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" Perfectionnements apportés aux réfrigérants ".
La présente invention est relative aux réfrigérants, plus spécialement à ceux pour des appareils ou installa- tions frigorifiques à compression, et aux procédés pour leur utilisation.
Une installation frigorifique est généralement cal- culée de manière à avoir une certaine puissance frigori- fique quand elle fonctionne avec un fluide frigorifique déterminé, avec des conditions d'aspiration et de refou- lement spécifiques et quand son compresseur est entraîné à une vitesse déterminée .
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Une installation de ce genre, utilisée sur une grande échelle dans l'industrie, est destinée à fonctionner avec du dichlorodifluorométhane comme fluide frigorigène, en étant branchée directement sur un réseau à 60 périodes, son compresseur faisant alors 1750 t/m . Quand cette installation est alimentée avec un courant à 50 périodes, par exemple, sa puissance frigorifique diminue considéra- blement car son compresseur ne fait alors que 1450 t/m, par exemple . Il est donc désirable de pouvoir disposer, dans ces conditions, d'un réfrigérant par lequel la puissan- ce frigorifique de la machine est augmentée jusqu'à atteindre à peu près la même valeur que celle obtenue quand l'appareil fonctionne dans des conditions normales.
La solution de ce problème est diff icile . Tous les réfrigérants connus ont une tension de vapeur saturée qui est inférieure ou supérieure à celle du dichlorodifluoromethane - Un ré- frigérant pour lequel cette tension est moindre fournit une puissance frigorifique plus petite quand on l'introduit dans un compresseur tournant à la même vitesse mais destiné à recevoir du dichlorodifluoromethane . Pour une vitesse moindre, la puissance frigorifique diminue encore davanta- ge. Par contre, les réfrigérants, dont la tension de vapeur saturée est plus élevée que celle du dichlorodifluorometha- ne, ne conviennent pas à des compresseurs spécialement des- tinés au dichlorodifluorométhane car ils augmentent telle- ment cette puissance que le moteur, calculé pour le di- chlorodifluoromethane, subit des surcharges importantes.
Un réfrigérant, qui pourrait être substitué au dichloro- difluoromethane dans les compresseurs prévus pour l'usage de ce dernier, devrait avoir des propriétés thermodynamiques telles que sa tension de vapeur soit supérieure à celle du dichlorodifluoromethane , afin que l'accroissement de la puissance frigorifique obtenue soit suffisante pour compen- ser la réduction de puissance résultant de la diminution
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de la vitesse du compresseur. En d'autres mots, à l'aide de ce réfrigérant on devrait pouvoir obtenir, approximative- ment, la même puissance frigorifique , quand le compresseur tourne à une vitesse moindre , que lorsqu'il fonctionne à la vitesse normale et en étant alimenté avec du dichloro- difluoromethane.
Pour certains usages, un réfrigérant, possédant des propriétés intermédiaires entre celles du dichlorodifluoro- methane et du monochlorodifluoromethane conviendrait très bien. Un tel réfrigérant procurerait alors des effets inter- médiaires en remplaçant le dichlorodifluoromethane dans un appareil frigorifique calculé pour l'usage du dichlorodi- fluoromethane comme réfrigérant et le même moteur pour- rait alors fonctionner à la même vitesse pour fournir des températures plus basses ou pourrait tourner à une vitesse inférieure pour procurer la même température . De plus, un tel réfrigérant permettrait de se servir d'un moteur plus puissant pour entraîner le compresseur d 'un appareil, destiné à l'usage du dichlorodifluoromethane comme réfri- gérant, en vue d'augmenter sa puissance frigorifique.
La présente invention a pour but, surtout, de réali- ser un mélange réfrigérant qui se comporte, essentiellement, comme un réfrigérant simple et qui n'est donc pas mélangé et qui permet d'écarter les inconvénients susdits.
Elle consiste, principalement, à constituer le fluide frigorigène par un mélange de dichlorodifluoro- methane et du difluoroethane asymétrique.
Le mélange réfrigérant, qui fait l'objet de l'inven- tion, peut être utilisé dans un appareil, calculé, en réalité, pour fonctionner avec le constituant principal dichlorodifluoromethane de ce mélange et permet d'obtenir, avec cet appareil, la même puissance frigorifique même quand il fonctionne à une vitesse notablement plus réduite.
Ce mélange peut remplacer, dans cet appareil, le di-
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chlorodifluoromethane et il peut fournir alors des tempéra- tures plus basses avec le même moteur quand celui-ci tourne à la même vitesse ou réaliser la même température quand ce moteur fonctionne à une vitesse plus réduite.
Le mélange en question a une puissance frigorifique un peu plus élevée que celle du dichlorodifluoromethane dans les mêmes conditions, cette puissance étant telle qu'à une température, convenant au refroidissement de pro- duits ou marchandises, la puissance frigorifique de l'appa- reil soit augmentée comparativement à celle obtenue avec le dichlorodifluoromethane . Ceci permet au compresseur de fonctionner, approximativement, avec la même puissance que celle nécessaire pour faire tourner le même compresseur à la même vitesse mais avec une température d'aspiration plus élevée comme dans le cas, par exemple, des températures intervenant pour le conditionnement d'air.
Le mélange permet également de faire fonctionner une installation, destinée à l'usage du dichlorodifluoro- methane , à une vitesse plus réduite tout en augmentant sa puissance frigorifique et de se servir du même moteur, tournant à la même vitesse, pour\ obtenir des températures d'aspiration plus basses ou d'un moteur plus puissant,si on le désire, pour réaliser un accroissement substantiel de la puissance frigorifique pour une même température d'aspi- ration.
