Composiciones refrigerantes detectables y sus usos.

Un método para analizar al menos un componente gaseoso en una composición refrigerante detectable quecomprende un refrigerante elegido entre el grupo que consiste en:

hidrofluorocarbonos, hidroclorofluorocarbonos,perfluorocarbonos, éteres de hidrofluorocarbono, éteres de perfluorocarbono, hidrocarburos, dióxido de carbono,amoniaco y dimetil éter,

y un trazador elegido entre el grupo que consiste en:

hidrofluorocarbono C1-5,

hidroclorofluorocarbono C1-2,

hidroclorocarbono C1-4,

fluoroéter C2-6,

alcohol hidrocarbonado C1-3,

amina hidrocarbonada C1-3,

mercaptano hidrocarbonado C1-3,

éter hidrocarbonado C1-4,

cetona hidrocarbonada C3-4,

bromofluorocetona C3-4,

aldehído hidrocarbonado C2-4,

1,1,1-trifluorotolueno,

p-cloro-1,1,1-trifluorotolueno,

etanolamina,

amoniaco,

yoduro de perfluorometilo o

yoduro de perfluoroetilo,

comprendiendo dicho método:

(a) proporcionar una red de al menos dos materiales quimio/electro-activos, presentando cada materialquimio/electro-activo una respuesta eléctrica característica, por exposición al componente gaseoso individual endicha composición refrigerante, diferente de la de cualquier otro material quimio/electro-activo;

(b) exponer dicha red a dicha composición refrigerante;

(c) determinar la respuesta eléctrica de cada material quimio/electro-activo por exposición de dicha red a dichacomposición refrigerante; y

(d) analizar el componente gaseoso individual a partir de los valores de la respuesta eléctrica

Composiciones refrigerantes detectables y sus usos.

Referencia (s) cruzada (s) a solicitudes relacionadas Esta solicitud reivindica el beneficio de prioridad de la Solicitud Provisional Estadounidense 60/519.790, presentada el 13 de noviembre de 2003.

Campo de la invención La presente invención se refiere a composiciones refrigerantes detectables que tienen trazadores que son útiles en sistemas de refrigeración por compresión. Los trazadores detectables permiten la detección de la composición en el caso de fugas.

Antecedentes de la invención Algunos refrigerantes de compuestos hidrofluorocarbonados altamente fluorados, por ejemplo 1, 1, 1, 2tetrafluoroetano (HFC-134a) , desarrollados en la mitad de la década de 1980 y comercializados a principio de la década de 1990 para remplazar los refrigerantes de clorofluorocarbonos (CFC) que agotan la capa de ozono, están siendo sometidos a una presión regulatoria en aumento debido a su potencial de calentamiento global (abreviado generalmente como GWP por sus iniciales en inglés: global warming potential) y su supuesto impacto sobre el calentamiento global. Las soluciones de la industria de la refrigeración y el aire acondicionado incluyen el diseño de sistemas de refrigeración basados en hidrofluorocarbonos esencialmente sin fugas, así como la posible transición de refrigerantes de GWP elevado a otros de menor GWP, incluyendo algunos hidrofluorocarbonos (por ejemplo, 1, 1difluoroetano (HFC-152a) ) e hidrocarburos así como compuestos tales como dióxido de carbono, amoniaco y dimetil éter. Estas nuevas soluciones están acompañadas por una preocupación con respecto a los diseños sin fugas, así como una preocupación sobre la inflamabilidad y la toxicidad de los refrigerantes de menor GWP. La industria necesita ser capaz de detectar y/o diferenciar de los gases de fondo, y opcionalmente cuantificar las fugas de refrigerante en la transición hacia refrigerantes con menor GWP, haciéndolo preferiblemente de forma precisa, reproducible y económicamente eficaz.

