Procedimiento de calefacción y/o climatización de un vehículo.

Procedimiento de calefacción y/o de climatización de un habitáculo de vehículo automóvil por medio de un bucle reversible de refrigeración

, por el cual circula un fluido refrigerante, que comprende un primer intercambiador de calor, un regulador de presión, un segundo intercambiador de calor, un compresor y unos medios de inversión del sentido de circulación del fluido refrigerante caracterizado porque el fluido refrigerante comprende entre un 5 y un 80 % en peso de 2,3,3,3-tetrafluoropropeno, entre un 20 y un 95 % en peso de al menos un compuesto del grupo C seleccionado entre el propano, el propileno y el etileno.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2009/052211.

Solicitante: ARKEMA FRANCE.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 420, RUE D'ESTIENNE D'ORVES 92700 COLOMBES FRANCIA.

Inventor/es: RACHED,WISSAM.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > VEHICULOS EN GENERAL > DISPOSICIONES O ADAPTACIONES DE DISPOSITIVOS DE CALEFACCION,... > B60H1/00 (Dispositivos de calefacción, refrigeración o ventilación (dispositivos de calefacción, refrigeración o ventilación que efectúan otro tratamiento del aire, en la medida que el otro tratamiento es más importante B60H 3/00; ventilación obtenida únicamente por abrir ventanas, puertas, partes del techo o similares, B60J; dispositivos de calefacción o ventilación para asientos de vehículos B60N 2/56; dispositivos de limpieza de ventanas o parabrisas que emplean aire, p. ej. aparatos para quitar el hielo B60S 1/54))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO... > Transferencia de calor, materiales intercambiadores... > C09K5/04 (siendo el cambio de estado de líquido a vapor o viceversa )

PDF original: ES-2535738_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento de calefacción y/o climatización de un vehículo

La presente invención se refiere a un procedimiento de calefacción y/o de climatización de un habitáculo de vehículo automóvil. También tiene por objeto una composición que comprende 2,3,3,3-tetrafluoropropeno, adaptado para 5 utilizarse en refrigeración, climatización y para la calefacción, en particular en las bombas de calor.

En los vehículos automóviles, el motor térmico consta de un circuito de circulación de un fluido portador de calor que se utiliza para el enfriamiento del motor y también para la calefacción del habitáculo. Para ello, el circuito comprende, en particular, una bomba y un generador de aire caliente por el cual circula un flujo de aire que recupera el calor almacenado por el fluido portador de calor con el fin de calentar el habitáculo.

10 Por otra parte, un sistema de climatización diseñado para enfriar el habitáculo de un vehículo automóvil comprende un evaporador, un compresor, un condensador, un regulador de presión y un fluido que puede cambiar de estado (líquido/gas) habitualmente designado fluido refrigerante. El compresor, directamente accionado por el motor del vehículo por medio de una correa y de una polea, comprime el fluido refrigerante, rechazándolo a alta presión y a alta temperatura hacia el condensador. El condensador, por medio de una ventilación forzada, provoca la 15 condensación del gas que llega al estado gaseoso a alta presión y a alta temperatura. El condensador licúa el gas por medio de la bajada de temperatura del aire que lo atraviesa. El evaporador es un intercambiador térmico que extrae calorías del aire que se insuflará dentro del habitáculo. El regulador de presión permite regular el caudal de entrada del gas dentro del bucle a través de una modificación de la sección de paso que depende de la temperatura y de la presión en el evaporador. De este modo, el aire caliente que llega del exterior se enfría al atravesar el 20 evaporador.

El sistema de climatización en los coches eléctricos es hermético; el compresor es eléctrico y la arquitectura del sistema se puede confinar con un circuito intermedio de transferencia de calor (tipo glicol).

El fluido refrigerante ampliamente utilizado en la climatización de automóviles es el 1,1,1,2-tetrafluoroetano (HFC- 134a).

