SE509344C2

SE509344C2 - Liq. coolant for freezers or refrigerators

Info

Publication number: SE509344C2
Application number: SE9500673A
Authority: SE
Inventors: Ingvar Nilsson
Original assignee: Stal Refrigeration Abb
Priority date: 1995-02-23
Filing date: 1995-02-23
Publication date: 1999-01-18
Also published as: SE9500673L; SE9500673D0

Abstract

Transfer of heat with a cold- or heat transfer fluid passing through a closed pipe system uses a mixt. of glycerol, ethanol and water as the fluid. A coolant cycle contg. the mixt. as a fluid in a closed pipe system is also claimed.

Description

10 15 20 25 30 35 509 544 2 värmeledning. Ytterligare några av köldbärarna insatta i kyl- system för att övervinna det ovan sagda kostar relativt mycket. Kostnaden för värmeöverföringen är en viktig faktor, eftersom den totala kostnaden för kylsystem är till sin natur stor, när kyla/värme skall överföras över stora avstånd. En kylkrets kan exempelvis konstrueras kompakt och ge en liten kostnad, därför att kostnaden hos köldmediet inte är så be- tydande. Genom WO-Al-90/14566 är en kylanläggning av det aktuella slaget förut känd, där köldbäraren är av en bland- ning av vatten och alkohol. Den uppvisar därmed flera av de ovan angivna nackdelarna. 53-] E.. E.. 10 15 20 25 30 35 509 544 2 heat conduction. Some more of the refrigerants used in refrigeration systems to overcome the above cost relatively very. The cost of heat transfer is an important factor, because the total cost of cooling systems is by nature large, when cooling / heat is to be transmitted over large distances. One cooling circuit can for example be constructed compact and provide a small cost, because the cost of the refrigerant is not so meaning. By WO-Al-90/14566 is a refrigeration plant of it currently known, where the refrigerant is of a mixed water and alcohol. It thus shows several of them the above disadvantages. 53-] E .. E ..

När de nödvändiga egenskaperna analyseras för en köldbärare vid användning av kända ämnen och med tidigare kända tillämpningar finns det några speciellt lämpliga ut- vecklingsvägar: Köldbäraren borde innefatta eller vara kompatibel med vatten. Vatten ger goda egenskaper och eftersom kontakt med vatten inte kan undvikas måste fluiden kunna ackumulera vatten utan att behöva ändra sitt uppträdande pá ett sämre sätt. Ämnen som har diskuterats är exempelvis alkoholer, salter och glykoler på grund av deras goda värmeegenskaper, men många syntetiska organiska vätskor baserade pà hydro- karboner har en nackdel genom att ha dålig värmeledning, icke vara lösliga i vatten eller vara kostbara. Enkla alkoholer är värmetekniskt bra, men är eldfarliga i nödvändig hög koncen- tration, medan komplexa alkoholer har för hög viskositet.When the necessary properties are analyzed for one refrigerants when using known substances and with the past known applications, there are some particularly suitable development paths: The refrigerant should include or be compatible with water. Water provides good properties and because contact with water can not be avoided, the fluid must be able to accumulate water without having to change its behavior for the worse way. Topics that have been discussed are for example alcohols, salts and glycols due to their good heat properties, but many synthetic organic liquids based on hydro- Carbons have the disadvantage of having poor thermal conductivity, not be soluble in water or be expensive. Simple alcohols are technically good, but are flammable in the necessary high concentration while complex alcohols have too high a viscosity.

För att minska riskerna vid kylhantering, genom att minimera användningen av köldmedier av miljöfarligt slag såsom ammoniak eller ett köldmedium av freontyp, har anord- nats en eller flera köldbärarkretsar förbundna med en centralt placerad väl skyddad kylanläggning arbetande med eventuellt miljöfarligt eller dyrbart köldmedel. Genom att separera och isolera den farliga delen av kylhanteringen får en skada pà detta system begränsad omfattning och ej några allvarliga följder med rätt vald utrustning. En skada på en 10 15 20 25 30 35 509 344 3 köldbärarkrets kan ge ett utsläpp av en köldbärare, men dess skadliga verkan är starkt begränsad i jämförelse med det som skulle ske om en konventionell köldbärare skulle läcka ut där människor finns.To reduce the risks of cold handling, by minimize the use of environmentally hazardous refrigerants such as ammonia or a refrigerant of the freon type, one or more brine circuits connected to one centrally located well protected cooling system working with any environmentally hazardous or expensive refrigerant. By separate and insulate the dangerous part of the refrigeration handling sheep a damage to this system limited scope and no serious consequences with the right equipment. An injury to one 10 15 20 25 30 35 509 344 3 brine circuit may give a discharge of a brine, but its harmful effect is severely limited compared to what would happen if a conventional refrigerant were to leak out there people exist.

