BR112013012557B1 - método para a produção de resfriamento, método para a substituição do refrigerante e aparelho refrigerador - Google Patents

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Abstract

MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE RESFRIAMENTO, MÉTODO PARA A SUBSTITUIÇÃO DO REFRIGERANTE E APARELHO REFRIGERADOR. A presente invenção se refere a um método para a produção do resfriamento que compreende a evaporação do refrigerante líquido que compreende (a) o E-CF3CH=CHF e (b) pelo menos um tetrafluoroetano de Fórmula C2H2F4, contanto que a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e C2H2F4 seja a partir de cerca de 0,05 a 0,99, em um evaporador, produzindo, por conseguinte, um refrigerante gasoso. A presente invenção também se refere a um método para a substituição do refrigerante do HCFC-124 e do HFC-134a em um refrigerador projetado para dito refrigerante que compreende fornecer uma composição refrigerante de substituição que compreende (a) o E-CF3CH=CHF e (b) pelo menos um tetrafluoroetano de Fórmula C2H2F4, contanto que a razão em peso de E-CF3CH=CHF para quantidade total de E-CF3CH=CHF e C2H2F4 seja a partir de cerca de 0,05 a 0,99. A presente invenção também se refere a um aparelho refrigerador para o resfriamento, dito aparelho contém um fluido de operação que compreende (...).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO
[001] A presente invenção se refere à utilização do E-1,3,3,3- tetrafluoropropeno e pelo menos um tetrafluoroetano nos refrigeradores.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
[002] A indústria de resfriamento vem trabalhando nas últimas décadas para encontrar refrigerantes substitutos para os clorofluorcarbonos que depletam o ozônio (CFC) e hidroclorofluorocarbonos (HCFC), sendo eliminados como resultado do Protocolo de Montreal. A solução para a maioria dos produtores de refrigerante tem sido a comercialização dos refrigerantes dos hidrofluorocarbonetos (HFC). Os refrigerantes de HFC, que inclui o HFC- 134a, possui potencial zero de depleção do ozônio e, por conseguinte, não são afetados pela atual eliminação gradual regulatória como resultado do Protocolo de Montreal.
[003] Outras regulamentações ambientais podem causar uma eliminação gradual global de determinados refrigerantes de HFC. Atualmente, a indústria automobilística está enfrentando regulamentações relacionadas ao potencial de aquecimento global para os refrigerantes líquidos utilizados em condicionamento de ar móveis. Por conseguinte, existe uma grande necessidade atual em identificar novos refrigerantes com potencial de aquecimento global reduzido para o mercado de condicionamento de ar móvel. Caso os regulamentos forem mais amplamente aplicados no futuro, por exemplo, para os sistemas estacionários de resfriamento e condicionamento de ar, uma necessidade ainda maior será sentida para os refrigerantes que podem ser utilizados em todas as áreas da indústria de resfriamento e condicionamento de ar.
[004] O HFC-134a e o HCFC-124 são utilizados nos refrigeradores para fornecer o conforto do condicionamento e do resfriamento do ar para os processos industriais, entre outras utilizações.
[005] São procuradas as substituições com reduzido impacto ambiental para estes refrigerantes. Em particular, são procuradas as substituições com nenhum ou baixo potencial de depleção do ozônio e baixo GWP.
DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO
[006] A presente invenção inclui um método para a produção do resfriamento. O método compreende a evaporação de um refrigerante líquido que compreende: (a) o E-CF3CH=CHF e (b) pelo menos um tetrafluoroetano de Fórmula C2H2F4, contanto que a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e C2H2F4 seja a partir de cerca de 0,05 a 0.99 (por exemplo, de 0,05 a 0,82, 0.1 a 0.8, e 0,85 a 0,99) em um evaporador, produzindo, dessa maneira, um refrigerante gasoso.
[007] A presente invenção também inclui um método para a substituição do refrigerante de HCFC-124 ou HFC-134a em um refrigerador projetado para dito refrigerante. O método compreende fornecer uma composição refrigerante de substituição que compreende (a) o E-CF3CH=CHF e (b) pelo menos um tetrafluoroetano de Fórmula C2H2F4, contanto que a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e C2H2F4 seja a partir de cerca de 0,05 a 0.99 (por exemplo, de 0,05 a 0,82, 0,1 a 0,8, e 0,85 a 0,99) em um evaporador, produzindo, dessa maneira, um refrigerante gasoso.
[008] A presente invenção também se refere a um aparelho refrigerador para o resfriamento. O aparelho refrigerador contém um fluido de operação que compreende um refrigerante que compreende (a) o E- CF3CH=CHF e (b) pelo menos um tetrafluoroetano de Fórmula C2H2F4, contanto que a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E- CF3CH=CHF e C2H2F4 seja a partir de cerca de 0,05 a 0.99 (por exemplo, de 0,05 a 0,82, 0.1 a 0.8, e 0,85 a 0,99).
BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
[009] A Figura 1 é um diagrama esquemático de uma realização de um aparelho refrigerador de evaporador inundado que utiliza uma composição que contem o E-CF3CH=CHF e (b) pelo menos um composto de Fórmula C2H2F4.
[010] A Figura 2 é um diagrama esquemático de uma realização de um aparelho refrigerador de expansão direta que utiliza uma composição que contém o E-CF3CH=CHF e (b) pelo menos um composto de Fórmula C2H2F4.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[011] Antes de abordar detalhes das realizações descritas a seguir, alguns termos são definidos ou esclarecidos.
[012] O termo “potencial de aquecimento global” (GWP) é um índice para estimar a contribuição de aquecimento global relativa devido às emissões atmosféricas de um quilograma de um determinado gás de efeito estufa (tal como um refrigerante ou fluido de operação) em comparação a emissão de um quilograma de dióxido de carbono. O GWP pode ser calculado para horizontes de tempo diferentes, mostrando o efeito do tempo de vida atmosférico para um determinado gás. O GWP para o horizonte de tempo de 100 anos é normalmente o valor referenciado. Quaisquer valores de GWP relatados no presente são baseados no horizonte de tempo de 100 anos.
[013] O termo “potencial de depleção do ozônio” (ODP) é definido no “The Scientific Assessment of Ozone Depletion, 2002, A report of the World Meteorological Association's Global Ozone Research and Monitoring Project”, seção 1.4.4, páginas 1.28 a 1.31 (vide primeiro parágrafo desta seção). O ODP representa a extensão da depleção do ozônio na estratosfera esperado a partir de um composto (tal como um refrigerante ou um fluido de operação), em uma base de massa-a-massa em relação ao fluorotriclorometano (CFC-11).
[014] A capacidade de refrigeração (algumas vezes referida como a capacidade de resfriamento) é um termo para definir a variação na entalpia do refrigerante em um evaporador por libra do refrigerante circulado, ou o calor removido através do refrigerante no evaporador por unidade de volume do refrigerante gasoso que sai do evaporador (capacidade volumétrica). A capacidade de refrigeração é uma medida da capacidade de uma composição do refrigerante ou do fluido de operação para a produção do resfriamento. Por conseguinte, quanto maior for a capacidade volumétrica, maior será o resfriamento que é produzido. A taxa de resfriamento se refere ao calor removido através do refrigerante no evaporador por unidade de tempo. A capacidade do aquecimento é o valor correspondente para um sistema de aquecimento, tal como uma bomba de calor.
[015] O termo “coeficiente de desempenho” (COP) é a quantidade de calor removida em um ciclo dividida pela entrada de energia necessária para operar o ciclo. Quanto maior for o COP, maior será a eficiência energética do ciclo. O COP está diretamente relacionado à taxa de eficiência energética (EER), isto é, o índice de eficiência para a refrigeração, condicionamento de ar ou equipamento de bombas de calor em um conjunto específico de temperaturas internas e externas.
[016] O termo “temperatura de transição” (às vezes simplesmente denominado de “transição”) é o valor absoluto da diferença entre as temperaturas iniciais e finais de um processo de alteração de fase de um fluido de operação dentro de um componente de um equipamento de um sistema de ciclo de refrigeração ou de aquecimento, exclusivo de qualquer sub- resfriamento ou superaquecimento. Este termo pode ser utilizado para descrever a condensação ou a evaporação de uma composição quase azeotrópica ou não azeotrópica. Ao se referir à temperatura de transição de um sistema de refrigeração, condicionamento de ar ou bomba de calor, é comum fornecer a temperatura média de transição sendo a média da temperatura de transição no evaporador e a temperatura de transição no condensador. A temperatura moderada de transição é considerada a temperatura de transição inferior a 0,1 e é aceitável nos refrigeradores de evaporador inundado, conforme descritos no presente.
[017] Conforme utilizado no presente, o termo “um refrigerante” é uma composição que compreende um composto ou mistura de compostos que funcionam como um fluido de operação em um ciclo em que a composição é submetida a uma alteração de fase de um líquido para um vapor e volta a ser líquido em um ciclo repetitivo. O ciclo repetitivo pode ocorrer em qualquer sistema de refrigeração, refrigeradores, congeladores, sistemas de condicionamento de ar, aparelhos de condicionamento de ar, bomba de calor, refrigeradores, e assim por diante.
[018] O meio de resfriamento é utilizado no presente para descrever um líquido de transferência de calor, ou de uma substância que é utilizada em um circuito secundário para o transporte do resfriamento ou do aquecimento a partir de um aparelho refrigerador para uma localização remota ou corpo a ser resfriado. Os líquidos representativos que podem servir como o meio de resfriamento incluem a água, glicóis, tais como o etilenoglicol e propilenoglicol, e os líquidos iônicos, entre outros.
[019] O termo “inflamabilidade” é utilizado para designar a capacidade de uma composição de ignição e/ou de propagação de uma chama. Para os refrigerantes líquidos ou outros líquidos de operação, o menor limite de inflamabilidade (“LFL”) é a concentração mínima do refrigerante ou do fluido de operação no ar que é capaz de propagar uma chama através de uma mistura homogênea do refrigerante ou fluido de operação e o ar nas condições de teste especificadas na norma ASTM (American Society of Testing and Materials) E681-2001. O limite de inflamabilidade superior (“UFL”) é a concentração máxima do refrigerante ou fluido de operação, no ar que é capaz de propagar uma chama através de uma mistura homogênea da composição e do ar, conforme determinado pela norma ASTM E-681. À medida que o teor do componente não inflamável em uma mistura que compreende um componente inflamável e um não inflamável aumenta, o LFL e o UFL se aproximam. Quando o teor do componente não inflamável na mistura atinje um valor crítico, o LFL e UFL da mistura se tornam iguais. As composições que contem mais de um componente não inflamável que este valor crítico são não inflamáveis. Para um refrigerante de componente único ou uma mistura azeotrópica refrigerante, a composição não será alterada durante um vazamento e, por conseguinte, a alteração da composição durante os vazamentos não será um fator na determinação da inflamabilidade. Para muitas aplicações de refrigeração, condicionamento de ar, ou de bombas de calor, o refrigerante ou fluido de operação é desejado (se não for necessário) por ser não inflamável.
