RU2013431C1

RU2013431C1 - Coolant composition

Info

Publication number: RU2013431C1
Application number: SU904830181A
Authority: RU
Inventors: Такемаса Казуо
Original assignee: Санио Электрик Ко., Лтд
Priority date: 1989-06-16
Filing date: 1990-06-15
Publication date: 1994-05-30

Abstract

FIELD: refrigerating systems. SUBSTANCE: the coolant composition comprises dichloromonofluoromethane and least one fluoroalkyl compound selected from the group consisting of trifluoromethane, pentafluoroethane, monochlorodifluoromethane and 1-chloro-1,1-difluoroethane, the ratio of the components being as follows (wt % ): 0.1-50.0 dichloromonofluoromethane; and 50.0-99.9 at least one fluoroalkyl compound. The composition comprises as a fluoroalkyl compound trifluoromethane and/or pentafluoroethane or monochlorodifluoromethane and/or 1-chloro-1,1-difluoroethane. The optimum content of dichloromonofluoromethane is 30-50 wt % . The ratio of the composition components is as follows (wt % ): 2-12 dichloromonofluoromethane; 50-93 monochlorodifluoromethane; and 5-48 1-chloro-1,1-difluoroethane. Ozone exhaustion is reduced in an ozonosphere. EFFECT: improved properties of the coolant composition. 5 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к составу хладагента для использования в рефрижераторных системах, имеющему значительно уменьшенный потенциал истощения озона в озоносфере. The invention relates to a refrigerant composition for use in refrigeration systems having a significantly reduced potential for ozone depletion in the ozonosphere.

Обычно в качестве хладагентов в рефрижераторных системах используются галоидированные углеводородные хладагенты. Среди них используются R-12 (дихлордифторметан) и R-500 (азеотропная смесь R-12 и R-152а (1,1-дифторэтан). Usually halogenated hydrocarbon refrigerants are used as refrigerants in refrigeration systems. Among them, R-12 (dichlorodifluoromethane) and R-500 (azeotropic mixture of R-12 and R-152a (1,1-difluoroethane) are used.

При атмосферном давлении R-12 и R-500 имеют точки кипения - 29,65^оС и -33,45^оС соответственно, что подходит для рефрижераторных систем. Кроме того, даже несмотря на то, что их температура на входе в компрессор сравнительно высока, их температура на выходе из компрессора не поднимается на столько высоко, чтобы вызывать загрязнение компрессора маслом. Далее R-12 обладает высокой степенью совместимости с компрессорным маслом и, следовательно, играет определенную роль в возвращении в компрессор унесенной нефти, имеющейся в цепи циркуляции хладагента.At atmospheric pressure, R-12 and R-500 has a boiling point of - 29.65 ^{° C} and -33.45 ^{° C} respectively, which is suitable for refrigeration systems. In addition, even though their temperature at the inlet to the compressor is relatively high, their temperature at the outlet of the compressor does not rise so high as to cause oil pollution of the compressor. Further, R-12 has a high degree of compatibility with compressor oil and, therefore, plays a role in returning to the compressor the entrained oil present in the refrigerant circuit.

Однако вышеупомянутые хладагенты имеют высокий потенциал истощения озона и при выпускании в атмосферу и достижении озоносферы они разрушают озон в озоносфере. Это разрушение вызывается хлором, содержащимся в молекулах хладагента. However, the aforementioned refrigerants have a high ozone depletion potential, and when released into the atmosphere and the ozonosphere is reached, they destroy ozone in the ozonosphere. This destruction is caused by chlorine contained in the molecules of the refrigerant.

Для решения этой проблемы в качестве альтернативных хладагентов рассматриваются хладагенты, не содержащие хлор, например R-125 (пентафторэтан, СНR₂СF₃), R-134а (1,1,1,2-тетрафторэтан, СН₂FCF₃) и R-23 (трифторметан, СF₃Н).To solve this problem, chlorine-free refrigerants are considered as alternative refrigerants, for example R-125 (pentafluoroethane, CHR ₂ CF ₃ ), R-134a (1,1,1,2-tetrafluoroethane, CH ₂ FCF ₃ ) and R- 23 (trifluoromethane, CF ₃ H).

При атмосферном давлении R-125, R - 134а и R-23 имеют точки кипения -48^оС, -26^оС и -82,05^оС соответственно.At atmospheric pressure, R-125, R - 134a and R-23 having a boiling point of -48 ^{° C,} -26 ^{° C} and -82.05 ^{° C,} respectively.

R-22 (монохлордифторметан, ССlF₂H) и R-142b (1-хлор-1,1-дифторэтан, С₂СlF₂H₃) содержат в своем составе молекулы хлора. Однако они редко разрушают озон в озоносфере, потому что разлагаются до ее достижения с помощью водорода (Н), содержащегося в них. При атмосферном давлении R-22 и R-142b имеют точки кипения -40,75^оС и -9,8^оС соответственно.R-22 (monochlorodifluoromethane, CClF ₂ H) and R-142b (1-chloro-1,1-difluoroethane, C ₂ ClF ₂ H ₃ ) contain chlorine molecules. However, they rarely destroy ozone in the ozonosphere, because they decompose before it is reached using the hydrogen (H) contained in them. At atmospheric pressure, R-22 and R-142b has a boiling point of -40.75 ^{° C} and -9.8 ^{° C} respectively.