Le dichlorodifluoromethane a un point d'ébullition de -29,6 Cà la pression atmosphérique alors que le difluoro- éthane asymétrique a un point d'ébullition de -24,2 Cà la pression atmosphérique . Le dichlorodifluoromethane , à une température de 0 , a une pression absolue d'environ 315 kg/cm2 qui peut être considérée comme étant normale ou équivalente à 100 %. Le difluoroethane asymétrique, à 0 C, a une pression absolue d'environ 2,7 kg/cm2 .
Suivant la loi de Raoult, tout mélange de ces substances devrait avoir
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une pression comprise entre ces deux valeurs extrêmes mais contrairement à cette loi l'addition du difluoro- ethane asymétrique au dichlorodifluoromethane augmente la pression sur une zone étendue,en ce qui procure un accroissement fortement désirable de la puissance frigo- rifique . Cet accroissement peut atteindre environ 18 % suivant la quantité du difluoroethane asymétrique que l'on ajoute au dichlorodifluoromethane et des essais ont montré que l'augmentation de cette puissance est d'envi- ron 17,8 %.
Le mélange de ces deux substances peut se faire en toutes proportions voulues du moment que l'ac- croissement du pouvoir frigorifique est d'environ 18 % pour un appareil frigorifique, destiné à fonctionner avec du dichlorodifluoromethane et quand cet appareil fonctionne à une vitesse donnée, par rapport au pouvoir obtenu à l'aide de ce même appareil quand il fonctionne avec du dichlorodifluoromethane seul et à la même vites- se.
Un mélange azéotropique du dichlorodifluoromethane et du difluoroethane asymétrique fournit alors un accrois- sement maximum de la puissance frigorifique et ce mélange contient environ 76 parties en poids de dichlorodifluoro- methane et environ 24 parties en poids de difluoroéthane asymétrique , avec un point d'ébullition constant d'en- viron 4,4 et une pression absolue d'environ 4,2 kg/cm2.
L'analyse montre que la quantité du difluoroethane asymé- trique , contenu dans le mélange azéotropique est d'envi- ron 23,8 parties en poids.
L'usage d'un tel mélange permet d'obtenir des tempéra- tures plus réduites dans une installation frigorifique destinée à fonctionner avec du dichlorodifluoromethane, quand le compresseur est entraîné par le même moteur et à la même vitesse, tout en augmentant fortement la puis-
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sance frigorifique de cette installation. Par exemple, quand un compresseur , calculé pour être utilisé avec du dichlorodifluoromethane, fonctionne avec un courant à 60 périodes et à une vitesse de 1750 t/m, l'installation a une puissance frigorifique de 100 %. Quand on remplace ce réfrigérant par le mélange azéotropique susdit, on aug- mente ce pouvoir de 18 %. Quand le compresseur est alimenté avec un courant à 50 périodes, sa vitesse diminue approxima- tivement jusqu'à 1450 t/m et la puissance frigorifique est réduite d'environ 17 %.
En remplaçant le dichlorodifluoro- methane par le mélange azéotropique en question on obtient, dans ces conditions, un accroissement de la puissance frigo- rifique d'environ 18 % ce qui permet de compenser la perte obtenue par la diminution de la vitesse . L'accroissement de la puissance frigorifique ainsi obtenu est favorable comparativement à celle que l'on obtient quand l'installa- tion fonctionne avec un compresseur tournant à la vitesse pour laquelle l'installation a été calculée . 'installa- tion peut être construite de manière que la température de condensation soit d'environ 40,60 et la température d'évaporation d'environ 4,4 .
Pendant le fonctionnement, le mélange peut être condensé à environ 40,6 et ensuite introduit dans l'évaporateur ou échangeur de chaleur pour être évaporé à environ 4,4 ce qui procure le transfert de chaleur nécessaire.
Le mélange azéotropique, spécifié plus haut, permet d'obtenir les résultats recherchés mais il est évident que les proportions respectives du difluoroethane asymé- trique et du dichlorodifluoromethane, dans l'azéotrope, peuvent varier en fonction de la température et la pression, c'est-à-dire que la quantité du difluoroethane, contenu dans l'azéotrope, varie graduellement quand la température augmente ; par exemple, la quantité susindiquée est basée
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sur une pression absolue de 4,2 kg/cm2 et un point d'ébullition d'environ 4,4 .
Le mélange réfrigérant peut être utilisé pour une installation calculée spécifiquement pour l'usage avec le constituant principal du mélange et il augmente fortement la puissance frigorifique de cette installa- tion. Il convient tout particulièrement quand il est nécessaire de faire fonctionner l'installation à des vitesses plus faibles, ce qui provoque évidemment la di- minution de cette puissance quand le réfrigérant utilisé est celui pour lequel elle a été étudiée . Les propriétés du réfrigérant sont intermédiaires entre celles qui sont propres auichlorodifluoromethane et au monochlorodifluo- romethane .
Le mélange réfrigérant susdit peut remplacer le dichlorodifluoromethane dans une installation calculée pour ce dernier réfrigérant en vue de pouvoir fournir des températures plus basses malgré que l'on conserve le même moteur pour entraîner le compresseur à la même vitesse.
Un accroissement de la puissance frigorifique peut être obtenu en se servant d'un moteur plus puissant pour en- traîner le compresseur. Le nouveau réfrigérant remplit efficacement l'intervalle existant, parmi les fluides frigorifique dont on dispose, entre le dichlorodifluor- methane et le monochlorodifluoromethane et peut aisément et efficacement remplacer ces derniers dans diverses conditions et pour de nombreuses applications.
REVENDICATIONS.
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1. Réfrigérant pour un appareil ou une installation frigorifique, à compression, caractérisé en ce qu'il est constitué par un mélange de dichlorodifluoromethane et de difluoroethane asymétrique .