[020] Uma composição azeotrópica é uma mistura de dois ou mais componentes diferentes, que, quando na forma líquida, sob uma determinada pressão, irá entrar em ebulição a uma temperatura substancialmente constante, cuja temperatura pode ser maior ou menor que as temperaturas de ebulição dos componentes individuais, e que irá fornecer uma composição gasosa essencialmente idêntica à composição líquida global submetida à fervura, (vide, por exemplo, M. F. Doherty e M. F. Malone, Conceptual Design of Destillation Systems, McGraw-Hill (Nova Iorque), 2001, 185-186, 351-359).
[021] Consequentemente, as características essenciais de uma composição azeotrópica são aquelas em que, em uma determinada pressão, o ponto de ebulição da composição do líquido é fixado, e aquelas em que a composição gasosa acima da composição de ebulição é essencialmente aquela da composição líquida de ebulição global (ou seja, não ocorre o fracionamento dos componentes da composição líquida). Também é reconhecido no estado da técnica que tanto o ponto de ebulição quanto as porcentagens em peso de cada componente da composição azeotrópica podem alterar quando a composição azeotrópica é submetida à fervura em diferentes pressões. Por conseguinte, uma composição azeotrópica pode ser definida em termos da relação única que existe entre os componentes ou em termos dos intervalos de composição dos componentes ou em termos de porcentagens em peso exato de cada componente da composição caracterizada por um ponto de ebulição fixo a uma pressão especificada.
[022] Conforme utilizado no presente, uma composição tipo azeotrópica (também referida como quase azeotrópica) significa uma composição que se comporta, essencialmente, como uma composição azeotrópica (isto é, possui as características de ebulição constante ou uma tendência a não fracionar em ebulição ou evaporação). Por conseguinte, durante a ebulição ou a evaporação, as composições gasosas e líquidas, se houver alguma alteração, alteram apenas de forma mínima ou insignificante. Isto deve ser contrastado com as composições do tipo não azeotrópicas, em que durante a ebulição ou evaporação, as composições gasosas e líquidas alteram em um grau substancial.
[023] Além disso, as composições do tipo azeotrópicas exibem uma pressão do ponto de orvalho e uma pressão do ponto de bolha praticamente iguais. Isso quer dizer que a diferença na pressão do ponto de orvalho e na pressão ponto de bolha a uma determinada temperatura será um valor pequeno, tal como de 3% ou 5% de diferença ou inferior.
[024] Uma composição não azeotrópica ou uma composição do tipo não azeotrópica é uma mistura de duas ou mais substâncias que se comportam como uma mistura ao invés de uma substância simples. Uma maneira de caracterizar uma composição não azeotrópica é que o vapor produzido através da evaporação parcial ou destilação do líquido possui uma composição substancialmente diferente do líquido do qual ele foi evaporado ou destilado, isto é, a mistura destila / refluxa com alteração substancial da composição. Outra maneira de caracterizar uma composição não azeotrópica é que a pressão de vapor do ponto de bolha e a pressão de vapor do ponto de orvalho da composição em uma temperatura particular são substancialmente diferentes. No presente, uma composição é não azeotrópica se a diferença na pressão do ponto de orvalho e na pressão do ponto de bolha for superior ou igual a 5% (com base na pressão do ponto de bolha).
[025] Conforme utilizado no presente, os termos “compreende”, “que compreendem”, “inclui”, “incluindo”, “possui”, “possuindo” ou qualquer outra variação do mesmo, pretendem abrangem uma inclusão não exclusiva. Por exemplo, um processo, método, artigo ou equipamento que compreende uma lista de elementos não está necessariamente limitado a apenas esses elementos, mas pode incluir outros elementos que não estejam expressamente listados ou sejam inerentes a tal processo, método, artigo ou equipamento. Além disso, a menos que expressamente indicado em contrário, “ou” se refere a uma inclusão e não a uma exclusão. Por exemplo, uma condição A ou B é satisfeita por qualquer uma das seguintes opções: A é verdadeiro (ou presente) e B é falso (ou não presente), A é falso (ou não presente) e B é verdadeiro (ou presente), e ambos A e B são verdadeiros (ou presentes).
[026] A frase de transição “que consiste em” exclui qualquer elemento, etapa ou ingrediente não especificado. Se estiver na reivindicação tal irá restringir a reivindicação para a inclusão de materiais além dos citados, exceto pelas impurezas normalmente associadas. Quando a frase “consiste em” aparecer em uma cláusula do corpo de uma reivindicação, ao invés de imediatamente após o preâmbulo, ela limita apenas o elemento apresentado na referida cláusula; os outros elementos não são excluídos da reivindicação como um todo.
[027] A frase de transição “que consiste essencialmente em” é utilizada para definir a composição, método ou aparelho que inclui os materiais, etapas, características, componentes ou elementos, além dos descritos literalmente, desde que estes materiais, etapas, recursos, componentes ou elementos adicionais incluídos afetem materialmente a(s) característica(s) básica(s) e inovadora(s) da presente invenção reivindicada. O termo “que consiste essencialmente em” ocupa um meio termo entre “compreende” e “consiste”.
[028] Caso os Depositantes tenham definido uma presente invenção ou uma parte dela com um termo aberto, tal como “compreende”, deve ser facilmente entendido que (salvo indicação em contrário) a descrição deve ser interpretada como também descrevendo tal invenção utilizando os termos “que consiste essencialmente em” ou “que consiste em”.
[029] Além disso, a utilização de “um” ou “uma” é empregada para descrever os elementos e componentes descritos no presente. Isso é feito apenas por conveniência e para fornecer um sentido geral ao escopo da presente invenção. O presente relatório descritivo deve ser lido incluindo um ou pelo menos um e o singular também inclui o plural, a menos que seja óbvio que se entende de outra forma.
[030] Salvo indicação em contrário, todos os termos técnicos e científicos utilizados no presente possuem o mesmo significado que os geralmente compreendidos por um técnico no assunto ao qual pertence a presente invenção. Embora os métodos e materiais similares ou equivalentes aos descritos neste relatório descritivo possam ser utilizados na prática ou teste das realizações da presente invenção, os métodos e materiais adequados estão descritos abaixo. Todas as publicações, pedidos de patentes, patentes e outras referências mencionadas no presente são incorporadas como referência em sua totalidade, a menos que uma passagem específica seja citada. Em caso de conflito, o presente relatório descritivo, incluindo as definições, o controlará. Além disso, os materiais, métodos e exemplos são meramente ilustrativos e não pretendem ser uma limitação.
COMPOSIÇÕES
[031] As composições conforme descritas para utilização no presente método incluem os refrigerantes que compreende: (a) o E- CF3CH=CHF (E-HFO-1234ze ou o trans-HFO-1234ze) e (b) pelo menos um composto de Fórmula CF2XCHFY em que X e Y são cada um selecionados a partir do grupo consiste em H e F, contanto que quando X é H, Y é F e quando X é F, Y é H. Estas composições incluem como componente (b) um ou ambos dos dois isômeros de tetrafluoroetano de Fórmula C2H2F4 (isto é, o 1,1,2,2- tetrafluoroetano (HFC-134, CHF2CHF2) e/ou o 1,1,1,2-tetrafluoroetano (HFC- 134a, CF3CH2F)).
[032] O E-CF3CH=CHF está comercialmente disponível de determinados fabricantes de fluorocarbonetos, ou pode ser preparado através dos métodos conhecidos no estado da técnica. Em particular, este composto pode ser preparado através da desidrofluoração de um grupo dos pentafluoropropanos, incluindo o 1,1,1,2,3-pentafluoropropano (HFC-245eb, CF3CHFCH2F) ou o 1,1,1,3,3-pentafluoropropano (HFC-245f, CF3CH2CHF2). A reação da desidrofluoração pode ocorrer na fase de vapor na presença ou ausência de um catalisador, e também na fase líquida, através da reação com soda cáustica, tal como o NaOH ou KOH. Estas reações são descritas em maiores detalhes na publicação da patente US 2006/0.106.263, incorporada no presente como referência.
[033] Os compostos de Fórmula C2H2F4 podem estar disponíveis comercialmente ou podem ser preparados através dos métodos conhecidos no estado da técnica, por exemplo, através do método descrito na patente do Reino Unido 1.578.933 (incorporada no presente como referência) através da hidrogenação do tetrafluoroetileno. A última reação pode ser convenientemente efetuada a temperaturas normais ou elevadas, por exemplo, até 250° C, na presença de um catalisador de hidrogenação, por exemplo, o paládio sobre alumina. Adicionalmente, o HFC-134 pode ser preparado através da hidrogenação do 1,2-dicloro-1,1,2,2-tetrafluoroetano (isto é, CCIF2CCIF2 ou CFC-114) para o 1,1,2,2-tetrafluoroetano conforme relatado por J. L. Bitner et al., no U.S. Dep. Comm. Off. Tech. Serv/Rep. 136.732, (1958), páginas. 25-27, incorporada no presente como referência. O HFC-134a pode ser preparado através da hidrogenação do 1,1-dicloro-1,2,2,2-tetrafluoroetano (isto é, CCI2FCF3 ou CFC-114a) para o 1,1,1,2-tetrafluoroetano.
[034] Em uma realização, o componente (b) é o CHF2CHF2 e a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,01 a 0,99 (por exemplo, a partir de cerca de 0,05 a cerca de 0,82).
[035] As composições que compreendem o E-CF3CH=CHF e o CHF2CHF2 são considerados por possuírem a transição moderada no evaporador e no condensador, ou temperatura de transição inferior a 0,1° C, quando a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E- CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,01 a 0,68 (por exemplo, a partir de cerca de 0,05 a cerca de 0,68). Estas composições são consideradas por possuírem a transição do condensador e do evaporador de temperatura baixa, ou a temperatura de transição inferior a 0,05° C, em que a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,01 a 0,55 (por exemplo, a partir de cerca de 0,05 a cerca de 0,55). De interesse, são as composições com a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,30 a 0,43, que são considerados de temperatura de transição insignificante, ou inferior a 0,01° C da temperatura de transição.
