Mezcla para una máquina de refrigeración de tipo compresión.

Una mezcla para su uso en un refrigerador de compresión que comprende un refrigerante seleccionado de al menos uno de un refrigerante de dióxido de carbono,

un refrigerante de amoniaco y un refrigerante de hidrocarburoy un aceite lubricante que comprende el 70 % en masa o más de un compuesto de éter polivinílico que tiene un peso molecular de 300-3000, una relación molar carbono/oxígeno de 4,0 o inferior y que contiene una estructura que incluye una unidad de alquilenglicol o polioxialquilenglicol y una unidad de éter vinílico representada por la fórmula**Fórmula**

en la que R1, R2 y R3 representan cada uno un átomo de hidrógeno o un grupo hidrocarburo que tiene de 1 a 8 átomos de carbono, que puede ser idéntico o diferente uno de otro; Rb representa un grupo hidrocarburo divalente que tiene de 2 a 4 átomos de carbono; Ra representa un grupo hidrocarburo alifático o alicíclico que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, un grupo aromático que tiene de 1 a 20 átomos de carbono y que puede tener un sustituyente, un grupo acilo que tiene de 2 a 20 átomos de carbono o un grupo hidrocarburo que contiene oxígeno que tiene de 2 15 a 50 átomos de carbono; R4 representa un grupo hidrocarburo que tiene de 1 a 10 átomos de carbono; cuando hay presencia de dos o más de cada uno de Ra, Rb y R4, estos pueden idénticos o diferentes unos de otros; m representa un valor promedio de 1 a 50; k representa un valor promedio de 1 a 50; p representa un valor promedio de 0 a 50; cuando k y p representan cada uno 2 o más, las unidades constituyentes pueden estar en forma de bloque o al azar; y cuando hay presencia de dos o más de RbO, estos pueden ser idénticos o diferentes unos de otros.

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DESCRIPCIÓN

Mezcla para una máquina de refrigeración de tipo compresión

Campo técnico

La presente invención se refiere a una mezcla que incluye un refrigerante natural y un aceite lubricante para usar en un refrigerador de compresión.

Técnica anterior

Hasta la fecha, los refrigeradores tales como los que tienen un ciclo de refrigeración por compresión de un compresor, un condensador, una válvula de expansión y un evaporador usan CFC (clorofluorocarbono) y HCFC (hidroclorofluorocarbono) como sus refrigerantes. Además, se han producido y usado muchos tipos de aceite lubricante en combinación con dichos refrigerantes. No obstante, se tiene la preocupación de que los compuestos de CFC, que se han usado de forma convencional como refrigerantes, pueden destruir la capa de ozono cuando los compuestos de CFC se descargan en la atmósfera y causan problemas de contaminación ambiental. En años recientes, para tomar medidas frente a la contaminación ambiental se han desarrollado HFC (hidrofluorocarbonos) , que pueden ser una alternativa a los compuestos de CFC. Una diversidad de los denominados sustitutos de CFC que incluyen 1, 1, 1, 2-tetrafluoroetano (R-134a) con poco riesgo de contaminación ambiental ha llegado a estár disponible comercialmente. No obstante, surge la preocupación de que los HFC mencionados anteriormente también causen problemas de contaminación ambiental. Por lo tanto, se ha considerado el uso de refrigerantes naturales sin tales problemas y similares.

Por otra parte, se han realizado estudios sobre dióxido de carbono (CO2) , amoniaco y gas de hidrocarburos como refrigerantes naturales que, sustancialmente, no contribuyen a la destrucción de la capa de ozono ni al calentamiento global y se proporcionarán como refrigerantes en un futuro próximo.

Por ejemplo, el dióxido de carbono (CO2) no es perjudicial para el medio ambiente y es excelente desde el punto de vista de seguridad para seres humanos, a la vez que presenta las ventajas de, por ejemplo, (i) su presión casi al nivel económico óptimo; (ii) una relación de presiones extremadamente pequeña, en comparación con la de los refrigerantes convencionales; (iii) una adaptabilidad excelente a aceite normal y materiales estructurales de la máquina; (iv) disponible en todos los sitios sin dificultad y (v) un precio extremadamente barato sin necesidad de recuperación. Además, el dióxido de carbono (CO2) se ha usado como refrigerante para algunos de los refrigeradores convencionales y las aplicaciones del mismo como refrigerante para el aire acondicionado de coches y bombas de calor para agua caliente se han investigado en años recientes.