Por ejemplo, cuando la solución implica dióxido de carbono usado como refrigerante, la detección, la diferenciación de la concentración de dióxido de carbono (atmosférico) de fondo (que puede variar, por ejemplo en un espacio sellado, con la respiración de los ocupantes, la eficacia de la combustión y emisión del aparato de control, etc.) y la cuantificación de las fugas del dióxido de carbono refrigerante son problemas difíciles de resolver con los métodos y dispositivos actuales.

Además, cuando la solución implica 1, 1-difluoroetano (HFC-152a) como fluido de trabajo en un sistema de aire acondicionado sellado de un vehículo, la detección, la diferenciación de la concentración del 1, 1-difluoroetano de fondo (que puede estar presente separadamente debido al uso de HFC-152a como propulsor de aerosoles y agentes para la fabricación de espumas) y la cuantificación de las fugas del 1, 1-difluoroetano refrigerante son problemas difíciles de resolver con los métodos y dispositivos actuales. Además, algunos detectores actuales son menos sensibles a los hidrocarburos y presentan mayor dificultad para detectar las fugas de HFC que las de compuestos que contienen cloro.

El documento JP-58-013687 describe un refrigerante de fluorocarbono que contiene amoniaco para facilitar la detección de fugas. El documento JP-8-245952 describe composiciones refrigerantes que contienen un odorizante que permiten una detección rápida de fugas. El documento EP 1013738 describe composiciones refrigerantes de CO2 y un odorizante. El documento US 4.294.716 describe un refrigerante de CFC que contiene hasta 2% en peso de un componente de alerta desagradable permitiendo de este modo la detección de fugas.

El método de uso de las composiciones de la presente invención y el método para detectar las composiciones de la presente invención satisfacen las necesidades de la industria.

Breve resumen de la invención En la presente memoria se describe un método para analizar al menos un componente gaseoso en una composición de refrigerante detectable como se ha definido anteriormente, comprendiendo dicho método: proporcionar una red de al menos dos materiales quimio/electro-activos, presentando cada material quimio/electro-activo una respuesta eléctrica característica, por exposición al componente gaseoso individual en dicho refrigerante, diferente de la de cualquier otro material quimio/electro-activo; exponer dicha red a dicha composición de refrigerante; determinar la respuesta eléctrica de cada material quimio/electro-activo por exposición de dicha red a dicho refrigerante; y analizar el componente gaseoso individual a partir de los valores de la respuesta eléctrica.

La composición de refrigerante detectable comprende un refrigerante elegido entre el grupo que consiste en hidrofluorocarbonos, hidroclorofluorocarbonos, perfluorocarbonos, éteres de hidrofluorocarbono, éteres de perfluorocarbono, hidrocarburos, dióxido de carbono, amoniaco y dimetil éter, y una cantidad eficaz de un trazador como se ha descrito anteriormente.

Se describe también un método para usar una composición refrigerante para detectar su presencia cuando dicho refrigerante es al menos un miembro elegido entre el grupo que consiste en hidrofluorocarbonos, hidroclorofluorocarbonos, perfluorocarbonos, éteres de hidrofluorocarbono, éteres de perfluorocarbono, hidrocarburos, dióxido de carbono, amoniaco y dimetil éter, comprendiendo dicho método proporcionar un detector que tiene un medio de detección de un trazador como se ha definido anteriormente en la proximidad de dicha composición refrigerante.

Descripción detallada de la invención La presente invención utiliza una composición refrigerante detectable que comprende al menos un refrigerante y una cantidad eficaz de un trazador, en la que dicho trazador es diferente de dicho refrigerante.

Se prefiere que el refrigerante de la presente invención tenga un punto de ebullición normal de aproximadamente 80ºC o menos.

El refrigerante de la presente invención es al menos un refrigerante elegido entre el grupo que consiste en hidrofluorocarbonos, hidroclorofluorocarbonos, perfluorocarbonos, éteres de hidrofluorocarbono, éteres de perfluorocarbono, hidrocarburos, dióxido de carbono, amoniaco y dimetil éter.