[036] Em uma realização, o componente (b) é o CHF2CHF2 e a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,01 a 0,69 (por exemplo, a partir de cerca de 0,05 a cerca de 0,69). As composições que compreendem o E-CF3CH=CHF e o CHF2CHF2 são considerados por serem não inflamáveis quando a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e o CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,01 a 0,69. As composições que compreendem o E-CF3CH=CHF e o CHF2CHF2 são consideradas por serem não inflamáveis quando a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,01 a 0,699 (por exemplo, a partir de cerca de 0,05 a cerca de 0,699). De interesse, são as composições que compreendem o E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 em que a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é inferior a 0,70.
[037] Em uma realização, o componente (b) é o CHF2CHF2 e a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,01 a 0,70. As composições que compreendem o E-CF3CH=CHF e o CHF2CHF2 são consideradas por fornecerem a capacidade de resfriamento volumétrico e o COP dentro de 4% do desempenho máximo viável quando a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,01 a 0,70 (por exemplo, a partir de cerca de 0,05 a cerca de 0,44). As composições que compreendem o E-CF3CH=CHF e o CHF2CHF2 são consideradas por fornecerem a capacidade de resfriamento volumétrico e o COP dentro de 3% do desempenho máximo atingível quando a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,01 a 0,65 (por exemplo, a partir de cerca de 0,05 a cerca de 0,65). As composições que compreendem o E-CF3CH=CHF e o CHF2CHF2 são consideradas por fornecerem a capacidade de resfriamento volumétrico e o COP dentro de 2% do desempenho máximo atingível quando a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,01 a 0,55 (por exemplo, a partir de cerca de 0,05 a cerca de 0,55 ou a partir de 0,30 a cerca de 0,43). As composições que compreendem o E-CF3CH=CHF e o CHF2CHF2 são consideradas por fornecerem a capacidade de resfriamento volumétrico e o COP dentro de 1% do desempenho máximo viável quando a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,01 a cerca de 0,35.
[038] Em uma realização, o componente (b) é o CHF2CHF2 e a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,09 a 0,99. As composições que compreendem o E-CF3CH=CHF e o CHF2CHF2 são consideradas por possuírem um GWP inferior a 1.000, quando a razão em peso de E- CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,09 a 0,99 (por exemplo, a partir de cerca de 0,10 a cerca de 0,82). As composições que compreendem o E-CF3CH=CHF e o CHF2CHF2 são consideradas por possuírem um GWP inferior a 300, quando a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,73 a 0,99 (por exemplo, a partir de cerca de 0,73 a cerca de 0,82).
[039] Em uma realização, o componente (b) é o CF3CH2F e a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CF3CH2F é a partir de cerca de 0,01 a 0,82 (por exemplo, a partir de cerca de 0,05 a cerca de 0,82). De interesse, são as composições que compreendem o E-CF3CH=CHF e o CF3CH2F que são consideradas por serem não inflamáveis quando a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E- CF3CH=CHF e CF3CH2F é a partir de cerca de 0,01 a 0,82 (por exemplo, de cerca de 0,05 a cerca 0,82). Também de interesse, são as composições que compreendem o E-CF3CH=CHF e o CF3CH2F2 que são consideradas por serem não inflamáveis quando a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CF3CH2F é a partir de cerca de 0,01 a 0,81 (por exemplo, a partir de cerca de 0,05 a cerca de 0,81). Também de interesse, são as composições que compreendem o E-CF3CH=CHF e o CF3CH2F2 que são consideradas por serem não inflamáveis quando a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CF3CH2F é a partir de cerca de 0,01 a 0,80 (por exemplo, a partir de cerca de 0,05 a cerca de 0,80).
[040] De interesse, são as composições em que o componente (b) é o CHF2CHF2 e a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,1 a 0,2. Também de interesse, são as composições em que o componente (b) é CHF2CHF2 e a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,2 a 0,3. Também de interesse, são as composições em que o componente (b) é o CHF2CHF2 e a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,3 a 0,4. Também de interesse, são as composições em que o componente (b) é o CHF2CHF2 e a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,4 a 0,5. Também de interesse, são as composições em que o componente (b) é o CHF2CHF2 e a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E- CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0.5 a 0.6. Também de interesse, são as composições em que o componente (b) é o CHF2CHF2 e a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,6 a 0,7. Também de interesse, são as composições em que o componente (b) é o CHF2CHF2 e a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,7 a 0,8.
[041] De interesse, são as composições em que o componente (b) é o CF3CH2F e a razão em peso de E-CF3CH=CHF e para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CF3CH2F é de cerca de 0,3 a 0.4. De interesse, são as composições em que o componente (b) é o CF3CH2F e a razão em peso de E-CF3CH=CHF e para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CF3CH2F é de cerca de 0,4 a 0,5. De interesse, são as composições em que o componente (b) é o CF3CH2F e a razão em peso de E-CF3CH=CHF e para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CF3CH2F é de cerca de 0,5 a 0,6. De interesse, são as composições em que o componente (b) é o CF3CH2F e a razão em peso de E-CF3CH=CHF e para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CF3CH2F é de cerca de 0,6 a 0,7. De interesse, são as composições em que o componente (b) é o CF3CH2F e a razão em peso de E-CF3CH=CHF e para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CF3CH2F é de cerca de 0,7 a 0,8.
[042] De interesse, são as composições em que o componente (b) é uma mistura do CHF2CHF2 e do CF3CH2F, em que a razão em peso de CHF2CHF2 para o CF3CH2F é pelo menos de cerca de 1:4 (por exemplo, a partir de cerca de 9:1 a cerca de 1:4) e a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF, CHF2CHF2 e CF3CH2F é a partir de cerca de 0,1 a 0,2. Também de interesse, são as composições em que o componente (b) é uma mistura do CHF2CHF2 e CF3CH2F, em que a razão em peso de CHF2CHF2 para o CF3CH2F é pelo menos de cerca de 1:4 (por exemplo, a partir de cerca de 9:1 a cerca de 1:4) e a razão em peso de E- CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF, CHF2CHF2 e CF3CH2F é a partir de cerca de 0,2 a 0,3. Também de interesse são as composições em que o componente (b) é uma mistura do CHF2CHF2 e do CF3CH2F, em que a razão em peso de CHF2CHF2 para o CF3CH2F é de pelo menos cerca de 1:4 (por exemplo, a partir de cerca de 9:1 a cerca de 1:4), e a razão em peso de E- CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF, CHF2CHF2 e CF3CH2F é de pelo menos cerca de 1:4 (por exemplo, a partir de cerca de 9:1 a cerca de 1:4). Também de interesse, são as composições em que o componente (b) é uma mistura do CHF2CHF2 e do CF3CH2F, em que a razão em peso de CHF2CHF2 para o CF3CH2F é pelo menos de cerca de 1:4 (por exemplo, a partir de cerca de 9:1 a cerca de 1:4) e a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF, CHF2CHF2 e CF3CH2F é a partir de cerca de 0,4 a 0,5. Também de interesse, são as composições em que o componente (b) é uma mistura do CHF2CHF2 e do CF3CH2F, em que a razão em peso de CHF2CHF2 para o CF3CH2F é de pelo menos de cerca de 1:4 (por exemplo, a partir de cerca de 9:1 a cerca de 1:4) e a razão em peso de E- CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF, CHF2CHF2 e CF3CH2F é a partir de cerca de 0.5 a 0.6. Também de interesse, são as composições em que o componente (b) é uma mistura do CHF2CHF2 e do CF3CH2F, em que a razão em peso de CHF2CHF2 para o CF3CH2F é pelo menos de cerca de 1:4 (por exemplo, a partir de cerca de 9:1 a cerca de 1:4) e a razão em peso de E- CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF, CHF2CHF2 e CF3CH2F é a partir de cerca de 0,6 a 0,7. Também de interesse, são as composições em que o componente (b) é uma mistura do CHF2CHF2 e CF3CH2F, em que a razão em peso de CHF2CHF2 para o CF3CH2F é pelo menos de cerca de 1:4 (por exemplo, a partir de cerca de 9:1 a cerca de 1:4) e a razão em peso de E- CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF, CHF2CHF2 e CF3CH2F é a partir de cerca de 0,7 a 0,8. De particular interesse para as composições que compreendem o CHF2CHF2 e o CF3CH2F descritas acima são as composições em que a razão em peso de CHF2CHF2 para o CF3CH2F é a partir de cerca de 9:1 a cerca de 1:1,25 (por exemplo, 1,25:1 para cerca de 1:1,25).
[043] Em uma realização, o componente (b) é o CHF2CHF2 e a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,01 e de 0,68. Descobriu-se que as composições que compreendem o E-CF3CH=CHF e o CHF2CHF2 possuem a transição moderada, ou temperatura de transição inferior a 0,1° C, em que a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,01 a 0,68 e, também, em que a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,85 a 0,99. Descobriu-se que estas composições possuem a temperatura de transição baixa, ou temperatura de transição inferior a 0,05° C em que a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,01 a 0,55 e, também, em que a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,92 a 0,99. De interesse, são as composições com a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,3 a 0,43, que se descobriu possuírem uma temperatura de transição insignificante, ou uma temperatura de transição inferior a 0,01° C.
[044] De particular interesse, por exemplo, como substitutas para o HCFC-124, são as composições, em que a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e C2H2F4 é a partir de cerca de 0,85 a 0,69.
[045] Em uma realização, o componente (b) é o CHF2CHF2 e a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca 0,01 a 0,69. As composições que compreendem o E-CF3CH=CHF e o CHF2CHF2 são considerados por serem não inflamáveis quando a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E- CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,01 a 0,69.
[046] Em uma realização, o componente (b) é o CHF2CHF2 e a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,01 a 0,70. Descobriu-se que as composições que compreendem o E-CF3CH=CHF e o CHF2CHF2 fornecem a capacidade e o COP dentro de 4% do desempenho máximo viável quando a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,01 a 0,70. Descobriu-se que as composições que compreendem o E-CF3CH=CHF e o CHF2CHF2 fornecem a capacidade e o COP dentro de 3% do desempenho máximo atingível quando a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,01 a 0,65. Descobriu-se que as composições que compreendem o E-CF3CH=CHF e o CHF2CHF2 fornecem a capacidade e o COP dentro de 2% do desempenho máximo atingível quando a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,01 a 0,55. Descobriu-se que as composições que compreendem o E-CF3CH=CHF e o CHF2CHF2 fornecem a capacidade e o COP dentro de 1% do desempenho máximo viável quando a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,01 a 0,35.