Típicamente, por ejemplo, un refrigerador de compresión contiene al menos un compresor, un condensador, un mecanismo de expansión (por ejemplo, una válvula de expansión) y un evaporador. Dicho aceite lubricante para un refrigerador de compresión tiene una estructura en la que una mezcla líquida de aceite de refrigerador, es decir, aceite lubricante para compresores refrigerantes y un refrigerante circulan en este sistema cerrado. En el refrigerador de compresión, aunque depende del tipo de aparato, el interior de la compresión alcanza una temperatura alta y el interior de la cámara refrigerante alcanza una temperatura baja en general. Por lo tanto, tanto el refrigerante como el aceite lubricante deberían circular en el sistema sin provocar una separación de fases dentro de 45 un intervalo de temperatura amplio de temperaturas bajas a altas.

En general, una región de temperaturas en la que el refrigerante y el aceite lubricantes son compatibles, es decir, no hay separación de fases, se encuentra preferentemente en los intervalos de -20 º C o menos y 0 º C o más, más preferentemente en el intervalo de 10 º C o más sobre el intervalo de temperatura superior. Si tiene lugar separación de fases en el refrigerador en operación, tendrá un efecto significativamente adverso en la vida útil o en la eficacia del aparato. Por ejemplo, cuando la separación de fases del refrigerador y el aceite lubricante tiene lugar en una parte de compresor, ello conduce a lubricación insuficiente en la parte móvil y provoca fatiga o similar, acortando de este modo significativamente la vida útil del aparato. Por otra parte, cuando tiene lugar la separación de fases en el evaporador, se produce una disminución en la eficacia del intercambio de calor debido a la presencia de un aceite 55 lubricante muy viscoso. El aceite lubricante para un refrigerador de compresión se usa para la lubricación de la parte móvil del refrigerador, de modo que se considera que su propiedad de lubricación obviamente es también importante.

En particular, el interior del compresor alcanza una temperatura alta, de modo que puede ser importante para el aceite lubricante tener una viscosidad suficiente para mantener una película de aceite necesaria para la lubricación. La viscosidad requerida del aceite lubricante varía en función del tipo de compresor que se usa y de las condiciones de uso del mismo. En general, no obstante, la viscosidad (viscosidad cinemática) del aceite lubricante aún para mezclarse con el refrigerante es preferentemente de 1 a 50 mm2/s, de modo particularmente preferente de 5 a 20 mm2/s a 100 º C. Si la viscosidad es inferior al valor definido, una película de aceite resultante es fina y tiende a 65 producir una lubricación insuficiente. Por el contrario, si la viscosidad es superior al valor definido, la eficacia de intercambio de calor puede reducirse. Por otra parte, como un acondicionador de aire de un coche, cuando se E06783195

diseña para usar en regiones frías, la viscosidad del aceite lubricante no debería ser demasiado elevada a temperaturas bajas para asegurar su capacidad de permitir que el aparato se ponga en marcha.

Por lo tanto, el aceite lubricante requiere un punto de escurrimiento más reducido y un índice de viscosidad más elevado. En general, se requiere que el aceite lubricante tenga un punto de escurrimiento de -20 º C, preferentemente de -30 º C o inferior, más preferentemente de -40 º C o inferior y un índice de viscosidad de al menos 80 o superior, preferentemente de 100 o superior, más preferentemente de 120 o superior.

Además, el aceite del refrigerador requiere diversas características que incluyen lubricidad y estabilidad hidrolítica, así como compatibilidad con el refrigerante y fluidez a bajas temperaturas. Sin embargo, las características del aceite del refrigerador están fácilmente influenciadas por el tipo de refrigerante. En el caso de un aceite de refrigerador para un refrigerante de fluorocarbono, que se ha usado habitualmente hasta la fecha junto con un refrigerante natural tal como un refrigerante de dióxido de carbono, es difícil satisfacer muchas características que se requieren.

