SE509344C2 - Förfarande för värmeöverföring jämte köldbärarkrets - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 509 544 2 värmeledning. Ytterligare några av köldbärarna insatta i kyl- system för att övervinna det ovan sagda kostar relativt mycket. Kostnaden för värmeöverföringen är en viktig faktor, eftersom den totala kostnaden för kylsystem är till sin natur stor, när kyla/värme skall överföras över stora avstånd. En kylkrets kan exempelvis konstrueras kompakt och ge en liten kostnad, därför att kostnaden hos köldmediet inte är så be- tydande. Genom WO-Al-90/14566 är en kylanläggning av det aktuella slaget förut känd, där köldbäraren är av en bland- ning av vatten och alkohol. Den uppvisar därmed flera av de ovan angivna nackdelarna. 53-] E.. E..

När de nödvändiga egenskaperna analyseras för en köldbärare vid användning av kända ämnen och med tidigare kända tillämpningar finns det några speciellt lämpliga ut- vecklingsvägar: Köldbäraren borde innefatta eller vara kompatibel med vatten. Vatten ger goda egenskaper och eftersom kontakt med vatten inte kan undvikas måste fluiden kunna ackumulera vatten utan att behöva ändra sitt uppträdande pá ett sämre sätt. Ämnen som har diskuterats är exempelvis alkoholer, salter och glykoler på grund av deras goda värmeegenskaper, men många syntetiska organiska vätskor baserade pà hydro- karboner har en nackdel genom att ha dålig värmeledning, icke vara lösliga i vatten eller vara kostbara. Enkla alkoholer är värmetekniskt bra, men är eldfarliga i nödvändig hög koncen- tration, medan komplexa alkoholer har för hög viskositet.

För att minska riskerna vid kylhantering, genom att minimera användningen av köldmedier av miljöfarligt slag såsom ammoniak eller ett köldmedium av freontyp, har anord- nats en eller flera köldbärarkretsar förbundna med en centralt placerad väl skyddad kylanläggning arbetande med eventuellt miljöfarligt eller dyrbart köldmedel. Genom att separera och isolera den farliga delen av kylhanteringen får en skada pà detta system begränsad omfattning och ej några allvarliga följder med rätt vald utrustning. En skada på en 10 15 20 25 30 35 509 344 3 köldbärarkrets kan ge ett utsläpp av en köldbärare, men dess skadliga verkan är starkt begränsad i jämförelse med det som skulle ske om en konventionell köldbärare skulle läcka ut där människor finns.

Skillnaden mellan ett köldmedel och en köld/värme- bärare är att köldmedlet i en kylkrets förflyttas mellan tvà eller flera "energiniváer“ för att värme skall förflyttas från en låg nivå till en hög nivå. I en köld/värmebärarkrets är "energinivån" relativt konstant och erfordrat arbete är bara till för att balansera ett tryckfall vid köldbärar- kretsen.

Det uppställda problemet har sáledes lösts genom att ett förfarande av det i kravets 1 ingress angivna slaget innefattar de speciella särdrag som anges i detta kravs kännetecknande del och genom att en köldbärarkrets av det i kravets 5 ingress angivna slaget innefattar de i detta kravs kännetecknande del angivna speciella särdragen.

Genom att använda en köldbärare som består av en blandning av glycerol 50 %, etanol 10 % och vatten 40 % fås en köldbärare med goda termodynamiska egenskaper, låg visko- sitet och blandningen förblir brandsäker och relativt ogiftig. Glycerol blandad med vatten har goda termodynamiska egenskaper utom vad gäller viskositet. Etanol blandat med vatten ger goda termodynamiska egenskaper men är brandfarlig vid de nödvändiga etanolhalterna. Etanol som viskositet- sänkare i glycerollösnihgar ger en önskad förbättring och lösningen förblir brandsäker med vatten.

En komposition av samma slag som används vid upp- finningen är i och för sig inte ny utan är känd för andra användningsområden. Således är genom DK-C-54066 och NO-C- 59275 en sådan komposition känd att användas i ett bad där livsmedel nedsänkes i detsamma för snabbfrysning.