[047] Em uma realização, o componente (b) é o CHF2CHF2 e a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,09 a 0,99. As composições que compreendem o E-CF3CH=CHF e o CHF2CHF2 são consideradas por possuírem um GWP inferior a 1.000, quando a razão em peso de E- CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,09 a 0,99. As composições que compreendem o E-CF3CH=CHF e o CHF2CHF2 são consideradas por possuírem um GWP inferior a 300, quando a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E- CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,73 a 0,99. As composições que compreendem o E-CF3CH=CHF e o CHF2CHF2 são consideradas por possuírem um GWP inferior a 150, quando a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,87 a 0,99.
[048] As composições que compreendem o E-CF3CH=CHF e o CHF2CHF2 são consideradas por possuírem um GWP inferior a 150, quando a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,90 a 0,99.
[049] Em uma realização, o componente (b) é o CF3CH2F e a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CF3CH2F é a partir de cerca de 0,01 a 0,82 (por exemplo, a partir de cerca de 0,05 a cerca de 0,82). De interesse, são as composições que compreendem o E-CF3CH=CHF e o CF3CH2F que são consideradas por serem não inflamáveis quando a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E- CF3CH=CHF e CF3CH2F é a partir de cerca de 0,01 a 0,82 (por exemplo, de cerca de 0,05 a cerca 0,82). Também de interesse, são as composições que compreendem o E-CF3CH=CHF e o CF3CH2F2 que são consideradas por serem não inflamáveis quando a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CF3CH2F é a partir de cerca de 0,01 a 0,81 (por exemplo, a partir de cerca de 0,05 a cerca de 0,81). Também de interesse, são as composições que compreendem o E-CF3CH=CHF e o CF3CH2F2 que são consideradas por serem não inflamáveis quando a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CF3CH2F é a partir de cerca de 0,01 a 0,80 (por exemplo, a partir de cerca de 0,05 a cerca de 0,80).
[050] Em uma realização, as composições descritas no presente podem ser utilizadas em combinação com um dessecante em um equipamento de refrigeração ou de condicionamento de ar (incluindo os refrigeradores), para auxiliar na remoção da umidade. Os dessecantes podem ser compostos de alumina ativada, gel de sílica, peneiras moleculares ou à base de zeólito. As peneiras moleculares representativas incluem o MOLSIV XH-7, XH-6, 9 e XH- XH-11 (UOP LLC, Des Plaines, IL). De interesse, são as peneiras moleculares que possuem o tamanho de poro nominal de cerca de 3 Angstroms a cerca de 6 Angstroms.
[051] Em uma realização, as composições descritas no presente podem ser utilizadas em combinação com pelo menos um lubrificante selecionado a partir do grupo que consiste em polialquilenoglicóis, ésteres de poliol, ésteres de polivinil, óleos minerais, alquilbenzenos, parafinas sintéticas, naftenos sintéticos, e poli(alfa)olefinas.
[052] Em algumas realizações, os lubrificantes úteis em combinação com as composições conforme descritas no presente podem compreender as que são adequadas para a utilização com os aparelhos de refrigeração ou condicionamento de ar. Entre estes lubrificantes são os convencionalmente utilizados em aparelhos de refrigeração de compressão de vapor que utilizam os refrigerantes clorofluorocarbonados. Em uma realização, os lubrificantes compreendem aqueles normalmente conhecidos como “óleos minerais” no campo da lubrificação de compressão de refrigeração. Os óleos minerais compreendem as parafinas (por exemplo, os hidrocarbonetos saturados de cadeia linear e de cadeia ramificada de carbono), naftenos (isto é, as parafinas cíclicas) e aromáticos (por exemplo, os hidrocarbonetos cíclicos saturados, que contem um ou mais anéis caracterizados pela alternância de ligações duplas). Em uma realização, os lubrificantes compreendem aqueles normalmente conhecidos como “óleos sintéticos” no campo da lubrificação de compressão de refrigeração. Os óleos sintéticos compreendem as alquitarilas (isto é, os alquilbenzenos de alquila lineares e ramificados) parafinas e naftenos, e poli(alfaolefinas sintéticos). Os lubrificantes representativos convencionais são comercialmente disponíveis pela BVM 100 N (óleo mineral parafínico comercializado pela BVA Óleos), óleo mineral naftênico comercialmente disponível pela Crompton Co. com as marcas registadas de Suniso® 3GS e Suniso® 5GS, óleo mineral naftênico comercialmente disponível pela Pennzoil sob a marca registada de Sontex® 372LT, óleo mineral naftênico comercialmente disponível pela Calumet Lubricants sob a marca registada de Calumet® RO-30, alquilbenzenos lineares comercialmente disponíveis pela Shrieve Chemicals sob as marcas registadas de Zerol® 75, Zerol® 150 e Zerol® 500 e HAB 22 (alquilbenzeno ramificado comercializado pela Nippon Oil).
[053] Em outras realizações, os lubrificantes também podem compreender aqueles que foram projetados para a utilização com os refrigerantes de hidrofluorocarbonetos e são miscíveis com os refrigerantes da presente invenção, em condições de operação dos aparelhos de refrigeração de compressão e de condicionamento de ar. Tais lubrificantes incluem, mas não estão limitados aos ésteres de poliol (POEs), tais como o Castrol® 100 (Castrol, Reino Unido), polialquilenoglicóis (PAGs), tal como o RL-488A da Dow (Dow Chemical, Midland, Michigan), éteres polivinílicos (PVEs) e policarbonatos (PCs).
[054] Os lubrificantes são selecionados, considerando os requisitos de um determinado compressor e do ambiente em que o lubrificante será exposto.
[055] De particular interesse, são os lubrificantes selecionados a partir do grupo que consiste em POE, PAGs, PVEs e PCs para a utilização com os líquidos de operação que compreendem: (a) o E-CF3CH=CHF e (b) pelo menos um composto de Fórmula C2H2F4.
[056] Em uma realização, as composições conforme descritas no presente ainda podem compreender um aditivo selecionado a partir do grupo que consiste em compatibilizantes, corantes de UV, agentes de solubilização, marcadores, estabilizadores, perfluoropoliéteres (PFPE) e perfluoropoliéteres funcionalizados, e suas misturas. De interesse, são as composições que compreendem a partir de cerca de 1% em peso a cerca de 10% em peso de compatibilizantes de hidrocarbonetos para o lubrificante de óleo mineral (por exemplo, o propano, ciclopropano, n-butano, isobutano, n-pentano, isopentano e/ou neopentano). De interesse, são os compatibilizantes de hidrocarbonetos que incluem o ciclopropano, ciclobutano, n-butano, isobutano, isobuteno e n- pentano. Também de interesse, são as composições que compreendem a partir de cerca de 1% em peso a cerca de 5% em peso de ditos compatibilizantes de hidrocarbonetos.
[057] Em uma realização, as composições podem ser utilizadas com cerca de 0,01% em peso a cerca de 5% em peso de um estabilizador, sequestrante de radical livre ou antioxidante. Esses outros aditivos incluem mas não estão limitados ao nitrometano, fenóis impedidos, hidroxilaminas, tióis, fosfitos ou lactonas. Os aditivos simples ou suas combinações podem ser utilizados.
[058] Opcionalmente, em uma outra realização, determinados aditivos do sistema de refrigeração ou condicionamento de ar podem ser adicionados, conforme desejado, para as composições, conforme descrito no presente, a fim de aprimorar o desempenho e a estabilidade do sistema. Estes aditivos são conhecidos no campo de refrigeração e de condicionamento de ar, e incluem, mas não estão limitados aos agentes anti desgaste, lubrificantes de extrema pressão, inibidores de oxidação e corrosão, desativadores de superfície do metal, sequestrantes de radical livre e agentes de controle de espuma. Em geral, estes aditivos podem estar presentes nas composições da presente invenção em pequenas quantidades em relação à composição total. Normalmente as concentrações a partir de inferior a cerca de 0,1% em peso a até cerca de 3% em peso de cada um dos aditivos são utilizadas. Estes aditivos são selecionados com base nos requisitos do sistema individual. Esses aditivos incluem os membros da família triaril fosfato dos aditivos de lubricidade de EP (extrema pressão), tais como os fosfatos de trifenila butilados (BTPP), ou outros ésteres fosfato triarila alquilados, por exemplo, os compostos relacionados e fosfatos tricresilos Syn-O-Ad® 8478 da Akzo Chemicals. Além disso, os ditiofosfatos de dialquila de metal (por exemplo, ditiofosfato de dialquila de zinco (ou ZDDP), Lubrizol 1375 e outros membros desta família de produtos químicos podem ser utilizados nas composições da presente invenção. Outros aditivos antidesgaste incluem os óleos de produtos naturais e aditivos de lubrificação de poliidroxila assimétricos, tal como o Synergol TMS (International Lubricants). Da mesma maneira, os estabilizadores, tais como os antioxidantes, sequestrantes de radicais livres, e sequestrantes de água podem ser empregados. Os compostos nesta categoria podem compreender, mas não estão limitados a, hidroxi tolueno butilado (BHT), epóxidos e suas misturas. Os inibidores de corrosão incluem o ácido dodecil succínico (DDSA), fosfato de amina (AP), oleoil sarcosina, derivados de imidazona e sulfonatos substituídos. Os desativadores de superfície de metal incluem o areoxalil bis(benzilideno)hidrazida (CAS reg no. 6629-10-3), N,N'-bis(3,5-di-terc-butil-4- hidroxihidrocinamoil hidrazina (CAS reg. No. 32687-78-8), 2,2’-oxamidobis-etil- (3,5-di-terc-butil-4-hidroxiidrocinamato (CAS reg no. 70331-94-1), N,N’- (disaliciclideno)-1,2-diaminopropano (CAS reg no. 94-91-7) e ácido etilenodiaminotetra acético (CAS reg no. 60-00-4) e seus sais e misturas.