Известны некоторые смеси вышеупомянутых хладагентов, не оказывающие отрицательного воздействия на озоносферу, каждая из которых является сочетанием двух или более вышеупомянутых хладагентов (I). Однако такие смеси хладагентов имеют следующие недостатки. Смеси R-125, R-134а или R-23 обладают чрезвычайно плохой совместимостью с компрессорными маслами, используемыми в холодильном цикле, поскольку совместимость с маслами зависит от хлора (Cl), содержащегося в хладагентах. Смеси R-22 или R-142b, хотя и содержат хлор, не обнаруживают удовлетворительной совместимости с нафтеновым или парафиновым маслами. Some mixtures of the aforementioned refrigerants are known that do not adversely affect the ozonosphere, each of which is a combination of two or more of the aforementioned refrigerants (I). However, such refrigerant mixtures have the following disadvantages. Mixtures of R-125, R-134a or R-23 have extremely poor compatibility with the compressor oils used in the refrigeration cycle, since compatibility with the oils depends on the chlorine (Cl) contained in the refrigerants. Mixtures of R-22 or R-142b, although they contain chlorine, do not show satisfactory compatibility with naphthenic or paraffin oils.

В тех случаях, когда хладагент имеет плохую совместимость с компрессорным маслом, сепарация на две фазы (масло и хладагент) происходит в испарителе, поэтому масло почти не возвращается в компрессор, что может вызвать заедание узлов компрессора, содержащих подшипники. Кроме того, появляется тенденция к прилипанию масла к рабочим трубкам цепи циркуляции хладагента, что приводит к засорению цепи циркуляции хладагента. In cases where the refrigerant has poor compatibility with compressor oil, separation into two phases (oil and refrigerant) occurs in the evaporator, so the oil almost does not return to the compressor, which can cause the compressor units containing bearings to seize. In addition, there is a tendency for oil to adhere to the working tubes of the refrigerant circuit, which leads to clogging of the refrigerant circuit.

Чем ниже точка кипения хладагента смешанного состава, тем более заметной становится эта тенденция. Особенно серьезная проблема возникает при применении хладагента смешанного состава в рефрижераторной системе, требующей температуры охлаждения ниже -20^оС, например -40^оС или -80^оС.The lower the boiling point of the mixed refrigerant, the more noticeable this trend becomes. A particularly serious problem arises when using the mixed refrigerant composition in the refrigeration system requiring a cooling temperature below ^-20 ° C, for example ^-40 ° C or -80 ° ^C.

Цель изобретения - уменьшение истощения озона в озоносфере. The purpose of the invention is the reduction of ozone depletion in the ozonosphere.

Цель достигается тем, что композиция хладагента, содержащая смесь галоидированных углеводородов, содержит дихлормонофторметан и одно фторалкильное соединение из группы: трифторметан, пентафторэтан, монохлордифторметан и 1-хлор-1,1-дифторэтан при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Дихлормонофтор- метан 0,1-50,0
по крайней мере
одно фторалкиль- ное соединение 50,0-99,9, а также тем, что в качестве фторалкильного соединения используют трифторметан и/или пентафторэтан или в качестве фторалкильного соединения используют монохлордифторметан и/или 1-хлор-1,1- дифторэтан. Предпочтительно композиция содержит 30-50 мас. % дихлормонофторметана. В частности, композиция содержит дихлормонофторметан, монохлордифторметан и 1-хлор-1,1-дифторэтан при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Дихлормонофтор- метан 2-12
Монохлордифтор- метан 50-93
1-Хлор-1,1-дифтор- этан 5-48
Соответствующим образом настоящее изобретение касается разработки состава хладагента, содержащего дихлормонофторметан (R-21) и по крайней мере одно фторалкильное соединение, выбранное из группы, состоящей из трифторметана (R-23), пентафторэтана (R-125), монохлордифторметана (R-22) и 1-хлор-1,1-дифторэтана (R-142b).The goal is achieved in that the refrigerant composition containing a mixture of halogenated hydrocarbons contains dichloronofluoromethane and one fluoroalkyl compound from the group: trifluoromethane, pentafluoroethane, monochlorodifluoromethane and 1-chloro-1,1-difluoroethane in the following ratio, wt. %:
Dichlorormonofluoro-methane 0.1-50.0
at least
one fluoroalkyl compound 50.0-99.9, as well as the fact that trifluoromethane and / or pentafluoroethane is used as the fluoroalkyl compound or monochlorodifluoromethane and / or 1-chloro-1,1-difluoroethane are used as the fluoroalkyl compound. Preferably, the composition contains 30-50 wt. % dichlorormonofluoromethane. In particular, the composition contains dichlorormonofluoromethane, monochlorodifluoromethane and 1-chloro-1,1-difluoroethane in the following ratio, wt. %:
Dichlorormonofluoromethane 2-12
Monochlorodifluoro-methane 50-93
1-Chloro-1,1-difluoro-ethane 5-48
Accordingly, the present invention relates to the development of a refrigerant composition containing dichlorormonofluoromethane (R-21) and at least one fluoroalkyl compound selected from the group consisting of trifluoromethane (R-23), pentafluoroethane (R-125), monochlorodifluoromethane (R-22) and 1-chloro-1,1-difluoroethane (R-142b).