.]].. Figuren visar en köldbärarkrets enligt uppfinningen ansluten till en kylanläggning. 10 15 20 25 30 35 509 344 4 E I .V . E- . J Den föreliggande föreslagna fluidblandningen över- vinner nackdelen att vara brandfarlig och samtidigt är blandningen inte direkt giftig och har goda termodynamiska egenskaper. Huvuddelen av fluiden är en blandning av glycerol och vatten, vilken naturligtvis inte är en ny idé och har nackdelen av att ha hög viskositet vid låga temperaturer.

Emellertid är den nya föreslagna idén att tillföra etanol till blandningen för att minska viskositeten, varvid den nödvändiga mängden är mycket mindre än den som behövs för att få en eldfarlig blandning. Både etanol och glycerol är icke giftiga i rimliga koncentrationer och fullt lösliga i vatten och följaktligen är problemet förbundet med införandet av vattenånga eliminerat. Med en blandning av glycerol, vatten och etanol företrädesvis i ett förhållande 50, 40, 10 % eller liknande fås en köldbärare med goda termodynamiska egen- skaper, låg viskositet och blandningen förblir brandsäker och relativt ogiftig.

I figuren visas en köldbärarkrets 1 anordnad med en nedkylning/värmeavgivning i anslutning till en förnyare 2 i en kylanläggning 3 och med ett kylavgivande/värmeupptagande i en eller flera värmeväxlare 4 i exempelvis en kyl- eller frysanordning såsom en frysdisk 5 för kylning/frysning av matvaror. Kylanläggningen består av en kompressor 6, en kon- densor 7, en expansionsventil 8 och förångaren 2. Eventuellt kan en kylvätska 9 tillföras kondensorn 7 för dess kylning.

En pump 10 kan användas för att få köldbäraren att cirkulera bättre om självcirkulation skulle visas vara otillräcklig vid en möjlig tillämpning. Det aktiva köldmediet i kylanlägg- ningen 3 skulle kunna vara ett konventionellt köldmedium, som vid eventuell skada skulle få en begränsad omfattning på grund av att kylanläggningen 3 anordnas omsluten med en tät isolering ll och avskild från övrig utrustning. Köldbärar- kretsen däremot kan utan större risk placeras öppet, då en eventuell skada bara skulle resultera i ett köldbärarläckage, som ej nämnvärt skulle påverka omgivningen i jämförelse med nu för tiden traditionellt använda köldbärare.

Claims (9)

10 15 20 25 30 35 509 344 NXA_2AIENIKRA¥

1. Förfarande för värmeöverföring vid vilket en köld- /värmebärarfluid genom ett slutet ledningssystem överför värme, kännetecknat av att köld-/värmebärarfluiden är en blandning av glycerol, etanol och vatten.

2. Förfarande enligt krav 1, vid vilket ledningssys- temet överför värme från en värmeväxlare till en eller flera förángare i en kylanlâggning.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, vid vilket andelen glycerol och vatten är mycket större än andelen etanol.

4. Förfarande enligt krav 3, vid vilket blandningen o\° väsentligen består av glycerol till 50 %, vatten till 40 och etanol till 10 %.

5. Köldbärarkrets för värmeöverföring innefattande ett slutet ledningssystem (1) och ett i detta cirkulerande köld-/värmebärarfluid för överföring av värme, kännetecknad av att nämnda köld-/värmebärarfluid är en blandning av gly- cerol, etanol och vatten.

6. Köldbärarkrets enligt krav 5, vilken innefattar en värmeväxlare (4) samt en till en eller flera förángare (2) i en kylanläggning ansluten komponent.

7. Köldbärarkrets enligt krav 5 eller 6, vilken inne- fattar en pump (10) och där nämnda värmeväxlare (4) är an- ordnad i en kyl- eller frysanläggning (5) för kylning av matvaror.

8. Köldbärarkrets enligt något av kraven 5 - 7, vid vilken andelen glycerol och vatten är mycket större än an- delen etanol.

9. Köldbärarkrets enligt krav 8, vid vilken bland- ningen består av glycerol till 50 %, vatten till 40 6 och etanol till 10 %.