DE3141202A1 - METHOD FOR GENERATING REFRIGERATION IN COMPRESSOR COOLING SYSTEMS - Google Patents
METHOD FOR GENERATING REFRIGERATION IN COMPRESSOR COOLING SYSTEMSInfo
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Description
3U12023U1202
Vsesojuzny Nauchno-Issledovatelsky Experimentalno-Kons truktorsky Institut Elektroby tovykh Mashin i Priborov . " Kiev, UdSSRVsesojuzny Nauchno-Issledovatelsky Experimentalno-Kons truktorsky institute Elektroby tovykh Mashin i Priborov . "Kiev, USSR
Verfahren zur Kälteerzeugung in Kompressorkühlsystemen Process for generating cold in compressor cooling systems
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kälteerzeugung in Kühlsystemen mit Kompressxonskühlaggregaten, die Anwendung dieses Verfahrens auf Kompressionskühlschränke "mit mindestens zwei Kältekämmern sowie'Kältemittel zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for generating cold in cooling systems with compressor cooling units, the application of this process to compression refrigerators "with at least two cold chambers and refrigerants to carry out the procedure.
Allgemein bekannt ist ein Verfahren zum Einfrieren und zur Aufbewahrung von Produkten in Haushaltskühlschränken mit Kompressionskühlaggregat, das darauf beruht, daß die.Produkte in eine oder mehrere Kühlkammern eingebracht werden, wobei in der Tiefkühlkammer, die zum Einfrieren und zur Dauerlagerung dient, die Temperatur beim Einfrieren -24 0C und bei der Dauer-Generally known is a method for freezing and storing products in domestic refrigerators with a compression refrigeration unit, which is based on the fact that die.Produkte are introduced into one or more refrigeration chambers, the temperature in the freezing chamber, which is used for freezing and permanent storage, during freezing -24 0 C and with the permanent
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lagerung -18 0C nicht überschreiten darf, und in der Kühlkammer zur kurzzeitigen Aufbewahrung eine Temperatur im Bereich von O bis * 5 0C aufrechterhalten wird.' Unter einer kurzzeitigen Aufbewahrung werden dabei Aufbewahrungsdauern von 2 bis 7 Tagen und unter Dauerlagerung Lagerzeiten bis zu 10 Monaten, je nach Art des Produkts, verstanden.storage must not exceed -18 0 C, and a temperature in the range of 0 to * 5 0 C is maintained in the cooling chamber for short-term storage. Brief storage is understood to mean storage periods of 2 to 7 days and permanent storage storage times of up to 10 months, depending on the type of product.
Diese Temperaturbedingungen werden durch Anwendung bekannter Kühlverfahren erzeugt.These temperature conditions are created using known cooling methods.
Ein energetisch besonders günstiges Verfahren beruht auf der Kälteerzeugung mit einem Dampfkompressionsaggregat, in dem das Kältemittel in einem geschlossenen Kreislauf zirkuliert. Im Verdampfer siedet, dh verdampft das Kältemittel bei einem erniedrigten Druck P und niedriger Temperatur. Die erforderliche Verdampfungswärme wird den abzukühlenden Objekten entzogen, wodurch ihre Temperatur absinkt. Der gebildete Dampf wird durch den Verdichter abgesaugt, in diesem auf einen Verflüssigungsdruck P' verdichtet und dem Kondensator zugeführt, in dem es mit Wasser oder Luft abgekühlt wird. Da dem Dampf Wärme entzogen wird, kondensiert dieser. Das erhaltene flüssige Kältemittel wird durch ein Drosselorgan geleitet, in dem seine Temperatur und sein Druck sinken, und anschließend zur neuerlichen Verdampfung in den Verdampfer zurückgeleitet , was einem Arbeitszyklus des Kühlaggregats, entspricht.An energetically particularly favorable process is based on the cold generation with a vapor compression unit in which the refrigerant circulates in a closed circuit. Boiling in the evaporator, ie the refrigerant evaporates at a reduced pressure P and low temperature. The required heat of evaporation is withdrawn from the objects to be cooled, causing their temperature to drop. The vapor formed is sucked off by the compressor, in this compressed to a condensing pressure P 'and fed to the condenser, in which it is cooled with water or air. Since heat is extracted from the steam, condenses this. The liquid refrigerant obtained is passed through a throttle device in which its The temperature and its pressure drop, and then returned to the evaporator for renewed evaporation, which results in a working cycle of the refrigeration unit, is equivalent to.
Es ist allgemein bekannt, daß es zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit des Betriebs von Kompressionskühlaggregaten erforderlich ist, die spezifische Kälteleistung zu. erhöhen, indem beispielsweise die spezifische Volumenkälteleistung des Kühlaggregats erhöht oder der Fördergrad des Verdichters gesteigert wird. Es ist ferner bekannt, daß der Fördergrad des Verdichters dem Förderdruck umgekehrt und dem Ansaugdruck direkt proportional ist.It is well known that it can be used to increase the economy of operation of compression refrigeration units required is the specific cooling capacity. increase by, for example, the specific Volume cooling capacity of the cooling unit is increased or the compressor's rate of delivery is increased. It is also known that the delivery rate of the compressor reverses the delivery pressure and the suction pressure is directly proportional.
Zur Erreichung der Gefriertemperatur, dh von Temperaturen von -24 0C oder darunter, werden Dampfkompressionskälteaggregate mit großen P-/P -Verhältnissen und folglich einem niedrigen Fördergrad und damit einer niedrigen spezifischen Kälteleistung verwendet. .In order to achieve the freezing temperature, that is, temperatures from -24 0 C or less, the vapor compression refrigeration systems with large P- / P ratios, and hence a low delivery efficiency, and thus a low specific refrigerating capacity to be used. .
Zur Kälteerzeugung sind ferner Verfahren bekannt, bei denen zwei- und mehrstufige Kälteaggregate verwendet werden; bei diesem Verfahren wird das Kältemittel nicht sofort, sondern stufenweise, dh in zwei oder mehreren Stufen unter Zwischenkühlung der zum. Teil verdichteten Dämpfe vom Siededruck auf den Verflüssigungsdruck verdichtet.For the generation of cold, methods are also known in which two-stage and multi-stage refrigeration units are used will; With this method, the refrigerant is not immediately, but gradually, ie in two or several stages with intermediate cooling of the. Partly compressed vapors from the boiling pressure to the condensing pressure condensed.
Das Verhältnis des Förderdrucks zum Saugdruck des Kältemittels in jeder Stufe ist dabei kleiner als das Verhältnis des Verflussigungsdrucks zum Siededruck, die zyklisch durchlaufen werden.The ratio of the delivery pressure to the suction pressure of the refrigerant in each stage is smaller than that Ratio of the condensing pressure to the boiling pressure, which are run through cyclically.
In den zwei- oder mehrstufigen Kompressionskälte-In the two-stage or multi-stage compression refrigeration
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aggregaten, die bei bekannten Verfahren zur Kälteerzeugung verwendet werden, liegt ein geschlossener Kühlmittelkreislauf vor, wobei als Kältemittel Ammoniak und fluorhaltige gesättigte Kohlenwasserstoffe, hauptsächlich Methan-und Äthanderivatc,verwendet werden.aggregates that are used in known processes for cooling, is a closed Coolant circuit, with ammonia and fluorine-containing saturated hydrocarbons as refrigerants, mainly methane and ethane derivatives are used.
Die bekannten Verfahren ermöglichen die Erzeugung von Kälte auf einem Niveau von -24. 0C und darunter. Ferner können Temperaturen im Bereich von 0 0C bis +5 0C erzeugt werden, die zur Kühllagerung benötigt werden.The known methods enable the generation of cold at a level of -24. 0 C and below. Furthermore, temperatures in the range from 0 0 C to +5 0 C can be generated, which are required for cold storage.
Die bekannten Verfahren sind jedoch infolge der aufeinanderfolgenden Verdichtung des Kältemittels in mehreren Stufen unter Zwischenkühlung der zum Teil verdichteten Dämpfe kompliziert.However, the known methods are due to the successive compression of the refrigerant in several stages with intermediate cooling of the partially compressed vapors.
