EA025882B1 - Состав газообразного хладагента - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к составу хладагента, содержащему тетрафторэтан, дифторметан и пентафторэтан, для использования в нагревательных и охлаждающих системах, особенно для инверторных кондиционеров/тепловых насосов.

Description

Настоящее изобретение относится к составу хладагента для использования в нагревательных и охлаждающих системах, особенно для инверторных кондиционеров/тепловых насосов.

Предпосылки создания изобретения

Кондиционер (часто называемый кондишн, АС или А/С) является устройством, предназначенным для изменения температуры воздуха и влажности в зоне, используемой для охлаждения и иногда для нагревания, в зависимости от свойств воздуха в заданный момент времени. Как правило, охлаждение осуществляется с использованием простого холодильного цикла. Ранее в установках кондиционирования воздуха обычно использовался хладагент К.22. К22 является индивидуальным гидрохлорфторуглеродным (НСРС) соединением. К22 был постепенно снят с производства в развитых странах из-за потенциала истощения озона этого соединения (ΟΌΡ) и высокого потенциала глобального потепления (СУР). В качестве замены К22 была разработана охлаждающая смесь К410А. К410А является смесью дифторметана (СН₂Р₂, называемый К32) и пентафторэтан СНР₂СР₃, называемый К-125).

Благодаря внешнему давлению на промышленность, был разработан К410А как безвредный для окружающей среды газ, уменьшающий глобальное потепление (СУР). Одним из его недостатков является то, что он работает при давлении на 75% более высоком, чем газ, который он заменил, а именно, К22.

Цель данного изобретения состоит в создании нового охлаждающего состава, который является более безвредным для окружающей среды, чем К410А, и работает при более низком давлении, и таким образом, является более энергосберегающим.

Цель изобретения и краткое описание

Данное изобретение относится к составу газообразного хладагента, состоящего из смеси тетрафторэтана (К134 А), дифторметана (К32), и пентафторэтана (К125). Состав содержит от 94 до 96 мас.% (массовых процентов) 1,1,1,2-тетрафторэтана, от 2 до 3 мас.% дифторметана и от 2 до 3 мас.% пентафторэтана.

Этот газообразный состав будет служить в качестве экологически чистой альтернативы обычному К410А, который является приблизительно 50/50% смесью дифторметана К32 и пентафторэтана К125. Может быть достигнуто снижение потребления энергии на 50-60%.

Подробное описание изобретения

К134А представляет собой 1,1,1,2-тетрафторэтан, который в основном используется в качестве высокотемпературного хладагента для охлаждения в бытовых, условиях и автомобильных кондиционерах. К134А заменяет К12 (дихлордифторметан), который также известен как Фреон 12. К134А работает при низких давлениях пара, которые ограничивают хладопроизводительность одних только этих составов. Низкое давление пара связано с регулирующими клапанами СУ холодильных установок.

Изобретатели неожиданно обнаружили, что смесь дифторметана и пентафторэтана в количестве от 2,5 до 10 мас.%, добавленная к тетрафторэтану, показала превосходные свойства, используемые в кондиционере или тепловом насосе. Возможно любое соотношение в смеси между этими двумя газами дифторметаном и пентафторэтаном. Одна предпочтительная смесь содержит от 40 до 60 мас.% дифторметана и от 60 до 40 мас.% пентафторэтана. Другая предпочтительная смесь содержит от 45 до 55 мас.% дифторметана и от 55 до 45 мас.% пентафторэтана.

В эксперименте, когда приблизительно 2,5 мас.%, дифторметана и приблизительно 2,5 мас.%, пентафторэтана были смешаны с приблизительно 95 мас.% тетрафторэтана давление повысилось до 2,5-3 бар, что является подходящим для тепловых насосов и воздушных кондиционеров. Этого давления достаточно для получения хорошего эффекта охлаждения/нагревания одновременно с сохранением энергии благодаря низкому давлению. При увеличении суммарного содержания дифторметана и пентафторэтана выше 7,5 мас.%, резко увеличивается давление и при содержании больше чем 10% нет никакой экономии энергии. Если суммарное содержание дифторметана и пентафторэтана составляет меньше чем 2,5 мас.%, такой газовый состав не подходит для тепловых насосов и воздушных кондиционеров.

