Холодильный агент

(54) ХОЛОДИЛЬНЫЙ АГЕНТ Изобретение относится к технике низких температур и может быть использовано для охлаждения различных обьектов в диапазоне 90 - 120 К с помощью замкнутых дроссельных регенеративных циклов.Известны холодильные агенты для дроссель 4ных систем охлаждения, представляющие собой многокомпонентные рабочие тела 11.Указанные агенты обеспечивают сравнитель. но высокую термодинамическую эффективность0 цикла нри температурах охлаждения 80 - 85 К в диапазоне давлений 4,0 - 10,0 МПа, но в интер. вале температур охлаждения 90 - 120 К не позволяют получать неизменной температуры кри. остатирования в процессе снятия тепловой на 15 грузки. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является холодильный агент, в качестве которого для получения температур в интервале 90 - 120 К применяется чистый аргон обеспечивающий в указанном температур. ном диапазоне неизменную температуру охлаждения в процессе снятия тепловой нагрузки 12 Недостатком дроссельных систем на чистом аргоне является низкая .термодинамическая эффективность цикла при давлениях нагнетания до 8,0 МПа, обусловленная малым значением изотермического эффекта дросселирования арго. на.Кель изобретения - повышение термодина. мической эффективности цикла в диапазоне 90-120 К при давлениях нагнетания до 8,0 МПаПоставленная цель достигается тем, что хо. лодильньй агент дополнительно содержит про. пилен и изобутан при следующем соотношении компонентов, мол.%:Аргон 20 - 40Пропилеи 20 - 40Изобутан 20-50Введенные в состав холодильного агента пропилеи и изобутаи имеют более высокие нормальные температуры кипения и большие зйачения изотермического эффекта дросселирования по сравнению с чистым аргоном. При осуществлении цикла на такой смеси введение пропилена и изобрутана позволяет понизить температуру начала работы аргонового каскадФ90705 Составитель Ю, КилимникТехред Т. Маточка Редактор Н. Егорова Корректор Н Степ Заказ 516/33 Тираж 658ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035. Москва, Ж 35, Раушская наб., д 4/5 Подписное Филиал П 1 П 1 "Пягент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 если условно препставизь цикл на смеси как совокупность элемензарных циклов по числу компонентов. Кроме того, кипение и конденсация компонентов в теплообменнике происхо. дит при переменной температуре, что повышает эффективность теплообмсна по сравнению с циклом на чистом аргоне, благодаря умень. шению разности температур между прямым и обратным потоками.В результате становится возможным осуществление цикла с дросселнрованием в диапазоне температур охлаждения 90.-120 К при давлениях нагнетания 2 Я,0 МПа, Термодинамическая эффективно ть такого цикла выше, чем у цикла на аргоне, при более высо- З ких давлениях нагнетания (10,020,0 МПа) и тех же температурах охлаждения (90 - 120 К).Практически неизменная температура охлаж. дения в процессе снятия тепловой нагрузки для цикла на предлагаемом холодильном аген- др те обеспечивается ограниченной растворимостью пропилена и изобутана в аргоне при низких температурах, В результате при температуре охлаждения смесь образует две жидкие фазы, одна из которых на 90 - 96% состоит из арго. 2 з на, Эта жидкая фаза и обеспечивае, постоянную тсмпературу кипения смеси при отводе тепла от объекта.В результате смешения указанных веществ объемным способом было установлено, что предлагаемый холодильный агент обеспечивает величину удельной холодопроизводительности цикла, превышающую ту же величину для цик. ла на чистом аргоне.Использование предлагаемого холодильного33 агента позволяет получить удельную холодопроизводительность цикла 2 - 18 ВТ(нм /ч в диа.3 пазоне давлений нагнетания 2,08,0 МПа, Для цикла на чистом аргоне достижение нижнего 4 4предела холодопроизводительносги 2 Вт/нм 7 ч)возможно при давлениях нагнетания свыше6,0 МПа,Таким образом, использование предлагаемого холодильного агента позволяет повыситьтсрмодинамический КПД дроссельных систем стемпературой охлаждения 90 - 120 К, уменьшигьдавление нагнетания в цикле до 2,08,0 ПМа,что позволяет увеличить надежность и срокслужбы дроссельных систем,Использование предлагаемого хладагента вустановке КУАС - 01 МТ позволяет повыситьтермодинамический КПД на 70 - 80%, что даетгодовой экономический эффект на одну установку в размере 4,9 тыс.рублей,Формула изобретения Холодильный агент" для однос 1 упенчатойнизкотемпературнойрегенеративной холодиль.ной машины, содержащий аргон, о т л и ч а .ю щ и й с я тем, что, с целью повышеннаятермодинамической эффективности машиныпри температурном уровне охлаждения 90 -120 К, он дополнительно содержит пропилеии изобутан при следующем соотношении компонентов, мол,%:Аргон 20 - 40Пропилеи 20 - 40Изобутан 20-50Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР М 362978,кл, Р 25 В 9/02, 1976,2, Бродянский В. М, и др. Эффективныедроссельные криогенные рефрижераторы, работающие на смесях. - "Химическое и нефтяноемашиностроение". 1971, М 12,с, 14.