Zur Durchführung dieser bekannten Verfahren zur Kälteerzeugung sind entsprechend komplizierte Aggregate erforderlich, die' aus mehreren Verdichtern, Drosseln, Kühlern, Verdampfern und anderen Baugruppen bestehen. Hinzu kommt, daß die Verwendung mehrerer Verdichter den Energieverbrauch erhöht und die Zuverlässigkeit verringert.Complicated units are required to carry out these known processes for generating cold required that 'consist of several compressors, chokes, coolers, evaporators and other assemblies exist. In addition, the use of several compressors increases the energy consumption and the Reliability decreased.
Zur Kälteerzeugung auf einem Temperaturniveau von 0 0C bis +5 0C sowie -18 0C und darunter ist es ferner bekannt, für jeden Temperaturbereich ein separates Kühlaggregat zu verwenden, wobei die Kühlaggregate nach dem bekannten Dampfkompressionszyklus arbeiten, wobei als Kältemittel hauptsächlich Difluor-For producing refrigeration at a temperature level of 0 0 C to +5 0 C and -18 0 C and below, it is also known to use a separate cooling unit for each temperature range, the cooling units according to the known vapor compression cycle work, mainly as a refrigerant difluoro-
dichlormethan eingesetzt wird.dichloromethane is used.
Diese bekannte Verfahrensweise führt jedoch zu einer niedrigen spezifischen Kälteleistung auf dem Tieftemperaturnxveau sowie einem erhöhten Energieverbrauch. Dies ist darauf zurückzuführen, daß zur Erzeugung tiefer Temperaturen (-18 0C und darunter) eine große Differenz zwischen dem Siedepunkt und dem Kondensationspunkt und folglich ein großer Wert des Verhältnisses von Verflüssigungsdruck P1 zu Siededruck P erforderlich ist. Mit zunehmendem Verhältnis dieser Drucke nimmt der Fördergrad und der Wirkungsgrad, des Verdichters ab, wodurch die spezifische Kälteleistung des Kühlaggregats absinkt und der Energieverbrauch erhöht wird.However, this known procedure leads to a low specific refrigeration capacity at the low temperature level as well as increased energy consumption. This is due to the fact that (-18 0 C and below) a large difference between the boiling point and the condensation point and, consequently, a large value is the ratio of the condensing pressure P 1 to boiling pressure P required to generate low temperatures. As the ratio of these pressures increases, the degree of delivery and the degree of efficiency of the compressor decrease, as a result of which the specific cooling capacity of the cooling unit decreases and the energy consumption increases.
Zur Erzeugung von Kälte auf Temperaturniveaus, die die Abkühlung, das Einfrieren und die Lagerung von Produkten bei geringerem Energieaufwand gewährleisten, sind schließlich auch Verfahren bekannt, bei denen der herkömmliche Arbeitszyklus von Dampfkompressionskühlaggregaten durch zusätzliche Verfahrensstufen kompliziert ist, und zwar durch Akkumulieren des flüssigen Kältemittels und teilweise Verdampfung vor der·Drosselung sowie durch Zirkulation des -flüssigen Kältemittels in zwei Kreisläufen, von denen jeder einen Verdampfer zur Verdampfung des Kältemittels auf dem Temperaturniveau +5 0C bis O 0C sowie von -18 0C und darunter aufweist.Finally, methods are also known for generating cold to temperature levels that ensure the cooling, freezing and storage of products with less energy consumption, in which the conventional working cycle of vapor compression cooling units is complicated by additional process steps, namely by accumulating the liquid refrigerant and partial evaporation before throttling as well as through circulation of the -liquid refrigerant in two circuits, each of which has an evaporator for evaporating the refrigerant at the temperature level +5 0 C to 0 0 C as well as -18 0 C and below.
Obgleich diese Verfahren den EnergieaufwandAlthough these procedures reduce energy consumption
geringfügig verringern, sind für ihre Realisierung kompliziert aufgebaute Kühlaggregate erforderlich, die verringerte Zuverlässigkeit besitzen.slightly reduce, complex cooling units are required for their implementation, which have decreased reliability.
Gleichzeitig kann ein optimaler Wärmeaustausch durch Verwendung eines aus einem Gemisch verschiedener Komponenten bestehenden Kältemittels erzielt werden, was eine Erhöhung des Wirkungsgrads der Verdichtung und damit eine Steigerung der spezifischen Kälteleistung des Kühlaggregats erlaubt.At the same time, an optimal heat exchange can be achieved by using a mixture of different Components of existing refrigerant can be achieved, which increases the efficiency of compression and thus allows an increase in the specific cooling capacity of the cooling unit.
■ Eine hohe spezifische Kälteleistung kann bekanntlich mit Gemischen von Kältemitteln erzielt werden, die jeweils unterschiedliche Siedepunkte aufweisen. Eine Besonderheit solcher Mehrkomponenten-Kältemittel liegt darin, daß aus dem verdichteten Gemisch, in der ersten Kondensationsstufe die höhersiedende Komponente und in der zweiten Kondensationsstufe die niedriger siedende Komponente kondensiert. Die kondensierten Komponenten dehnen sich aus und sieden auf verschiedenen Temperaturniveaus, wodurch die entsprechend geforderten Kühlbzw Einfriertemperaturen erzielt werden.■ As is well known, a high specific cooling capacity can be achieved with mixtures of refrigerants, which each have different boiling points. A special feature of such multi-component refrigerants is in that from the compressed mixture, the higher-boiling component and in the first condensation stage the lower boiling point in the second condensation stage Component condensed. The condensed components expand and boil at different temperature levels, whereby the required cooling and freezing temperatures can be achieved.
Die Verwendung von binären oder aus mehr als zwei Komponenten bestehenden Kältemitteln erlaubt es, verschiedene Siedepunkte in den Verdampfern ohne irgendwelche zusätzliche Vorrichtungen zu erzielen.The use of binary refrigerants or refrigerants consisting of more than two components allows different To achieve boiling points in the evaporators without any additional devices.
Ein bekanntes Verfahren zur Kälteerzeugung mit einem in einem geschlossenen Kreislauf arbeitenden · einstufigen Kompressionskühlaggregat beruht darauf,A well-known process for generating cold with a closed circuit single-stage compression cooling unit is based on
daß das Kältemittel in Form eines Gemischs von auf verschiedenen Temperaturniveaus siedenden Komponenten inthat the refrigerant in the form of a mixture of components boiling at different temperature levels in
2 einem Verdichter auf einen Druck von 1,96 MPa (20 kp/cm ) verdichtet, durch Kondensation der höhersiedenden Komponente zum Teil verflüssigt und durch Abkühlung des DirektStroms mit dem Rückstrom in einem Regenerativ— wärmeaustauscher-vollständig verflüssigt wird, die im· flüssigen Zustand nicht mischbaren Komponenten in einer Homögenisierungszone zu einem homogenen Gemisch vermischt werden, das erhaltene' homogene Gemisch auf einen2 a compressor to a pressure of 1.96 MPa (20 kp / cm) compressed, partially liquefied by condensation of the higher-boiling component and by cooling the Direct flow with the return flow in a regenerative the heat exchanger is completely liquefied, which is liquid state immiscible components mixed in a homogenization zone to form a homogeneous mixture be, the 'homogeneous mixture obtained on a
2 .2.
Druck von 294 kPa (3 kp/cm ) gedrosselt und dieses Gemisch durch Verdampfung der niedriger siedenden Komponente in der entsprechenden Zone des Verdampfers zum Teil verdampft und das Gemisch durch Verdampfung der höhersiedenden Komponente im Regenerativwärmeaustauscher vollständig verdampft wird.Pressure of 294 kPa (3 kp / cm) throttled and this mixture by evaporation of the lower boiling component partially evaporated in the corresponding zone of the evaporator and the mixture by evaporation of the higher-boiling component is completely evaporated in the regenerative heat exchanger.
