konnten die zuvor beobachteten Entmischungser­ scheinungen sofort und vollständig behoben werden.

Claims (4)

1. Kältemittelgemisch für den Einsatz in halb- und vollhermetischen Kältekreisläufen, da­ durch gekennzeichnet, daß dem Kältemittel 1,1,1,2-Tetrafluorethan (R 134a) 10 bis 20 Masse-% einer Kohlenwas­ serstoffverbindung als Nebenkomponente zugesetzt sind.
2. Kältemittelgemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Nebenkomponente Dimethylether (C2H6O) zugesetzt wird.
3. Kältemittelgemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Nebenkomponente Propan (C3H8) zugesetzt wird.
4. Kältemittelgemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Nebenkomponente Propylen (C4H6) zugesetzt wird.
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