Skillnaden mellan ett köldmedel och en köld/värme- bärare är att köldmedlet i en kylkrets förflyttas mellan tvà eller flera "energiniváer“ för att värme skall förflyttas från en låg nivå till en hög nivå. I en köld/värmebärarkrets är "energinivån" relativt konstant och erfordrat arbete är bara till för att balansera ett tryckfall vid köldbärar- kretsen.The difference between a refrigerant and a refrigerant / heater carrier is that the refrigerant in a cooling circuit is moved between two or more "energy levels" for heat transfer from a low level to a high level. In a cold / heat transfer circuit the "energy level" is relatively constant and the work required is only to balance a pressure drop at the brine the circuit.

Det uppställda problemet har sáledes lösts genom att ett förfarande av det i kravets 1 ingress angivna slaget innefattar de speciella särdrag som anges i detta kravs kännetecknande del och genom att en köldbärarkrets av det i kravets 5 ingress angivna slaget innefattar de i detta kravs kännetecknande del angivna speciella särdragen.The problem posed has thus been solved by that a procedure of the kind specified in the preamble of claim 1 includes the special features set forth in this claim characteristic part and by a brine circuit of it in the type specified in the preamble of claim 5 includes those in this claim characteristic part specified special features.

Genom att använda en köldbärare som består av en blandning av glycerol 50 %, etanol 10 % och vatten 40 % fås en köldbärare med goda termodynamiska egenskaper, låg visko- sitet och blandningen förblir brandsäker och relativt ogiftig. Glycerol blandad med vatten har goda termodynamiska egenskaper utom vad gäller viskositet. Etanol blandat med vatten ger goda termodynamiska egenskaper men är brandfarlig vid de nödvändiga etanolhalterna. Etanol som viskositet- sänkare i glycerollösnihgar ger en önskad förbättring och lösningen förblir brandsäker med vatten.By using a brine consisting of one mixture of glycerol 50%, ethanol 10% and water 40% is obtained a refrigerant with good thermodynamic properties, low viscosity the site and the mixture remain fireproof and relative non-toxic. Glycerol mixed with water has good thermodynamic properties properties except for viscosity. Ethanol mixed with water provides good thermodynamic properties but is flammable at the required ethanol levels. Ethanol as a viscosity lowerers in glycerol solutions provide a desired improvement and the solution remains fireproof with water.

En komposition av samma slag som används vid upp- finningen är i och för sig inte ny utan är känd för andra användningsområden. Således är genom DK-C-54066 och NO-C- 59275 en sådan komposition känd att användas i ett bad där livsmedel nedsänkes i detsamma för snabbfrysning.A composition of the same kind used in the finning is not in itself new but is known to others uses. Thus, by DK-C-54066 and NO-C- 59275 such a composition known to be used in a bath there food is immersed in it for quick freezing.

.]].. Figuren visar en köldbärarkrets enligt uppfinningen ansluten till en kylanläggning. 10 15 20 25 30 35 509 344 4 E I .V . E- . J Den föreliggande föreslagna fluidblandningen över- vinner nackdelen att vara brandfarlig och samtidigt är blandningen inte direkt giftig och har goda termodynamiska egenskaper. Huvuddelen av fluiden är en blandning av glycerol och vatten, vilken naturligtvis inte är en ny idé och har nackdelen av att ha hög viskositet vid låga temperaturer..]] .. The figure shows a brine circuit according to the invention connected to a refrigeration system. 10 15 20 25 30 35 509 344 4 E I .V. E-. J The present proposed fluid mixture is wins the disadvantage of being flammable and at the same time is the mixture is not directly toxic and has good thermodynamic properties characteristics. The bulk of the fluid is a mixture of glycerol and water, which of course is not a new idea and has the disadvantage of having high viscosity at low temperatures.