Als niedriger siedende Komponente wird CO2 verwendet, dessen Siedepunkt unter Normalbedingungen -79,8 0C beträgt; als höhersiedende Komponente wird beispielsweise Difluordichlormethan eingesetzt-, das -unter Normalbedingungen einen Siedepunkt von -29,8 0C aufweist.As a low boiling component CO 2 is used, whose boiling point under normal conditions -79.8 0 C; than higher boiling component, for example, difluorodichloromethane eingesetzt-, -having the standard conditions has a boiling point of -29.8 0 C.
Dieses Verfahren gestattet es, eine zur Kühlung von Produkten sowie zum Einfrieren und zur Dauerlagerung erforderliche Temperatur zu erzeugen, weist jedoch eine niedrige spezifische Kälteleistung und einen bedeutenden Energieverbrauch auf.This method allows one to be used for cooling of products as well as for freezing and long-term storage at the temperature required, however has a low specific cooling capacity and significant energy consumption.
'.Bekannte Kältemittel für in einem geschlossenen Zyklus -.arbeitende Dampfkompressionskühlaggregate sind Gemische verschiedener Gaskompbnenten, zu denen ÄthanKnown refrigerants for in a closed Cycle-working vapor compression refrigeration units are Mixtures of different gas components, including ethane
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und Propan gehören. .and propane. .
Diese Kältemittel weisen eine ungenügende spezifische
Volumenkälteleistung auf und führen im Betrieb entsprechender Kühlaggregate bei Kompressionsdrucken von 0,8 bis
1,4 MPa (8 bis
schaftlichkeit.These refrigerants have an inadequate specific volume cooling capacity and, when corresponding cooling units are in operation, lead to compression pressures of 0.8 to 1.4 MPa (8 to
economic efficiency.
2
1,4 MPa (8 bis 14 kp/cm ) zu einer nur.geringen Wirt-2
1.4 MPa (8 to 14 kgf / cm) to an only minor host
Bekannt sind ferner Kältemittel für in einem ge- · schlossenen Zyklus arbeitende Kompressionskühlaggregate, die Difluordichlormethan und ein Gemisch ..von Kohlenwasserstoffen, und zwar Äthan in einer Menge von 20 bis 40 VaI.-%, Propan in einer Menge von 10 bis 30 Vol.^-%, ■ Isobutan in einer Menge von 10 bis 30 Vol.-% und n-Butan in einer Menge von 10 bis 30 Vol.-% enthalten.Also known are refrigerants for compression cooling units operating in a closed cycle, the difluorodichloromethane and a mixture ... of hydrocarbons, namely ethane in an amount of 20 to 40 VaI .-%, propane in an amount of 10 to 30 vol. ^ -%, ■ Isobutane in an amount of 10 to 30% by volume and n-butane contained in an amount of 10 to 30 vol .-%.
Solche Kältemittel sind jedoch explosions- und brandgefährlich, was ihre Verwendung beispielsweise in Haushaltskühlschränken ausschließt, an die hohe Anforderungen hinsichtlich der Explosions- und Brandsicherheit gestellt werden. However, such refrigerants are explosive and fire hazardous, which is why their use, for example in household refrigerators, which are subject to high requirements in terms of explosion and fire safety.
Die Verwendung solcher Kältemittel bringt ferner ■gravierende Probleme bei der Serienfertigung von Kühlschränken mit sich.The use of such refrigerants also brings benefits ■ serious problems in the series production of refrigerators.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Kälteerzeugung in Kompressorkühlsystemen zum Gefrieren und zur Lagerung von Produkten sowie ein Kältemittel zu seiner Durchführung anzugeben, mit denen die spezifische Kälteleistung bei der Erzeugung der geforderten Temperaturbedingungen sowohl aufThe invention is based on the object of a method for generating cold in compressor cooling systems specify for freezing and storage of products as well as a refrigerant for its implementation, with which the specific cooling capacity in generating the required temperature conditions both on
·' *"" *:·3Η1202· '* "" * : · 3Η1202
dem Kühlniveau als auch auf dem Einfrier- und Dauerlagerungsniveau erzielt werden kann·.the cooling level as well as the freezing and permanent storage level can be achieved ·.
Die Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst.The problem is solved according to the claims.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Kälteerzeugung mit Kompressionskühlschränken beruht auf der Verwendung eines Kältemittels aus einem Gemisch von bei unterschiedlichen Temperaturen siedenden Komponenten, bei dem das Kältemittel auf.den Betriebsdruck verdichtet, bis zur Bildung eines Dampf-Flüssigkeits-Gemischs teilweise verflüssigt, danach vollständig verflüssigt, abgekühlt, gedrosselt und teilweise und danach vollständig verdampft wird; das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die vollständige Verflüssigung des Kältemittels vor seiner Abkühlung durch Auflösen derjenigen Komponenten, die beim Betriebsdruck in der Dampfphase •vorliegen, in den beim Betriebsdruck verflüssigten Komponenten vorgenommen wird.The inventive method for generating cold with compression refrigerators is based on the use a refrigerant from a mixture of components boiling at different temperatures, in which the Refrigerant compressed to the operating pressure, partially liquefied until a vapor-liquid mixture is formed, then completely liquefied, cooled, throttled and partially and then completely evaporated will; the method according to the invention is characterized in that the complete liquefaction of the refrigerant before cooling by dissolving those components that are in the vapor phase at the operating pressure • are present in the components liquefied at the operating pressure is made.
Das -Erfindungskonzept kann entsprechend auf zahlreichen Gebieten zur Kälteerzeugung in Kompressorkühlsystemen eingesetzt werden, beispielsweise in der Nahrungsmittelindustrie, für Haushaltszwecke sowie in-der Medizin zur Kühlung.und zum Einfrieren sowie zur kurzzeitigen Aufbewahrung und zur Dauerlagerung beliebiger Produkte, beispielsweise von Lebensmitteln als auch etwa von biologischen Produkten und auch auf zahlreichen anderen technischen Gebieten eingesetzt werden, wo es darauf ankommt, Kälte auf einem Niveau von -24 0C und darunter .bei" zugleich minimalem Aufwand an elektrischer Energie zu erzeugen μηα, aufrechtzuerhalten. ' .The concept of the invention can be used accordingly in numerous areas for generating cold in compressor cooling systems, for example in the food industry, for household purposes and in medicine for cooling and for freezing as well as for short-term storage and permanent storage of any products, for example food and for example biological products and also in numerous other technical areas where it is important to maintain cold at a level of -24 0 C and below.
Um eine vollständige Verflüssigung des KältemittelsTo completely liquefy the refrigerant
herbeizuführen, wird dies zweckmäßigerweise auf einen
Druck ve
dichtet.bring about, this is expediently ve at a pressure
seals.
2 Druck von 0,98 bis 1,4 MPa (10 bis 14 kp/cm ) vorver-2 Pressure from 0.98 to 1.4 MPa (10 to 14 kp / cm)
Bei der Anwendung des Erfindungskonzepts beispielsweise auf Haushaltskompressionskühlschränke, die min-, destens zwei Kältekammern aufweisen, von denen die eine eine Tiefkühlkammer zum Einfrieren und zur Dauerlagerung von Produkten und die andere eine Kühlkammer zur kurzzeitigen Aufbewahrung von Produkten ist, ist es erfindungsgemäß günstig, das Kältemittel zur Kälteerzeugung in der Tiefkühlkammer teilweise und zur Kälteerzeugung in der Kühlkammer vollständig zu verdampfen, wobei das Kältemittel zweckmäßig auf einen Druck vonWhen applying the inventive concept, for example on household compression refrigerators, the min-, have at least two cold chambers, one of which is a deep-freeze chamber for freezing and permanent storage of products and the other is a cooling chamber for short-term storage of products, it is cheap according to the invention, the refrigerant for cold generation to partially evaporate in the deep-freeze chamber and completely in the cold-storage chamber to generate cold, wherein the refrigerant is expediently at a pressure of
49 bis 294 kPa (0,5 bis 3 kp/cm2) gedrosselt wird.49 to 294 kPa (0.5 to 3 kp / cm 2 ) is throttled.