Los refrigerantes de hidrofluorocarbono representativos incluyen el fluorometano (HFC-41) , difluorometano (HFC32) , trifluorometano (HFC-23) , fluoroetano (HFC-161) , 1, 1-difluoroetano (HFC-135a) , 1, 1, 1-trifluoroetano (HFC143a) , 1, 1, 1, 2-tetrafluoroetano (HFC-134a) , 1, 1, 2, 2-tetrafluoroetano (HFC-134) y 1, 1, 1, 2, 2-pentafluoroetano (HFC125) .

Los refrigerantes de hidroclorofluorocarbono representativos incluyen el clorodifluorometano (HCFC-22) , 2-cloro1, 1, 1-trifluoroetano (HCFC-123) , 2-cloro-1, 1, 1, 2-tetrafluoroetano (HCFC-124) y 1-cloro-1, 1, -difluoroetano (HCFC142b) .

Los refrigerantes de perfluorocarbono representativos incluyen el tetrafluorometano (PFC-14) , hexafluoroetano (PFC-116) , octafluoropropano (PFC-218) y decafluorobutano (PFC-31-10) .

Los refrigerantes de éter de hidrofluorocarbono representativos incluyen el CF3OCHF2 (HFE-125) , CF3OCH3 (HFE143a) , CF3OCH2F (HFE-134a) , CHF2OCHF2 (HFC-134) , ciclo- (CF2CF2CF2O-) (HFE-c216) , CF3CF2OCH3 (HFE245cbEbg) , CHF2OCHFCF3 (HFE-236eaEbg) , CHF2CF2OCH3 (HFE-254cb2) , C4F9OCH3 (HFE-7100) Y C4F9OC2H5 (HFE-7200) .

Los refrigerantes de éter de perfluorocarbono representativos incluyen CF3OCF3, CF3OC2F5, C2F5OC2F5 y CF3OCF (CF3) CF (CF3) OCF3.

Los refrigerantes hidrocarbonados representativos incluyen metano, etano, propano, ciclopropano, propileno, nbutano, ciclobutano, 2-metilpropano, metilciclopropano, n-pentano, ciclopentano, 2-metilbutano, metilciclobutano, 2, 2-dimetilpropano y los isómeros de dimetilciclopropano.

Otro aspecto de la presente invención es en el que dicha composición refrigerante está en una vasija, teniendo dicha vasija en su exterior bien un medio móvil, transportable, portátil o bien un medio fijo para detectar dicho trazador en dicha combinación de refrigerante-trazador.

En la composición de la presente invención el trazador es al menos un miembro elegido entre el grupo que consiste en hidrofluorocarbono C1-5, hidroclorofluorocarbono C1-2, hidroclorocarbono C1-4, fluoroéter C2-6, hidrocarburo C1-5, alcohol hidrocarbonado C1-3, amina hidrocarbonada C1-3, mercaptano hidrocarbonado C1-3, éter hidrocarbonado C1-4, cetona hidrocarbonada C3-4, bromofluorocetona C3-4, aldehído hidrocarbonado C2-4, 1, 1, 1-trifluorotolueno, p-cloro1, 1, 1-trifluorotolueno, dióxido de azufre, óxido de nitrógeno, etanolamina, amoniaco, yoduro de perfluorometilo y yoduro de perfluoroetilo.

1. Un método para analizar al menos un componente gaseoso en una composición refrigerante detectable que comprende un refrigerante elegido entre el grupo que consiste en: hidrofluorocarbonos, hidroclorofluorocarbonos, perfluorocarbonos, éteres de hidrofluorocarbono, éteres de perfluorocarbono, hidrocarburos, dióxido de carbono, amoniaco y dimetil éter,

y un trazador elegido entre el grupo que consiste en:

hidrofluorocarbono C1-5,

hidroclorofluorocarbono C1-2, hidroclorocarbono C1-4,

fluoroéter C2-6,

alcohol hidrocarbonado C1-3, amina hidrocarbonada C1-3,

mercaptano hidrocarbonado C1-3, éter hidrocarbonado C1-4,

cetona hidrocarbonada C3-4, bromofluorocetona C3-4,

aldehído hidrocarbonado C2-4, 1, 1, 1-trifluorotolueno, p-cloro-1, 1, 1-trifluorotolueno, etanolamina, amoniaco, yoduro de perfluorometilo o yoduro de perfluoroetilo,

comprendiendo dicho método:

(a) proporcionar una red de al menos dos materiales quimio/electro-activos, presentando cada material quimio/electro-activo una respuesta eléctrica característica, por exposición al componente gaseoso individual en dicha composición refrigerante, diferente de la de cualquier otro material quimio/electro-activo;

(b) exponer dicha red a dicha composición refrigerante;

(c) determinar la respuesta eléctrica de cada material quimio/electro-activo por exposición de dicha red a dicha composición refrigerante; y

(d) analizar el componente gaseoso individual a partir de los valores de la respuesta eléctrica.

2. El método según la reivindicación 1 en el que dicho refrigerante es:

un refrigerante de hidrofluorocarbono elegido entre: fluorometano (HFC-41) , difluorometano (HFC-32) , trifluorometano (HFC-23) , fluoroetano (HFC-161) , 1, 1-difluoroetano (HFC-152a) , 1, 1, 1-trifluoroetano (HFC-143a) ,

1, 1, 1, 2-tetrafluoroetano (HFC-134a) , 1, 1, 2, 2-tetrafluoroetano (HFC-134) , o 1, 1, 1, 2, 2-pentafluoroetano (HFC-125) ;

un refrigerante de hidroclorofluorocarbono elegido entre: clorodifluorometano (HCFC-22) , 2-cloro-1, 1, 1-trifluoroetano (HCFC-123) , 2-cloro-1, 1, 1, 2-tetrafluoroetano (HCFC-124) , o 1-cloro-1, 1, -difluoroetano (HCFC-142b) ;

un refrigerante de perfluorocarbono elegido entre: tetrafluorometano (PFC-14) , hexafluoroetano (PFC-116) , octafluoropropano (PFC-218) , o decafluorobutano (PFC-31-10) ;

un refrigerante de éter de hidrofluorocarbono elegido entre: CF3OCHF2 (HFE-125) , CF3OCH3 (HFE-143a) , CF3OCH2F (HFE-134a) , CHF2OCHF2 (HFC-134) , ciclo- (CF2CF2CF2O-) (HFE-c216) , CF3CF2OCH3 (HFE-245cbEbg) , CHF2OCHFCF3 (HFE-236eaEbg) , CHF2CF2OCH3 (HFE-254cb2) ,

C4F9OCH3 (HFE-7100) , o C4F9OC2H5 (HFE-7200) ; un refrigerante de éter de perfluorocarbono elegido entre: CF3OCF3, CF3OC2F5 o C2F5OC2F5 o CF3OCF (CF3) CF (CF3) OCF3; o

un refrigerante hidrocarbonado elegido entre metano, etano, propano, ciclopropano, propileno, n-butano, ciclobutano, 2-metilpropano, metilciclopropano, n-pentano, ciclopentano, 2-metilbutano, metilciclobutano, 2, 2dimetilpropano o los isómeros del dimetilciclopropano.

3. El método según la reivindicación 1, comprendiendo dicho método además:

opcionalmente, determinar un valor para la temperatura de dicha composición refrigerante independientemente de la determinación de las respuestas eléctricas de los materiales quimio/electro-activos; y opcionalmente, digitalizar las respuestas eléctricas y el valor de la temperatura de forma que permita el cálculo de un valor a partir de las respuestas eléctricas digitalizadas y del valor de la temperatura y, opcionalmente, analizar el componente gaseoso.

