BR122020012184B1

BR122020012184B1 - Aparelho de refrigeração

Info

Publication number: BR122020012184B1
Application number: BR122020012184-0A
Authority: BR
Inventors: Masaru Tanaka; Hideki Matsuura; Shigeharu Taira; Akinori Nakai
Original assignee: Daikin Industries, Ltd
Priority date: 2012-10-31
Filing date: 2013-10-31
Publication date: 2021-06-15
Also published as: US20150300698A1; WO2014069603A1; JP2014112026A; JP2018028430A; KR102237933B1; KR20190125539A; AU2017258837A1; KR20200090953A; JP7029095B2; JP2015061926A; AU2013339083B2; KR20170132348A; CN106052180A; JP2021036193A; US20200041173A1; JP2014224271A; AU2016201388A1; ES2763966T3; BR112015009821A2; KR102337469B1

Abstract

a presente invenção refere-se a um dispositivo de refrigeração (1) dotado de um compressor (2), um condensador (4, 6), um mecanismo de expansão (5) e um evaporador (6, 4). o dispositivo de refrige-ração (1) utiliza um refrigerante que compreende r32 e óleo de máquina refrigeradora para lubrificar o compressor (2). o óleo de máquina refrigeradora mesclou no mesmo um sequestrante ácido do qual a quantidade adicionada é 1,0 a 5,0% em peso. a quantidade de ar misturada no dispositivo de refrigeração (1) é controlada a 500 ppm ou menos com relação a uma quantidade de refrigerante preenchido. a quantidade de umidade misturada no dispositivo de refrigeração (1) é controlada a 300 ppm ou menos com relação à quantidade de refrigerante preenchido. a temperatura do gás descarregado do dispositivo de refrigeração (1) é controlada a 120 °c ou abaixo.

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[001] A presente invenção refere-se a um aparelho de refrigeração.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Convencionalmente, o óleo refrigerador usado para aparelhos de ar-condicionado e outros aparelhos de refrigeração contém substâncias para suprimir a deterioração do óleo refrigerador e corrosão das válvulas de expansão causados pelo ácido fluorídrico e outros ácidos produzidos pela decomposição do refrigerante. Por exemplo, no óleo refrigerador revelado na Literatura de Patente 1 (Pedido de Patente Aberto à Inspeção Pública no JP 2001-226690), pelo menos 0,05% em peso de um sequestrante ácido é adicionado.

[003] Além disso, convencionalmente, aparelhos de ar- condicionado e outros aparelhos de refrigeração utilizaram R134a que é tetrafluoroetano, R410A e R407C, que são refrigerantes misturados, e outros refrigerantes à base de flúor. Entretanto, embora esses refrigerantes à base de flúor não contenham cloro e, portanto, tenham pouco efeito destrutivo para a camada de ozônio, os mesmos causam um impacto considerável no aquecimento global devido ao efeito estufa. Em face disso, o R32, representado pela fórmula molecular CH2F2, tem recentemente atraído a atenção como um refrigerante à base de flúor que tem um baixo potencial danoso ao aquecimento global.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO PROBLEMA DA TÉCNICA

[004] Entretanto, em relação ao R410A, R407C, e outros refrigerantes à base de flúor, o R32 é menos estável e, sendo exposto aos ambientes de temperaturas elevadas ou sendo misturado com ar e água, se decompõe mais facilmente e produz mais ácido fluorídrico e outros ácidos, por decomposição. Há um risco de que o ácido produzido pela decomposição do refrigerante faça com que o óleo refrigerador usado no aparelho de refrigeração se deteriore e corroa as válvulas de expansão e outros componentes. Com base na Literatura de Patente 1 (Pedido de Patente Aberta à Inspeção Pública no JP 2001-226690), a deterioração do óleo refrigerador e a corrosão da válvula de expansão não podem ser suprimidos mesmo se 0,05% em peso de um seques- trante ácido for adicionado ao R32. Note que a válvula de expansão pode ser produzida a partir de latão ou aço inoxidável, mas a corrosão da mesma não pode ser suficientemente suprimida mesmo quando uma válvula de expansão de aço inoxidável altamente resistente à corrosão for utilizada.

[005] O R32 também tem pouca compatibilidade com o refrigerador do que refrigerantes à base de flúor, fazendo com que o refrigerante e o óleo se separem mais facilmente. Quando o refrigerante e o óleo facilmente se separam, apenas o refrigerante lubrificado de forma insuficiente é fornecido às peças deslizantes de um compressor que configura o aparelho de ar-condicionado, de modo que as peças deslizantes do compressor produzam quantidades anormais de calor, facilitando a produção de ácido pela decomposição do refrigerante.