Erfindungsgemäß kann ein Kältemittel auf der Basis von Difluordichlormethan verwendet werden, das ferner mindestens eine Komponente mit einem Siedepunkt unter Normalbedingungen zwischen -55 und -85 0C, beispielsweise CO0 oder Trifluormonochlormethan oder Trifluormonobrommethan, in einer Menge von 10 bis 50 Vol.-%, eine Komponente mit einem Siedepunkt unter Normalbedingungen zwischen -30 und -55 0C, beispielsweise Difluormonochlormethan oder Propan, in einer Menge von 10 bisAccording to the invention, a refrigerant based on difluorodichloromethane can be used, which also contains at least one component with a boiling point under normal conditions between -55 and -85 0 C, for example CO 0 or trifluoromonochloromethane or trifluoromonobromomethane, in an amount of 10 to 50 vol .-% , a component with a boiling point under normal conditions between -30 and -55 0 C, for example difluoromonochloromethane or propane, in an amount of 10 to
50 Vol.-I und mindestens eine Komponente mit einem Siedepunkt unter Normalbedingungen zwischen +16 und -30 0C, beispielsweise Difluormonochloräthan, Difluormonochlorbrommethan oder Octafluorcyclobutan/ in einer Menge von 10 bis 75 VoI»-% enthält, wobei das Difluordichlormethan in einer Menge von 10 bis 50 VoI--% eingesetzt wird.50 vol. I and at least one component with a boiling point under normal conditions between +16 and -30 0 C, for example difluoromonochloroethane, difluoromonochlorobromomethane or octafluorocyclobutane / in an amount of 10 to 75 Vol »-%, the difluorodichloromethane in an amount of 10 to 50% by volume is used.
Das erfindungsgemäße Kältemittel kann ferner folgende Zusammensetzungen aufweisen:The refrigerant according to the invention can also have the following compositions:
Trifluormonochlormethan 10-50Trifluoromonochloromethane 10-50
Difluormonochlormethan 10-15Difluoromonochloromethane 10-15
Octafluorcyclobutan 20-70Octafluorocyclobutane 20-70
Difluordichlormethan RestDifluorodichloromethane remainder
Difluordichlormethan . 10-15Difluorodichloromethane. 10-15
Trifluormonobrommethan . 10-50Trifluoromonobromomethane. 10-50
Octafluorcyclobutan 20—70Octafluorocyclobutane 20-70
Difluormonochlormethan RestDifluoromonochloromethane remainder
oder · .or · .
voi:-%voi: -%
. Difluordichlormethan 4 ' 10-15. Difluorodichloromethane 4 '10-15
Trif luormonochlormethan ■' 10-50Trifluoromonochloromethane ■ '10-50
Difluormonochlorathan 20-70Difluoromonochloroathane 20-70
Difluormonochlormethan " RestDifluoromonochloromethane "remainder
Difluordichlormethan ' iO-15Difluorodichloromethane 'iO-15
Trifluormonochlormethan 10-50Trifluoromonochloromethane 10-50
DifluormQnochlorbrommethan ■ 10-70DifluoromQnochlorobromomethane ■ 10-70
Dif luormonochlormethan .: RestDifluoromonochloromethane.: Remainder
■ - ' 3.U1202■ - '3.U1202
Difluordichlormethan 10-20Difluorodichloromethane 10-20
Trifluormonochlormethan 5-30Trifluoromonochloromethane 5-30
Octafluorcyclobutan 20-60Octafluorocyclobutane 20-60
Trifluormonobrommethan 5-30Trifluoromonobromomethane 5-30
Difluormonochlormethan RestDifluoromonochloromethane remainder
CO2 10-45CO 2 10-45
Difluordichlormethan 10-35Difluorodichloromethane 10-35
Difluormonochlormethan 10-35Difluoromonochloromethane 10-35
Difluormonochloräthan 25-75.Difluoromonochloroethane 25-75.
Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Kälteerzeugung unter den obigen Bedingungen sowie das zu seiner Durchführung dienende erfindungsgemäße Kältemittel führen zu einer bedeutenden Erhöhung der spezifischen Kälteleistung, der Wirtschaftlichkeit sowie der Zuverlässigkeit entsprechender Kühlaggregate.The application of the method according to the invention for Cold generation under the above conditions and the refrigerant according to the invention which is used to carry it out lead to a significant increase in the specific cooling capacity, the economy and the Reliability of corresponding cooling units.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigen:The invention is illustrated below with the aid of exemplary embodiments explained in more detail with reference to the drawing; show it:
Fig. 1: den Betriebszyklus eines Haushalts-Fig. 1: the operating cycle of a household
Kompressorkühlschranks im·Temperatur-Entropie-Diagramm Compressor refrigerator in the temperature-entropy diagram
undand
Fig. 2: eine schematische Darstellung-einesFig. 2: a schematic representation of a
Kühlaggregats zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.Cooling unit for carrying out the invention Procedure.
Das Verfahren zum Einfrieren sowie zur Aufbewahrung von Produkten beispielsweise in Haushalts-Kompressorkühlschränken besteht darin, daß die Produkte in eine 'oder mehrere Kühlkammern eingebracht werden, in denen die erforderlichen Temperaturbedingungen erzeugt werden.The process of freezing and storing products in, for example, household compressor refrigerators consists in that the products are introduced into one or more cooling chambers in which the required temperature conditions are generated.
In der Tiefkühlkammer, die zum Einfrieren und zur Dauerlagerung dient, wird eine Temperatur von -24 0C oder darunter beam Gefrieren und eine Temperatur von •etwa -18 0C bei der Dauerlagerung aufrechterhalten. In der Kühlkammer zur kurzzeitigen Aufbewahrung wird unter allen Betriebsbedingungen des Kühlschranks eine Temperatur im Bereich von O bis +5 0C aufrechterhalten. Solche Temperaturbedingungen werden dadurch ermöglicht, daß das Kältemittel der nachstehend erläuterten Abfolge von Verfahrensschritten unterworfen wird, die auch in den Fig. 1 und 2 erläutert sind.In the freezer, which is used for freezing and permanent storage, a temperature of -24 0 C or below beam freezing and a temperature of about -18 0 C is maintained during permanent storage. In the cooling chamber for short term storage, a temperature in the range of O is maintained to +5 0 C under all operating conditions of the refrigerator. Such temperature conditions are made possible in that the refrigerant is subjected to the sequence of process steps explained below, which are also explained in FIGS. 1 and 2.