Основой этого изобретения является открытие, характеризующееся тем, что при смешивании дихлормонофторметана (R-21) c фторалкиловыми соединениями, выбранными из вышеупомянутой группы соединений, можно получать составы хладагента со значительно уменьшенным потенциалом истощения озона в озоносфере, способные обеспечивать достижение очень низких температур охлаждения, таких как -40^оС или -80^оС, и обладающие высокой степенью совместимости с компрессорными маслами.The basis of this invention is the discovery, characterized in that by mixing dichlorormonofluoromethane (R-21) with fluoroalkyl compounds selected from the aforementioned group of compounds, it is possible to obtain refrigerant compositions with a significantly reduced potential for ozone depletion in the ozonosphere, capable of achieving very low cooling temperatures, such as -40 ^о С or -80 ^о С, and having a high degree of compatibility with compressor oils.

На фиг. 1 и 2 изображены цепи циркуляции хладагента; на фиг. 3 - область отсутствия воспламеняемости R-142b в смеси R-142b, R-21 и воздуха. In FIG. 1 and 2 depict refrigerant circuits; in FIG. 3 - the area of non-flammability of R-142b in a mixture of R-142b, R-21 and air.

В тех случаях, когда в качестве хладагента используется только R-22, требуется значительное снижение его температуры на входе в компрессор с тем, чтобы подавить повышение его температуры на выходе из компрессора. Однако смешивание R-142b с R-22 делает возможным снижение температуры на выходе, потому что температура R-142b на выходе не поднимается настолько высоко, даже если его температура на входе сравнительно высока. In cases where only R-22 is used as the refrigerant, a significant decrease in its temperature at the inlet to the compressor is required in order to suppress the increase in its temperature at the outlet of the compressor. However, mixing R-142b with R-22 makes it possible to lower the outlet temperature, because the outlet temperature of R-142b does not rise so high, even if its inlet temperature is relatively high.

Кроме того, в результате смешивания R-142b с R-22 образуется невоспламеняющийся состав, несмотря на воспламеняемость R-142b, повышая безопасность. На фиг. 4 показана воспламеняемость по отношению к содержанию в смеси R-142b, R-22 и воздуха, причем заштрихованная область является областью воспламеняемости, тогда как в остальной области воспламеняемость отсутствует. Из фиг. 3 можно сделать вывод, что при содержании в смеси более 10% по весу R-22 можно обойти область воспламеняемости R-142b. In addition, the mixing of R-142b with R-22 produces a non-flammable composition, despite the flammability of R-142b, increasing safety. In FIG. 4 shows flammability with respect to the content of R-142b, R-22 and air in the mixture, the shaded region being the flammability region, while the remaining region is not flammable. From FIG. 3 it can be concluded that when the content in the mixture is more than 10% by weight of R-22, the flammability region of R-142b can be bypassed.

При низкой температуре окружающей среды, например менее 0^оС, зимой в случае, если происходит утечка хладагента из холодильного цикла, раньше испаряется и рассеивается R-22, имеющий более низкую точку кипения. Следовательно, R-142b остается в единственном числе или растворяется в компрессорном масле.At low ambient temperatures, for example less than ⁰ ° C in winter, when there is refrigerant leakage in the refrigerating cycle, previously vaporized and diffused R-22 having a lower boiling point. Therefore, R-142b remains singular or soluble in compressor oil.

На фиг. 4 изображена область отсутствия воспламеняемости R-142b в смеси R-142b, R-22 и воздуха; на фиг. 5 - график соотношения между содержанием R-21 в хладагенте смешанного состава, состоящем из R-22, R-142b и R-21, температурой в компрессоре и температурой охлаждения. In FIG. 4 shows the non-flammability region of R-142b in a mixture of R-142b, R-22 and air; in FIG. 5 is a graph of the relationship between the content of R-21 in a mixed refrigerant consisting of R-22, R-142b and R-21, the temperature in the compressor and the cooling temperature.

Составы хладагента в соответствии с изобретением подразделяются на варианты осуществления 1 и 2. Вариант осуществления I состоит из смесей дихлормонофторметана (R-21) с трифторметаном (R-23) и/или пентафторэтаном (R-125), которые являются фторалкиловыми соединениями, в молекулах которых отсутствует хлор. Вариант осуществления 2 состоит из смесей дихлормонофторметана (R-21) с монохлордифторметаном (R-22) и/или 1-хлор-1,1-ди- фторэтаном (R-142b), которые являются фторалкиловыми соединениями, в молекулах которых содержатся хлор и водород. The refrigerant compositions according to the invention are divided into embodiments 1 and 2. Embodiment I consists of mixtures of dichlorormonofluoromethane (R-21) with trifluoromethane (R-23) and / or pentafluoroethane (R-125), which are fluoroalkyl compounds, in molecules which is missing chlorine. Embodiment 2 consists of mixtures of dichlorormonofluoromethane (R-21) with monochlorodifluoromethane (R-22) and / or 1-chloro-1,1-difluoroethane (R-142b), which are fluoroalkyl compounds in the molecules of which chlorine and hydrogen.

