Una composición de transferencia de calor que comprende: (a) al menos un fluoroalqueno de Fórmula I:

XCFzR3-z (I) donde X es un radical alquil C 2 o un C 3 insaturado, sustituido o no sustituido, R es independientemente Cl, F, Br, I o H, y z es de 1 a 3 con un Potencial de Calentamiento Global (GWP) de no más de alrededor de 1000

Composiciones que contienen olefinas sustituidas con flúor.

Campo de la invención

La invención se refiere a composiciones refrigerantes útiles en sistemas de acondicionamiento de aire para automóviles.

Antecedentes de la invención

Los fluidos basados en fluorocarbonos han encontrado uso muy extendido en muchas aplicaciones comerciales e industriales. Por ejemplo, fluidos basados en fluorocarbonos se utilizan frecuentemente como fluido de trabajo en sistemas tales como acondicionamiento de aire, bombas de calor y aplicaciones de refrigeración. El ciclo de conversión de vapor es uno de los métodos típicos utilizados más habitualmente para realizar enfriamiento o calentamiento en un sistema de refrigeración. El ciclo de conversión de vapor implica usualmente el cambio de fase del fluido refrigerante de la fase líquida a la fase vapor por absorción de calor a una presión relativamente baja y luego de la fase vapor a la fase líquida por extracción de calor a una presión y temperatura relativamente bajas, compresión del vapor a una presión relativamente alta, condensación del vapor a la fase líquida por extracción de calor a esta presión y temperatura relativamente elevadas, y finalmente reducción de la presión para iniciar de nuevo el ciclo.

Mientras que el propósito primario de la refrigeración es extraer calor de un objeto u otro fluido a una temperatura relativamente baja, el propósito primario de una bomba de calor es suministrar calor a una temperatura más alta con relación al ambiente.

Ciertos fluorocarbonos han sido un componente preferido en muchos fluidos de intercambio de calor, tales como fluidos refrigerantes, durante muchos años en un gran número de aplicaciones. Por ejemplo, los fluoroalcanos, tales como derivados de clorofluorometano y clorofluoro-etano, han alcanzado un uso generalizado como fluidos refrigerantes en aplicaciones que incluyen acondicionamiento de aire y aplicaciones de bomba de calor debido a su singular combinación de propiedades químicas y físicas. Muchos de los fluidos refrigerantes utilizados comúnmente en los sistemas de compresión de vapores son fluidos monocomponente o mezclas azeotrópicas.

En los últimos años ha aumentado la preocupación acerca del daño potencial a la atmósfera y el clima de la tierra, y ciertos compuestos basados en cloro han sido identificados como particularmente problemáticos a este respecto. El uso de composiciones que contienen cloro (tales como clorofluorocarbonos (CFCs), hidroclorofluorocarbonos (HCFCs) y análogos) como fluidos refrigerantes en sistemas de acondicionamiento de aire y refrigeración se ha visto desfavorecido debido a las propiedades de agotamiento del ozono asociadas con muchos de tales compuestos. Así, ha surgido una necesidad creciente de nuevos compuestos y composiciones de fluorocarbonos e hidrofluorocarbonos que ofrezcan alternativas para aplicaciones de refrigeración y bomba de calor. Por ejemplo, ha llegado a ser deseable adaptar los sistemas de refrigeración que contienen cloro por reemplazamiento de los fluidos refrigerantes que contienen cloro con compuestos refrigerantes que no contienen cloro y que no agotarán la capa de ozono, tales como los hidrofluorocarbonos (HFCs).

Se considera importante en general, sin embargo, que cualquier fluido refrigerante sustituto potencial tiene que poseer también aquellas propiedades presentes en muchos de los fluidos utilizados más ampliamente, tales como propiedades excelentes de transmisión de calor, estabilidad química, toxicidad baja o nula, ininflamabilidad y compatibilidad con los lubricantes, entre otras.

Los Solicitantes han llegado a apreciar que la compatibilidad con los lubricantes es de particular importancia en muchas de las aplicaciones. De modo más particular, es muy deseable que los fluidos de refrigeración sean compatibles con el lubricante utilizado en la unidad compresora, utilizada en la mayoría de los sistemas de refrigeración. Lamentablemente, muchos fluidos de refrigeración que no contienen cloro, con inclusión de los HFCs, son relativamente insolubles y/o inmiscibles en los tipos de lubricantes utilizados tradicionalmente con CFC's y HFC's, incluyendo, por ejemplo, aceites minerales, alquilbencenos o poli(alfa-olefinas). A fin de que una combinación fluido de refrigeración-lubricante funcione con un nivel de eficiencia deseable en un sistema refrigeración por compresión, acondicionamiento de aire y/o bomba de calor, el lubricante debería ser suficientemente soluble en el líquido de refrigeración dentro de un amplio intervalo de temperaturas de operación. Dicha solubilidad reduce la viscosidad del lubricante y permite que el mismo fluya más fácilmente en todo el sistema. En ausencia de dicha solubilidad, los lubricantes tienden a alojarse en los serpentines del evaporador del sistema de refrigeración, acondicionamiento de aire o bomba de calor, así como en otras partes del sistema, y reducen con ello la eficiencia del sistema.