Газовый состав может использоваться во всех инверторных компрессорах. Он также может использоваться в обычных компрессорах с включением/выключением, хотя энергосбережение (приблизительно 20%) не является столь большим, как для инверторных компрессоров (до 50%).

Другое преимущество газового состава данного изобретения состоит в том, что будет уменьшено гренке в компрессоре из-за более низкого рабочего давления.

Еще одно преимущество состоит в том, что благодаря более низкому рабочему давлению уменьшается утечка газа.

Средняя величина производительности будет зависеть от установки и производителей газа.

Было найдено, что состав, имеющий самый экономичный расход энергии и более низкое давление для долговечности обслуживания и частей установки имеет газовый состав, содержащий 2,5 мас.% дифторметана, 2,5 мас.% пентафторэтана и 95 мас.% тетрафторэтана. В меньшей степени экономия может быть достигнута с составом, содержащим до 10 мас.% смеси дифторметана и пентафторэтана и 90 мас.% тетрафторэтана.

Основные компоненты состава легко доступны от существующих производителей. Газовый состав согласно изобретению обеспечивает исключительную экономию производительности и значительно, до

- 1 025882

50%, снижает издержки для существующих и доступных сегодня на рынке инверторных компрессоров (ЭС). Оптимальная смесь может использоваться в качестве добавки для существующих инверторных компрессоров ЭС.

Газовый состав данного изобретения является более неозоноразрушающим, чем существующие альтернативные составы. Величина потенциала глобального потепления (С^Р) газового состава данного изобретения составляет приблизительно 1300, что намного ниже, чем С\УР К410, который оценивается приблизительно в 1975.

Экспериментальная часть

Сравнительный тест между К-410А и газовым составом в соответствии с данным изобретением.

Измерения были выполнены на аппарате воздушного кондиционирования фирмы Сгее Е1ес1гошс. Тестируемый газовый состав содержит 2,5 мас.% дифторметана, 2,5 мас.%, пентафторэтана и приблизительно 95 мас.%, тетрафторэтана

Ниже приведены средние данные, зарегистрированные во время 15-минутного испытания.

Измерения были сделаны в два разных дня, и таким образом, имеются некоторые различия в некоторых параметрах, таких как наружная температура.

Измерения мощности тестируемого газового состава по сравнению с К-410 А

Зона измерения	Е-410А	Газовый состав (в соответствии с изобретением)
Потребляемая электрическая	3,7	1,9
мощность (измеренная в амперах) Температура воздуха на входе в испаритель	24,2	25,3
(температура окружающей среды) Температура воздуха на выходе из испарителя	17,0	17,6
(средняя) Температура воздуха на входе в конденсор	26,7	29,3
(наружная температура) Температура воздуха на выходе из конденсора	32,2	33,7
(средняя)

Скорость движения воздуха
через испаритель	3,3	4,1
Скорость движения воздуха через конденсор	4,9	5,7
Относительная влажность воздуха в помещении	78,3	78,0
Давление/объем газа (бар)	9,5	3,5

Кроме того, был проведен простой тест теплового эффекта представленного газового состава. Он был нагрет от температуры 23°С на входе до приблизительно примерно 40°С на выходе. Наружная температура была такой же, как при охлаждении. Энергопотребление составило 1,4 А при давлении 11 бар.

Заключение

При использовании изобретенного охлаждающего состава в кондиционерах/тепловых насосах их мощность поддерживается на том же уровне или увеличивается при более низком давлении и энергопотреблении по сравнению с использованием охладителя К410А.

Claims (2)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Хладагент, состоящий из смеси от 94 до 96 мас.% 1,1,1,2-тетрафторэтана, от 2 до 3 мас.%, дифторметана и от 2 до 3 мас.% пентафторэтана.
2. 2. Применение хладагента по п.1 в воздушных кондиционерах и тепловых насосах.