25 El documento WO 2008/107623 describe un sistema de gestión de energía de un vehículo automóvil que comprende un bucle reversible de refrigeración por el que circula un fluido refrigerante, unos medios de inversión del ciclo de funcionamiento del bucle de refrigeración móviles entre una posición en modo refrigeración y una posición en modo bomba de calor, al menos una primera fuente adaptada para recuperar la energía del fluido refrigerante, y al menos una segunda fuente adaptada para evaporar el fluido refrigerante tras la expansión de dicho fluido del estado líquido 30 al estado difásico, estando los medios de inversión adaptados para permitir una circulación del fluido refrigerante desde la primera fuente de recuperación en dirección al menos a una fuente de evaporación, cuando están en una posición idéntica a la que corresponde al modo bomba de calor.

Sin embargo, con el HFC-134a como fluido refrigerante en el sistema tal como se describe en el documento WO 2008/107623, cuando la temperatura exterior es de aproximadamente -15 °C, comienza a formarse una depresión 35 en el evaporador incluso antes de que arranque el compresor. Esta depresión que conduce a una infiltración del aire en el sistema favorece los fenómenos de corrosión y la degradación de algunos componentes como el compresor, el intercambiador y el regulador de la presión.

El documento US 2006/243944 da a conocer unas mezclas que contienen 1,2,3,3,3-pentafluoropropeno, 1,3,3,3- tetrafluoropropeno, 2,3,3,3-tetrafluoropropeno o 3,3,3-trifluoropropeno adaptado para utilizarse en refrigeración, 40 climatización y bomba de calor.

El documento US 2008/157023 da a conocer una composición que comprende un hidrofluoroalqueno, un yodocarburo, un lubricante y un estabilizador de metales.

El documento FR 2905633 describe un bucle de climatización de un vehículo automóvil cuyo fluido refrigerante es a base de 1,1,1,2-tetrafluoropropeno y de trifluoroyodometano.

45 La presente invención tiene por objeto impedir que el aire penetre dentro del evaporador del bucle de refrigeración en el arranque del compresor y/o mejorar el rendimiento del bucle de refrigeración.

Por consiguiente, la presente invención tiene por objeto un procedimiento de calefacción y/o de climatización de un habitáculo de vehículo automóvil por medio de un bucle reversible de refrigeración, por el cual circula un fluido refrigerante, que comprende un primer intercambiador de calor, un regulador de la presión, un segundo 50 intercambiador de calor, un compresor y unos medios de inversión del sentido de circulación del fluido refrigerante caracterizado por que el fluido refrigerante comprende entre un 5 y un 80 % en peso de 2,3,3,3-tetrafluoropropeno,

entre un 20 y un 95 % en peso de al menos un compuesto del grupo C seleccionado entre el propano, el proplleno y el etlleno.

De preferencia, el fluido refrigerante comprende entre un 40 y un 80 % en peso de 2,3,3,3-tetrafluoropropeno, entre un 20 y un 60 % en peso de al menos un compuesto del grupo C seleccionado entre el propano, el proplleno y el etlleno.

De manera ventajosa, el propano se selecciona como componente del grupo C.

Los medios de Inversión del sentido de la circulación del fluido refrigerante por el bucle de refrigeración de tal modo que se Invierta el ciclo de funcionamiento de esta pueden estar compuestos por una válvula de cuatro vías.

El fluido refrigerante también puede comprender estabilizadores del 2,3,3,3-tetrafluoropropeno. A título de ejemplos de estabilizador, se pueden citar en particular el nltrometano, el ácido ascòrbico, el ácido tereftálico, los nitrógenos como el tolutrlazol o el benzotriazol, los compuestos fenóllcos como el tocoferol, la hidroquinona, la t-butll hidroquinona, el 2,6-dl-ter-butil-4-metilfenol, los epóxldos (alquilo eventualmente fluorado o perfluorado o alquenllo o aromático), como los n-butil glicidil éter, hexanodiol dlgllcldll éter, allí gllcldll éter, butilfenllgllcldil éter, los fosfitos, los fosfatos, los fosfonatos, los tioles y lactones.

