Озонобезпечна робоча суміш для холодильних машин

1. Озонобезопасная рабочая смесь для холодильных машин, содержащая гексафторид серы и фтор углеводород, отличающаяся тем, что фторуглеводород выбран, по меньшей мере, один из ряда октафторпропан, октафторциклобутан, дека 41347 частности, известна озонобезопасная рабочая смесь для холодильных машин, состоящая из двух углефторидов: октафторпропана (C3F8) и октафторциклобутана (С4F8), молекулы которых не содержат атомов хлора (SU, A, 1781279). Данная рабочая смесь отвечает современным требованиям по обеспечению озонобезопасности. Однако наиболее эффективный с точки зрения снижения энергозатрат диапазон концентрации ее компонентов обуславливает высокую температуру кипения рабочей смеси, что не позволяет использовать смесь в бытовых и промышленных холодильных установках низкого и среднетемпературного уровня. Для наиболее эффективной концентрации октафторпропана и октафторциклобутана равной соответственно 40:60 температура кипения составляет - 19°С, а для соотношения 35:65 - 22°С. Известна также озонобезопасная рабочая смесь для холодильных машин, содержащая гексафторид серы (SF6) и фтор углерод - три фторметан (СНF3) (US, 3719603, 1973). В отличие от предыдущей озонобезопасной рабочей смеси, данная смесь с наибольшей эффективностью может быть использована лишь в специальных холодильных установках, работающи х на температурном уровне ниже -70°С. Как известно, диапазон температур, при которых с наибольшей эффективностью работают бытовые холодильники и кондиционеры, лежит на несколько десятков градусов выше. Кроме того, молекула трифторметана (СНF3) обладает относительно невысокой энергией диссоциации, менее 370 Кдж/моль, что делает этот компонент смеси не вполне стабильным по отношению к деструкции при длительной эксплуатации холодильного оборудования. Вследствие деструкции трифторметана и появления за счет химических реакций нерекомбинирующи х продуктов разложения, нарушаются условия нормальной эксплуатации холодильных машин, что может привести к выходу и х из строя. В основу настоящего изобретения положено решение задачи по разработке озонобезопасной рабочей смеси на основе гексафторида серы для холодильных машин, работающих в среднетемпературном диапазоне при давлениях, не превышающи х давления, требуемого при применении в качестве хладоагента только гексафторида серы. Предметом настоящего изобретения является также снижение энергопотребления и повышение эксплуатационной надежности холодильных машин. Поставленная задача решается тем, что известная озонобезопасная рабочая смесь для холодильных машин, содержащая гексафторид серы и фтор углерод, в качестве форуглерода содержит по меньшей мере одно вещество из ряда: октафторпропан (С3F8), октафторциклобутан (ц С4F8), декафторбутан (С4F10). Возможен вариант реализации изобретения, при котором содержание компонентов в смеси составляет в мас.%: гексафторид серы 0,1-64 октафторпропан 36-99,9 Возможен также вариант реализации изобретения, при котором содержание компонентов в смеси составляет в мас.%: гексафторид серы 0,1-86,5 oктафторциклобутан 13,5-99,9 Возможен также вариант реализации изобретения, при котором содержание компонентов в смеси составляет в мас.%: гексафторид серы 0,1-85 декафторбутан 15-99,9 Кроме того, возможен вариант реализации изобретения, при котором целесообразно вводить в рабочую смесь дополнительно до 30 мас.