В варианте осуществления I приемлемое содержание R-21 в составах составляет 0,1-50% по весу. Особенно в составах, в которых R-21 смешивается с R-23, содержание R-21 в предпочтительном варианте составляет 30-50% по весу, в самом предпочтительном варианте 35-45% по весу. In embodiment I, an acceptable R-21 content in the formulations is 0.1-50% by weight. Especially in formulations in which R-21 is miscible with R-23, the content of R-21 is preferably 30-50% by weight, most preferably 35-45% by weight.

При вышеупомянутых пределах содержания R-21, составляющих 30-50% по весу, могут быть подготовлены составы хладагента, обладающие высокой степенью совместимости с маслами и способные обеспе- чивать получение температур охлаждения -80^оС или ниже.When the above content range R-21 making up 30-50% by weight, can be prepared coolant compositions having a high degree of compatibility with oils and capable of obtaining ensured by the cooling temperature ^of -80 C or lower.

В вышеупомянутом варианте осуществления 2 приемлемое содержание R-21 составляет 0,2-30% по весу, что идентично его содержанию в варианте осуществления 1. С точки зрения снижения температуры хладагентов на выходе из компрессора с целью как можно более полного предотвращения заедания последнего в предпочтительном варианте содержание R-21, R-22 и R-142b в более предпочтительном варианте составляет 3-7% по весу, 67-74% по весу и 23-28% по весу соответственно. In the aforementioned embodiment 2, an acceptable R-21 content is 0.2-30% by weight, which is identical to its content in Embodiment 1. From the point of view of lowering the temperature of the refrigerants leaving the compressor in order to prevent the latter from seizing as much as possible in the preferred variant content of R-21, R-22 and R-142b in a more preferred embodiment is 3-7% by weight, 67-74% by weight and 23-28% by weight, respectively.

R-21 в составе хладагента в соответствии с изобретением содержит хлор, который сосуществует с водородом (Н). Поэтому R-21 разлагается до достижения озоносферы, вследствие чего его потенциал истощения озона может быть значительно уменьшен. Кроме того, R-21 обладает высокой степенью совместимости с компрессорными маслами холодильного цикла, поэтому смешивание его с такими обладающими низкой степенью совместимости хладагентами, как R-125, R-23, R-22 и R-142b, вызывает растворение масел, унесенных в цепь циркуляции хладагента, в R-21 для возвращения масел в компрессор. Поскольку при атмосферном давлении R-21 имеет точку кипения +8,95^оС, он испаряется в компрессоре, охлаждая его.R-21 in the composition of the refrigerant in accordance with the invention contains chlorine, which coexists with hydrogen (H). Therefore, R-21 decomposes before reaching the ozonosphere, as a result of which its potential for ozone depletion can be significantly reduced. In addition, R-21 has a high degree of compatibility with refrigerant compressor oils, so mixing it with low-compatibility refrigerants such as R-125, R-23, R-22 and R-142b will dissolve the oils carried away in refrigerant circuit, in R-21 to return the oils to the compressor. Since at atmospheric pressure, R-21 has a boiling point 8.95 ^{° C,} it evaporates in the compressor, cooling it.

Далее, смешивание R-21 с R-142b делает возможным образование области отсутствия воспламеняемости у R-142b (незаштрихованная область), показанной на фиг. 3, которая является такой же функцией, как при использовании R-22. Поэтому даже после рассеивания R-22, вызванного утечкой хладагента, R-21 остается вместе с R-142b в цепи циркуляции хладагента, так что оставшийся состав хладагента остается невоспламеняющимся, вследствие чего его взрыв может быть предотвращен. Further, mixing R-21 with R-142b makes it possible to form the non-flammability region of R-142b (open area) shown in FIG. 3, which is the same function as when using the R-22. Therefore, even after dissipation of R-22 caused by a refrigerant leak, R-21 remains with R-142b in the refrigerant circuit, so that the remaining refrigerant composition remains non-flammable, as a result of which its explosion can be prevented.

Этот взрывобезопасный эффект усиливается при увеличении весового отношения R-21 и R-142b. Поскольку R-21 имеет относительно высокую точку кипения, слишком большое весовое содержание R-21 ухудшает хладопроизводительность, так что требуемые температуры охлаждения не могут быть получены. В соответствии с экспериментами, примешивая 5-20% по весу R-21 по отношению к R-142b, можно получить взрывобезопасные хладагенты, не ухудшая их хладопроизводительность. This explosion-proof effect is enhanced by increasing the weight ratio of R-21 and R-142b. Since R-21 has a relatively high boiling point, too high a weight content of R-21 degrades the refrigerating capacity, so that the required cooling temperatures cannot be obtained. In accordance with experiments, mixing 5-20% by weight of R-21 with respect to R-142b, it is possible to obtain explosion-proof refrigerants, without compromising their refrigerating capacity.