[006] Um objetivo da presente invenção é fornecer um aparelho de refrigeração altamente confiável no qual a deterioração do óleo refrigerador e corrosão da válvula de expansão sejam suprimidas.

SOLUÇÃO AO PROBLEMA

[007] Um aparelho de refrigeração, de acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, compreende um compressor, um condensador, um mecanismo de expansão e um evaporador. A quantidade de ar misturado no aparelho de refrigeração é controlada a 500 ppm ou menos com relação à quantidade do refrigerante preenchido. A quantidade de água misturada no aparelho de refrigeração é controlada a 300 ppm ou menos com relação à quantidade do refrigerante preenchido. A temperatura do gás descarregado do aparelho de refrigeração é controlada a 120 °C ou menos. A quantidade de refrigerante preenchido é a quantidade do refrigerante com o qual o circuito de refrigerante do aparelho de refrigeração é preenchido. A temperatura do gás descarregado é a temperatura do refrigerante de alta pressão descarregado a partir do compressor. Um refrigerante que contém o R32 e o óleo refrigerador para lubrificar o compressor é usado no aparelho de refrigeração. Um sequestrante ácido adicionado em uma quantidade de 1,0 a 5,0% em peso é mesclado no óleo refrigerador.

[008] O aparelho de refrigeração, de acordo com um primeiro aspecto, utiliza um refrigerante que contém o R32 representado pela fórmula molecular CH2F2. O refrigerante que contém o R32 é tanto R32 por si só ou uma mistura refrigerante que contém o R32. Tal refrigerante à base de R32 tem um potencial danoso ao aquecimento global mais baixo que o R410A, R407C e outros refrigerantes à base de flúor, mas produz uma quantidade maior de ácido fluorídrico e outros ácidos em decomposição. Portanto, um refrigerante à base de R32 faz com que a deterioração do óleo refrigerador, devido ao funcionamento prolongado do aparelho de refrigeração, e a corrosão da válvula de expansão e outros componentes presentes no aparelho de refrigeração, seja mais fácil. Entretanto, o sequestrante ácido contido no óleo refrigerador tem o efeito de sequestrar o ácido produzido pela decomposição do refrigerante. Visto que o sequestrante ácido é adicionado apenas em uma quantidade de 5,0% em peso ou menos, reduções no desempenho da lubrificação do óleo refrigerador devido ao excesso de sequestrante ácido são suprimidas. Portanto, o aparelho de refrigeração, de acordo com o primeiro aspecto, pode suprimir a deterioração do óleo refrigerador e a corrosão da válvula de expansão.

[009] Um aparelho de refrigeração, de acordo com um segundo aspecto da presente invenção, é o aparelho de refrigeração de acordo com o primeiro aspecto, em que o sequestrante ácido adicionado em uma quantidade de 2,0 a 5,0% em peso é mesclado no óleo refrigerador.

[0010] Visto que a quantidade de sequestrante ácido adicionada ao óleo refrigerador usada pelo aparelho de refrigeração, de acordo com o segundo aspecto, é pelo menos 2,0% em peso, a deterioração do óleo refrigerador e a corrosão da válvula de expansão são suprimidas de forma mais eficaz.

[0011] Um aparelho de refrigeração, de acordo com um terceiro aspecto da presente invenção, é o aparelho de refrigeração de acordo com o primeiro e segundo aspecto, em que o mecanismo de expansão tem uma válvula de expansão e flúor, que é um produto de decomposição do refrigerante que adere à válvula de expansão, é detectado em uma quantidade de 6,0% em peso ou menos.

[0012] Visto que o aparelho de refrigeração, de acordo com o terceiro aspecto, tem uma pequena quantidade de flúor como um produto de decomposição do refrigerante que adere à válvula de expansão após a operação, a deterioração do óleo refrigerador e a corrosão da válvula de expansão são suprimidas de forma mais eficaz.

[0013] Um aparelho de refrigeração de acordo com um quarto aspecto da presente invenção é o aparelho de refrigeração de acordo com qualquer um dos aspectos, do primeiro ao terceiro, em que um agente de pressão extrema é adicionalmente mesclado com o óleo refrigerador.

