РАБОЧИЙ АГЕНТ ДЛЯ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ Российский патент 1999 года по МПК F25B9/00 C09K5/04 

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к рабочим агентам для холодильных машин, и может быть использовано в домашних, торговых и промышленных холодильниках, кондиционерах и т. д.

Известен рабочий агент для холодильных машин, в качестве которого используется фреон-12. /Максимов Б. Н. и др. Промышленные фторорганичесские продукты, С-П, "Химия" , 1996, с. 163-173/. Недостатком такого рабочего агента является его разрушающее воздействие на озоновый слой атмосферы Земли, а его производство в России запрещено с 1999 г.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является рабочий агент с малой озоновой активностью, представляющий собой смесь хладагентов - дифторхлорметана (R22) и 1.1-Дифтор-1-хлорэтана (R142b), с содержанием в смеси R142b - 60%, рекомендованный к использованию в холодильной технике с алкилбензольными маслами. /Максимов Б.Н. и др. Промышленные фторорганические продукты, С-П, "Химия , 1996, Приложение 2, с. 497/. Он выбран в качестве прототипа.

Недостатком его является то обстоятельство, что рабочий агент нельзя использовать с минеральным маслом, применяемым с фреоном 12, а также, что в отличие от фреона 12 он представляет собой горючее вещество.

Изобретение решает задачу растворимости агента в минеральном масле и переводит рабочий агент в класс негорючих веществ.

Решение задачи достигается тем, что рабочий агент для холодильной установки содержит составляющие компоненты в следующем соотношении, мас.%:
Дифторхлорметан - 6З-67;
1.1 -Дифтор-1-хлорэтан - Остальное
Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый рабочий агент отличается от известного процентным содержанием компонентов, растворим в минеральном масле и представляет собой негорючее вещество. Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию "новизна". Анализ известных технических решений (аналогов) в исследуемой области показал, что применение такого хладагента в заявляемом соотношении компонентов не встречается. Это позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками заявляемого состава рабочего агента, и признать заявляемое решение соответствующим критерию "существенного отличия".

Составляющие заявляемого рабочего агента выпускаются в промышленном масштабе. Смесь изготавливается путем перемешивания компонентов, находящихся в жидкой фазе, с учетом пропорциональности массовых частей. Характеристики P = f (T), МПа полученной смеси должны соответствовать представленным в таблице данным (см. в конце описания)
Пример зависимости давления смесевого рабочего агента R22/R142b (65/35) от температуры, а также расчетные зависимости прототипа и фреона 12 представлены на фиг. 1. При увеличении массовой доли R22 в смеси более 70% в холодильных установках повышается давление конденсации, что не дает возможности ее использования вместо фреона 12 без каких-либо конструктивных изменений.

Проведена экспериментальная проверка стабильности и горючести рабочего агента. Смесь готовили путем последовательной заправки компонентов, находящихся в жидкой фазе, непосредственно в ресивер холодильной установки типа ФАЛ 056/7 рефрижераторного вагона в течение 15 мин. Заправка холодильной установки компонентами осуществлялась в соответствии с ГОСТ 19212-73 и инструкцией Министерства Путей Сообщения Российской Федерации N ЦБ 4070 по техническому обслуживанию оборудования. Полученный смесевой хладагент представлял собой однородную прозрачную неазеотропную жидкость.

Для оценки горючести ватные тампоны смачивали смесью и вносили в пламя газовой горелки на 1-2 с, тампоны при этом не воспламенялись.

Давление заявляемого смесевого хладагента в зависимости от выбранного процентного соотношения компонентов при окружающей температуре должно соответствовать величинам, рассчитанным по следующим формулам:
P(t) = P₂₂(t)•k + P₁₄₂(t)•(1-k),
где P(t) - давление смеси при окружающей температуре, ^oC: P₂₂(t), P₁₄₂(t) - давления хладонов, соответственно R22 и R142b.

где k - мольная доля хладагента R22; x массовое содержание R22; M₂₂, M₁₄₂ - молекулярная масса хладонов, соответственно R22 и R142b;
Исследование растворимости минерального масла в заявляемом рабочем агенте проводилось по специально разработанной методике, позволяющей визуально контролировать расслоение смеси при температурах от - 50^oC до 50^oC. Кривые зависимости расслаивания системы минеральное масло ХФ 12-16 - смесевой хладагент R22/R142b (65/35) в зависимости от концентрации масла представлены на фиг. 2. Из представленной фиг.2 видно, что максимум кривой расслаивания находится в области массовых долей масла 16....19% и температуре -24^oC. Вне их растворы однородны, то есть хладагенты растворимы в масле.

Экспериментальная проверка заявляемого рабочего агента проводилась на серийных холодильно-нагревательных установках рефрижераторных вагонов типа ЦБ производства Германии, рассчитанных на применение хладагента R 12. Испытания проведены без каких-либо конструктивных изменений холодильных машин и замены минерального масла.

В общей сложности заявляемое рабочее вещество испытано на десяти рефрижераторных вагонах, находившихся в условиях реальной эксплуатации, в течение полутора лет. При этом холодильно-нагревательные установки, экипированные заявляемым рабочим веществом, проработали с положительным результатом более 1000 ч., что практически подтверждает надежность его использования в качестве хладагента.

Рабочий агент представляет собой смесевой хладагент, содержащий, мас.%: R22 63 - 70; R142b остальное. Он растворим в минеральном масле, не горюч и готов к эксплуатации без каких-либо конструктивных изменений в применяемом холодильном оборудовании. 2 ил, 1 табл.

Рабочий агент для холодильных установок, преимущественно для холодильно-нагревательных машин рефрижераторных вагонов железнодорожного транспорта, на основе дифторхлорметана (R22), представляющий собой неазеотропную смесь хладагентов R22 и R142b, отличающийся тем, что он содержит следующее соотношение компонентов, мас.%: R22 63 - 70; R142b остальное.