[059] Em outras realizações, os aditivos adicionais incluem os estabilizadores, que compreendem pelo menos um composto selecionado a partir do grupo que consiste em fenóis impedidos, tiofosfatos, trifenilfosforotionatos butilados, organo fosfatos, ou fosfitos, aril alquil éteres, terpenos, terpenóides, epóxidos, epóxidos fluorados, oxetanos, ácido ascórbico, tióis, lactonas, tioéteres, aminas, nitrometano, alquilsilanos, derivados de benzofenona, sulfetos de arila, ácido tereftálico divinila, ácido tereftálico difenila, líquidos iônicos e suas misturas. Os compostos de estabilizador representativo incluem, mas não estão limitados ao tocoferol; hidroquinona; t-butil-hidroquinona; monotiofosfatos; e ditiofosfatos, comercialmente disponíveis pela Ciba Specialty Chemicals, Basel, Suíça, a seguir “Ciba”, sob a marca Irgalube® 63, dialquiltiofosfato ésteres, comercialmente disponíveis pela Ciba sob as marcas Irgalube® 353 e Irgalube® 350, respectivamente; trifenilfosforotionatos butilados, comercialmente disponíveis pela Ciba sob a marca Irgalube® 232; fosfatos de amina, comercialmente disponíveis pela Ciba sob a marca Irgalube® 349 (Ciba); fosfitos impedido, comercialmente disponíveis pela Ciba como Irgafos® 168 e Tris-(di-terc-butilfenil)fosfito, disponível comercialmente pela Ciba sob a marca registrada de Irgafos® OPH; (fosfito de di-n-octil), e fosfito de difenil iso-decila, comercialmente disponível pela Ciba sob a marca registrada de Irgafos® DDPP; anisol; 1,4-dimetoxibenzeno; 1,4-dietoxibenzeno; 1,3,5-trimetoxibenzeno; d- limoneno; retinal; pineno; mentol, vitamina A; terpineno; dipenteno; licopeno, beta caroteno, bornano; óxido de 1,2-propileno; óxido de 1,2-butileno, n-butil glicidil éter; trifluorometiloxirano; 1,1-bis(trifluorometil)oxirano; 3-etil-3- hidroximetil-oxetano, tal como o OXT-101 (Toagosei Co., Ltd), 3-etil-3- ((fenóxi)metil)-oxetano, tal como o OXT-211 (Toagosei Co., Ltd), 3-etil-3-((2- etil-hexilóxi)metil)-oxetano, tal como o OXT-212 (Toagosei Co., Ltd); ácido ascórbico; metanotiol (metilmercaptano); etanotiol (etil mercaptano); Coenzima A, ácido dimercaptosuccínico (DMSA); mercaptana de toronja ((R)-2-(4-metil- ciclo-hex-3-enil)propano-2-tiol)); cisteína (ácido (R)-2-amino-3-sulfanil- propanóico); lipoamida (1,2-ditiolano-3-pentanamida); 5,7-bis(1,1-dimetiletil)- 3-[2,3 (ou 3,4)-dimetilfenil]-2(3H)-benzofuranona, comercialmente disponível pela Ciba sob a marca Irganox® HP-136; sulfeto de benzil fenila; sulfeto de difenila; diisopropilamina; dioctadecil de 3,3’-tiodipropionato, comercialmente disponível pela Ciba sob a marca Irganox® PS 802 (Ciba); didodecil 3,3’- tiopropionato, comercialmente disponível pela Ciba sob a marca Irganox® PS 800; di-(2,2,6,6-tetrametil-4-piperidil)sebacato, comercialmente disponível pela Ciba sob a marca Tinuvin® 770; poli-(N-hidroxietil-2,2,6,6-tetrametil-4- hidroxi-piperidil succinato, comercialmente disponível pela Ciba sob a marca Tinuvin® 622LD (Ciba); metil bis-sebacato de amina; bis-sebacato de amina; fenol-alfa-naftilamina, bis(dimetilamino)metilsilano (DMAMS); tris(trimetilsilil)silano (TTMSS); viniltrietoxisilano; viniltrimetoxisilano; 2,5- difluorobenzofenona; 2’,5’-diidroxiacetofenona; 2-aminobenzofenona; 2- clorobenzofenona; sulfeto de benzil fenila; sulfeto de difenila; sulfeto de dibenzila; líquidos iônicos e outros.
[060] Em uma realização, os estabilizadores de líquidos iônicos compreendem pelo menos um líquido iônico. Os líquidos iônicos são os sais orgânicos que estão no estado líquido ou que possuam pontos de fusão inferiores a 100° C. Em uma outra realização, os estabilizadores de líquidos iônicos compreendem os sais que contem os cátions selecionados a partir do grupo que consiste em piridínio, piridazínio, pirimidínios, pirazínio, imidazólio, pirazólio, tiazólio, oxazólio e triazólio e suas misturas; e ânions selecionados a partir do grupo que consiste em [BF4]-, [PF6]-, [SbF6]-, [CF3SO3]-, [HCF2CF2SO3]-, [CF3HFCCF2SO3]-, [HCCIFCF2SO3]-, [(CF3SO2)2N]-, [(CF3CF2SO2)2N]-, [(CF3SO2)3C]-, [CF3CO2]- e F-. Os estabilizadores de líquidos iônicos representativos incluem o emim BF4 (1-etil-3-metilimidazólio tetrafluoroborato); bmim BF4 (1-butil-3-metilimidazólio tetraborato); emim PF6 (1-etil-3-metilimidazólio hexafluorofosfato) e bmim PF6 (1-butil-3- metilimidazólio hexafluorofosfato), que estão disponíveis pela Fluka (Sigma- Aldrich).
[061] Em uma realização, as composições conforme descritas no presente podem ser utilizadas com um aditivo de perfluoropoliéter. Uma característica comum dos perfluoropoliéteres é a presença de moléculas de perfluoralquil éter. O perfluoropoliéter é sinônimo de perfluoropolialquiléter. Outros termos sinônimos frequentemente utilizados incluem “PFPE”, “PFAE”, “óleo PFPE”, “PFPE líquido” e “PFPAE”. Por exemplo, o perfluoropoliéter possui a fórmula CF3(CF2)2-O-[CF(CF3)-CF2-O]j’-R’f, e está disponível comercialmente pela DuPont sob a marca Krytox®. Na fórmula, j’ é de 2 a 100, inclusive e R’f é o CF2CF3, um grupo perfluoralquila C3 a C6, ou combinações dos mesmos.
[062] Outros PFPEs, comercialmente disponível pela Ausimont de Milão, na Itália, sob as marcas registadas de Fomblin® e Galden®, produzidos através da fotoxidação da perfluoroolefina, também podem ser utilizados. O PFPE comercialmente disponível sob a marca registrada Fomblin®-Y pode possuir a fórmula CF3O(CF2CF(CF3)-O-)m’(CF2-O-)n’-R1f. Também adequado é o CF3O[CF2CF(CF3)O]m’(CF2CF2O)o'(CF2O)n’-R1f. Nas fórmulas R1f é CF3, C2F5, C3F7, ou as combinações de dois ou mais dos mesmos; (m’ + n’) é de 8 a 45 inclusive, e m/n é de 20 a 1.000, inclusive; o’ é 1; (m’ + n’ + o’) é de 8 a 45, inclusive; m’/n’ é de 20 a 1.000, inclusive.
[063] O PFPE comercialmente disponível sob a marca Fomblin®-Z pode possuir a fórmula CF3O(CF2CF2-O-)p’(CF2-O)q’CF3 em que (p’ + q’) é de 40 a 180 e p’/q’ é de 0,5 a 2, inclusive.
[064] Outra família de PFPE, comercialmente disponível sob a marca Demnum ™ da Daikin Industries, do Japão, também pode ser utilizada. Esta pode ser produzida através da oligomerização sequencial e fluoração do 2,2,3,3-tetrafluorooxetano, gerando a fórmula F-[(CF2)3-O]t’-R2f, em que R2f é CF3, C2F5, ou suas combinações e t’ é 2 a 200, inclusive.
REFRIGERADORES
[065] Em uma realização da presente invenção é fornecido um aparelho refrigerador para o resfriamento (por exemplo, para o resfriamento do ar), dito aparelho contém um fluido de operação que compreende um refrigerante que compreende: (a) o E-CF3CH=CHF e (b) pelo menos um tetrafluororetano de Fórmula C2H2F4; contanto que a razão em peso de E- CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e C2H2F4 seja a partir de cerca de 0,05 a 0,99 (por exemplo, a partir de cerca de 0,05 a cerca de 0,82).
[066] Um refrigerador é um tipo de aparelho de condicionamento/ refrigeração de ar. Tais refrigeradores de compressão gasosos podem ser ou um refrigerador de evaporador inundado, o que é mostrado na Figura 1, ou um refrigerador de expansão direta, que é mostrado na Figura 2. Um refrigerador de evaporador inundado e um refrigerador de expansão direta podem ser resfriados a ar ou resfriados a água. Na realização em que os refrigeradores são resfriados a água, tais refrigeradores, em geral, são associados com torres de resfriamento para a rejeição de calor do sistema. Na realização em que os refrigeradores são resfriados a ar, os refrigeradores são equipados com bobinas e ventiladores do condensador de tubo aletado refrigerante a ar para rejeitar o calor do sistema. Os sistemas refrigeradores resfriados a ar, em geral, são menos dispendiosos que os sistemas equivalentes dos refrigeradores com capacidade de resfriamento a água, que inclui a torre de resfriamento e bomba de água. No entanto, os sistemas resfriados a água podem ser mais eficientes em condições de funcionamento, devido às menores temperaturas de condensação.
[067] Os refrigeradores, que incluem os refrigeradores de evaporador inundado e os refrigeradores de expansão direta, podem ser acoplados com um sistema de tratamento de ar e de distribuição para fornecer o conforto do condicionamento de ar (resfriamento e desumidificação do ar) para grandes edifícios comerciais, que compreende os hotéis, edifícios de escritórios, hospitais, universidades e outros. Em outra realização, os refrigeradores, provavelmente os refrigeradores de expansão direta resfriado a ar, encontraram utilidade adicional nos submarinos navais e navios de superfície. De interesse, são os refrigeradores que fornecem o resfriamento nos ambientes com temperaturas ambientes elevadas, tais como em climas muito quentes ou alguns ambientes industriais.
[068] Os refrigeradores podem utilizar diversos tipos de compressores, compressores de deslocamento positivo ou os compressores dinâmicos (por exemplo, os compressores centrífugos). Os compressores de deslocamento positivo incluem os compressores de parafuso, alternativo, ou espiral (scroll). De interesse, são os refrigeradores que utilizam os compressores de parafuso. Também de interesse, são os refrigeradores que utilizam os compressores centrífugos.