Emellertid är den nya föreslagna idén att tillföra etanol till blandningen för att minska viskositeten, varvid den nödvändiga mängden är mycket mindre än den som behövs för att få en eldfarlig blandning. Både etanol och glycerol är icke giftiga i rimliga koncentrationer och fullt lösliga i vatten och följaktligen är problemet förbundet med införandet av vattenånga eliminerat. Med en blandning av glycerol, vatten och etanol företrädesvis i ett förhållande 50, 40, 10 % eller liknande fås en köldbärare med goda termodynamiska egen- skaper, låg viskositet och blandningen förblir brandsäker och relativt ogiftig.However, the new proposed idea is to add ethanol to the mixture to reduce the viscosity, thereby required amount is much less than that needed to get a flammable mixture. Both ethanol and glycerol are not toxic in reasonable concentrations and completely soluble in water and consequently the problem is associated with the introduction of water vapor eliminated. With a mixture of glycerol, water and ethanol preferably in a ratio of 50, 40, 10% or similarly, a refrigerant with good thermodynamic properties is obtained low viscosity and the mixture remains fireproof and relatively non-toxic.

I figuren visas en köldbärarkrets 1 anordnad med en nedkylning/värmeavgivning i anslutning till en förnyare 2 i en kylanläggning 3 och med ett kylavgivande/värmeupptagande i en eller flera värmeväxlare 4 i exempelvis en kyl- eller frysanordning såsom en frysdisk 5 för kylning/frysning av matvaror. Kylanläggningen består av en kompressor 6, en kon- densor 7, en expansionsventil 8 och förångaren 2. Eventuellt kan en kylvätska 9 tillföras kondensorn 7 för dess kylning.The figure shows a brine circuit 1 arranged with one cooling / heat dissipation in connection with a renewer 2 i a cooling system 3 and with a cooling emission / heat absorption in one or more heat exchangers 4 in, for example, a cooling or freezing device such as a freezer counter 5 for cooling / freezing of foods. The cooling system consists of a compressor 6, a con- densor 7, an expansion valve 8 and the evaporator 2. Possibly a coolant 9 can be supplied to the condenser 7 for its cooling.

En pump 10 kan användas för att få köldbäraren att cirkulera bättre om självcirkulation skulle visas vara otillräcklig vid en möjlig tillämpning. Det aktiva köldmediet i kylanlägg- ningen 3 skulle kunna vara ett konventionellt köldmedium, som vid eventuell skada skulle få en begränsad omfattning på grund av att kylanläggningen 3 anordnas omsluten med en tät isolering ll och avskild från övrig utrustning. Köldbärar- kretsen däremot kan utan större risk placeras öppet, då en eventuell skada bara skulle resultera i ett köldbärarläckage, som ej nämnvärt skulle påverka omgivningen i jämförelse med nu för tiden traditionellt använda köldbärare.A pump 10 can be used to circulate the refrigerant better if self-circulation would appear to be insufficient at a possible application. The active refrigerant in refrigeration 3 could be a conventional refrigerant, which in the event of any damage would have a limited scope of due to the fact that the cooling system 3 is arranged enclosed with a tight insulation ll and separated from other equipment. Brine the circuit, on the other hand, can be placed openly without great risk, then a any damage would only result in a brine leak, which would not significantly affect the environment in comparison with nowadays traditionally used refrigerants.

Claims

10 15 20 25 30 35 509 344 NXA_2AIENIKRA ¥

Heat transfer process in which a refrigerant / heat transfer fluid transfers heat through a closed conduit system, characterized in that the refrigerant / heat transfer fluid is a mixture of glycerol, ethanol and water.

A method according to claim 1, wherein the piping system transfers heat from a heat exchanger to one or more evaporators in a cooling system.

A process according to claim 1 or 2, wherein the proportion of glycerol and water is much greater than the proportion of ethanol.

A process according to claim 3, wherein the mixture essentially consists of glycerol to 50%, water to 40% and ethanol to 10%.

Heat transfer circuit for heat transfer comprising a closed pipe system (1) and a heat transfer fluid circulating therein, characterized in that said heat transfer fluid is a mixture of glycerol, ethanol and water.

Refrigerant circuit according to claim 5, which comprises a heat exchanger (4) and a component connected to one or more evaporators (2) in a refrigeration system.

Refrigerant circuit according to claim 5 or 6, which comprises a pump (10) and wherein said heat exchanger (4) is arranged in a refrigeration or freezing plant (5) for cooling foodstuffs.

Brine circuit according to one of Claims 5 to 7, in which the proportion of glycerol and water is much greater than the proportion of ethanol.

The brine circuit according to claim 8, wherein the mixture consists of glycerol to 50%, water to 40 6 and ethanol to 10%.