В результате дальнейших интенсивных исследований открыто наиболее эффективное соотношение значений содержания, т. е. 70% по весу R-22, 25% по весу R-142b и 5% по весу R-21. Хладагент с таким соотношением является наиболее безопасным и может обеспечивать получение требуемой температуры (по крайней мере -40^оС) для рефрижератора.As a result of further intensive research, the most effective ratio of the content values was discovered, i.e. 70% by weight of R-22, 25% by weight of R-142b and 5% by weight of R-21. The refrigerant with the relation is the safest and can provide a desired temperature (at least -40 ° ^C) for a refrigerator.

R-134а в соответствующих пределах совместим с алкилбензойными маслами, следовательно, он выполняет функции возвращения масла подобно R-21. Кроме того, согласно экспериментам R-134a, содержащийся в составе хладагента, имел точку кипения -30^оС или ниже в случае, когда хладагент содержал 70% по весу R-22, 25% по весу R-142b и 5% по весу R - 134а.R-134a is compatible with alkylbenzoic oils to the extent appropriate, therefore it acts as an oil return like R-21. Moreover, according to experiments, R-134a, the refrigerant contained in the composition, has a boiling point of ^-30 ° C. or lower in case where the refrigerant is composed of 70% by weight R-22, 25% by weight R-142b and 5% by weight of R - 134a.

На фиг. 1 изображена цепь циркуляции хладагента обычного холодильного цикла. Последовательно соединены компрессор 1, приводимый двигателем, конденсатор 2, капиллярная трубка 3 и испаритель 4. Компрессор 1 приспособлен к использованию нафтенового, алкилбензойного или парафинового масел в качестве гидравлических. В этом примере используется алкилбензойное масло (CF-2; Идемицу Косан Компани, Лимитед). Эта холодильная цепь загружена хладагентом смешанного состава, включающего 90% по весу R-125 и 10% по весу R-21. Другим возможным хладагентом смешанного состава для загружения цепи является смесь, содержащая 60% по весу R-23 и 40% по весу R-21. In FIG. 1 shows the refrigerant circuit of a conventional refrigeration cycle. The compressor 1 driven by the engine, the condenser 2, the capillary tube 3 and the evaporator 4 are connected in series. The compressor 1 is adapted to use naphthenic, alkylbenzoic or paraffin oils as hydraulic oils. In this example, alkylbenzoic oil (CF-2; Idemitsu Kosan Company, Limited) is used. This refrigeration chain is charged with a mixed refrigerant comprising 90% by weight of R-125 and 10% by weight of R-21. Another possible mixed refrigerant for chain loading is a mixture containing 60% by weight of R-23 and 40% by weight of R-21.

Состав хладагента, при высокой температуре и под высоким давлением выпущенный из компрессора 1 в газообразной форме, попадает в конденсатор 2 для рассеивания своего тепла и сжижения (фиг. 1). Затем давление состава хладагента падает в капиллярной трубке и он попадает в испаритель 4, где испаряется, делая возможным охлаждение, а затем возвращается в компрессор 1. Поскольку R-21 имеет сравнительно высокую точку кипения, он возвращается в компрессор 1 в жидкой форме с растворенным в нем компрессорным маслом и наконец испаряется в компрессоре, тем самым охлаждая его. В результате масло, имеющееся в цепи циркуляции хладагента, может вернуться в компрессор 1, в то же время может быть понижена температура хладагента на выходе из компрессора. The composition of the refrigerant, released at high temperature and high pressure from the compressor 1 in gaseous form, enters the condenser 2 to dissipate its heat and liquefy (Fig. 1). Then the pressure of the refrigerant composition drops in the capillary tube and it enters the evaporator 4, where it evaporates, making it possible to cool, and then returns to compressor 1. Since R-21 has a relatively high boiling point, it returns to compressor 1 in liquid form with dissolved in compressor oil and finally evaporates in the compressor, thereby cooling it. As a result, the oil available in the refrigerant circulation circuit can return to the compressor 1, at the same time, the refrigerant temperature at the outlet of the compressor can be lowered.

Хладагент может быть выбран в зависимости от типа рефрижераторной системы, поскольку температура охлаждения, которая должна быть получена в испарителе 4, зависит от используемого хладагента. Например, хладагент смешанного состава, содержащий R-125 и R-21, подходит для домашнего холодильника, требующего температуру охлаждения примерно от -20 до -40^оС, а хладагент смешанного состава, содержащий R-23 и R-21, подходит для рефрижератора с очень низкой температурой, требующего температуру охлаждения примерно -80^оС.The refrigerant may be selected depending on the type of refrigeration system, since the cooling temperature to be obtained in the evaporator 4 depends on the refrigerant used. For example, mixed refrigerant composition comprising R-125 and R-21, suitable for a domestic refrigerator, requiring cooling temperature of about -20 to ^-40 ° C, and mixed refrigerant composition comprising R-23 and R-21 is suitable for a refrigerator very low temperatures, requiring cooling temperature of about -80 ° ^C.

