DE4329477A1 - Kältemittel - Dortmunder Mischung - Google Patents
Kältemittel - Dortmunder MischungInfo
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- C09K5/042—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for compression-type refrigeration systems comprising compounds containing carbon and hydrogen only
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- C10M171/008—Lubricant compositions compatible with refrigerants
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Description
Die Erfindung betrifft ein Kältemittel für den Betrieb
von Kompressions-Kälteanlagen im privaten und gewerblichen
Bereich, das aus halogenfreien Stoffen wir Propan, Butan und
Cyclopropan besteht und das zusammen mit Schmierölen oder
ähnlichen Schmiermitteln einsetzbar ist.
Bekannt sind als Kältemittel vor allem Gemische aus Flu
or-Chlor-Kohlenwasserstoffen (FCKW), die auch als Treibmittel
und zu anderen Zwecken eingesetzt worden sind. Da diese Käl
temittel das Ozon abbauen und daher umweltschädlich sind, ist
man bemüht, FCKW freie Kältemittel zu entwickeln. Neben den
Versuchen, FCKW-Ersatzstoffe zu finden, ist auch unter Be
rücksichtigung der schon früher bekannten Gase Propan, Butan
und Cyclopropan versucht worden, das FCKW außer acht zu las
sen und einen völlig halogenfreien Stoff zu entwickeln (DE-OS
41 16 274.9 und ZE - Dortmunder Rundschau vom 11.11.1990).
Die als brennbare Stoffe einzustufenden Gase werden in einem
bestimmten Verhältnis gemischt, um so die Eigenschaften von
FCKW zu erreichen. Eine erste Versuchsanlage und in der Zwi
schenzeit auch Betriebsanlagen ergeben die Möglichkeit, Tem
peraturen von minus 80°C zu erreichen. Hierfür geeignete
Schmieröle wurden ebenfalls entwickelt. Die Mischung aus Pro
pan, Butan und Cyclopropan wird in der Zwischenzeit auch in
Kühlschränken erfolgreich eingesetzt, die völlig ohne FCKW
arbeiten.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein um
weltneutrales Kältemittel zu schaffen, das die bisher im Ein
satz befindlichen FCKW′s vollständig ersetzen kann und das
auch geeignet ist, Temperaturen unter minus 80°C zu errei
chen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der
Anteil Propan mindestens 30% beträgt und daß die übrigen
Anteile auf Butan oder einen ähnlichen halogenfreien Kohlen
wasserstoff oder auf ein Gemisch mehrerer halogenfreier Koh
lenwasserstoffe entfallen.
Hält man einen Anteil von 30% Propan im Kältemittelge
misch ein, so ist es möglich, ein dem FCKW sehr ähnliches
Kältemittel vorzugeben, das weitestgehend gefahrlos einge
setzt und sehr vielseitig benutzt werden kann. Die übrigen
Anteile sind Butan oder ähnliche halogenfreie Kohlenwasser
stoffe, so daß ein völlig halogenfreier Stoff zur Verfügung
steht. Dieses Kältemittel ist nicht nur sicher, sondern auch
handhabungsfreundlich, und gibt so die Möglichkeit, es sowohl
in Kühlanlagen im privaten Bereich wie auch insbesondere im
gewerblichen Bereich einzusetzen. Für Großanlagen ist es
thermodynamisch ebenso geeignet. Durch die Zusammensetzung
des Kältemittels wird eine Anpassung auf den jeweiligen An
wendungsfall ergänzend vorgenommen, wobei der Anteil Propan
zweckmäßigerweise mindestens 30% betragen sollte.
Neben Propan können erfindungsgemäß auch andere halogen
freie Kohlenwasserstoffe zum Einsatz kommen, wobei die Erfin
dung vorsieht, daß der Anteil Propan ergänzt ist durch minde
stens einen aliphatischen und/oder zyklischen Kohlenwasser
stoff mit/oder ohne Verzweigungen mit maximal 10 C-Atomen
bzw. Kombinationen hieraus. Damit ist ein Bereich genannt,
der das Kältemittel praktisch überall auf der Welt einsetzbar
macht, weil entsprechende Kohlenwasserstoffe mehr oder weni
ger überall zur Verfügung stehen bzw. mit relativ einfachen
Mitteln hergestellt werden können. Dies ist um so wichtiger,
als Kühlung nicht nur in den zivilisierten Ländern von Inter
esse ist, sondern auch in anderen Ländern, wo dies aus hygie
nischen und sonstigen Gründen für die jeweilige Bevölkerung
erhebliche Bedeutung hat.
Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sieht vor,
daß je nach zum Einsatz kommenden Kompressoren (Größe, Tempe
ratur und Druck) ein dritter halogenfreier Kohlenwasserstoff
der Mischung, den Anteil Propan und/oder erste Kohlenwasser
stoffe ersetzend, zugegeben ist. Diese Zusammensetzung des
zum Einsatz kommenden Kältemittels gibt die Möglichkeit einer
weitestgehenden Anpassung auf mehr oder weniger jeden Ein
satzfall, so daß es insbesondere auch möglich ist, im indu
striellen Bereich das Kältemittel und damit letztlich auch
die Anlage so zuzuschneiden, daß sie für den jeweiligen Ein
satzfall optimale Ergebnisse erbringt. Darüber hinaus können
unterschiedlichste Kohlenwasserstoffe verwendet werden, so
weit sie nur sicherstellen, daß ein FCKW vergleichbares Pro
dukt damit zum Einsatz kommt.
Weiter vorn ist bereits erwähnt worden, daß Temperaturen
bis etwa minus 80°C mit Propan oder vergleichbaren halogen
freien Kohlenwasserstoffen erreichbar sind, wobei die Erfin
dung ergänzend vorsieht, daß der Anteil des Propan durch Et
han ersetzt ist. Dadurch können Temperaturen von minus 30 bis
minus 90°C erreicht werden, so daß in diesem Bereich zweck
mäßigerweise Ethan statt des Propan oder auch ein ent
sprechendes Gemisch im Übergangsbereich insbesondere zum Ein
satz kommen sollte. Der Anteil Ethan sollte, da er Propan ja
ersetzt, ebenfalls mindestens 30% betragen.
Sollen noch tiefere Temperaturen erzeugt werden, so
sieht die Erfindung dafür vor, daß der Anteil Ethan durch
Methan ersetzt ist. Auch hier ist ein Anteil von 30% minde
stens vorgesehen, wobei so Temperaturen von minus 60°C bis
minus 160°C sicher erreichbar werden. Der Ersatz des Propans
durch Ethan und das Ethan durch Methan kann übergreifend er
folgen, so daß ein derartiges Kältemittel jeweils über einen
sehr großen Bereich eingesetzt werden kann. Insbesondere kann
auch ein Gemisch von Ethan und Methan erfindungsgemäß zum
Einsatz kommen, so daß auch bei den tiefen Temperaturen ein
wandfreie Übergänge gewährleistet sind.
Mit Hilfe der halogenfreien Kohlenwasserstoffe ist ein
Kältemittel vorgegeben, das wie schon mehrfach erwähnt insbe
sondere auch im industriellen Bereich vorteilhaft einzusetzen
ist. Ein kontinuierlicher Betrieb einer solchen Anlage wird
durch ein Gemisch gesichert, daß dadurch gekennzeichnet ist,
daß es aus Propan, Ethan und schließlich Methan besteht, die
nacheinander in einer Kältekaskade eingesetzt sind. Auf die
Möglichkeit der Übergänge zwischen diesen einzelnen Gasen ist
bereits hingewiesen worden, wobei die Kältekaskade vorteil
haft einen quasi kontinuierlichen Betrieb ermöglicht, so daß
das Kältemittel kontinuierlich erzeugt und dann in der jewei
ligen Temperatur zur Verfügung gestellt wird.
Neben den schon mehrfach erwähnten Propan, Ethan und
Methan sowie Butan und Cyclopropan sind gemäß der Erfindung
weitere Mischungsteile vorgesehen, wobei die weiteren halo
genfreien Kohlenwasserstoffe, die mit Propan, Ethan oder Me
than oder Gemischen daraus als Mischung eingesetzt sind, Cy
clopropan, Propylen, n-Butan, Isobutan, Cyclobutan, Methyl-
Cyclobutan oder Mischungen daraus sind. Mit einer entspre
chenden Regeltechnik ist es so möglich, neben den Einzelstof
fen Propan, Ethan und Methan auch bei Einsatz in der Kaskade
jeweils weitere halogenfreie Kohlenwasserstoffe zuzusetzen,
die entweder für den jeweiligen Einsatzfall eine optimale
Mischung ergeben und eine optimale Regelung ermöglichen oder
aber die aus irgendwelchen Gründen besonders preisgünstig im
Bereich der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu
kaufen sind. Diese Gase sollen in der Regel Propan, Ethan und
Methan (jeweils 30%) ergänzen und nur im Ausnahmefall erset
zen.
Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus,
daß ein Kältemittel geschaffen ist, das völlig frei von FCKW
ist und ohne diese Stoffe eingesetzt werden kann. Durch ein
Gemisch aus Propan, Ethan und Methan, sowie weiteren halogen
freien Kohlenwasserstoffen kann ein auf den jeweiligen Ein
satzfall zugeschnittenes Gemisch oder auch ein gegen Gefähr
dungen gesichertes Gemisch vorgegeben werden, insbesondere
kann so unter zusätzlichem Einsatz geeigneter Anlagen auch
der Brennbarkeit entgegengewirkt werden. Für die Möglichkeit
der Zusammensetzung des Kältemittels gibt es verschiedene
Vorschläge. Die Versuche haben ergeben, daß das Kältemittel
sowohl in Kleinstanlagen wie auch im industriellen Bereich
wirksam eingesetzt werden kann. Aufgrund der günstigen Ver
dampfungsenthalpie der Kohlenwasserstoffe werden ein günsti
gerer Wirkungsgrad und ein geringerer Energieverbrauch er
reicht.
Claims (8)
1. Kältemittel für den Betrieb von Kompressions-
Kälteanlagen im privaten und gewerblichen Bereich, das aus
halogenfreien Stoffen wie Propan, Butan und Cyclopropan be
steht und das zusammen mit Schmieröl oder ähnlichen Schmier
mitteln einsetzbar ist, dadurch gekennzeich
net,
daß der Anteil Propan mindestens 30% beträgt und daß die
übrigen Anteile auf Butan oder einen ähnlichen halogenfreien
Kohlenwasserstoff oder auf ein Gemisch mehrerer halogenfreier
Kohlenwasserstoffe entfallen.
2. Kältemittel nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
daß der Anteil Propan ergänzt ist durch mindestens einen ali
phatischen und/oder zyklischen Kohlenwasserstoff mit/oder
ohne Verzweigungen mit maximal 10 C-Atomen bzw. Kombinationen
hieraus.
3. Kältemittel nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß je nach zum Einsatz kommenden Kompressoren (Größe, Tempe
ratur und Druck) ein dritter halogenfreier Kohlenwasserstoff
der Mischung, den Anteil Propan und/oder erste Kohlenwasser
stoffe ersetzend zugegeben ist.
4. Kältemittel nach Anspruch 1 bis Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Anteil des Propan durch Ethan ersetzt ist.
5. Kältemittel nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Anteil Ethan durch Methan ersetzt ist.
6. Kältemittel nach Anspruch 4 und Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Gemisch von Ethan und Methan zum Einsatz kommt.
7. Kältemittel nach Anspruch 1 bis Anspruch 6,
gekennzeichnet durch,
ein Gemisch aus Propan, Ethan und schließlich Methan, die
nacheinander in einer Kältekaskade eingesetzt sind.
8. Kältemittel nach Anspruch 1 bis Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die weiteren halogenfreien Kohlenwasserstoffe, die mit
Propan, Ethan und Methan oder Gemischen daraus als Mischung
eingesetzt sind, Cyclopropan, Propylen, n-Butan, Isobutan,
Cyclobutan, Methyl-Cyclobutan oder Mischungen daraus sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934329477 DE4329477A1 (de) | 1993-09-02 | 1993-09-02 | Kältemittel - Dortmunder Mischung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934329477 DE4329477A1 (de) | 1993-09-02 | 1993-09-02 | Kältemittel - Dortmunder Mischung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4329477A1 true DE4329477A1 (de) | 1995-03-09 |
Family
ID=6496565
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19934329477 Withdrawn DE4329477A1 (de) | 1993-09-02 | 1993-09-02 | Kältemittel - Dortmunder Mischung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4329477A1 (de) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN1322090C (zh) * | 2003-09-09 | 2007-06-20 | A·S·信托&控股公司 | 烃组合物及由其组成的制冷剂及清洁剂 |
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-
1993
- 1993-09-02 DE DE19934329477 patent/DE4329477A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
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