RU2184133C2

RU2184133C2 - Cooling agent composition

Info

Publication number: RU2184133C2
Application number: RU2000110320A
Authority: RU
Inventors: В.В. Азатян; О.В. Васина; И.А. Болодьян; С.Н. Копылов; В.Ю. Навценя; Ю.Н. Шебеко
Priority date: 2000-04-20
Filing date: 2000-04-20
Publication date: 2002-06-27

Abstract

FIELD: refrigeration engineering. SUBSTANCE: composition contains fluorine-containing 55-87 vol. % of chladone (trifluoromethane, tetrafluoromethane, trifluoroiodomethane, pentafluoroethane, pentafluoroiodoethane, heptafluoropropane, octafluorocyclobutane, or perfluorobutane) and 13-45 vol.% of domestic gas (as hydrocarbon mixture). Composition may additionally contain no more than 2 vol.% of aromatic compound, preferably toluene. EFFECT: reduced corrosion activity and enabled use in refrigeration equipment operated at different temperatures. 3 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области холодильной техники, в частности к составам композиций хладагентов, которые могут быть использованы в рефрижераторных системах производственного и бытового назначения малой и средней производительности. The invention relates to the field of refrigeration, in particular to compositions of refrigerant compositions that can be used in refrigerated systems for industrial and domestic use of small and medium capacity.

Известен холодильный агент, включающий в мол. %: пропан 50-65 и бутан 35-50 (Патент России 1022979 А, С 09 К 5/00; F 28 F 23/00, 1983). Композиция отличается термодинамической и экономической эффективностью в установках для охлаждения природного газа до температуры минус 10^oС, а также при подземной прокладке газопровода в вечномерзлых грунтах для предотвращения растепления. Однако композиция является горючим газом и требует особого использования в качестве холодильного агента, а именно утолщенных стенок агрегата, что усложняет всю систему охлаждения и ограничивает ее использование.Known refrigerant, including mol. %: propane 50-65 and butane 35-50 (Russian Patent 1022979 A, C 09 K 5/00; F 28 F 23/00, 1983). The composition is characterized by thermodynamic and economic efficiency in installations for cooling natural gas to a temperature of minus 10 ^o C, as well as in underground laying of a gas pipeline in permafrost soils to prevent thawing. However, the composition is a combustible gas and requires special use as a refrigerant, namely the thickened walls of the unit, which complicates the entire cooling system and limits its use.

Известна рабочая смесь для холодильных машин, содержащая в мас.%: октафторпропан 35-80 и октафторциклобутан 20-65 (Патент России 1781279 А1, С 09 К 5/00, 1992). Смесь применяется в холодильной технике для осуществления обратного цикла в холодильных машинах, работающих в составе закрытых экологических системах и обеспечивает повышение экологической чистоты и ресурса работы холодильных машин при повышенных температурах. Известная композиция имеет достаточно высокую себестоимость, что ограничивает ее широкое использование. Known working mixture for refrigeration machines, containing in wt.%: Octafluoropropane 35-80 and octafluorocyclobutane 20-65 (Russian Patent 1781279 A1, C 09 K 5/00, 1992). The mixture is used in refrigeration for the reverse cycle in refrigerators operating as part of closed environmental systems and provides increased environmental cleanliness and service life of refrigerators at elevated temperatures. The known composition has a fairly high cost, which limits its widespread use.

Известно рабочее вещество адсорбционной холодильной машины, содержащее, мас. %: дифторхлорметан 2,4-44,2; 1,1,1-трифторэтан или 1,1-дифторэтан или 1,1,1,2-тетрафторэтан 3,6-46,3; сильноосновной анионит в гидроксильной форме 1,4-4 и метипропилкетон остальное (Патент России 2030432 С1, С 09 К 5/04, 5/00, 1995). Композиция имеет сложный состав, высокую себестоимость, а использование дифторхлорметана приводит к коррозии металлических частей холодильных систем. Known working substance adsorption refrigeration machine containing, by weight. %: difluorochloromethane 2.4-44.2; 1,1,1-trifluoroethane or 1,1-difluoroethane or 1,1,1,2-tetrafluoroethane 3.6-46.3; strongly basic anion exchange resin in the hydroxyl form 1.4-4 and metipropyl ketone the rest (Russian Patent 2030432 C1, C 09 K 5/04, 5/00, 1995). The composition has a complex composition, high cost, and the use of difluorochloromethane leads to corrosion of metal parts of refrigeration systems.

Наиболее близкой по составу к заявляемой является озонобезопасная рабочая смесь (композиция хладагента), содержащая 20-95 мол.% 1,1,1,2-тетрафторэтана (R134a), в качестве фторсодержащего хладона и углеводород в виде чистых веществ: бутан или пентан либо в виде бинарной смеси н-бутана и изобутана, или н-пентана и изопентана при содержании углеводорода в составе рабочей смеси 5-80 мол. % (Патент России 2072382 С1, С 09 К 5/04, 1997). The closest in composition to the claimed is an ozone-safe working mixture (refrigerant composition) containing 20-95 mol.% 1,1,1,2-tetrafluoroethane (R134a), as a fluorine-containing freon and hydrocarbon in the form of pure substances: butane or pentane or in the form of a binary mixture of n-butane and isobutane, or n-pentane and isopentane with a hydrocarbon content of 5–80 mol. % (Russian Patent 2072382 C1, C 09 K 5/04, 1997).

