Хладагент

 

О П И-С А -Й ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 11.Ч.1970 (№ 1439734/23-26) е присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 20,IV.1973. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 18ХП,1973

М. Кл. С 09k 3 02

Комитет по делам изобретений и открытий прн Совете Министров

СССР

УДК 621.564(088.8) Авторы изобретения В. М. Бродянский, А. К. Грезин, Э. А. Громов и А. Г. Тащина

Заявитель

ХЛАДАГЕНТ

Изобретение относится к технике низких температур и касается выбора хладагента, который может быть использован в каскадных холодильных системах с нижней дроссельной ступенью, предназначенных для охлаждения различных объектов в области температур ниже 35 К.

Известны системы, в которых в качестве хладагента для нижней дроссельной ступени используют водород или неон.

Водород имеет большую, чем неон, упругость пара при том >ке давлении. Это позволяет получать более низкие температуры. Однако инверсионные параметры водорода ниже, чем у неона, и изотермический дроссель-эффект при той же температуре предварительного охлаждения меньше.

Цель изобретения — повышение термодинамической эффективности цикла.

Достигается это тем, что в качестве хладагента в указанном интервале температур используют смесь водорода с неоном (H +Ne).

Концентрация смеси от 5 до 90% . Водород и неон образуют азеотропную смесь с температурным минимумом, которая как хладагент обладает существенными преимуществами перед водородом: температура кипения смеси ниже температуры кипения водорода при том

>ке давлении; дроссель-эффект смеси и инверсионные параметры выше, чем у водорода;

2 смесь H — Ne имеет большую плотность, чем водород, что дает возможность улучшить характеристики компрессора.

5 На фиг. 1 показана диаграмма раствора

Н2 — Ne в координатах Р (давление), ((концентрация неона в смеси при фиксированной температуре T); на фпг. 2 — график зависимости величины изотермического дроссель10 эффекта Лг от Ц при различных температурах предварительного охлаждения Т„р. Обозначения на диаграмме: гг — пар, ж — жидкость, богатая водородом, ж — жидкость, богатая неоном.

Как видно из диаграммы, во всей области концентраций от (=0 (чистый водород) до (смесь, содержащая неон в концентрации, близкой к 90%) давление пара над жнд20 костью выше, чем для чистого водорода (или, что то же самое, температура кипения при том же давлении ниже, чем для чистого водорода) .

Практически это означает, что дроссельная

25 рефрижеративная система, работающая на любой смеси в интервале составов от (=0 до будет энергетически выгоднее, чем система на чистом водороде, даже если считать, что изотермический дроссель-эффект смеси

30 Нз — Ne на уровне предварительного охлаждеПредмет изобретения

1 еи

Ри2, f

Составитель Г. Бахтюкова

Техред Л. Грачева Корректор E. Михеева

Редактор Г. Тимофеева

Заказ 1916/5 Изд. № 1503 Тираж 647 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раушская наб., д, 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 ния тот же, что и для водорода (фактически он будет выше) .

Все перечисленные преимущества смеси

Н,— Ne дают возможность увеличить к. п. д. дроссельных систем на 10 — 15% в зависимости от температурного уровня.

Это повышение достигается либо понижением температуры кипения (режим «Т»), либо повышением давления обратного потока при той же температуре (режим «Р») .

В режиме «Р» при одной и той же температуре давление в испарителе больше и, следовательно, работа на сжатие уменьшается, а термодинамическая эффективность дроссельной системы возрастает, Если в режиме «Т» давление неизменно, 4 тогда температура криостатирования То снизится, и эффективность опять возрастет.

Если учесть, что с добавлением неона величина изотермического дроссель-эффекта

5 Ю,. =q тоже возрастет (см. фиг. 2), то очевидно, что использование смеси Нз — Ne весьма эффективно и с этой точки зрения.

Хладагент для нижней ступени дроссельного холодильного цикла на основе водорода, отличающийся тем, что, с целью повышения термодинамической эффективности цикла, в

15 его состав введен неон в количестве от 5 до

90%.