Холодильный агент Советский патент 1983 года по МПК C09K5/08 

Изобретение относится к технике получения криогенных температур и может быть использовано для охлаждения объектов с помощью дросселного регенеративного цикла в области температур 65-75 К.

Известен холодильный агент, содержащий, мол,% азот 15-20; неон (водород )20-30; метан 15-20, этан 15-20; пропан 15-20 1,

Однако для известного холодильного агента характерно высокое давление нагнетания (6,0-15,0 МПа).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достига емог у результату является холодильный агент, включающий, мол,%: азот 15-30; метан 10-25, этан 10-25 пропан 10-25; изобутан 27-30 2

Недостаток пропана - высокая температура охлаждения, определяемая температурой кипения азота (не ниже 80 К ).

Цель изобретения снижение тем.. пературы охлаждения при сохранении термодинамической эффективности.

Поставленная цель достих-ается тем, что холодильный агент для регенеративного дроссельного цикла охлаждения в области давлений нагнетания до 2,0 МПа, содержащий азо метан, этан, пропан и изобутан, дополнительно содержит неон при следу ющем соотношении компонентов, мол.%:

Азот20-30

Неон- 3-10

15-20 10-20 10-20 Остальное

Введение в холодильный агент неона-компонента с температурой кипения ниже, чем температура кипения азота, обуславливает отсутствие перехода неона в жидкое агрегатное состояние при дросселировании сме0 си Нерастворимость компонента в жидкой азотно-углеводородной смеси исключает возможность нахождения его в обоих слоях жидкой фазы, поэтому введенный компонент находится 5 над жидкой фазой, понижая этим парциальное давление паров азота в сравнении с прототипом. Вследствие снижения парциального давления паров азота снижается температура его кипения, а поскольку температура, кипения смеси опреД.еляется температурой кипения лёгколетучего жидкого компонента (введенный компонент не является жидким, то легколетучим компонентом жидкой смеси по прежнему остается азот, но с пониженной температурой кипения, . которая и определяет температуру кипения смеси.

0 :кладагент готовят простым смешением компонентов в указанных соотношениях.

В Таблице приведены варианты состава и рабочие характеристики

5 хла;:сагента.

ХОЛОДИЛЬНЫЙ АГЕНТ ДЛЯ регене|зативного; дроссельного цикла охлаждения в области давлений нагнетания до 2,0 МПа, содержшдий азот, метан, этан, пропан и изобутан, отличающийся тем, что, с целью снижения температуры охлаждения при сохранении термодинамической эффективности, хладагент дополнительно содержит неон, при следующем соотношении компонентов, мол.%: АЗОН20-30 Неон3-10 Метан15-20 Этан10-20 Пропан10-20 Иэобутан Остальное

1 2

3 4

5

Как видно из таблицы, наилучшие характеристики имеет хлалагент состава моль.%2 азот 20; неон 5; ме-: тан 15; этан 10; пропан 10; изо1,85-2,0 0,1-0,15

1,8-2,0 0,1-0,15

1,,88-2,0 0,1-0,15

1,95-2,0 0,1-0,13

1,96-2,1 0,1-0,15

бутан 40, имеющий наибольшее значение термодинамического КПД 60% и самую низкую температуру охлаж65 дения 65-76К при давлениях нагнетания до 2,0 МПа. При содержании .неона в смеси менее 3% температура охлаждения повьшается до 81-82К, а при содержании неона более 10% температура охлаждения повышается до 83-85К.

Таким образом, использование предлагаемого хладагента в дрос сельном регенеративном цикле при i давлениях нагнетания не выше 2,0 МПа позволяет понизить температуру охлаждения до 65-75К при термодинамическом КПД 50-60%. В 1,5 раза повышается чувствительность криозлектронных устройств, что дает годовой экономический эффект 5,4 тыс,руб. на одну установку.