В этом случае, поскольку R-21 имеет относительно высокую точку кипения, слишком высокое содержание R-21 в смеси препятствует получению требуемых температур охлаждения в испарителе 4, напротив, слишком низкое содержание его в смеси ухудшает способность возвращения масла. Учитывая вышеизложенное, содержание R-21 в смеси следует выбирать в пределах 0,1-50% по весу. Особенно в сочетании R-21 и R-125 приемлемое содержание R-21 составляет 5-15% по весу, в предпочтительном варианте 7-12% по весу. В сочетании R-21 и R-23 приемлемое содержание R-21 составляет 30-50% по весу, в предпочтительном варианте 35-45% по весу. In this case, since R-21 has a relatively high boiling point, too high a content of R-21 in the mixture prevents the desired cooling temperatures in the evaporator 4 from being obtained, on the contrary, too low a content in the mixture impairs the ability to return oil. Given the above, the content of R-21 in the mixture should be selected in the range of 0.1-50% by weight. Especially in the combination of R-21 and R-125, an acceptable R-21 content is 5-15% by weight, preferably 7-12% by weight. In combination of R-21 and R-23, an acceptable content of R-21 is 30-50% by weight, preferably 35-45% by weight.

Другими составами хладагентов, применимыми в цепи циркуляции хладагента, являются сочетание R-22 и R-21 и сочетание R-142b и R-21. В этих сочетаниях приемлемое содержание R-21 составляет 5-25% по весу, в предпочтительном варианте 10-15% по весу. В сочетании R-21 и R-142b, несмотря на воспламеняемость R-142b, примешивание к нему R-21 позволяет удерживать смесь в области отсутствия воспламеняемости. На фиг. 3 показана такая область отсутствия воспламеняемости. Other refrigerant compositions useful in the refrigerant circuit are a combination of R-22 and R-21 and a combination of R-142b and R-21. In these combinations, an acceptable R-21 content is 5-25% by weight, preferably 10-15% by weight. In combination of R-21 and R-142b, despite the flammability of R-142b, mixing R-21 with it allows the mixture to be kept in the non-flammable region. In FIG. 3 shows such an area of non-flammability.

Здесь описывается другой пример в соответствии с изобретением, в котором в цепи циркуляции хладагента, изображенной на фиг. 2, используется состав хладагента, являющийся сочетанием R-22, R-142b и R-21. Эта цепь циркуляции хладагента является холодильным циклом для хладагента смешанного состава, состоящего из R-22, R-142b и R-21. На фиг. 2 одни и те же узлы обозначены теми же ссылочными позициями, что и на фиг. 1. Выходная трубка 5 компрессора 1 соединена с конденсатором 2, который связан с сепаратором 6 для отделения газа от жидкости. Трубка 7 для отвода жидкости, выходящая из сепаратора 6 для отделения газа от жидкости, соединена с капиллярной трубкой 8, которая связана с промежуточным теплообменником 9. С другой стороны, трубка 10 для отвода газа, выходящая из сепаратора 6 для отделения газа от жидкости, проходит через промежуточный теплообменник 9 и соединяется с капиллярной трубкой 11, которая связана с испарителем 4. Трубка 12, выходящая из промежуточного теплообменника 9, и трубка 13, выходящая из испарителя 4, соединяются друг с другом в узле Р и соединяются с входной трубкой 14 компрессора 1. Another example is described herein in accordance with the invention in which in the refrigerant circuit shown in FIG. 2, the refrigerant composition used is a combination of R-22, R-142b and R-21. This refrigerant circuit is a refrigeration cycle for a mixed refrigerant consisting of R-22, R-142b and R-21. In FIG. 2, the same nodes are denoted by the same reference numbers as in FIG. 1. The output tube 5 of the compressor 1 is connected to a capacitor 2, which is connected to a separator 6 for separating gas from the liquid. A pipe 7 for draining the liquid exiting the separator 6 for separating gas from the liquid is connected to a capillary tube 8, which is connected to the intermediate heat exchanger 9. On the other hand, the pipe 10 for draining the gas exiting the separator 6 for separating gas from the liquid passes through an intermediate heat exchanger 9 and connected to a capillary tube 11, which is connected to the evaporator 4. The tube 12 emerging from the intermediate heat exchanger 9 and the tube 13 leaving the evaporator 4 are connected to each other in the node P and are connected to the inlet pipe 14 th compressor 1.