Известная смесь предназначена для рефрижераторных систем (PC), a также тепловых насосов (ТН) в установках малой производительности и позволяет повысить удельную холодопроизводительность рабочей смеси, понижение нормальной температуры кипения в испарителе PC ниже 250 К (минус 23^oС) при энергетическом кпд 22-23%.The known mixture is designed for refrigeration systems (PC), as well as heat pumps (VT) in low-capacity installations and can increase the specific refrigerating capacity of the working mixture, lowering the normal boiling point in the PC evaporator below 250 K (minus 23 ^o С) at an energy efficiency of 22- 23%

Задачей изобретения является расширение видов эффективной композиции хладагента, пониженной себестоимости и обладающей более высоким кпд. The objective of the invention is the expansion of the types of effective composition of the refrigerant, low cost and with higher efficiency.

Задача достигается тем, что композиция хладагента содержит по крайней мере один фторсодержащий хладон из ряда: трифторметан, тетрафторметан, трифториодметан, пентафторэтан, пентафториодэтан, гептафторпропан, октафторциклобутан, перфторбутан в количестве 55-87 об. % и в качестве смеси углеводородов - бытовой газ в количестве 13-45 об. %, преимущественного состава в об. %: пропан 40; изобутан 40; пропилен 18 и в качестве примеси метан и этан 2. Дополнительно в композицию может быть введено до 2 об. % ароматического соединения, преимущественно толуола. The objective is achieved in that the refrigerant composition contains at least one fluorine-containing freon from the following series: trifluoromethane, tetrafluoromethane, trifluoroiodomethane, pentafluoroethane, pentafluoroiodoethane, heptafluoropropane, octafluorocyclobutane, perfluorobutane in an amount of 55-87 vol. % and as a mixture of hydrocarbons - domestic gas in an amount of 13-45 vol. %, predominant composition in about. %: propane 40; isobutane 40; propylene 18 and methane and ethane 2 as an impurity. Additionally, up to 2 vol. % aromatic compounds, mainly toluene.

Добавление в композицию до 2 об. % ароматического соединения, преимущественно толуола, несколько повышает кпд. Adding to the composition up to 2 vol. % aromatic compounds, mainly toluene, slightly increases the efficiency.

Рабочие составы композиции представлены в таблице с указанием себестоимости и энергетического кпд. The working compositions of the composition are presented in the table indicating the cost and energy efficiency.

Использование заявленного состава позволяет повысить кпд хладагента до 23-24%, снизить себестоимость композиции на 20-30%, при этом композиция является озонобезопасной, негорючей, имеет низкую коррозионную активность, что в свою очередь позволяет широко использовать ее в качестве охлаждающей жидкости в бытовых холодильниках, себестоимость которых может быть снижена не менее, чем на 20%, т.к. при использовании заявленной композиции упрощается конструкция и толщина стенок емкости хладоагента. Using the claimed composition allows you to increase the efficiency of the refrigerant to 23-24%, reduce the cost of the composition by 20-30%, while the composition is ozone-safe, non-combustible, has low corrosion activity, which in turn allows it to be widely used as a coolant in domestic refrigerators , the cost of which can be reduced by at least 20%, because when using the claimed composition simplifies the design and wall thickness of the capacity of the refrigerant.

Использование бытового газа приводит не только к снижению себестоимости заявленной композиции, что тоже само по себе имеет важное значение, но и снижает удельный расход хладонов, повышая эффективность их использования, и повышает коррозионностойкость той части оборудования, которая связана (находится в контакте) с композицией. В целом заявляемая композиция при ее использовании приводит к снижению себестоимости всего холодильного оборудования и повышению его жизненного цикла за счет низкой коррозионностойкости хладоагента, облегчения металлической конструкции и более высокого энергетического кпд (до 24%). Использование заявляемой композиции позволяет понизить температуру кипения при избыточном давлении в рефрижераторных системах до не менее минус 27-30^oС, что позволяет использовать композицию в мало-, средне- и сильнотемпературном холодильном оборудовании.The use of domestic gas leads not only to reduce the cost of the claimed composition, which is also important in itself, but also reduces the specific consumption of freons, increasing the efficiency of their use, and increases the corrosion resistance of that part of the equipment that is (in contact) with the composition. In general, the claimed composition when used leads to a reduction in the cost of all refrigeration equipment and an increase in its life cycle due to the low corrosion resistance of the refrigerant, the simplification of the metal structure and higher energy efficiency (up to 24%). The use of the claimed composition allows to lower the boiling point at overpressure in refrigerator systems to at least minus 27-30 ^o C, which allows the composition to be used in low-, medium- and high-temperature refrigeration equipment.

Claims

1. The refrigerant composition containing a fluorine-containing freon and a mixture of hydrocarbons, characterized in that it as a fluorine-containing freon contains at least one compound from the series tetrafluoromethane, trifluoromethane, trifluoroiodomethane, pentafluoroethane, pentafluoroiodoethane, heptafluoropropane, octafluorobutane . % and as a mixture of hydrocarbons - domestic gas in an amount of 13-45 vol. %

2. The composition according to p. 1, characterized in that the household gas has a predominant composition, vol. %: propane - 40; isobutane - 40; propylene - 18 and 2-methane and ethane as an impurity.

3. The composition according to any one of the above paragraphs, characterized in that it further comprises not more than 2 vol. % aromatic compounds, mainly toluene.