Композиція газового холодоагенту

Реферат: Представлений винахід стосується композиції холодоагенту, що містить тетрафторетан, дифторметан і пентафторетан для застосування в нагрівальних і охолоджувальних пристроях, особливо в інверторних повітряних кондиціонерах/теплових насосах. UA 113878 C2 (12) UA 113878 C2 UA 113878 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Галузь винаходу Представлений винахід стосується композиції холодоагенту для застосування в нагрівальних і охолоджувальних пристроях, особливо в інверторних повітряних кондиціонерах/теплових насосах. Рівень техніки Повітряні кондиціонери (часто згадуються як ПК) є пристроями призначеними для зміни температури і вологості повітря в приміщенні, що використовуються для охолодження, а іноді нагрівання, в залежності від характеристик повітря в даний час. Охолодження типово проводять використовуючи простий охолоджувальний цикл. Раніше пристрої кондиціонування повітря використовували холодоагент R22. R22 є гідрохлорфторвуглецем (HCFC). R22 поступово виключається з використання в розвинутих країнах внаслідок його озоноруйнуючого потенціалу (ODP) і високого потенціалу глобального потепління (GWP). Був створений холодоагент R410A як заміна R22. R410A є сумішшю дифторметану (CH2F2, що називається R32) і пентафторетану (CHF2CF3, що називається R-125). R410A був створений як газ дружній для оточуючого середовища внаслідок тиску на промисловість по зниженню глобального потепління (GWP). Одним з його недоліків є вищий на 75 % робочий тиск, ніж у газу, який він замінив, а саме R22. Ціллю представленого винаходу є створення нового газового холодоагенту, що є більш дружнім до оточуючого середовища, ніж R410A, і працює при нижчому тиску і, таким чином, є більш енергетично ефективним. Короткий опис суті винаходу: Представлений винахід забезпечує композицію газового холодоагента, що містить суміш тетрафторетану (R134 A), дифторметану (R32) і пентафторетану (R125). Композиція містить від 90 до 97,5 мас. % тетрафторетану і від 2,5 до 10 мас. % суміші дифторметану і пентафторетану. В одному з варіантів, композиція містить 94-96 мас. % тетрафторетану, 2-3 мас. % дифторметану і 2-3 мас. % пентафторетану. Газ цього складу буде дружньою альтернативою для оточуючого середовища, порівняно із звичайним R410A, що є приблизно 50/50 % сумішшю дифторметану R32 і пентафторетану R125. Може досягатись до 50-60 % зменшення споживання потужності. Детальний опис винаходу R134A є 1,1,1,2-тетрафторoетаном, що первинно використовувався як "високотемпературний" холодоагент для домашніх холодильників і автомобільних повітряних кондиціонерів. R134A замінив R12 (дихлордифторметан), що також відомий як Фреон 12. R134A працює при низьких тисках пари, що обмежує охолоджувальну здатність цих сполук. Низький тиск пари пов'язаний з розширювальними модулями охолоджувальних блоків CV. Винахідники неочікувано знайшли, що суміш дифторметану і пентафторетану в кількості від 2,5 до 10 мас. %, додана до тетрафторoетану, проявляє відмінні властивості для використання в повітряному кондиціонері або тепловому насосі. Може бути можливе будь-яке співвідношення між двома газами дифторметаном і пентафторетаном. Одна з переважних сумішей містить від 40 до 60 мас. % дифторметану і від 60 до 40 мас. % пентафторетану. Інша переважна суміш містить від 45 до 55 мас. % дифторметану і від 55 до 45 мас. % пентафторетану. В одному з експериментів, коли змішували приблизно 2,5 мас. % дифторметану і приблизно 2,5 мас. % пентафторетану з приблизно 95 мас. % тетрафторетану, тиск підвищувався до 2,5-3 бар і він є придатним для теплових насосів і повітряних кондиціонерів. Цей тиск є достатнім для одержання гарної охолоджувальної/нагрівальної дії і в той же самий час зберігається завдяки низькому тиску. При підвищенні вмісту дифторметану і пентафторетану вище 7,5 