[069] Um compressor centrífugo utiliza os elementos rotativos para acelerar o líquido radialmente, e em geral, compreende um rotor e um difusor alojado em um invólucro. Os compressores centrífugos, em geral, levam o fluido de operação para a entrada do rotor, ou entrada central de um rotor rotativo, e radialmente acelera-o para fora. Alguns aumentos de pressão ocorrem na seção de rotor, mas a maior parte do aumento de pressão ocorre na seção do difusor do invólucro, em que o momento é convertido em pressão. Cada conjunto do rotor-difusor é um estágio do compressor. Os compressores centrífugos são construídos com a partir de1 a 12 ou mais etapas, dependendo da pressão final desejada e do volume de refrigerante a ser tratado.
[070] A relação de pressão, ou relação de compressão, de um compressor é a relação da pressão de descarga absoluta para a pressão de entrada absoluta. A pressão entregue por um compressor centrífugo é praticamente constante em uma faixa relativamente ampla de capacidades. A pressão que um compressor centrífugo pode desenvolver depende da velocidade periférica do rotor. A velocidade periférica é a velocidade do rotor medido em sua periferia e está relacionada com o diâmetro do rotor e suas revoluções por minuto. A velocidade periférica necessária em uma aplicação específica depende do trabalho do compressor que é necessário para elevar o estado termodinâmico do fluido de operação a partir das condições do evaporador para as do condensador. A capacidade volumétrica do fluxo do compressor centrífugo é determinada pelo tamanho das passagens através do rotor. Isso torna o tamanho do compressor mais dependente da pressão necessária que a capacidade volumétrica de fluxo necessário.
[071] Os compressores de deslocamento positivo retiram o vapor de uma câmara e o volume da câmara é reduzido para comprimir o vapor. Após ter sido comprimido, o vapor é forçado a partir da câmara, diminuindo ainda mais o volume da câmara para zero ou próximo de zero.
[072] Os compressores alternativos utilizam os pistões impulsionados por um eixo de manivela. Eles podem ser fixos ou portáteis, podem ser únicos ou de múltiplos estágios, e podem ser impulsionados por motores elétricos ou motores de combustão interna. Os compressores alternativos pequenos a partir de 5 a 30 hp são vistos em aplicações automotivas e normalmente são para o serviço intermitente. Os compressores alternativos maiores até 100 hp são encontrados em grandes aplicações industriais. As pressões de descarga podem variar a partir de baixa pressão para uma pressão muito alta (> 5000 psi ou 35 MPa).
[073] Os compressores de parafuso utilizam dois parafusos helicoidais de malha rotativos de deslocamento positivo para forçar o gás para um espaço menor. Os compressores de parafuso, em geral, são para um funcionamento contínuo na aplicação comercial e industrial e podem ser fixos ou portáteis. Sua aplicação pode ser a partir de 5 hp (3,7 kW) a mais de 500 hp (375 kW) e a partir de baixa pressão para uma pressão muito alta (> 1200 psi ou 8,3 MPa).
[074] Os compressores espirais (scroll) são similares aos compressores de parafuso e incluem duas espirais intercaladas em forma de espiral para comprimir o gás. A saída é mais pulsante do que a de um compressor de parafuso rotativo.
[075] Para ilustrar como os refrigeradores operam, é feita referência às Figuras. Um refrigerador de evaporador inundado resfriado a água, é mostrado na Figura 1. Neste refrigerador um primeiro meio de resfriamento, que é um líquido quente, que compreende a água e, em algumas realizações, os aditivos, tais como o glicol (por exemplo, etilenoglicol ou propilenoglicol), entra no refrigerador de um sistema de resfriamento, tais como um sistema de resfriamento do edifício, conforme mostrado entrando na seta (3), através de uma bobina (9), em um evaporador (6), que possui uma entrada e uma saída. O primeiro meio de resfriamento quente é entregue para o evaporador, em que é resfriado pelo refrigerante líquido, que é mostrado na parte inferior do evaporador. O refrigerante líquido evapora em uma temperatura inferior ao primeiro meio de resfriamento quente que flui através da bobina (9). O primeiro meio de resfriamento resfriado recircula para o sistema de resfriamento do edifício, como mostrado pela seta (4), por meio de uma porção do retorno da (9). O refrigerante líquido, mostrado na porção inferior do evaporador (6) na Figura 1, vaporiza e é arrastado para um compressor de (7), o que aumenta a pressão e a temperatura do refrigerante gasoso. O compressor comprime esse vapor para que ele possa ser condensado em um condensador (5) em uma pressão e temperatura mais elevadas que a pressão e a temperatura do refrigerante gasoso quando ele sai do evaporador. Um segundo meio de resfriamento, que é um líquido, no caso de um refrigerador resfriado a água, entra no condensador através de uma bobina (10) no condensador (5) a partir de uma torre de resfriamento na seta (1) na Figura 1. O segundo meio de resfriamento é aquecido no processo e devolvido por meio de um circuito de retorno da bobina (10) e seta (2) para uma torre de resfriamento ou para o ambiente. Este segundo meio de resfriamento resfria o vapor no condensador e ocasiona que o vapor se condense para o refrigerante líquido, de maneira que haja refrigerante líquido na parte inferior do condensador conforme mostrado na Figura 1. O refrigerante condensado líquido no condensador flui de volta para o evaporador através de um dispositivo de expansão (8), que pode ser um orifício, tubo capilar ou válvula de expansão. O dispositivo de expansão (8) reduz a pressão do refrigerante líquido, e parcialmente converte o refrigerante líquido para o estado gasoso, que significa que o refrigerante líquido brota quando a pressão cai entre o condensador e o evaporador. O brotamento (flashing) resfria o refrigerante, isto é, o refrigerante líquido e o refrigerante gasoso para a temperatura saturada a pressão do evaporador, de maneira que o refrigerante líquido e o refrigerante gasoso estejam presentes no evaporador.
[076] Note-se que para uma composição de componentes de resfriamento, a composição do refrigerante gasoso no evaporador é a mesma que a composição do refrigerante líquido no evaporador. Neste caso, a evaporação ocorrerá a uma temperatura constante. No entanto, se uma combinação refrigerante (ou mistura) é utilizada, como na presente invenção, o refrigerante líquido e refrigerante gasoso no evaporador (ou no condensador) pode possuir diferentes composições. Isso pode levar a sistemas ineficientes e dificuldades na manutenção do equipamento, por conseguinte, um refrigerante de componente único é mais desejável. Uma composição azeotrópica ou do tipo azeotrópica essencialmente irá funcionar como um refrigerante de componente único em um refrigerador, de tal maneira que a composição líquida e a composição gasosa são essencialmente a mesma redução de quaisquer deficiências que possam surgir a partir da utilização de uma composição não azeotrópica ou do tipo não azeotrópica.
[077] Os refrigeradores com capacidades de resfriamento superior a 700 kW, em geral, empregam os evaporadores inundados, em que o refrigerante no evaporador e no condensador circundam um arranjo de tubos, bobina ou outro conduíte para o meio de resfriamento (isto é, o refrigerante está ao lado do invólucro). Os evaporadores inundados necessitam de cargas mais elevadas do refrigerante, mas permitem as temperaturas de maior aproximação e maior eficiência. Os refrigeradores com capacidade inferior a 700 kW normalmente empregam os evaporadores com o refrigerante que flui no interior dos tubos e meio de resfriamento no evaporador e no condensador que circundam os tubos, isto é, o meio de resfriamento está no lado do invólucro. Esses refrigeradores são denominados refrigeradores de expansão direta (DX). Uma realização do refrigerador de expansão direta resfriado a água está ilustrado na Figura 2. No refrigerador, conforme ilustrado na Figura 2, o primeiro meio de resfriamento líquido, que é um líquido quente, tal como a água morna, entra em um evaporador (6’) na entrada (14). A maior parte do refrigerante líquido (com uma pequena quantidade do refrigerante gasoso) entra em uma bobina (9’) no evaporador na seta (3’) e evapora, voltando ao vapor. Como resultado, o primeiro meio de resfriamento líquido é resfriado no evaporador, e um primeiro meio de resfriamento líquido resfriado saí do evaporador na saída (16), e é enviado para um corpo a ser resfriado, tal como um edifício. Nesta realização da Figura 2, é este primeiro meio de resfriamento líquido resfriado que resfria o edifício ou outro corpo a ser resfriado. O refrigerante gasoso deixa o evaporador na seta (4’) e é enviado para um compressor (7’), em que é comprimido e sai como refrigerante gasoso de temperatura elevada e de pressão elevada. Este refrigerante gasoso entra em um condensador (5’) através de uma bobina do condensador (10’) em (1’). O refrigerante gasoso é resfriado por um segundo meio de resfriamento líquido, tal como a água, no condensador e se torna um líquido. O segundo meio de resfriamento líquido entra no condensador através da saída do meio de resfriamento do condensador (20). O segundo meio de resfriamento líquido extrai o calor a partir do refrigerante gasoso condensado, que se torna refrigerante líquido, e isso aquece o segundo meio de resfriamento líquido no condensador. O segundo meio de resfriamento líquido sai através do condensador através da saída do meio de resfriamento do condensador (18). O refrigerante líquido condensado sai do condensador através da bobina inferior (10’) conforme mostrado na Figura 2 e flui através de um dispositivo de expansão (12), que pode ser um orifício, tubo capilar ou válvula de expansão. O dispositivo de expansão (12) reduz a pressão do refrigerante líquido. Uma pequena quantidade gasosa, produzida como resultado da expansão entra no evaporador com o refrigerante líquido através da bobina (9) e o ciclo se repete.
[078] Os refrigeradores de compressão gasosos mecânicos podem ser identificados pelo tipo de compressor que empregam. Em uma realização, as composições descritas no presente são úteis em um refrigerador que utiliza um compressor centrífugo, daqui em diante referido como refrigerador centrífugo, conforme será descrito abaixo.
MÉTODOS
[079] Em uma realização, é fornecido um método para a produção do resfriamento que compreende a evaporação de um refrigerante líquido que compreende: (a) o E-CF3CH=CHF e (b) pelo menos um tetrafluoroetano de Fórmula C2H2F4; contanto que a razão em peso de E- CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e C2H2F4 seja a partir de cerca de 0,01 a 0.99 (por exemplo, a partir de cerca de 0,05 a cerca de 0,82), em um evaporador, produzindo, por conseguinte, um refrigerante gasoso.
[080] Em uma realização, o resfriamento é produzido em um refrigerador que compreende dito evaporador, e o método ainda compreende passar um meio de resfriamento através do evaporador, em que dita evaporação do refrigerante resfria o meio de resfriamento, e passa o meio de resfriamento resfriado do evaporador para um corpo a ser resfriado.
