Рабочее тело для низкотемпературной компрессионной холодильной машины

 

РАБОЧЕЕ ТЕЛО ДЛЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ КОМПРЕССИОННОЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ МАШИНЫ, содержащее фреон-23 и нормальный бутан, отличающееся тем, что, с целью повышения удельной холодопроизводительности и увеличения давления всасывания, оно дополнительно содержит фреон-14 при следующем соотношении компонентов, мол. %: Фреон-145-15 Фреон-2320-45 Нормальный бутан Остальное

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(SD F 25 В 1/00; С 09 К 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCHQIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3644497/23-06 (22) 22.09.83 (46) 15.01.85. Бюл. № 2 (72) Г. К. Лавренченко, В. В. Волгушев, А. В. Тригуб, Н. В. Дремова и И. А. Кравец (71) Одесский технологический институт холодильной промышленности (53) 621.574 (088.8) (56) 1. Холодильные компрессоры. Справоч-. ник. М., «Легкая и пищевая промышленность», 1981, с. 190.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке ¹ 3551767, кл. F 25 В 9/02, 1982.,.SU„„1134856 A (54) (57) РАБОЧЕЕ ТЕЛО ДЛЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ КОМПРЕССИОННОЙ

ХОЛОДИЛЬНОЙ МАШИНЫ, содержащее фреон-23 и нормальный бутан, отличающееся тем, что, с целью повышения удельной холодопроизводительности и увеличения давления всасывания, оно дополнительно содержит фреон-14 при следующем соотношении компонентов, мол. %:

Фреон-14 5 — 15

Фреон-23 20 — 45

Нормальный бутан Остальное

1134856

Изобретение относится к составам рабо,чих тел низкотемпературных компрессионных холодильных машин, создаваемых на базе компрессоров объемного сжатия (например, поршневых ротационных, винтовых, мембранных) как со смазкой, так и без смазки деталей полостей сжатия (например, пары поршень-цилиндр), и может быть применено для охлаждения на уровне 177 —207 К приемников инфракрасного излучения, в электронике, криомедицине. Рабочие тела могут быть использованы также и в крупных холодильных установках, например, пищевой и химической промышленности.

Известно применение в низкотемпературных компрессионных холодильных машинах 15 для получения тем11ератур охлаждения

177 — 207 К фрсона-503- ((х 503), представляющего азеотроп11ую смесь фреона-23 (R23) и фреона-13 (R13) (смесь трифторметана с трифторхлормеганом). Эта смесь, широко используемая в технике низких температур, обладает большой скрытой теплотой парообразования, пониженной температурой нормального кипения, низКоН удельной холодопроизводительностыо 111.

Недостатком известной смеси (R503) является необходимость применять масло

ФМ 5,5 АП с низкими противоизносными качествами.

Кроме того, компрессор Hà R503 имеет высокую тем11ературную напряженность обмоток встроснногo электродвигателя.

Наиболее близким к изобретению является рабочее те, ), содержащее фреон-23 (R23) и нормальный бутан (R600). Применение этой смеси позволяет в 8 раз по- 35 высить холодопроизводительность низко температурной компрессионной холодильной машины ио сравнению с R503 12).

Нс 1остатками данной смеси (R23 — К600) являются Относительно большие затраты удельной мощности и необходимость поддержания низкого давлеш я всасывания для ооесиечения зада11ной температуры криостатирования, что может привести к вакууму в испарителе и попаданию из-за этого в систему воздуха. 45

Целью изобретения является разработка такого рабочего вс1цсства, которое при более высоком давлении всасывания имеет повышенное значение удельной холодопроизводительности и нсбольшие затраты мощнОсти для сжатия.

Поставленная цель достигается тем, что рабочее тело, содержащее фреон-23 и нормальный бутан, дополнительно содержит фреон-14 ()х14) нри следующем соотношении компонентов, мол. /o .. 55

Фреон-14 5 — -15, Фреон-33 20 — 45

Нормальный бутан Остальное

На чертеже изображена диаграмма фазовых равновесий.

Как следует из диаграммы, при постоянной температуре, например, Т = 192 К (средняя температуры диапазона температур охлаждения 177 — -207 К рабочего тела) имеется область АВСД несмесимости R14, R23 и R600, характеризующая изменение сосТВВоВ жидкой фазы смеси в зависимости от содержания в ней легкокипящего ком понента, т. е. R14. Внутри области АВС3 проведены линии постоянных давлений (штрихпунктирные отрезки), которые соответствуют давлениям всасывания. Наличие широкой области несмеси мости у рабочего тела приводит к тому, что температура его кипения в испарителе холодильной машины при изменении давлений всасывания составов, если они берутся из области АВС,Д, где R14, R23 и R600 не смешиваются в жидкой фазе., является постоянной. Для обеспечения максималь1:ой холодопроизводи-е lbJIGcTH на температурных уровнях 177—

207 K и при давлениях, превышающих атмосферное, в области возможнь1х составов

АВСД оказывается можно выделить соответствующую этому более узкую область оптимальных составов авсде (заштрихована

Наличие в рабочем теле R600 позволяет для смазки герметичного компрессора при работе на смеси R14 — R23 — R600, как и при работе на меси Р23 — P600, использовать холодильное масло ХФ 22с-16, противоизносные качества которого в 3 раза лучше соответствующих качеств низкотемпературного масла ФМ-5,6 АП.

Рабочее тело для холодильной машины приготавливают весовым способом.

В чистые, отвакуумированные и заранее взвешс нные баллоны набирают заданное количество предварительно очищенных R14, R12 и R600. После этого каждый из баллонов присоединяют к стенду и посредством охлаждения в жидком азоте проводят переконденсацию компонентов в ресивер холодильной машины. Затем баллоны с незначительными остатками чистых R14; R23 и R600 взвешивают для уточнения концентрации приготовленного раоочего тела.

В резуль1ате проведенных исследований установлено. ro описываемое рабочее тело при более высоком давлении всасывания, но несколько меньшей степени сжатия, чем у R23 — R600 позволяет достичь той же температуры охлаждения, обеспечивая холодопроизводительность в 1,54 раза большую. Это объясняется тем, что величина изотермического дроссель-эффекта увеличивается из-за смещения рабочих давлений холодильной машины в область более высоких значений и применения в большом количестве такого вещества, как Р600, которое им cT высокое собственное значение

1134856

Составитель Ю. Килимник

Редактор А. Гулько Техред И. Верес Корректор Л. Пилипенко

Заказ 9884/37 Тираж 509 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 дроссель-эффекта. При использовании предлагаемого рабочего тела холодильная машина работает с давлением всасывания

0,22 МПа; существенно превышающим атмосферное и, таким образом, исключающим попадание воздуха в систему.

На предлагаемой смеси холодильная машина имеет меньшие массу в 1,3 раза, потребляемую мощность в 1,4 раза, стоимость примерно в 1,45 раз по сравнению с системой на R23 — R600 с одинаковой хладопроизводительностью. 11ри годовом объеме производства в 1000 изделий экономический эффект от вредрения этой смеси для низкотемпературной компрессионной холодильной машины составляет 218000 руб.