мас. %, тиск значно підвищується і спостерігається не більше ніж 10 % збереження енергії. Якщо загальний вміст дифторметану і пентафторетану є меншим за 2,5 мас. %, газ не придатний для теплових насосів і повітряних кондиціонерів. Газ може бути використаний у всіх інверторних компресорах. Також він може бути використаний у звичайних компресорах, хоча збереження енергії (приблизно 20 %) не є таким значним як у випадку інверторних компресорів (до 50 %). Іншою перевагою винайденого газу є менше стирання компресора внаслідок нижчого робочого тиску. Ще однією перевагою є менший виток газу, оскільки він має нижчий робочий тиск. Значення середньої продуктивності буде залежати від самого пристрою і виробника газу. Був знайдений склад газу, що має найбільше збереження енергії і нижчий тиск для забезпечення довговічності частин, де газ містить 2,5 мас. % дифторметану, 2,5 мас. % пентафторетану і 95 мас. % тетрафторетану. Економія може бути меншою при використання 1 UA 113878 C2 5 10 15 композиції, що містить до 10 мас. % суміші дифторметану і пентафторетану і 90 мас. % тетрафторетану. Основні компоненти легко доступні від існуючих виробників. Газова композиція згідно з винаходом забезпечує виняткову продуктивність і значне збереження коштів до 50 %, порівняно з існуючими інверторними компресорами (DC), що доступні на ринку сьогодні. Оптимальна суміш може бути використана як крапля в існуючих інверторних компресорах DC. Газ винаходу є більш дружнім до озонового шару, ніж існуючі альтернативи. Значення потенціалу глобального потепління (GWP) газу винаходу є приблизно 1300, що є більш нижчим ніж GWP для R410 A, який є приблизно 1975. Експериментальна частина Порівняння R-410A і газу згідно з винаходом. Вимірювання проводили на повітряному кондиціонері від Gree Electronic. Тестований газ містив 2,5 мас. % дифторметану, 2,5 мас. % пентафторетану і приблизно 95 мас. % тетрафторетану. Приведені нижче середні дані реєстрували протягом 15 хвилин. Вимірювання проводили два дні і тому наявні деякі відмінності в деяких параметрах, таких як температура на вулиці. Таблиця 1 Показники потужності тестованого газу порівняно з R-410 A Вимірюваний показник Споживання електричної енергії (виміряно в Амп) Температура повітря на вході до випаровувача (кімнатна температура) Температура повітря на виході з випаровувача (середня) Температура повітря на вході до конденсатора (температура на вулиці) Температура повітря на виході з конденсатора (середня) Швидкість повітря через випаровувач Швидкість повітря через конденсатор Відносна вологість повітря всередині Тиск газу (бар) 20 25 R-410 A 3,7 Газ (згідно з винаходом) 1,9 24,2 25,3 17,0 17,6 26,7 29,3 32,2 3,3 4,9 78,3 9,5 33,7 4,1 5,7 78,0 3,5 Крім того, проводили простий тест нагрівання газу винаходу. Його нагрівали до приблизно 40 градусів від приблизно 23 градусів. Зовнішня температура була приблизно такою ж самою як охолодження. Витрата енергії становила 1,4 Амп при тиску 11 бар. Висновок При використанні винайденого газового холодоагенту в повітряних кондиціонерах/теплових насосах зберігається або поліпшується потужність при меншому тиску і споживанні енергії, порівняно з використанням холодоагенту R410 A. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 35 1. Композиція холодоагенту, що містить суміш від 94 до 96 мас. % 1,1,1,2-тетрафторетану і від 2 до 3 мас. % дифторметану, і від 2 до 3 мас. % пентафторетану. 2. Композиція холодоагенту за п. 1, де суміш дифторметану і пентафторетану містить від 45 до 55 мас. % дифторметану і від 55 до 45 мас. % пентафторетану. 3. Застосування композиції холодоагенту за будь-яким з пп. 1 або 2 в повітряних кондиціонерах і теплових насосах. Комп’ютерна верстка Т. Вахричева Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут інтелектуальної власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2