[081] Um corpo a ser resfriado pode ser qualquer espaço, objeto ou um líquido que pode ser resfriado. Em uma realização, um corpo a ser resfriado pode ser um quarto, edifício, ou compartimento dos passageiros de um automóvel, refrigerador, congelador, ou supermercado ou loja de conveniência. De maneira alternativa, em outra realização, um corpo a ser resfriado pode ser um meio de resfriamento ou um líquido de transferência de calor.
[082] De particular interesse, é uma realização em que o meio de resfriamento é a água e o corpo a ser resfriado é o ar para o resfriamento do espaço.
[083] Em uma realização, o meio de resfriamento pode ser um líquido de transferência de calor industrial, em que o corpo a ser resfriado é um fluxo do processo químico, que inclui as linhas do processo e equipamentos do processo, tais como as colunas de destilação. De interesse, são os líquidos de transferência de calor industriais, incluindo os líquidos iônicos, diversas salmouras, tais como o cálcio aquoso ou cloreto de sódio, glicóis, tais como o propilenoglicol ou etilenoglicol, metanol e outros meios de transferência de calor, tais como os listados na seção 4 do Manual ASHRAE de 2006, sobre refrigeração.
[084] De interesse são os métodos, em que a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e C2H2F4 é a partir de cerca de 0,5 a 0,82; especialmente os métodos em que a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e C2H2F4 é a partir de cerca de 0,6 a 0,82; e, mais especialmente, os métodos em que a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e C2H2F4 é a partir de cerca de 0,74 a 0,82.
[085] Em algumas realizações, o método para a produção do resfriamento ainda compreende a compressão do refrigerante gasoso em um compressor centrífugo.
[086] Em uma realização, o método para a produção de componentes de resfriamento (b) é o CHF2CHF2 e a razão em peso de E- CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é inferior a 0,70 (por exemplo, a partir de cerca de 0,05 a 0,68).
[087] Em uma realização do método para a produção de componentes de resfriamento (b) é o CHF2CHF2 e a razão em peso de E- CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,09 a 0,82.
[088] Em uma realização do método para a produção do componente de resfriamento (b) é o CHF2CHF2 e a razão em peso de E- CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,05 a 0,70.
[089] Em uma realização do método para a produção de componentes de resfriamento (b) é CF3CH2F. De interesse, são os métodos em que o componente (b) é o CF3CH2F e a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CF3CH2F é inferior a 0,70.
[090] Em uma realização, o método para a produção do resfriamento compreende a produção do resfriamento em um refrigerador de evaporador inundado, conforme descrito acima em relação à Figura 1. Neste método, a composição do refrigerante líquido é evaporada para formar um refrigerante gasoso na proximidade de um primeiro meio de resfriamento. O meio de resfriamento é um líquido quente, tal como a água, que é transportada para o evaporador por meio de uma tubulação a partir de um sistema de resfriamento. O líquido quente é resfriado e é retornado para a fonte de calor de baixa temperatura ou é passado para um corpo a ser resfriado, como um edifício. O refrigerante gasoso é, em seguida, condensado na proximidade de um segundo meio de resfriamento, que é um líquido refrigerado, que é trazido a partir de, por exemplo, uma torre de resfriamento. O segundo meio de resfriamento resfria o refrigerante gasoso de tal maneira que é condensado para formar um refrigerante líquido. Neste método, um refrigerador de evaporador inundado também pode ser utilizado para resfriar os hotéis, edifícios de escritórios, hospitais e universidades.
[091] Em uma outra realização, o método para a produção do resfriamento compreende a produção do resfriamento em um refrigerador de expansão direta, conforme descrito acima em relação à Figura 2. Neste método, a composição do refrigerante líquido é passada através de um evaporador e evapora para produzir um refrigerante gasoso. Um primeiro meio de resfriamento líquido é resfriado através da evaporação do refrigerante. O primeiro meio de resfriamento líquido é passado para fora do evaporador para um corpo a ser resfriado. Neste método, o refrigerador de expansão direta também pode ser utilizado para resfriar os hotéis, edifícios de escritórios, hospitais, universidades, assim como os submarinos navais e navios de superfície.
[092] No método para a produção do resfriamento no refrigerador do evaporador inundado ou no refrigerador de expansão direta, o refrigerador inclui um compressor que é um compressor centrífugo.
[093] Em uma outra realização da presente invenção é fornecido um método para a substituição o refrigerante de HCFC-124 e HFC-134a em um refrigerador projetado para dito refrigerante que compreende fornecer uma composição refrigerante de substituição que compreende (a) o E-CF3CH=CHF e (b) pelo menos um tetrafluoroetano de Fórmula C2H2F4, contanto que a razão em peso E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e C2H2F4 seja de 0,05 a 0,99 (por exemplo, a partir de cerca de 0,05 a cerca de 0,82). De interesse, é o método de substituição do HCFC-124 e HFC-134a, em que a razão em peso E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e C2H2F4 é a partir de 0,05 a 0,68. Também de interesse, é o método de substituição do HCFC-124 e HFC-134a, em que a razão em peso E- CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e C2H2F4 é a partir de 0,09 a 0,82. Também de interesse, é o método de substituição do HCFC-124 e HFC-134a, em que a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e C2H2F4 é a partir de 0,05 a 0,70. Também de interesse, são os métodos para a substituição do HCFC-124 e HFC-134a, em que a razão em peso E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e C2H2F4 é a partir de 0,5 a 0,82; os métodos para a substituição o HCFC-124 ou HFC- 134a, em que a razão em peso E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E- CF3CH=CHF e C2H2F4 é a partir de 0,6 a 0,82; e os métodos para a substituição do HCFC-124 ou HFC-134a, em que a razão em peso E- CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e C2H2F4 é a partir de 0,74 a 0,82.
[094] Na substituição do HFC-134a, com as composições conforme descritas no presente nos equipamentos existentes, as vantagens adicionais podem ser realizadas através dos ajustamentos do equipamento ou condições de operação ou de ambos. Por exemplo, o diâmetro do rotor e a velocidade do rotor podem ser ajustados em um refrigerador centrífugo, em que uma composição está sendo utilizada como um fluido de operação de substituição.
[095] Em uma realização, no método para a substituição do HCFC-124 ou do HFC-134a, o refrigerador compreende um compressor centrífugo, que possui um rotor, que ainda compreende o ajuste (por exemplo, aumentando ou reduzindo) da velocidade rotacional do rotor.
[096] Em uma realização, no método para a substituição de HCFC-124 e HFC-134a, o refrigerador compreende um compressor centrífugo, que possui um rotor, que ainda compreende a substituição do rotor do compressor com um rotor de diâmetro diferente (por exemplo, maior ou menor).
[097] Os refrigerantes e os líquidos de transferência de calor que estão em necessidade de substituição, com base nos cálculos GWP publicados pelo Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), incluem, mas não estão limitados ao HCFC-124 e HFC-134a. O refrigerador do presente método pode ser um refrigerador de evaporador inundado ou um refrigerador de expansão direta.
[098] Neste método de substituição do HCFC-124 ou do HFC- 134a, as composições descritas no presente são úteis nos refrigeradores centrífugos que originalmente podem ter sido projetados e fabricados para operar com o HCFC-124 ou HFC-134a.
[099] Em uma realização, o método de substituição do HCFC- 124 e HFC-134a ainda compreende o aumento da velocidade de rotação do rotor do compressor centrífugo, a fim de melhor corresponder a capacidade de resfriamento alcançada com o refrigerante do HCFC-124 e HFC-134a. Em outra realização, o método de substituição do HCFC-124 ou HFC-134a ainda compreende diminuir a velocidade rotacional do rotor do compressor centrífugo, a fim de melhor corresponder a capacidade de resfriamento alcançada com o refrigerante de HCFC-124 e HFC-134a.
[0100] De maneira alternativa, em outra realização, o método de substituição do HCFC-124 e HFC-134a ainda compreende a substituição do rotor do compressor centrífugo com um rotor de maior diâmetro, a fim de melhor corresponder a capacidade de resfriamento alcançada com o refrigerante do HCFC-124 e HFC-134a. Em outra realização, o método de substituição do HCFC-124 ou HFC-134a ainda compreende a substituição do rotor do compressor centrífugo com um rotor de menor diâmetro, a fim de melhor corresponder a capacidade de resfriamento alcançada com o refrigerante de HCFC-124 e HFC-134a.
[0101] De maneira alternativa, no método de substituição do HCFC-124 e HFC-134a, as composições conforme descritas no presente podem ser úteis no novo equipamento, tal como um novo refrigerador de evaporador inundado ou um novo refrigerador de expansão direta. Em tal equipamento novo, um compressor centrífugo e seus evaporadores e condensadores podem ser utilizados.
[0102] De interesse, como substitutas são as composições em que o componente (b) é o CHF2CHF2 e a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,1 a 0,2. Também interesse, são as composições em que o componente (b) é o CHF2CHF2 e a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,2 a 0,3. Também de interesse, são as composições em que o componente (b) é o CHF2CHF2 e a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,3 a 0,4. Também interesse, são as composições em que o componente (b) é o CHF2CHF2 e a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,4 a 0,5. Também interesse, são as composições em que o componente (b) é o CHF2CHF2 e a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0.5 a 0.6. Também interesse, são as composições em que o componente (b) é o CHF2CHF2 e a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E- CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,6 a 0,7. Também interesse, são as composições em que o componente (b) é o CHF2CHF2 e a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,7 a 0,8. De particular interesse, são os métodos que o componente (b) é o CHF2CHF2 e a razão em peso de E- CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,05 a 0,68. Também de particular interesse, são os métodos que o componente (b) é o CHF2CHF2 e a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 é a partir de cerca de 0,09 a 0,82.
[0103] De interesse, como substitutas são as composições em que o componente (b) é o CF3CH2F e a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CF3CH2F é a partir de cerca de 0,3 a 0,4. Também de interesse, são as composições em que o componente (b) é o CF3CH2F e a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E- CF3CH=CHF e CF3CH2F é a partir de cerca de 0,4 a 0,5. Também de interesse, são as composições em que o componente (b) é o CF3CH2F e a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CF3CH2F é a partir de cerca de 0,5 a 0,6. Também de interesse, são as composições em que o componente (b) é o CF3CH2F e a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CF3CH2F é a partir de cerca de 0,6 a 0,7. Também de interesse, são as composições em que o componente (b) é o CF3CH2F e a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E- CF3CH=CHF e CF3CH2F é a partir de cerca de 0,7 a 0,8. Também de interesse, são as composições em que o componente (b) é o CF3CH2F e a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CF3CH2F é a partir de cerca de 0,76 de 0,82 (por exemplo, a partir de cerca de 0,78 a cerca de 0,82). De particular interesse, são os métodos em que o componente (b) é o CF3CH2F e a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E- CF3CH=CHF e CF3CH2F é inferior a 0,70. Também de particular interesse, são os métodos em que o componente (b) é o CF3CH2F e a razão em peso de E- CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CF3CH2F é a partir de cerca de 0,3 a 0,82.
