Холодильный агент Советский патент 1982 года по МПК C09K5/08 F25B9/02 

t

Изобретение относится к технике низких температур и может быть использовано для охлаждения различш |х объектов в даапазоне 80-85 К с помощью дроссельных регенеративных циклов. :

Известен холодильный агент для дроссельной системы охлаждения Представляющий собой азота с метаг ном, этаном и пропаном 11.

Этот холодильный агент обеспечивает сравнительно высокий термодинамический КПД цикла (до 60%) при давлениях нагнеташ1я свыше МПа в диапазоне температуры охлаждения 80,85 К и температуре о {фужакщей . 293 К. При давлениях нагнетания менее 4,0 МПа и прочих .рашшх условиях термодинамический КПД цикла на таком холодильном агенте существенно уменьшается (5-15%).

Этот недостаток устранен у известного холодильного агента для дробсельного регенеративного цикла, содержащего смесь азота с метаном, этаном, пропаном и изобутаном 12J.

Этот холодильный агент рбеспечи вает.термодинамический КПД цикла 40% при меньших давлениях нагнетания (1 ,0-2,0 МПа) и -при тек же температурных условиях (температура охлаждения 80-85 К, температура окружагацей среда 293 К) .Недостатком дроссельных систем на

10 таком холодильном агенте является уменьшение термоданамической эффективности при повышении температуры окружакщ ей среды от 293 до 333 К . . Это млзвано в основном .уменьшением

ts изотермического эффекта дросселирования самого высококипящего компонента смеси-изобутана.

Целью изобретения является повы20шение термодинамической эффективности дроссельного цикла при температурах oкpyжaюй eй среды в диапазоне 313-333 К. 39 Цель достигается там, что холо- дильный агент дополнительно содержи .пантанили гексан, а компоненты смеси взяты в следукщем соотношении, мол.%: Азот20-30 Метан20-30 Этан5-15 Пропан5-15 Изобутан20-25 Пентан или гексан5-10 На чертеже изображены графики зависимос-;ги термодинамического КПД цикла от темперал-уры окружающей среды для известного холодильного агента и описываемого при различных соотношениях его компонентов. Введенные пентан или гексан имеют более высокую нормальную температуру кипения по сравнению с остальными компонентами хладагента, принятого в качестве прототипа. При повышении температуры окружанщей среды более 293 К, благодаря высоким значениям нормальных темпера тур кипения, пентан или гексан конде сируются при сжатии в данных условиях (давление нагнетания 1,0-2,0 Ша, температура окружакщей среда 293333 к) и позтому смесь имеет величин изотермического дроссель-эффекта, соизмеримую с дроссель-эффектом известного холодильного агента на преж нем температурном уровне . Таким образом,введение пентана ил гексана в состав смеси позволяет обеспечить сравнительно высокий термодинамический КПД цикла при повышении темпера,туры окружакщей среды до 313-333 К в диапазоне давлений нагнетания 1,0-2,0 МПа и температур охлаждения 80-85К. Выбор этих веществ возможен вследствие их хими- ческого родства с остальными компонентами и возможностью создания холо дильного агента, не замерзающего при минимальной температуре охлаждения. В результате осуществления цикла на описываемомхолодильном агенте. 4 приготовленном объемным методом, термодинамический КПД его выше при температуре окружающей среды 313-333К и прочих равных условиях по сравнению с КПД цикла на смеси,состоящей из азота, метана, этана, пропана и изобутана. Использование холодильного агента позволяет получить в интервале температур окружакщей среды 313-333К термодинамический КПД цикла 20-30%. На сИеси без пентана или гексана в указанном диапазоне температур окружакщей среды г1икл неосуществим при требуемой температуре охлаждения (83 К). Использоваиие хладагента в установке КУАС-01 МТ позволяет повысить термодинамический КПД при повьш1енной температуре окружакщей среды, чт дает годовой экономический эффект на одну установку в размере 2,1 тыс. рублей. Формула изобретения Холодильный агент для регенеративного дроссельного цикла,сбдержащий смесь азота с метаном, этаном, пропаном и изоб5 таном, отличающийся тем, что, с целью повышения термодинамической эффективности при температуре окружающей среды в диапазоне 313-333К, он дополнительно содержит пентан или гексан, а компоненты смеси взяты в следующем соотношении, мол.%: Азот20-30 Метан20-30 Этан5-15 Пропан-5-15 Изобутан20- 5 Пентан или гексан5-10 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское сш1детельство СССР № 534484, кл. F 25 В 9/02, 1975. 2.Авторское свидетельствоСССР № 637417, кл. f 25 В 9/02,-1977.