De acuerdo con la forma de funcionamiento del bucle, refrigeración o bomba de calor, el primer intercambiador de calor puede desempeñar la función de evaporador o de recuperador de energía. Lo mismo sucede para el segundo ¡ntercambiador de calor. En modo refrigeración, el segundo intercamblador permite el enfriamiento del flujo de aire destinado a ser Impulsado al interior del habitáculo del vehículo automóvil. En modo bomba de calor, el segundo ¡ntercambiador permite calentar el flujo de aire destinado al habitáculo del vehículo automóvil.

El primero y el segundo intercambiadores de calor son del tipo aire / fluido refrigerante. También se pueden utilizar ¡ntercambiadores liquido / fluido refrigerante de tal modo que el líquido desempeñe la función de fluido intermedio y

transmita energía al aire.

En el procedimiento de acuerdo con la presente invención el bucle de refrigeración se puede acoplar térmicamente, a través de los intercambiadores de calor, con el circuito de enfriamiento del motor. De este modo, el bucle puede comprender al menos un ¡ntercambiador de calor atravesado a la vez por el fluido refrigerante y por un fluido portador de calor, en particular el aire o el agua del circuito de enfriamiento del motor térmico.

De acuerdo con una variante del procedimiento, al primer ¡ntercambiador de calor... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de calefacción y/o de climatización de un habitáculo de vehículo automóvil por medio de un bucle reversible de refrigeración, por el cual circula un fluido refrigerante, que comprende un primer ¡ntercamblador de calor, un regulador de presión, un segundo ¡ntercamblador de calor, un compresor y unos medios de Inversión del sentido de circulación del fluido refrigerante caracterizado porque el fluido refrigerante comprende entre un 5 y un 80 % en peso de 2,3,3,3-tetrafluoropropeno, entre un 20 y un 95 % en peso de al menos un compuesto del grupo C seleccionado entre el propano, el proplleno y el etlleno.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque el fluido refrigerante comprende entre un 40 y un 80 % en peso de 2,3,3,3-tetrafluoropropeno, entre un 20 y un 60 % en peso de al menos un compuesto del grupo C seleccionado entre el propano, el proplleno y el etlleno.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2 caracterizado porque el primer y el segundo ¡ntercambladores son del tipo aire / fluido refrigerante.

4. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el primer y el segundo ¡ntercambladores son de tipo líquido / fluido refrigerante con la utilización de un circuito secundarlo para transmitir la energía al aire destinado al habitáculo.

5. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 caracterizado porque el bucle de refrigeración está acoplado térmicamente con el circuito de enfriamiento del motor térmico.

6. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 caracterizado porque al primer ¡ntercambiador de calor lo atraviesan a la vez el fluido refrigerante y gases de escape procedentes del motor térmico del vehículo automóvil.

7. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 caracterizado porque el bucle puede comprender en derivación al menos un ¡ntercamblador de calor que comunica térmicamente con un flujo de aire, destinado para ser admitido en el Interior del motor térmico del vehículo automóvil, o con gases de escape procedentes del motor térmico automóvil.

8. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 caracterizado porque el bucle de refrigeración se instala dentro de los vehículos para la recuperación de energía del motor térmico y/o de la batería eléctrica.

9. Dispositivo que comprende el bucle reversible de refrigeración de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.

10. Composición que comprende entre un 5 y un 80 % en peso del 2,3,3,3-tetrafluoropropeno, entre un 20 y un 95 % en peso de al menos un compuesto del grupo C seleccionado entre el proplleno y el etlleno.

11. Composición de acuerdo con la reivindicación 10 caracterizada por que comprende entre un 40 y un 80% en peso del 2,3,3,3-tetrafluoropropeno, entre un 20 y un 60 % en peso de al menos un compuesto del grupo C seleccionado entre el propüeno y el etileno.

12. Utilización de la composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 11 como fluido de transferencia de calor.

13. Utilización de la composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 11 en sustitución del R-22, R-407C y R-404A.