El desarrollo de un aceite de refrigerador novedoso adecuado para usar con refrigerantes naturales, en particular, refrigerantes de dióxido de carbono, ha progresado. El polialquilenglicol (PAG) tiene una compatibilidad comparativamente alta con el refrigerante de dióxido de carbono y tiene también una fluidez a baja temperatura y una estabilidad hidrolítica excelentes, de modo que ha llamado la atención como uno de los sustratos de aceite de refrigerador para refrigerantes de dióxido de carbono (véase, por ejemplo, el documento de patente 1) .

El aceite de refrigerador de PAG convencional descrito anteriormente muestra compatibilidad con el refrigerador de dióxido de carbono en una composición con una proporción baja del refrigerante de dióxido de carbono, pero el intervalo de compatibilidad no siempre es suficiente. Por lo tanto, existe un procedimiento para preparar PAG con alta viscosidad para proporcionar dicho aceite de refrigerador con una compatibilidad suficiente con el refrigerante. En este caso, sin embargo, tiende a caer en un círculo vicioso al ser insuficiente en lubricidad y estabilidad.

Documento de patente 1: JO 10â?"46169 A

El documento EPâ?"Aâ?"0 732 391 enseña sobre un aceite lubricante para refrigeradores de tipo compresión que comprende, como el componente principal del mismo, un compuesto de éter polivinílico que contiene una unidad

** (Ver fórmula) **

átomos de carbono o un grupo hidrocarburo divalente que contiene un átomo de oxígeno del enlace éter y que tiene de 2 a 20 átomos de carbono, R5 indica un grupo hidrocarburo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, m indica un número, el promedio del cual se encuentra en el intervalo de 0 a 10, R1 a R5 pueden ser iguales o diferentes entre las unidades constituyentes y R4O puede ser igual o diferente de cada uno de los otros cuando la unidad constituyente contiene una pluralidad... [Seguir leyendo]

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** (Ver fórmula) **

1. Una mezcla para su uso en un refrigerador de compresión que comprende un refrigerante seleccionado de al menos uno de un refrigerante de dióxido de carbono, un refrigerante de amoniaco y un refrigerante de hidrocarburoy un aceite lubricante que comprende el 70 % en masa o más de un compuesto de éter polivinílico que tiene un peso molecular d.

30. 3000, una relación molar carbono/oxígeno de 4, 0 o inferior y que contiene una estructura que incluye una unidad de alquilenglicol o polioxialquilenglicol y una unidad de éter vinílico representada por la fórmula (1) :

átomos de carbono, que puede ser idéntico o diferente uno de otro; Rb representa un grupo hidrocarburo divalente que tiene de 2 a 4 átomos de carbono; Ra representa un grupo hidrocarburo alifático o alicíclico que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, un grupo aromático que tiene de 1 a 20 átomos de carbono y que puede tener un sustituyente, un grupo acilo que tiene de 2 a 20 átomos de carbono o un grupo hidrocarburo que contiene oxígeno que tiene de 2 15 a 50 átomos de carbono; R4 representa un grupo hidrocarburo que tiene de 1 a 10 átomos de carbono; cuando hay presencia de dos o más de cada uno de Ra, Rb y R4, estos pueden idénticos o diferentes unos de otros; m representa un valor promedio de 1 a 50; k representa un valor promedio de 1 a 50; p representa un valor promedio de 0 a 50; cuando k y p representan cada uno 2 o más, las unidades constituyentes pueden estar en forma de bloque o al azar; y cuando hay presencia de dos o más de RbO, estos pueden ser idénticos o diferentes unos de otros.

2. Una mezcla según la reivindicación 1, en la que el índice m de la fórmula (1) es 2 o más.

3. Una mezcla según la reivindicación 1, en la que el aceite lubricante tiene una viscosidad cinemática a 100 º C en el 25 intervalo de 1 a 50 mm2/s.

4. Una mezcla según la reivindicación 1, en la que el aceite lubricante tiene un índice de viscosidad de 80 o superior.

5. Una mezcla según la reivindicación 1, en la que el compuesto de éter polivinílico se obtiene por polimerización de

compuestos de éter vinílico en presencia de un iniciador de polimerización, en la que al menos uno del iniciador de polimerización y el compuesto de éter vinílico contiene un residuo de alquilenglicol o un residuo de polioxialquilenglicol.