4. El método según la reivindicación 1, en el que dicho trazador es al menos uno de: un hidrofluorocarbono elegido entre: fluorometano (HFC-41) ,

difluorometano (HFC-32) , trifluorometano (HFC-23) , fluoroetano (HFC-161) , 1, 1-difluoroetano (HFC-152a) , 1, 1, 1-trifluoroetano (HFC-143a) , 1, 1, 1, 2-tetrafluoroetano (HFC-134a) , 1, 1, 2, 2-tetrafluoroetano (HFC-134) , 1, 1, 1, 2, 2-pentafluoroetano (HFC-125) , 1, 1, 1, 3, 3, 3-hexafluoropropano (HFC-236fa) , 1, 1, 1, 2, 3, 3, 3-heptafluoropropano (HFC-227ea) , o 1, 1, 2, 2, 3, 3, 4, 4-octafluorobutano (HFC-338pcc) ;

un hidroclorofluorocarbono C1, 2 elegido entre: clorodifluorometano (HCFC-22) , 2-cloro-1, 1, 1-trifluoroetano (HCFC-123) , 2-cloro-1, 1, 1, 2-tetrafluoroetano (HCFC-124) , o 1-cloro-1, 1, -difluoroetano (HCFC-142b) ;

un hidroclorocarbono elegido entre trans-1, 2-dicloroetileno, cloruro de metilo, cloruro de metileno, cloruro de etilo, cloruro de 1-propilo o cloruro de 2-propilo;

un fluoroéter C2-6 elegido entre: CF3OCHF2 (HFE-125) , CF3OCH3 (HFE-143a) , CF3OCH2F (HFE-134a) , CHF2OCHF2 (HFC-134) , ciclo- (CF2CF2CF2O-) (HFE-c216) , CF3CF2OCH3 (HFE-245cbEbg) , CHF2OCHFCF3 (HFE-236eaEbg) , C4F9OCH3 (HFE-7100) , o C4F9OC2H5 (HFE-7200) ;

un alcohol hidrocarbonado elegido entre metanol, etanol, 1-propanol o 2-propanol;

una amina hidrocarbonada elegida entre metilamina o etilamina;

un mercaptano hidrocarbonado elegido entre etil mercaptano;

un éter hidrocarbonado C1-4 elegido entre dimetil éter, etil metil éter o dietil éter;

una cetona hidrocarbonada elegida entre propanona o butanona;

una bromofluorocetona C3-4 elegida entre: CF3C (O) CBrFCF2CF3; CF3C (O) CF2CF2CBrF2; CBrF2C (O) CF (CF3) 2; CF3C (O) CBr (CF3) 2; CBrF2CF2C (O) CF2CF3; CF3CBrFC (O) CF2CF3; CF3CBrFC (O) CF2CF2CF3; CF3CF2C (O) CBrFCF2CF3; CF3CF2C (O) CF2CF2CBrF2; CF3C (O) CBr (CF3) CF2CF3; CF3C (O) CF (CF3) CBrFCF3; CF3C (O) CBrFCF2CF2CF2CF3; CF3C (O) CF2CF2CF2CF2CBrF2; CF3CBrFC (O) CF2CF2CF2CF3; CF3CF2C (O) CBrFCF2CF2CF3; CF3CF2C (O) CF2CF2CF2CBrF2; CF3CF2CBrFC (O) CF2CF2CF3; CBrF2CF2C (O) CF (CF3) CF2CF3; CF3CBrFC (O) CF (CF3) CF2CF3; CF3CF2C (O) CBr (CF3) CF2CF3; CF3CF2C (O) CF (CBrF2) CF2CF3; CBrF2CF2CF2C (O) CF (CF3) 2; CF3CF2CBrFC (O) CF (CF3) 2; CF3CF2CF2C (O) CBr (CF3) 2; (CF3) 2CBrC (O) CF (CF3) 2; CF3CBrFCF2C (O) CF (CF3) 2; CHF2CF2C (O) CBr (CF3) 2; (CF3) 2CHC (O) CBr (CF3) 2; CHF2CF2C (O) CBrFCF3; (CF3) 2CHC (O) CBrFCF3; (CF3) 2CHC (O) CBrF2; CBrF2CF2C (O) CH (CF3) 2; CBrF2C (O) CF (CF3) OCF3; CBrF2CF2C (O) CF (CF3) OCF3; CBrF2CF2CF2C (O) CF (CF3) OCF3; CBrF2C (O) CF (CF3) OC2F5; CBrF2CF2C (O) CF (CF3) OC2F5; CBrF2C (O) CF (CF3) OCF2C2F5; CBrF2CF2C (O) CF (CF3) OCF2C2F5; CBrF2C (O) CF (CF3) OCF (CF3) 2;