Цепь циркуляции хладагента на фиг. 2 загружена неазеотропной смесью R-22, R-142b и R-21. Далее описывается функционирование цепи. Хладагент смешанного состава в газообразном состоянии при высокой температуре и под высоким давлением, выпускаемый из компрессора 1, попадает в конденсатор 2 для рассеивания своего тепла, где большая часть R-142b и R-21 сжижается и попадает в сепаратор 6 для отделения газа от жидкости. Сжиженные R-142b и R-21, а также R-22 в газообразной форме подвергаются сепарации, причем первые попадают в трубку 7 для отвода жидкости, в то время как последний попадает в трубку 10 для отвода газа. R-142b и R-21, проходящие по трубке 7 для отвода жидкости, попадают в капиллярную трубку 8, в которой их давление падает, а затем попадают в промежуточный теплообменник 9, в котором R-142b испаряется. С другой стороны R-22, проходящий по трубке 10 для отвода газа, охлаждается и конденсируется, проходя через промежуточный теплообменник 9, с помощью R-142b, который там испаряется. Затем давление R-22 падает в капиллярной трубке 11 и он попадает в испаритель 4, где испаряется, обеспечивая охлаждение. R-142b и R-21, выходящие из промежуточного теплообменника 9, и R-22, выходящий из испарителя 4, проходят по трубкам 12 и 13 соответственно, соединяются друг с другом в узле Р, вновь образуя смесь R-22, R-142b и R-21 и возвращаются в компрессор 1. The refrigerant circuit of FIG. 2 loaded with a non-azeotropic mixture of R-22, R-142b and R-21. The following describes the operation of the circuit. The mixed refrigerant in a gaseous state at high temperature and under high pressure discharged from compressor 1 enters condenser 2 to dissipate its heat, where most of R-142b and R-21 are liquefied and enter separator 6 to separate gas from liquid. Liquefied R-142b and R-21, as well as R-22, are separated in gaseous form, the former entering the tube 7 for draining the liquid, while the latter entering the tube 10 for draining the gas. R-142b and R-21, passing through the pipe 7 to drain the liquid, fall into the capillary tube 8, in which their pressure drops, and then fall into the intermediate heat exchanger 9, in which R-142b evaporates. On the other hand, R-22, passing through the gas exhaust pipe 10, is cooled and condensed, passing through the intermediate heat exchanger 9, using R-142b, which evaporates there. Then the pressure of R-22 drops in the capillary tube 11 and it enters the evaporator 4, where it evaporates, providing cooling. R-142b and R-21, leaving the intermediate heat exchanger 9, and R-22, coming out of the evaporator 4, pass through the tubes 12 and 13, respectively, are connected to each other in the node P, again forming a mixture of R-22, R-142b and R-21 and return to compressor 1.

Компрессорное масло, унесенное в цепь циркуляции хладагента, растворяется в R-21 и возвращается в компрессор. Вернувшись в компрессор 1, R-21 испаряется в нем, вызывая охлаждение компрессора 1. Следовательно, температуру хладагента на выходе из компрессора можно дополнительно понизить. Compressor oil carried into the refrigerant circuit dissolves in R-21 and returns to the compressor. Returning to compressor 1, R-21 evaporates in it, causing cooling of compressor 1. Therefore, the temperature of the refrigerant at the outlet of the compressor can be further reduced.

При принятии решения о содержании веществ в хладагенте необходимо учитывать, что слишком большое количество R-21 делает R-142b более взрывобезопасным, однако хладопроизводительность в испарителе 4 ухудшается, так что хладагент не может быть использован в рефрижераторе. Кроме того, следует учитывать совместимость хладагента с компрессорными маслами и температуру хладагента на выходе из компрессора. Учитывая вышеизложенные соображения, предпочтительным является смешивание 2-12% по весу R-21, 50 - 93% по весу R-22 и 5 - 48% по весу R-142b. Например, хладагент, состоящий из 57% по весу R-22, 38% по весу R-142b и 5% по весу R-21, обеспечивает получение температуры охлаждения -40^оС и обнаруживает высокие взрывобезопасные свойства. Далее хладагент, состоящий из 70% по весу R-22, 25% по весу R-142b и 5% по весу R-21, позволил получить более низкую температуру охлаждения, чем в вышеупомянутом случае.When deciding on the content of substances in the refrigerant, it must be taken into account that too much R-21 makes R-142b more explosion-proof, however, the refrigerating capacity in the evaporator 4 is degraded, so that the refrigerant cannot be used in the refrigerator. In addition, the compatibility of the refrigerant with compressor oils and the temperature of the refrigerant leaving the compressor should be considered. Considering the above considerations, it is preferable to mix 2-12% by weight of R-21, 50 to 93% by weight of R-22 and 5 to 48% by weight of R-142b. For example, the refrigerant consisting of 57% by weight R-22, 38% by weight R-142b and 5% by weight R-21, provides a cooling temperature ^of -40 C, and detects the high explosion-proof properties. Further, the refrigerant, consisting of 70% by weight of R-22, 25% by weight of R-142b and 5% by weight of R-21, allowed to obtain a lower cooling temperature than in the above case.

Поскольку может быть получена температура охлаждения -40^оС, этот состав хладагента может успешно использоваться в различных рефрижераторных системах как промышленного, так и бытового назначения.Since there can be obtained a cooling temperature of ^-40 ° C, the refrigerant composition can be successfully used in various refrigeration systems, both industrial and domestic purposes.

Для лучшего понимания на фиг. 5 показано изменение температуры в компрессоре и температуры охлаждения в испарителе по отношению к составу хладагента с изменяемым содержанием веществ, однако отношение R-22 и R-142b остается постоянным (74: 26). For a better understanding of FIG. Figure 5 shows the temperature change in the compressor and the cooling temperature in the evaporator with respect to the composition of the refrigerant with a variable content of substances, however, the ratio of R-22 and R-142b remains constant (74: 26).

В соответствии с настоящим изобретением могут быть получены составы хладагента, обладающие значительно уменьшен- ным потенциалом истощения озона в озоносфере. Далее дихлормонофторметан (R-21) в составах хладагента совместим с компрессорными маслами так, что масло, унесенное в цепь циркуляции хладагента, может быть возвращено в компрессор, предотвращая его заедание. Кроме того, R-21 в составах хладагента вызывает охлаждение компрессора, способствуя предотвращению загрязнения маслом. In accordance with the present invention, refrigerant compositions having a significantly reduced ozone depletion potential in the ozonosphere can be obtained. Further, dichlorormonofluoromethane (R-21) in the refrigerant compositions is compatible with compressor oils so that the oil carried into the refrigerant circulation circuit can be returned to the compressor, preventing it from seizing. In addition, R-21 in refrigerant formulations causes the compressor to cool, helping to prevent oil contamination.