Das' Kältemittel wird zunächst in einem Verdichter λ_ (Fig. 2) verdichtet (Prozeß I-II in" Fig. 1) ,·dann unter Abfuhr der Wärme g. in die Umgebung abgekühlt (Prozeß II-III) und dann in einem Kondensator 2^ bis zur Bildung eines Dampf-Flüssigkeits-Gemischs zum Teil kondensiert. Die nichtkondensierten komponenten "des Kältemittels lösen sich in den kondensierten'Komponenten (Prozeß III-IV) unter Abfuhr der Wärme q2 auf. Dann wird das Kältemittel einem Verdampfer-Wärmeaustaus.cher 3_ "zugeführt, in dem es auf eine Temperatur T abgekühlt wird (Prozeß IV-V); anschließend wird das Kältemittel in einer Drossel _4 unter Absenkung der Temperatur von Ty auf T gedrosselt (Prozeß V-VI) und danach einem ' Verdampfer -5_ der Tiefkühlkammer unter Abfuhr der Wärme -q_The 'refrigerant is first compressed in a compressor λ_ (Fig. 2) (process I-II in "Fig. 1), then cooled with dissipation of heat g. Into the environment (process II-III) and then in a condenser 2 ^ partially condensed until a vapor-liquid mixture is formed. The non-condensed components "of the refrigerant dissolve in the condensed components (process III-IV) with the dissipation of heat q 2 . The refrigerant is then fed to an evaporator heat exchanger 3_ ", in which it is cooled to a temperature T (process IV-V); the refrigerant is then throttled in a throttle _4 while the temperature is reduced from Ty to T (process V -VI) and then an 'evaporator -5_ of the freezer compartment with dissipation of the heat -q_
aus dieser Kammer zugeführt (Prozeß VI-VII), wobei das Kältemittel erwärmt und nur zum Teil verdampft wird' und-somit teilweise'als Dampf und,teilweise als Flüssigkeit 'vorliegt. Das teilweise im Dampfzustand und teilweise im Flüssigkeitszustand vorliegende Kältemittel gelangt dann -in den Verdampfer-Wärmeaustauscher 3^, in dem es vollständig verdampft, wobei es die Wärme q. aus der Kühlkammer zur kurzzeitigen Aufbewahrung von Produkten abführt und die Wärme q^ dem aus dem Kondensator 2_ in den Wärmeaustauscher 3^ eintretenden verdichteten Kältemittel entzieht. ■supplied from this chamber (process VI-VII), the refrigerant being heated and only partly evaporated 'and thus partly' as vapor and 'partly as liquid'. The refrigerant, which is partly in the vapor state and partly in the liquid state, then passes into the evaporator heat exchanger 3 ^, in which it evaporates completely, with the heat q. from the cooling chamber for the short-term storage of products and removes the heat q ^ from the compressed refrigerant entering the heat exchanger 3 ^ from the condenser 2_. ■
Das Kältemittel gelangt schlieBlich zur neuerlichen Verdichtung in den Verdichter JU ·The refrigerant finally reaches the new one Compression in the compressor JU
Dabei ist das Verhältnis P1ZP9 des Drucks des'verdichteten Kältemittels (im folgenden kurz als Kältemittel bezeichnet) und des entspannten Kältemittels (Verdichtungsverhältnis) bedeutend geringer als bei den ber kannten Verfahren. So erreicht beispielsweise das Verdichtungsverhältnis im Verdichter von Kühlaggregaten ■ auf der Basis der üblichen Verfahrensweise zum Einfrieren und zur Aufbewahrung bei Verwendung von Freon-12 als Kältemittel den Wert 14. Der optimale Wert des'Verdichtungsverhältnisses nach dem erfindungsgemäßen Ver-' fahren beträgt 3 bis 5. Die Senkung des Verdichtungsverhältnisses führt zu einer Zunahme des Fördergrads des Verdichters, der dem Verhältnis der realen Stundenförderleistung des Verdichters zur idealen, vom Kolben geleisteten Stundenvolumen, entspricht. Die Senkung des Verdichtungsverhältnisses von 14 auf 4 führt zu einerThe ratio P 1 ZP 9 of the pressure of the compressed refrigerant (hereinafter referred to as refrigerant for short) and the relaxed refrigerant (compression ratio) is significantly lower than in the known processes. For example, the compression ratio in the compressor of refrigeration units based on the usual procedure for freezing and storage when using Freon-12 as a refrigerant reaches the value 14. The optimal value of the compression ratio according to the method according to the invention is 3 to 5 The reduction in the compression ratio leads to an increase in the delivery rate of the compressor, which corresponds to the ratio of the real hourly delivery rate of the compressor to the ideal hourly volume produced by the piston. Lowering the compression ratio from 14 to 4 results in a
- 20 -- 20 -
zwei- bis dreifachen Erhöhung des Wirkungsgrads des Verdichters und folglich zu einer bedeutenden Steigerung des Wirkungsgrads des Kühlaggregats.two to three times the efficiency of the compressor and consequently a significant increase the efficiency of the cooling unit.
Hierdurch kann wiederum der Energieaufwand beim Einfrieren und der Aufbewahrung von Produkten gesenkt werden. ■This in turn can reduce the energy required for freezing and storing products will. ■
Zur vollständigen Verflüssigung wird das Kältemittel auf einen Druck von 0,98 bis 1,37 MPa (10 bisThe refrigerant is used for complete liquefaction to a pressure of 0.98 to 1.37 MPa (10 to
2 '2 '
14 kp/cm ) verdichtet. Zur restlo.sen Verdampfung- genügt es, das Kühlmittel auf einen Druck von 49 bis14 kp / cm) compacted. Sufficient for complete evaporation it, the coolant to a pressure of 49 to
2
294 kPa (0,5 bis 3 kp/cm ) zu drosseln.2
294 kPa (0.5 to 3 kp / cm) to be throttled.
Wenn das Kältemittel auf einen Druck unterhalbWhen the refrigerant is at a pressure below
0,98 MPa (10 kp/cm2) oder oberhalb 1,37 MPa (14 kp/cm2)0.98 MPa (10 kp / cm 2 ) or above 1.37 MPa (14 kp / cm 2 )
2 verdichtet, und auf einen Druck unterhalb 49 kPa (0,5 kp/cm )2 compressed, and to a pressure below 49 kPa (0.5 kp / cm)
2
oder oberhalb 294 kPa (3 kp/cm ) gedrosselt wird, kann durch die Verflüssigung des Kältemittels und seine
Verdampfung die angestrebte Erhöhung der spezifischen Kälteleistung des Kühlaggregats nicht erzielt werden.2
or above 294 kPa (3 kp / cm), the desired increase in the specific cooling capacity of the cooling unit cannot be achieved due to the liquefaction of the refrigerant and its evaporation.
Die folgenden Beispiele erläutern die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The following examples explain the implementation of the process according to the invention.
Das im dampfförmigen und im flüssigen -Zustand befindliche Kältemittel wird im Verdichter ]_ auf einen Druck von .0,98 bis 1,37 MPa (10 bis 14 kp/cm2) verdichtet und einem Kondensator 2_ zugeführt. Im Kondensator _2 wird das Kältemittel abgekühlt, -indem es Wärme an-die Umgebung (Luft oder Wasser) abgibt. Infolge derThe refrigerant in vapor and liquid state is compressed in the compressor ] _ to a pressure of 0.98 to 1.37 MPa (10 to 14 kp / cm 2 ) and fed to a condenser 2_. The refrigerant is cooled in the condenser _2 by releasing heat to the environment (air or water). As a result of
t» (· C t » (· C
■ ' 3ΗΊ202■ '3ΗΊ202
Wärmeabfuhr von den Dämpfen des Kältemittels kondensieren seine höhersiedenden Komponenten, was bedeutet, daß das Kältemittel zum· Teil bis zur Bildung eines Dampf- ■ Flüssigkeits-Gemischs unter Beibehaltung des erhöhten Drucks verflüssigt wird. " ' ■Heat removal from the vapors of the refrigerant condense its higher boiling components, which means that the refrigerant partly up to the formation of a vapor-liquid mixture while maintaining the increased Pressure is liquefied. "'■
Bei diesem Druck und einer Temperatur von 20 bis .· 45 0C wird das Kältemittel durch die Auflösung derjenigen Komponenten, die niedriger sieden und unter diesen Bedingungen in dampfförmigem Zustand vorliegen,.in den verflüssigten Komponenten vollständig verflüssigt.At this pressure and a temperature of 20 to 45 ° C., the refrigerant is completely liquefied in the liquefied components through the dissolution of those components which boil lower and are in a vaporous state under these conditions.
Das verflüssigte Kältemittel wird.im .Wärmeaustauscher 3_ mit der durch die teilweise Verdampfung des Kältemittels· im Verdampfer gebildeten Dampf-Flüssigkeits-Emulsion abgekühlt, die dem Wärmeaustauscher im Rückstrom zugeführt wird.The liquefied refrigerant is in the heat exchanger 3_ with the vapor-liquid emulsion formed by the partial evaporation of the refrigerant in the evaporator cooled, which is fed to the heat exchanger in the return flow.
Das abgekühlte Kältemittel wird dann durch eine Drossel-_4_, in der der Druck und die Temperatur gesenkt werden, dem Verdampfer !5 zugeführt. Bei der Drosselung wird der Druck des Kältemittels auf 49 bis 294 kPaThe cooled refrigerant is then passed through a throttle _4_, in which the pressure and the temperature are lowered are fed to the evaporator! 5. When throttling, the pressure of the refrigerant is increased to 49 to 294 kPa
2
(0,5 bis 3 kp/cm ) gesenkt.2
(0.5 to 3 kgf / cm) lowered.
