Uso, en calidad de refrigerante, de una composición que comprende 1,3,3,3-tetrafluropropeno (HFO-1234ze) en un sistema de acondicionamiento de aire en automóviles.

Uso, en calidad de refrigerante, de una composición que comprende al menos 50% en peso de 1,3,3,3- tetrafluropropeno

(HFO-1234ze) en un sistema de acondicionamiento de aire en automóviles.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10011471.

Solicitante: HONEYWELL INTERNATIONAL INC..

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 101 Columbia Road, P.O. Box 2245 Morristown, NJ 07962-2245 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: SHANKLAND, IAN, ROBERT, SINGH, RAJIV, R., PHAM,HANG,T.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • 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 )
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > ACEITES, GRASAS, MATERIAS GRASAS O CERAS ANIMALES... > COMPOSICIONES DETERGENTES; UTILIZACION DE UNA SOLA... > Composiciones de detergentes basadas esencialmente... > C11D7/28 (que contienen halógeno)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > VEHICULOS EN GENERAL > DISPOSICIONES O ADAPTACIONES DE DISPOSITIVOS DE CALEFACCION,... > Dispositivos de calefacción, refrigeración o ventilación... > B60H1/32 (Dispositivos de refrigeración (vehículos adaptados para transportar mercancías refrigeradas B60P 3/20))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > PRODUCCION; PROCESOS GENERALES PARA FORMAR MEZCLAS;... > Producción de sustancias macromoleculares para producir... > C08J9/14 (orgánico)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO... > C09K5/00 (Transferencia de calor, materiales intercambiadores de calor o para almacenar calor, p.ej. refrigerantes; materiales productores de calor o frío mediante reacciones químicas diferentes de la combustión)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO... > Sustancias no cubiertas en otro lugar > C09K3/30 (para aerosoles)

PDF original: ES-2526122_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Uso, en calidad de refrigerante, de una composición que comprende 1,3,3,3-tetrafluropropeno (HFO-1234ze) en un sistema de acondicionamiento de aire en automóviles

CAMPO DE LA INVENCIÓN

Esta invención se refiere a composiciones que tienen utilidad en sistemas de refrigeración en particular, y a métodos y sistemas que utilizan este tipo de composiciones.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los fluidos basados en fluorocarburos han encontrado un amplio uso en muchas aplicaciones comerciales e industriales. Por ejemplo, fluidos basados en fluorocarburos se utilizan frecuentemente como un fluido de trabajo en sistemas tales como acondicionamiento de aire, bomba de calor y aplicaciones de refrigeración. El ciclo de compresión de vapor es uno de los métodos tipo más comúnmente utilizados para conseguir un enfriamiento o calentamiento en un sistema de refrigeración. El ciclo de compresión de vapor generalmente implica el cambio de fase del refrigerante de la fase líquida a la fase vapor a través de la absorción de calor a una presión relativamente baja y luego desde la fase de vapor a la fase líquida a través de la eliminación de calor a una presión y temperatura relativamente bajas, comprimiendo el vapor a una presión relativamente elevada, condensando el vapor a la fase líquida a través de la eliminación de calor a esta presión y temperatura relativamente elevadas, y luego reduciendo la presión para iniciar el ciclo de nuevo.

Mientras que el propósito principal de la refrigeración es eliminar calor de un objeto u otro fluido a una temperatura relativamente baja, el propósito primario de una bomba de calor es añadir calor a una temperatura más alta en relación con el medio ambiente.

Determinados fluorocarburos han sido un componente preferido en muchos fluidos de intercambio de calor, tales como refrigerantes, durante muchos años en muchas aplicaciones. Por, ejemplo, fluoroalcanos tales como derivados de clorofluorometano y clorofluoroetano han alcanzado un uso generalizado como fluidos refrigerantes en aplicaciones que incluyen el acondicionamiento de aire y aplicaciones de bomba de calor, debido a su combinación única de propiedades químicas y físicas. Muchos de los refrigerantes utilizados comúnmente en los sistemas de compresión de vapor son o fluidos componentes Individuales o mezclas azeotrópicas.

La preocupación ha aumentado en los últimos años acerca de los daños potenciales a la atmósfera y el clima de la Tierra, y determinados compuestos basados en cloro han sido Identificados como particularmente problemáticos en este sentido. El uso de composiciones que contienen cloro (tales como los clorofluorocarburos (CFCs), hidroclorofluorocarburos (HCFCs) y similares) como refrigerantes en sistemas de acondicionamiento de aire y refrigeración se ha convertido en desfavorecido debido a las propiedades de agotamiento del ozono asociados con muchos de este tipo de compuestos. Por lo tanto, ha habido una necesidad creciente de nuevos compuestos y composiciones de fluorocarburos y de hidrofluorocarburos que ofrezcan alternativas para aplicaciones de refrigeración y de bomba de calor. Por ejemplo, se ha vuelto deseable actualizar los sistemas de refrigeración con contenido en cloro reemplazando refrigerantes con contenido en cloro por compuestos refrigerantes sin contenido en cloro que no agotarán la capa de ozono tales como los hidrofluorocarburos (HFCs).

En general se considera Importante, sin embargo, que cualquier refrigerante sustituto potencial debe poseer también aquellas propiedades presentes en muchos de los fluidos más ampliamente utilizados tales como excelentes propiedades de transferencia de calor, estabilidad química, toxicidad baja o ninguna toxicidad, no Inflamabilidad y compatibilidad con lubricantes, entre otras.