Помимо этого если составы хладагента подготовлены путем смешивания с 1-хлор-1,1-дифторметаном (R-142b), R-21, в составах хладагента могут удерживаться составы в области отсутствия воспламеняемости, так что случайный взрыв 1-хлор-1,1-дифторэтана можно предотвратить даже несмотря на то, что может произойти утечка хладагента из цепи циркуляции хладагента. In addition, if the refrigerant compositions are prepared by mixing with 1-chloro-1,1-difluoromethane (R-142b), R-21, the compositions in the refrigerant composition may be kept in the non-flammable area, so that an accidental explosion of 1-chloro-1,1 -difluoroethane can be prevented even though refrigerant may leak from the refrigerant circuit.

Также в соответствии с изобретением путем определения отношения R-21 к R-142b в пределах 5-20% по весу ухудшение хладопроизводительности, вызванное примешиванием R-21, имеющего высокую точку кипения, можно предотвратить, гарантировав хладопроизводительность и взрывобезопасные свойства составов хладагента. Also, in accordance with the invention, by determining the ratio of R-21 to R-142b within the range of 5-20% by weight, deterioration in refrigerating capacity caused by mixing R-21 having a high boiling point can be prevented by guaranteeing refrigerating performance and explosion-proof properties of the refrigerant compositions.

Неазеотропный состав хладагента, включающий R-22, R-142b и R-134а, может применяться в цепи циркуляции хладагента, изображенной на фиг. 2. R-134а, входящий в состав хладагента, циркулирует в цепи циркуляции хладагента в отношении R-21. В этом случае компрессорное масло растворяется в R-134а и возвращается в компрессор 1. Однако, поскольку R-134а несовместим с нафтеновыми маслами, в качестве компрессорного масла необходимо использовать алкилбензойные масла. Кроме того, поскольку количество R-134а, которое может быть растворено даже в алкилбензойном масле, является ограниченным, содержание R-134а должно опреде- ляться в ограниченных пределах растворимости. The non-azeotropic refrigerant composition including R-22, R-142b and R-134a can be used in the refrigerant circuit shown in FIG. 2. R-134a, which is part of the refrigerant, circulates in the circuit of the refrigerant in relation to R-21. In this case, the compressor oil dissolves in R-134a and returns to compressor 1. However, since R-134a is not compatible with naphthenic oils, alkylbenzoic oils must be used as compressor oil. Furthermore, since the amount of R-134a, which can be dissolved even in alkylbenzoic oil, is limited, the content of R-134a must be determined within a limited solubility range.

В соответствии с экспериментами было обнаружено, что приемлемое отношение R-134а к общему весу состава хладагента по весу составляет 5% по весу. Соответственно содержание в смеси, образующей состав хладагента, было определено в 70% по весу для R-22, 25% по весу для R-142b и 5% по весу для R-134а. В соответствии с экспериментами с использованием состава хладагента с вышеуказанным содержанием веществ в испарителе 4 при атмосферном давлении была достигнута температура -30^оС, в то же время R-134а растворялся в компрессорном масле, обеспечивая удовлетворительный эффект возвращения масла.In accordance with experiments, it was found that an acceptable ratio of R-134a to the total weight of the refrigerant composition by weight is 5% by weight. Accordingly, the content in the mixture forming the refrigerant composition was determined to be 70% by weight for R-22, 25% by weight for R-142b and 5% by weight for R-134a. In accordance with the experiments using the refrigerant composition containing the above substances in the evaporator 4 at atmospheric pressure was reached the temperature of ^-30 ° C, while R-134a refrigerant oil was dissolved in providing a satisfactory effect oil return.

Claims

1. REFRIGERANT COMPOSITION containing a mixture of halogenated hydrocarbons, characterized in that, in order to reduce ozone depletion in the ozone sphere, it contains dichlorormonofluoromethane and at least one fluoroalkyl compound from the group: trifluoromethane, pentafluoroethane, monochlorodifluoromethane and 1-chloro-1,1- difluoroethane in the following ratio of components, wt. %:
Dichloronofluoromethane 0.1 - 50.0
At least one fluoroalkyl compound 50.0 - 99.9
2. The composition according to p. 1, characterized in that as a fluoroalkyl compound it contains trifluoromethane and / or pentafluoroethane.

3. The composition according to p. 1, characterized in that as a fluoroalkyl compound it contains monochlorodifluoromethane and / or 1-chloro-1,1-difluoroethane.

4. The composition according to p. 1, characterized in that it contains 30 to 50 wt. % dichlorormonofluoromethane.

5. The composition according to p. 3, characterized in that it contains dichlorormonofluoromethane, monochlorodifluoromethane and 1-chloro-1,1-difluoroethane in the following ratio, wt. %:
Dichlorormonofluoromethane 2 - 12
Monochlorodifluoromethane 50 - 93
1-chloro-1,1-difluoroethane 5 - 48