% гексафторэтана (C2F6) и/или тетрафторметана (СF4). Применение в озонобезопасной рабочей смеси, содержащей гексафторид серы вместо трифторметана, по меньшей мере одного вещества из ряда октафторпропан, октафторциклобутан и декафторбутан, обладающих меньшими чем трифторметан температурами кипения и меньшей чем гексафторид серы упругостью паров при нормальных атмосферных условиях, позволяет обеспечить решение поставленной задачи по созданию эффективного, озонобезопасного холодильного агента для среднетемпературных холодильных машин. Достижение эффекта снижения энергопотребления холодильных установок, заправленных предложенной озонобезопасной рабочей смесью, обеспечивается повышенной, по отношению к прототипу, эффективностью предложенных хладоагентов в холодильном цикле Ренкина. Известно, что величина отношения разности удельных объемов пара (Vг) и жидкости (Vж) в двухфазной равновесной системе к удельной теплоте парообразования (q), умноженная на температуру (Т), пропорциональна величине dT/dP (уравнение Клайперона-Клаузиуса). Таким образом, увеличение отношения (Vг-Vж)/q, позволяет снизить температурный уровень охлаждения при фиксированном перепаде давления, т.е. производить заморозку, например, продуктов при более низкой температуре, что обеспечивает сокращение энергопотребления холодильного агрегата в целом при фиксации всех остальных основных параметров холодильника. Достижение предмета изобретения в виде повышения эксплуатационной надежности холодильных машин обеспечивается тем, что все предложенные согласно настоящему изобретению озонобезопасные рабочие смеси обладают молекулярным весом, превышающим аналогичный показатель прототипа. Вследствие прямой зависимости улучшения диэлектрических свойств веществ данного типа от роста их молекулярного веса, можно утверждать, что предложенные смеси обеспечивают повышение эксплуатационной надежности холодильного оборудования за счет снижения вероятности электрического пробоя, в частности, в компрессорах. Кроме того, молекулы октафторпропана, октафторциклобутана, декафторбутана обладают энергией диссоциации, превышающей 420 кдж/моль, то есть являются более стойкими в отношении деструкции, чем молекула трифторметана (e55°C) и температур испарителя (морозильной камеры) от -5°С до -52°С в одноступенчатых холодильных машинах при одновременном улучшении параметров, влияющих на энергопотребление. Так, значение коэффициента эффективности хладоагента в холодильном цикле Ренкина (гр. 4 таблицы) равное (dT/dР)', для предложенных рабочих смесей в среднетемпературном диапазоне выше чем у прототипа. Предложенные, согласно настоящему изобретению, озонобезопасные рабочие смеси для холодильных машин, как видно из фиг. 3, обладают молекулярным весом, превышающим аналогичный показатель прототипа, что, наряду с повышенной энергией диссоциации молекул, способствуе т повышению эксплуатационной надежности холодильного оборудования. 3 41347 Настоящее изобретение с наибольшей эффективностью может быть применено в среднетемпературном холодильном оборудовании, кондиционерах, в том числе автомобильных, тепловых насосах. Рабочие смеси, согласно настоящему изобретению, обладают пожаро и взрывобезо пасностью, озонобезопасностью и коррозионной пассивностью. Предложенные озонобезопасные рабочие смеси можно использовать в существующи х холодильных агрегатах без их существенных конструктивных изменений. Таблица Состав смеси, мас.% 1 0,1 SF6, 99,9 C 3 F8 30 SF6, 70 C 3F 8 64 SF6, 36 C 3F 8 0,5 SF6, 99,5 ц С 4F8 40 SF6, 60 ц С4 F8 86,5 SF6, 13,5 ц С4 F8 0,5 SF6, 99,5 C 4 F10 40 SF6, 60 С4F 10 85 SF6, 15 C 4F 10 16 SF6, 4 ц С 4F8 , 80 C 3F 8 23 SF6, 12 ц С4 F8, 65 C 3F8 45 SF6, 15 ц С4 F8, 40 C 3F8 50 SF6, 20 ц С4 F8, 30 C 3F8 10 SF6, 5 C4 F10, 85 C 3F 8 25 SF6, 12 C 4F 10 , 63 C 3F8 40 SF6, 20 C 4F 10 , 40 C 3F8 40 SF6, 30 C 4F 10 30 ц С4F8 30 C2F6, 56 ц С4 F8, 14 SF6 30 CF4, 56 ц С4F 8, 14SF6 30 C2F6, 56 ц С4 F8 13 SF 6, 1 CF4 15 SF6, 4 ц С 4F8 80 C 3F8 , 1 CF4 Прототип: 1 SF6, 99 CHF3 35 SF6, 65 СF3 Нижнее допустиТемпература киЭффективность мое значение кри- пения смеси при хдадоагента в холотической темпера- одной атмосфере дильном цикле Рентуры смеси Ткр (С) Ткип (С) кина 2 3 4 72 -37 0,37 64 -44 0,30 55 -45 0,24 115 -6 1,04 88 -29 0,91 55 -44 0,33 113 -2 1,20 86 -26 0,80 55 -44,5 0,37 68 -37 0,25 64 -41 0,35 57 -44 0,40 55 -46 0,45 71 -35 0,35 68 -36 0,40 62 -41 0,38 85 -25 0,7 77 -36 0,6 57 -51 0,6 76 -37 0,6 67 -38 0,6 25 45 Фиг. 1 4 -82 -50 0,3 0,15 41347 Фиг. 2 Фиг. 3 5 41347 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 6