La solicitante ha logrado apreciar que la compatibilidad con lubricantes es de particular importancia en muchas de las aplicaciones. Más particularmente, es altamente deseable para los fluidos de refrigeración que sean compatibles con el lubricante utilizado en la unidad de compresor, utilizada en la mayoría de los sistemas de refrigeración. Desgraciadamente, muchos fluidos de refrigeración sin contenido en cloro, incluido HFCs, son relativamente ¡nsolubles y/o inmiscibles en los tipos de lubricantes utilizados tradlclonalmente con CFCs y HFCs, incluidos, por ejemplo, aceites minerales, alqullbencenos o poli(alfa-olefinas). Con el fin de que una combinación de fluido de refrigeración-lubricante funcione a un nivel deseable de manera eficiente dentro de un sistema de refrigeración por compresión, acondicionamiento de aire y/o de bomba de calor, el lubricante debería ser suficientemente soluble en el líquido de refrigeración en un amplio intervalo de temperaturas de trabajo. Dicha solubilidad reduce la viscosidad del lubricante y permite que fluya más fácilmente a lo largo del sistema. En ausencia de dicha solubilidad, los lubricantes tienden a quedar atrapados en las bobinas del evaporador del sistema de refrigeración,

acondicionamiento de aire o de bomba de calor, asi como otras partes del sistema y, por lo tanto, reducen la eficiencia del sistema.

En cuanto a la eficiencia en el uso, es importante señalar que una pérdida en el rendimiento termodinámico o eficiencia energética del refrigerante puede tener impactos ambientales secundarios a través de un uso incrementado de combustibles fósiles que surgen de una demanda incrementada de energía eléctrica.

Además, se considera generalmente deseable para los sustitutos de refrigerante de CFC que sean eficaces sin grandes cambios de ingeniería a la tecnología de compresión de vapor convencional utilizada actualmente con los refrigerantes de CFC.

La inflamabilidad es otra propiedad importante para muchas aplicaciones. Es decir, se considera importante o esencial en muchas aplicaciones, incluidas particularmente aplicaciones de transferencia de calor, el uso de composiciones que no sean inflamables. Por lo tanto, frecuentemente es beneficioso utilizar en este tipo de composiciones compuestos que no sean inflamables. Tal como se utiliza en esta memoria, la expresión "no inflamable" se refiere a compuestos o composiciones que se determinan como no inflamables, según se establece de acuerdo con la norma ASTM E-681 estándar, de fecha de 2002, que se incorpora en esta memoria como referencia. Desafortunadamente, muchos FIFCs, que de otro modo podrían ser deseables para ser utilizados en composiciones refrigerantes, no son no inflamables. Por ejemplo, el fluoroalcano difluoroetano (HFC-152a) y el fluoroalqueno 1,1,1-trifluoropropeno (FIFO-1243zf) son cada uno inflamables y, por lo tanto, no son viables para su uso en muchas aplicaciones.

Fluoralquenos superiores, es decir, alquenos sustituidos con flúor que tienen al menos cinco átomos de carbono, han sido sugeridos para su uso como refrigerantes. La patente de EE.UU. n° 4.788.352 - Smutny se dirige a la producción de compuestos C5 a Cs fluorados que tienen al menos cierto grado de insaturación. La patente de Smutny identifica tales olefinas superiores que se sabe que tienen utilidad como refrigerantes, plaguicidas, fluidos dieléctricos, fluidos de transferencia de calor, disolventes y compuestos intermedios en diversas reacciones químicas. (Véase la columna 1, líneas 11-22).

Mientras que las olefinas fluoradas descritas en Smutny pueden tener un cierto nivel de eficacia en aplicaciones de transferencia de calor, se cree que este tipo de compuestos pueden tener también ciertas desventajas. Por ejemplo, algunos de estos compuestos pueden tender a atacar sustratos, particularmente plásticos de uso general tales como resinas acrílicas y resinas ABS. Además, los compuestos oleflnicos superiores descritos en Smutny pueden ser también indeseables... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Uso, en calidad de refrigerante, de una composición que comprende al menos 50% en peso de 1,3,3,3- tetrafluropropeno (HFO-1234ze) en un sistema de acondicionamiento de aire en automóviles.

2. Uso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicho HFO-1234ze comprende trans HFO-1234ze.

3. Uso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicho al menos un HFO-1234ze comprende cis HFO-1234ze.

4. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho HFO-1234ze comprende trans HFO-1234ze y cis FIFO-1234ze en una relación ponderal cis:trans de aproximadamente 1:99 a aproximadamente 10:99.

5. Uso de acuerdo con la reivindicación 4, en donde dicho HFO-1234ze comprende trans HFO-1234ze y cis HFO- 1234ze en una relación ponderal cis:trans de aproximadamente 1:99 a aproximadamente 5:95.

6. Uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicho HFO-1234ze comprende al menos 70% en peso de dicha composición.

7. Uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicha composición comprende, además, uno o más compuestos seleccionados del grupo que consiste en difluorometano (HFC-32), pentafluoroetano (HFC-125), 1,1,2,2-tetrafluoroetano (HFC-134), 1,1,1,2-tetrafluoroetano (HFC-134a), difluoroetano (HFC-152a), 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropano (HFC-227ea), 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropano (HFC-236fa), 1,1,1,3,3- pentafluoropropano (HFC-365mfc), agua, CO2 y combinaciones de dos o más de éstos.

8. Uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicha composición comprende, además, un lubricante.

9. Uso de acuerdo con la reivindicación 8, en donde dicho lubricante se selecciona de lubricantes de poliol-éster, polialquilenglicol, aceite de silicona, aceite mineral, alquilbenceno y poli(alfa-olefina).

10. Uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicha composición tiene un Potencial de Calentamiento Global (GWP) no mayor que aproximadamente 1000.

11. Uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicha composición tiene un Potencial de Calentamiento Global (GWP) no mayor que 500.

12. Uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicha composición tiene un GWP no mayor que 150.

13. Uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicha composición tiene un GWP no mayor que 100.