[0104] De interesse, como substitutas são as composições em que o componente (b) é uma mistura do CHF2CHF2 e do CF3CH2F, em que a razão em peso de CHF2CHF2 do CF3CH2F é de pelo menos cerca de 1:4 (por exemplo, a partir de cerca de 9:1 a cerca de 1:4), e a razão em peso de E- CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF, CHF2CHF2 e CF3CH2F é a partir de cerca de 0,1 a 0,2. Também de interesse, são as composições em que o componente (b) é uma mistura do CHF2CHF2 e do CF3CH2F, em que a razão em peso de CHF2CHF2 para o CF3CH2F é de pelo menos cerca de 1:4 (por exemplo, a partir de cerca de 9:1 a cerca de 1:4), e a razão em peso de E- CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF, CHF2CHF2 e CF3CH2F é a partir de cerca de 0,2 a 0,3. Também de interesse, são as composições em que o componente (b) é uma mistura do CHF2CHF2 e do CF3CH2F, em que a razão em peso de CHF2CHF2 para o CF3CH2F é de pelo menos cerca de 1:4 (por exemplo, a partir de cerca de 9:1 a cerca de 1:4), e a razão em peso de E- CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF, CHF2CHF2 e CF3CH2F é a partir de cerca de 0,3 a 0,4. Também de interesse, são as composições em que o componente (b) é uma mistura do CHF2CHF2 e do CF3CH2F, em que a razão em peso de CHF2CHF2 para o CF3CH2F é de pelo menos cerca de 1:4 (por exemplo, a partir de cerca de 9:1 a cerca de 1:4), e a razão em peso de E- CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF, CHF2CHF2 e CF3CH2F é a partir de cerca de 0,4 a 0,5. Também de interesse, são as composições em que o componente (b) é uma mistura do CHF2CHF2 e do CF3CH2F, em que a razão em peso de CHF2CHF2 para o CF3CH2F é de pelo menos cerca de 1:4 (por exemplo, a partir de cerca de 9:1 a cerca de 1:4), e a razão em peso de E- CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF, CHF2CHF2 e CF3CH2F é a partir de cerca de 0,5 a 0,6. Também de interesse, são as composições em que o componente (b) é uma mistura do CHF2CHF2 e do CF3CH2F, em que a razão em peso de CHF2CHF2 para o CF3CH2F é de pelo menos cerca de 1:4 (por exemplo, a partir de cerca de 9:1 a cerca de 1:4), e a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF, CHF2CHF2 e CF3CH2F é a partir de cerca de 0,6 a 0,7. Também de interesse, são as composições em que o componente (b) é uma mistura do CHF2CHF2 e do CF3CH2F, em que a razão em peso de CHF2CHF2 para o CF3CH2F é de pelo menos cerca de 1:4 (por exemplo, a partir de cerca de 9:1 a cerca de 1:4), e a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF, CHF2CHF2 e CF3CH2F é a partir de cerca de 0,7 a 0,8. De particular interesse, para as composições que compreendem o CHF2CHF2 e o CF3CH2F descritos acima, são as composições em que a razão em peso de CHF2CHF2 para o CF3CH2F é a partir de cerca de 9:1 a cerca de 1: 1,25 (por exemplo, 1,25:1 a cerca de 1:1,25). EXEMPLOS
[0105] Os conceitos descritos no presente serão descritos nos seguintes exemplos, que não limitam o âmbito de aplicação da presente invenção descrita nas reivindicações. EXEMPLO 1 SUBSTITUIÇÃO DO HFC-134A EM UM REFRIGERADOR CENTRÍFUGO CONDIÇÕES DE OPERAÇÃO PRESCRITA
Figure img0001
[0106] Este exemplo demonstra que a combinação do E-HFO- 1234ze/HFC-134 que contém 25% em peso de E-HFO-1234ze (designada como combinação “A”) pode substituir o HFC-134a em um refrigerador. A velocidade periférica do rotor para esta combinação também é próxima daquela para o HFC-134a e, por conseguinte, a Combinação A pode ser utilizada em um refrigerador centrífugo existente com apenas pequenas alterações no equipamento.
Figure img0002
EXEMPLO 2 SUBSTITUIÇÃO DO HFC-134A EM UM REFRIGERADOR CENTRÍFUGO CONDIÇÕES DE OPERAÇÃO PRESCRITA
Figure img0003
[0107] Este exemplo demonstra que a combinação do E-HFO- 1234ze/HFC-134 que contém 75% em peso de E-HFO-1234ze (designada como combinação “B”) pode substituir o HFC-134a em um refrigerador. A velocidade periférica do rotor para esta combinação também é próxima daquela para o HFC-134a e, por conseguinte, a Combinação B pode ser utilizada em um refrigerador centrífugo existente com apenas pequenas alterações no equipamento.
Figure img0004
EXEMPLO 3 SUBSTITUIÇÃO DO HCFC-124 EM UM REFRIGERADOR DE DESLOCAMENTO POSITIVO QUE OPERA A T EMPERATURA AMBIENTE ELEVADA CONDIÇÕES DE OPERAÇÃO PRESCRITA
Figure img0005
[0108] Este exemplo demonstra que a combinação do E-HFO- 1234ze/HFC-134 que contém 50% em peso de E-HFO-1234ze (designados como combinação “C”) pode substituir o HFC-124 em um refrigerador.
Figure img0006
EXEMPLO 4 TESTES DE INFLAMABILIDADE DAS COMPOSIÇÕES QUE CONTÉM O E-CF3CH=CHF E O CHF2CHF2
[0109] Uma composição que contém 70% em peso de E- CF3CH=CHF (E-HFO-1234ze) e 30% em peso CHF2CHF2 (HFC-134) foi testada de acordo com o procedimento de teste da norma ASTM E681 - 2001, a uma temperatura de 60° C e descobriu-se ser inflamável. Uma composição que contenha 69,9% em peso de E-CF3CH=CHF (E-HFC-1234ze) e 30,1% em peso CHF2CHF2 (HFC-134), foi testada nas mesmas condições que se descobriu ser não inflamável. EXEMPLO 5 TESTES DE INFLAMABILIDADE DAS COMPOSIÇÕES QUE CONTÉM O E-CF3CH=CHF E O CHF3CH2F
[0110] Uma composição que contém 82,5% em peso de E- CF3CH=CHF (E-HFO-1234ze) e 17,5% em peso CHF3CH2F (HFC-134a) foi testada de acordo com o procedimento de teste da norma ASTM E681 - 2001, a uma temperatura de 60° C e descobriu-se ser inflamável. Uma composição que contenha 81,3% em peso de E-CF3CH=CHF (E-HFC-1234ze) e 18,7% em peso CHF3CH2F, foi testada nas mesmas condições que se descobriu ser não inflamável com um valor único valor para o UFL e LFL. Uma composição que contém 80% em peso de E-CF3CH=CHF e 20% em peso de CF3CH2F foi testada nas mesmas condições e descobriu-se ser não inflamável. Uma composição que contém 81,25% em peso de E-CF3CH=CHF e 18,75% em peso de CF3CH2F foi testado nas mesmas condições e descobriu-se ser não inflamável. EXEMPLO 6 SUBSTITUIÇÃO DO HFC-134A EM UM REFRIGERADOR CENTRÍFUGO CONDIÇÕES DE OPERAÇÃO PRESCRITA
Figure img0007
Figure img0008
[0111] Este exemplo demonstra que a combinação do E-HFO- 1234ze/HFC-134 que contém 80% em peso de E-HFO-1234ze (designada como combinação “D”) pode substituir o HFC-134a em um refrigerador. Além disso, o GWP para a Combinação D é somente 291 em comparação com o GWP do HFC-134 igual a 1.430, fornecendo um aprimoramento significativo.
Figure img0009

Claims (10)

1. MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE RESFRIAMENTO, caracterizado por compreender evaporação de um refrigerante líquido que compreende (a) E-CF3CH=CHF e (b) CHF2CHF2; contanto que a quantidade total de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 seja a partir de 0,05 a 0,68, em um evaporador, produzindo, por conseguinte, um refrigerante gasoso, em que o resfriamento é produzido em um refrigerador que compreende dito evaporador, e em que dito refrigerador ainda compreende um compressor centrifugo.
2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ainda compreender passar um meio de resfriamento através do evaporador, em que dita evaporação do refrigerante resfria o meio de resfriamento, e passa o meio de resfriamento resfriado do evaporador para um corpo a ser resfriado.
3. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo meio de resfriamento ser água e o corpo a ser resfriado ser ar para o resfriamento do espaço, ou o meio de resfriamento ser um líquido de transferência de calor industrial e o corpo a ser resfriado ser um fluxo do processo químico.
4. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por ainda compreender a compressão do refrigerante gasoso no compressor centrífugo.
5. MÉTODO PARA A SUBSTITUIÇÃO DO REFRIGERANTE HCFC-124 e HFC-134a em um refrigerador projetado para dito refrigerante caracterizado por compreender fornecer uma composição de refrigerante de substituição compreendendo (a) E-CF3CH=CHF e (b) CHF2CHF2; contanto que a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 seja a partir de cerca de 0,05 a 0,68; em que dito refrigerador compreende um compressor centrífugo.
6. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo compressor centrífugo possuir um rotor e ainda compreender o ajuste da velocidade rotacional do rotor.
7. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo compressor centrífugo possuir um rotor e ainda compreender a substituição do rotor do compressor com um rotor de diâmetro diferente.
8. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pela razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 ser a partir de 0,6 a menos de 0,7.
9. APARELHO REFRIGERADOR para resfriamento, caracterizado pelo dito aparelho que contém um líquido de operação compreender um refrigerante compreendendo (a) E-CF3CH=CHF e (b) CHF2CHF2; contanto que a razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 seja a partir de 0,05 a 0,68; em que dito refrigerador compreende um compressor centrífugo.
10. APARELHO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pela razão em peso de E-CF3CH=CHF para a quantidade total de E-CF3CH=CHF e CHF2CHF2 ser a partir de 0,6 a menos de 0,7.
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