CBrF2CF2C (O) CF (CF3) OCF (CF3) 2; CF3CBrFC (O) CF (CF3) OCF (CF3) 2; CF3CBrFC (O) CF (CF3) OCF3; CF3CBrFC (O) CF (CF3) OC2F5, CF3CBrFC (O) CF (CF3) OCF3; (CF3) 2CBrC (O) CF (CF3) OCF3; CF3CBrFC (O) CF (CF3) OC2F5; (CF3) 2CBrC (O) CF (CF3) OC2F5; CF3CBrFC (O) CF (CF3) OCF2C2F5; CF3CBrFC (O) CF (CF3) OCF (CF3) 2; CBrF2C (O) CF (OCF2CHF2) CF3; CBrF2C (O) CH (OCF2CHF2) CF3; CBrF2C (O) CF (OCH3) CF3; CBrF2C (O) CF (CF2OCH3) CF3; CClF2CFBrC (O) CF2CF3; CBrF2CFClC (O) CF2CF3; CClF2CFBrC (O) CF (CF3) 2; CBrF3CFClC (O) CF (CF3) 2; CClF2CFBrC (O) CF (CF3) (C2F5) ; CBrF2CFClC (O) CF (CF3) (C2F5) ; CClF2C (O) CBr (CF3) 2; CClF2CF2C (O) CBr (CF3) 2; CF3CClFC (O) CBr (CF3) 2; CClF2C (O) CBrFCF3; CClF2CF2 (O) CCBrFCF3; CF3CClFC (O) CBrFCF3; CBrF2C (O) CCl (CF3) 2; CBrF2CF2C (O) CCl (CF3) 2; CBrF2C (O) CClFCF3; o CBrF2CF2C (O) CClFCF3

o un aldehído hidrocarbonado C2-4 elegido entre acetaldehído o propionaldehído.

5. Un método de utilización de una composición refrigerante para detectar su presencia en la que dicho refrigerante es al menos un miembro elegido entre el grupo que consiste en: hidrofluorocarbonos, hidroclorofluorocarbonos,

perfluorocarbonos, éteres de hidrofluorocarbono, éteres de perfluorocarbono, hidrocarburos, dióxido de carbono,

amoniaco y dimetil éter, comprendiendo dicho método proporcionar un detector que tiene un medio de detección de un trazador en la proximidad de dicha composición refrigerante, eligiéndose dicho trazador entre el grupo que consiste en:

hidrofluorocarbono C1-5,

hidroclorofluorocarbono C1-2, hidroclorocarbono C1-4,

fluoroéter C2-6, 5 alcohol hidrocarbonado C1-3,

amina hidrocarbonada C1-3, mercaptano hidrocarbonado C1-3,

éter hidrocarbonado C1-4, cetona hidrocarbonada C3-4,

bromofluorocetona C3-4, aldehído hidrocarbonado C2-4, 1, 1, 1-trifluorotolueno, p-cloro-1, 1, 1-trifluorotolueno, etanolamina,

amoniaco, yoduro de perfluorometilo o yoduro de perfluoroetilo, en el que dicho medio de detección de dicho trazador comprende un detector de red quimio/electro-activo, detector de descarga de corona, detector de diodos calentado, detector electroquímico calentado, detector de fotoionización,

detector de infrarrojos, detector de ultrasonidos o un detector de captura de electrones.

6. El método según la reivindicación 5, en el que dicho medio de detección de dicho trazador comprende un detector de descarga de corona o un detector electroquímico calentado.