Im Verdampfer 5_ siedet (verdampft) das Kältemittel, wobei die erforderliche Verdampfungswärme den abzukühlenden Objekten entzogen wird, deren Temperatur hierdurch bis auf -30 0C sinkt. Dabei kommt es zu einer teilweisen Verdampfung, bei der der größte Teil der niedriger siedenden Komponenten verdampft. Nach dem Austritt der Dampf-Flüssigkeits-Emulsion aus dem Verdampfer 5 hört5_ in the evaporator boils (evaporates), the refrigerant, the required evaporation heat is extracted from the cooled objects whose temperature thereby drops to -30 0 C. This leads to partial evaporation, in which the majority of the lower-boiling components evaporate. After the exit of the vapor-liquid emulsion from the evaporator 5 ceases
die Verdampfung der niedriger siedenden Komponenten auf, und die höhersiedenden Komponenten des Kältemittels beginnen zu verdampfen. Der Prozeß der vollständigen Verdampfung des Kältemittels wird im Wärmeaustauscher 3_ durchgeführt, indem die zum Sieden' des Kältemittels benötigte Wärme dem Direktstrom durch Wärmeaustausch zwischen dem Direktstrom und dem Rückstrom entzogen wird.the evaporation of the lower boiling components and the higher boiling components of the refrigerant begin to evaporate. The process of complete evaporation of the refrigerant is carried out in the heat exchanger 3_ in that the heat required to boil the refrigerant is withdrawn from the direct flow by heat exchange between the direct flow and the return flow.
Die gebildeten Dämpfe des·Kältemittels werden durch. den Verdichter _1_ zur neuerlichen Verdichtung abgesaugt, wodurch der Betriebszyklus des Aggregats geschlossen wird.The formed vapors of the refrigerant are carried through. the compressor _1_ is sucked out for renewed compression, whereby the operating cycle of the unit is closed.
Besonders günstig ist es, den Förderdruck aufIt is particularly beneficial to increase the delivery pressure
1,18 MPa (1.2 kp/cm2) und den Saugdruck auf 294 kPa1.18 MPa (1.2 kp / cm 2 ) and the suction pressure to 294 kPa
2
(3 kp/cm· ) zu halten."2
(3 kp / cm ·). "
Durch die Auflösung der nichtverflüssigten Komponenten des Kältemittels in seinen verflüssigten Komponenten" bei der Realisierung des Kältezyklus in einstufigen KompressorkühLaggregaten kann eine vollständige Verflüssigung des Kältemittels bei einem niedrigeren Kondensationsdruck und folglich auch bei einem niedrigeren Förderdruck erzielt werden. Hierdurch wird es möglich, das Verhältnis von Förderdruck zu Saugdruck zu verringern, was die spezifische Kälteleistung des Aggregats erhöht und den Wirkungsgrad des Verdichters durch entsprechende Senkung der Energieverluste darin steigert.By dissolving the non-liquefied components of the refrigerant in its liquefied components "in the implementation of the refrigeration cycle In single-stage compressor cooling units, complete liquefaction of the refrigerant can occur in one lower condensation pressure and consequently also at a lower delivery pressure can be achieved. Through this it becomes possible to reduce the ratio of delivery pressure to suction pressure, which is the specific The refrigeration capacity of the unit is increased and the efficiency of the compressor is increased by corresponding Reduction of the energy losses in it increases.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen VerfahrensTo carry out the method according to the invention
■ ■ · 3HI■ ■ · 3HI
muß das Kältemittel so gewählt weiden, daß es die Er- ■ · zielung der geforderten Temperaturen auf den entsprechenden Temperaturniveaus bei erniedrigtem optimalen Verdichtungsgrad erlaubt.the refrigerant must be chosen in such a way that it aiming the required temperatures at the corresponding temperature level with a lowered optimum Degree of compaction allowed.
Um dieses Ziel zu erreichen", enthält das Kältemittel Difluordichlormethan mit einem" Siedepunkt unter Normalbedingungen von -29,8 0C sowie Komponenten 'To achieve this goal, "contains the refrigerant difluorodichloromethane with a" boiling point under normal conditions of -29.8 0 C as well as components'
mit einem Siedepunkt unter Normalbedingungen zwischen -55 und -85 0C, eine Komponente mit einem Siedepunkt unter Normalbedingungen zwischen -30 und -55 0C und Komponenten mit einem Siedepunkt bei · Normalbedingungen zwischen +16 und .-30 0C.having a boiling point under normal conditions from -55 to -85 0 C, a component having a boiling point under normal conditions of -30 to -55 0 C and components having a boiling point at normal conditions · between +16 and.-30 0 C.
Als solche Komponenten kommen beliebige bekannte Verbindungen in Frage, beispielsweise CO2, Trifluormonochlormethan und Trifluormonobrommethan mit einem Siedepunkt unter Normalbedingungen (Normalsublimationspunkt) von -79,8, -81 bzw -57,75 0C, Difluormonochlor- . methan und Propan mit einem Siedepunkt unter Normalbedingungen von -40,8 bzw. -40 0C, Difluormonochloräthan, Difluormonochlorbrommethan und Octaf luorcy.clobutan mit einem Siedepunkt unter Normalbedingungen von -9,25, -3,4 bzw. -5,8 0C .As such components, any known compounds are suitable, for example, CO 2, and Trifluormonochlormethan Trifluormonobrommethan having a boiling point under normal conditions (Normalsublimationspunkt) of -79.8, -81 or -57.75 0 C, Difluormonochlor-. methane and propane with a boiling point under normal conditions of -40.8 and -40 0 C, difluoromonochloroethane, difluoromonochlorobromomethane and octaf luorcy.clobutane with a boiling point under normal conditions of -9.25, -3.4 and -5.8 0 C.
Der geringste Aufwand und folglich der größte Effekt kann unter Verwendung von Kältemitteln erzielt werden, die folgende Zusammensetzung aufweisen: The least effort and consequently the greatest effect can be can be achieved using refrigerants with the following composition:
1. Difluordichlormethan, Trifluormonochlormethan, Difluormonochlormethan und Difluormonochloräthan;1. difluorodichloromethane, trifluoromonochloromethane, Difluoromonochloromethane and difluoromonochloroethane;
3U12023U1202
2. CO«, Difluordichlormethan, Difluormonochlormethan und Difluormonochloräthan;2. CO «, difluorodichloromethane, difluoromonochloromethane and difluoromonochloroethane;
3. Trifluormonochlormethan, Difluormonochlormethan, Octafluorcyclobutan und Difluordichlormethan ;3. trifluoromonochloromethane, difluoromonochloromethane, Octafluorocyclobutane and difluorodichloromethane;
4. Dif-luordichlormethan, Trif luormonochlormethan, Difluormonochloräthan und Difluormonochlormethan ;4. difluorodichloromethane, trifluoromonochloromethane, Difluoromonochloroethane and difluoromonochloromethane ;
5. Difluordichlormethan, Trifluormonochlormethan, Difluormonochlorbrommethan und Difluormonochlormethan; ·5. difluorodichloromethane, trifluoromonochloromethane, Difluoromonochlorobromomethane and difluoromonochloromethane; ·
6. Difluordichlormethan, Trifluormonochlormethan, Octafluorcyclobutanj Trifluormonobrommethan und Difluormonochlormethan.6. difluorodichloromethane, trifluoromonochloromethane, Octafluorocyclobutane trifluoromonobromomethane and difluoromonochloromethane.
Es·können auch beliebige ändere im Rahmen des Erfindungskonzepts mögliche Kombinationen angewandt werden.Any other changes can also be made within the scope of the concept of the invention possible combinations can be used.