Con relación a la eficiencia de utilización, es importante indicar que una pérdida de eficiencia termodinámica del refrigerante o eficiencia energética puede tener impactos ambientales secundarios debido al uso incrementado de combustibles fósiles a consecuencia de una demanda incrementada de energía eléctrica.

Adicionalmente, se considera en términos generales deseable que los sustitutos de los refrigerantes de CFC sean eficaces sin grandes cambios técnicos de la tecnología convencional de compresión de vapores 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, incluyendo particularmente las aplicaciones de transmisión de calor, utilizar composiciones que sean ininflamables. Así, es frecuentemente ventajoso utilizar en tales composiciones compuestos que son ininflamables. Como se utiliza en esta memoria, el término "ininflamable" se refiere a compuestos o composiciones, que se ha determinado son ininflamables de acuerdo con la norma ASTM E-681 de fecha 2002, que se incorpora en esta memoria por referencia. Lamentablemente, muchos HFCs, que podrían ser por lo demás deseables para utilización en composiciones refrigerantes, no son ininflamables. Por ejemplo, el fluoroalcano difluoroetano (HFC-152a) y el fluoroalqueno 1,1,1-trifluoropropeno (HFO-1243zf) son ambos inflamables y por consiguiente no son viables para uso en muchas aplicaciones.

Fluoroalquenos superiores, es decir alquenos sustituidos con flúor que tienen al menos 5 átomos de carbono, han sido propuestos para uso como fluidos refrigerantes. La patente de los EE.UU. No. 4788352 - Smutny, está orientada a la producción de compuestos fluorados C₅ a C₈ que tienen al menos cierto grado de insaturación. La patente de Smutny identifica tales olefinas superiores que se saben tienen utilidad como fluidos refrigerantes, plaguicidas, fluidos dieléctricos, fluidos de transmisión de calor, disolventes, y compuestos intermedios en diversas reacciones químicas. (Véase columna 1, líneas 11-22).

Si bien las olefinas fluoradas descritas en Smutny pueden tener cierto nivel de eficacia en aplicaciones de transmisión de calor, se cree que tales compuestos pueden presentar también ciertas desventajas. Por ejemplo, algunos de estos compuestos pueden tender a atacar los sustratos, particularmente plásticos de uso general tales como resinas acrílicas y resinas ABS. Adicionalmente, los compuestos olefínicos superiores descritos en Smutny pueden ser también indeseables en ciertas aplicaciones debido al potencial nivel de toxicidad de tales compuestos que puede presentarse como resultado de la actividad plaguicida indicada en Smutny. Asimismo, tales compuestos pueden tener un punto de ebullición que es demasiado alto para hacerlos útiles como fluidos refrigerantes en ciertas aplicaciones.

Los derivados de bromofluorometano y bromoclorofluorometano, particularmente el bromotrifluorometano (Halon 1301) y el bromoclorodifluorometano (Halon 1211) han alcanzado un uso generalizado como agentes extintores de incendios en áreas cerradas tales como cabinas de aviones y salas de ordenadores. Sin embargo, el uso de diversos halones está siendo suprimido gradualmente debido a su alto agotamiento del ozono. Además, dado que los halones se utilizan frecuentemente en áreas en las que están presentes seres humanos, los reemplazamientos adecuados deben ser también seguros para los humanos a las concentraciones necesarias para suprimir o extinguir el incendio.

JP 04 110 388 A está dirigido a la obtención de...

1. Uso como fluido refrigerante de una composición que comprende un tetrafluoropropeno (HFO-1234) en un sistema de acondicionamiento de aire para automóviles.

2. Uso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la composición comprende desde 5 a 99% en peso de HFO-1234.

3. Uso de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la composición comprende desde 5 a 95% en peso de HFO-1234.

4. Uso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la composición comprende adicionalmente un lubricante.

5. Uso de acuerdo con la reivindicación 4, en donde la composición está presente enana cantidad de 30 a 50% en peso de la composición.

6. Uso de acuerdo con la reivindicación 4, en donde el lubricante comprende un lubricante de polialquilenglicol.

7. Uso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la composición comprende 2,3,3,3-tetrafluoropropeno (HFO-1234yf).

8. Uso de acuerdo con la reivindicación 7, en donde la composición tiene un Potencial de Calentamiento Global (GWP) no mayor que 1000.

9. Uso de acuerdo con la reivindicación 8, en donde la composición tiene un Potencial de Calentamiento Global (GWP) no mayor que 500.