Die Komponenten sind dabei in folgenden Verhältnissen einzusetzen:The components are to be used in the following proportions:
Trifluormonochlormethan 10-50Trifluoromonochloromethane 10-50
Difluormonochlormethan 10-15Difluoromonochloromethane 10-15
Octafluorcyclobutan . 20-70Octafluorocyclobutane. 20-70
Difluordichlormethan RestDifluorodichloromethane remainder
Dif luordichlormethan ·.. '10-15Difluorodichloromethane · .. '10 -15
Trifluormonobrommethan 10-50Trifluoromonobromomethane 10-50
Octafluorcyclobutan 20-70Octafluorocyclobutane 20-70
Difluormonochlormethan " RestDifluoromonochloromethane "remainder
Difluordichlormethan Trifluormonochlormethan Difluormonochloräthan DifluormonochlormethanDifluorodichloromethane Trifluoromonochloromethane Difluoromonochloroethane Difluoromonochloromethane
Difluordichlormethan Trifluormonochlormethan Octafluorcyclobutan Trifluormonobrommethan DifluormonochlormethanDifluorodichloromethane Trifluoromonochloromethane Octafluorocyclobutane Trifluoromonobromomethane Difluoromonochloromethane
CO ■
2CO ■
2
DifluordichlormethanDifluorodichloromethane
Difluormonochlormethan DifluormonochloräthanDifluoromonochloromethane Difluoromonochloroethane
Vol.-%Vol%
10 - 20 5-3010-20 5-30
20 - 60 •5-3020 - 60 • 5-30
Restrest
VoI-.-%VoI -.-%
10 -.10 -10 - 10 -
10 -25 -10 -25 -
Wenn die niedrigsiedenden Komponenten in geringeren Mengen und die hochsiedenden Komponenten in größeren, · . Mengen als oben angegeben eingesetzt werden, können in den Kammern des Kühlschranks die erforderlichen Temperaturbedingungen nicht erzielt werden, was bedeutet, daß in der Kühlkammer zur kurzzeitigen Aufbewahrung die Temperatur auf unterhalb 0 °C absinkt, während in der Tiefkühlkammer die Temperatur -18 0C nicht erreicht wird.If the low-boiling components in smaller amounts and the high-boiling components in larger, ·. Are used specified quantities as above, the required temperature conditions can not be achieved in the chambers of the refrigerator, which means that the temperature drops in the cooling chamber for short term storage to below 0 ° C, while in the deep-freezing chamber the temperature -18 0 C not is achieved.
Wenn die niedrigsiedenden Komponenten andererseitsOn the other hand, when the low-boiling components
in größeren Mengen und die hochsiedenden Komponenten in geringeren Mengen verwendet werden, lösen sich die niedrigsiedenden Komponenten nicht vollständig in den' hochsiedenden Komponenten auf, was wiederum zur Folge hat, daß in der Kühlkammer die erforderlichen Temperaturbedingungen nicht erzielt werden können, dh die Temperatur in dieser Kammer auf Werte über +5 0C ansteigt.are used in larger amounts and the high-boiling components in smaller amounts, the low-boiling components do not dissolve completely in the high-boiling components, which in turn has the consequence that the required temperature conditions cannot be achieved in the cooling chamber, ie the temperature in this Chamber rises to values above +5 0 C.
Jedes Kältemittel ist ein Gemisch von Komponenten, die in Ballons oder ähnlichen Behältern aufbewahrt werden. Aus jedem Behälter läßt man zur Gemischherstellung jeweils eine solche Menge der flüssigen Komponente in einen gemeinsamen Sammelbehälter fließen, deren Volumen dem vorgegebenen Volumprozentsatz dieser Komponente · im Gemisch entspricht. Hierbei wird zunächst diejenige Komponente im Sammelbehälter vorgelegt r die den niedrigsten Dampfdruck der verflüssigten Gase aufweist, und zwar Octafluorcyclobutan, Difluormonochloräthan, Difluomonochlorbrommethan und Difluordichlormethan, worauf dann die Gase mit höherem Dampfdruck im verflüssigten Zustand, dh Difluormonochlormethan, Trifluormonobrommethan und Trifluormonochlormethan, zugesetzt werden.Every refrigerant is a mixture of components that are stored in balloons or similar containers. To produce the mixture, such an amount of the liquid component is allowed to flow from each container into a common collecting container, the volume of which corresponds to the predetermined volume percentage of this component in the mixture. Here, first, that component is placed in the sump r having the lowest vapor pressure of the liquefied gases, namely octafluorocyclobutane, Difluormonochloräthan, Difluomonochlorbrommethan and difluorodichloromethane, whereupon the gases with higher vapor pressure in the liquefied state ie, be added difluoromonochloromethane, Trifluormonobrommethan and Trifluormonochlormethan.
Im folgenden sind Beispiele für mögliche Varianten der Kombination der Komponenten zur 'Herstellung erfindungsgemäßer Kältemittel angegeben.The following are examples of possible variants of the combination of the components for the production of the invention Refrigerant specified.
Difluordichlormethan, CO2, Difluormonochlormethan und Dif luormonochlprä;than werden zu einem KältemittelDifluorodichloromethane, CO 2 , difluoromonochloromethane and difluoromonochloroethane become a refrigerant
-: '-*. ■'' ' ■ . 3U120Z- : '- *. ■ '''■ . 3U120Z
folgender Zusammensetzung gemischt:mixed with the following composition:
Difluordichlormethan ■ 20Difluorodichloromethane ■ 20
CO2 . . ■ 14CO 2 . . ■ 14
Difluormonochlormethan 20Difluoromonochloromethane 20
Difluormonochloräthan 46 .Difluoromonochloroethane 46.
Dieses Kältemittel erlaubt bei der Verwendung in Haushalts-Kompressorkühlschränken einen Verdichtungsgrad von 4 bis 5 und erzeugt die erforderlichen Temperaturbedingungen in den Kühlkammern, und zwar in der Kühlkammer zur kurzzeitigen Aufbewahrung eine Temperatur von 0 bis +5 °C und in der Tiefkühlkainmer eine Temperatur von. nicht höher als -24 0C zum Einfrieren und von -18 0C zur Dauerlagerung.When used in domestic compressor refrigerators, this refrigerant allows a degree of compression of 4 to 5 and creates the required temperature conditions in the cooling chambers, namely a temperature of 0 to +5 ° C in the cooling chamber for short-term storage and a temperature of. not higher than -24 0 C for freezing and -18 0 C for permanent storage.
In einem Behälter werden Difluordichlormethan, Trifluormonochlormethan, Difluormonochlormethan und Octafluorcyclobutan zu einem Kältemittel folgender Zusammensetzung gemischt:In a container are difluorodichloromethane, trifluoromonochloromethane, difluoromonochloromethane and Octafluorocyclobutane to form a refrigerant with the following composition mixed:
Difluordichlormethan 22Difluorodichloromethane 22
Trifluormonochlormethan 10Trifluoromonochloromethane 10
Trifluormonobrommethan 22Trifluoromonobromomethane 22
Difluormonochlormethan . 22Difluoromonochloromethane. 22nd
Octafluorcyclobutan . 24.Octafluorocyclobutane. 24.
Dieses Kältemittel erlaubt-einen Verdichtungsgrad des Verdichters von 4 bis 5 und die Aufrechterhaltung folgender Temperaturbedingungen: in der Kühlkammer 0 bis +5 °C und in .der Tiefkühlkammer nicht höher als -24 0C zum Einfrieren und -18 0C zur Dauerlagerung.This refrigerant allowed-a degree of compaction of the compressor of 4 to 5 and maintain the following temperature conditions: in the cooling chamber from 0 to +5 ° C and in .the deep-freezing chamber is not higher than -24 0 C to freeze and -18 0 C for the duration of storage.
In einem Behälter, werden Difluordichlormethah, Trifluormonochlormethan, Difluormonochlormethan und Difluormonochloräthan zu einem Kältemittel folgender Zusammensetzung gemischt:In a container, difluorodichloromethah, Trifluoromonochloromethane, difluoromonochloromethane and Difluoromonochloroethane mixed to form a refrigerant with the following composition:
Difluordichlormethan 25Difluorodichloromethane 25
Trifluormonochlormethan ' 20Trifluoromonochloromethane '20
' . Difluormonochlormethan . 25 ■ ·'. Difluoromonochloromethane. 25 ■ ·
Difluormonochloräthan 20.Difluoromonochloroethane 20.
Beispiel 4 " · . Example 4 "·.
Nach dem obigen Verfahren wird ein Kältemittel folgender Zusammensetzung hergestellt:A refrigerant of the following composition is produced using the above process:
Difluordichlormethan 10Difluorodichloromethane 10
Trifluormonochlormethan 15Trifluoromonochloromethane 15
-Difluormonochlormethan 25-Difluoromonochloromethane 25
Dif luormonochloräthan .50.Dif luormonochloroethane .50.
Beispiel 5 · ' " · Example 5 · '"·
Nach dem obigen Verfahren wird ein Kältemittel folgender Zusammensetzung hergestellt:A refrigerant of the following composition is produced using the above process:
VoI-.-%VoI -.-%
Difluordichlormethan 20Difluorodichloromethane 20
Trifluormonochlormethan 20'Trifluoromonochloromethane 20 '
Difluormonochlormethan 10Difluoromonochloromethane 10
Difluormonochloräthan 50.Difluoromonochloroethane 50.
Beispiel 6 ' .. . · Example 6 '... ·
Nach dem obigen Verfahren wird ein Kältemittel folgender Zusammensetzung hergestellt:A refrigerant of the following composition is produced using the above process:
Vol.-'-έVol.-'- έ
Difluordichlormethan ' 20 Trifluormonochlormethan 15Difluorodichloromethane '20 Trifluoromonochloromethane 15
Difluormonochlormethan . 25Difluoromonochloromethane. 25th
Difluormonochloräthan 40.Difluoromonochloroethane 40.
Die in den Beispielen 3 bis 6 angegebenen Kältemittel gewährleisten einen Verdichtungsgrad von 4 bis und die Erzeugung der oben angeführten Temperaturbedingungen in den entsprechenden Kältekammern von Kompressorkühlschränken. . ■The refrigerants given in Examples 3 to 6 ensure a degree of compression of 4 to and the generation of the temperature conditions listed above in the corresponding cold chambers of compressor refrigerators. . ■
Die erforderlichen Temperaturbedingungen können ferner auch durch folgende weiteren Kältemittel erzielt werden:The required temperature conditions can also be achieved by the following additional refrigerants will:
VoI.-VoI.-
Difluordichlormethan - 15 Trifluormonobrommethan ■ 50 Octafluoxcyclobutan 20Difluorodichloromethane - 15 Trifluoromonobromomethane ■ 50 Octafluoxcyclobutane 20
Difluormonochlormethan " 15Difluoromonochloromethane "15
VoI.-VoI.-
Difluordichlormethan . 15 . Trifluormonobrommethan 30Difluorodichloromethane. 15th . Trifluoromonobromomethane 30
Octafluorcyclobutan · 40 Difluormonochlormethan . '15.Octafluorocyclobutane · 40 difluoromonochloromethane. '15.
VoI.-VoI.-
Difluordichlormethan 10Difluorodichloromethane 10
Trifluormonobrommethan 10Trifluoromonobromomethane 10
Octafluorcyclobutan 70Octafluorocyclobutane 70
Difluormonochlormethan ' 10Difluoromonochloromethane '10
VoI.-VoI.-
Difluordichlormethan 15Difluorodichloromethane 15
Trifluormonochlormethan 50Trifluoromonochloromethane 50
Difluormpnochloräthan 20Difluoropnochloroethane 20
Dif luormonochlormethan -T 5 .Difluoromonochloromethane -T 5.
Beispiel 11Example 11
Difluordichlormethan Trifluormonochlormethan Difluormonochloräthan DifluormonochlormethanDifluorodichloromethane Trifluoromonochloromethane Difluoromonochloroethane Difluoromonochloromethane
Vol. 15 ■ 20 50 15.Vol. 15 ■ 20 50 15.
Difluordichlormethan Trifluormonochlormethan Difluormonochloräthan DifluormonochlormethanDifluorodichloromethane Trifluoromonochloromethane Difluoromonochloroethane Difluoromonochloromethane
10 10 70 1010 10 70 10
Difluordichlormethan Trifluormonochlormethan Diflüormonochlorbrommethan DifluormonochlormethanDifluorodichloromethane Trifluoromonochloromethane Difluoromonochlorobromomethane Difluoromonochloromethane
Vol.Vol.
. 15-■ 50. 15- ■ 50
2020th
1515th
Difluordichlormethan Trifluormonochlormethan Difluormonochlorbrommethan DifluormonochlormethanDifluorodichloromethane Trifluoromonochloromethane Difluoromonochlorobromomethane Difluoromonochloromethane
Difluordichlormethan Trifluormonochlormethan Difluormonochlorbrommethan DifluormonochlormethanDifluorodichloromethane Trifluoromonochloromethane Difluoromonochlorobromomethane Difluoromonochloromethane
18 2018 20
44 18 44 18
10 10 70 1010 10 70 10
Difluordichlormethan ■ 15Difluorodichloromethane ■ 15
Octafluorcyclobutan -60Octafluorocyclobutane -60
Difluormonochlormethan 15Difluoromonochloromethane 15
Trifluormonochlormethan 5Trifluoromonochloromethane 5
Trifluormonobrommethan 5»Trifluoromonobromomethane 5 »
Difluordichlormethan 29Difluorodichloromethane 29
Octafluorcyclobutan 36Octafluorocyclobutane 36
Difluormonochlormethan . 11Difluoromonochloromethane. 11
Trifluormonochlormethan 12Trifluoromonochloromethane 12
Trifluormonobrommethan ■ 12Trifluoromonobromomethane ■ 12
Beispiel .1 8 Example .1 8
Difluordichlormethan- 10Difluorodichloromethane 10
Octafluorcyclobutan ■ ■ . 20Octafluorocyclobutane ■ ■. 20th
Difluormonochlormethan ■ 10Difluoromonochloromethane ■ 10
Trifluormonochlormethan 30'Trifluoromonochloromethane 30 '
Trifluormonobrommethan 30.Trifluoromonobromomethane 30.
Experimentelle Untersuchungen haben ergeben, da. die maximale spezifische Kälteleistung von mit den erfindungsgemäßen Kältemitteln betriebenen Kühlaggregaten bedeutend höher ist als bei Verwendung herkömmlicher Kältemittel. · ' . 'Experimental studies have shown that. the maximum specific cooling capacity of cooling units operated with the refrigerants according to the invention is significantly higher than when using conventional refrigerants. · '. '
Außerdem kann eine Senkung der Äbkühltemperatur durch Erhöhung des Prozentanteils an Komponenten im Ge-In addition, a lowering of the cooling temperature can be achieved by increasing the percentage of components in the
misch erzielt werden, deren Siedepunkt bei· Atmo.sphärendruck unterhalb —50 0C liegt, wobei jedoch die spezifische Kälteleistung des Kühlaggregats dann etwas absinkt. are mixed achieved whose boiling point at · Atmo.sphärendruck below -50 0 C, but the specific cooling capacity of the cooling unit then decreased slightly.
Die spezifische Kälteleistung des Kühlaggregats steigt bei Erhöhung des Prozentgehalts an Komponenten im Gemisch, deren Siedepunkt bei Atmosphärendruck oberhalb -10 0C liegt, bedeutend an. Hierbei sbeigt jedoch die Abkühltemperatur, die sogar in die Nähe des Siedepunkts der am höchsten siedenden Komponente kommen, kann.The specific refrigerating capacity of the refrigerator rises with the increase of the percentage of components in a mixture whose boiling point at atmospheric pressure above -10 0 C, to significantly. Here, however, the cooling temperature decreases, which can even come close to the boiling point of the highest-boiling component.
JVJV
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Claims (1)
bis 3 kp/cm ) gedrosselt wird.2
up to 3 kp / cm) is throttled.
es als Komponente/bei Normalbedingungen zwischen -55 und -85 0C CO2 oder Trifluormonochlormethan oder Trifluormonobrommethan, als Komponente mit einem Siedepunkt:bei Normalbedingungen zwischen -30 und -55 0C Difluormono-^ chlormethan, Propan und als Komponente mit einem Siedepunkt bei Normalbedingungen zwischen +16 und -30 0C Difluormonochloräthan, Difluormonochlorbrommethan und Octafluorcyclobutan enthält.with a boiling point
it as a component / under normal conditions between -55 and -85 0 C CO 2 or trifluoromonochloromethane or trifluoromonobromomethane, as a component with a boiling point : under normal conditions between -30 and -55 0 C difluoromono- ^ chloromethane, propane and as a component with a boiling point at Normal conditions between +16 and -30 0 C contains difluoromonochloroethane, difluoromonochlorobromomethane and octafluorocyclobutane.
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