[0014] O óleo refrigerador usado pelo aparelho de refrigeração, de acordo com o quinto aspecto, contém o agente de pressão extrema. No compressor do aparelho de refrigeração, o refrigerante à base de R32 é usado em um estado de pressão mais alta do que seriam os R410A, R407C e outros refrigerantes à base de flúor. Portanto, a carga imposta nas peças deslizantes do compressor que comprime o refrigerante à base de R32 facilmente aumenta, e abrasão e queima ocorrem facilmente devido ao revestimento interno do refrigerador formado entre as superfícies do membro deslizante. O agente de pressão extrema é um aditivo para evita a abrasão e queima das peças deslizantes do compressor do aparelho de refrigeração, reagindo com as superfícies do membro deslizante e formando um revestimento no compressor. Portanto, o aparelho de refrigeração, de acordo com o quarto aspecto, pode suprimir de forma mais eficaz a abrasão e queima das peças deslizantes.

[0015] Um aparelho de refrigeração, de acordo com um quinto aspecto da presente invenção, é o aparelho de refrigeração de acordo com qualquer um dos aspectos, do primeiro ao quarto, em que um an- tioxidante é adicionalmente mesclado com o óleo refrigerador.

[0016] O óleo refrigerador usado pelo aparelho de refrigeração, de acordo com o quinto aspecto, contém o antioxidante. O antioxidante é um aditivo para suprimir a oxidação do refrigerante e/ou do óleo devido ao oxigênio. Portanto, o aparelho de refrigeração, de acordo com o quinto aspecto, pode suprimir a deterioração do óleo refrigerador e a corrosão da válvula de expansão de forma mais eficaz.

[0017] Um aparelho de refrigeração, de acordo com um sexto aspecto da presente invenção, é o aparelho de refrigeração de acordo com qualquer um dos aspectos, do primeiro ao quinto, em que o óleo refrigerador contém óleo de éter polivinílico.

[0018] Um aparelho de refrigeração, de acordo com um sétimo aspecto da presente invenção, é o aparelho de refrigeração de acordo com qualquer um dos aspectos, do primeiro ao quinto, em que o óleo refrigerador contém óleo de éster de poliol.

[0019] Um aparelho de refrigeração, de acordo com um oitavo as- pecto da presente invenção, é o aparelho de refrigeração de acordo com qualquer um dos aspectos, do primeiro ao sétimo, em que o refrigerante contém pelo menos 60% em peso de R32.

[0020] Um aparelho de refrigeração, de acordo com um nono aspecto da presente invenção, é o aparelho de refrigeração de acordo com qualquer um dos aspectos, do primeiro ao oitavo, em que o óleo refrigerador é do tipo em que não há separação em uma mistura com o refrigerante durante a inicialização.

[0021] A mistura do refrigerante e do óleo refrigerador usada pelo aparelho de refrigeração, de acordo com o nono aspecto, não separa em duas camadas o óleo refrigerador e o refrigerante durante a inicialização do aparelho de refrigeração. Portanto, a decomposição do refrigerante separada da mistura do refrigerante e do óleo refrigerador e da produção de ácido são evitadas.

[0022] Um aparelho de refrigeração, de acordo com um décimo aspecto da presente invenção, é o aparelho de refrigeração de acordo com o nono aspecto, em que a temperatura à qual a separação ocorre na mistura, para a qual a concentração de óleo é de valor mínimo de -35 °C ou maior, e também é menor do que uma temperatura da mistura quando a concentração de óleo for o valor mínimo. A concentração de óleo é a concentração do óleo refrigerador contido na mistura do óleo refrigerador e do refrigerante. Durante a inicialização do aparelho de refrigeração, a concentração de óleo exibe o valor mínimo no processo durante o qual a temperatura da mistura aumenta.

EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO

[0023] O aparelho de refrigeração, de acordo com o primeiro e sexto até o oitavo aspecto da presente invenção, pode suprimir a deterioração do óleo refrigerador e a corrosão da válvula de expansão e também pode suprimir reduções no desempenho de lubrificação do óleo refrigerador devido a um excesso do sequestrante ácido.

[0024] O aparelho de refrigeração, de acordo com o segundo, terceiro e quinto aspectos da presente invenção, pode suprimir a deterioração do óleo refrigerador e a corrosão da válvula de expansão de forma mais eficaz.

[0025] O aparelho de refrigeração, de acordo com o quarto aspecto da presente invenção, pode suprimir de forma mais eficaz a abrasão e queima das peças deslizantes.

[0026] O aparelho de refrigeração, de acordo com o nono e décimo aspectos da presente invenção, pode evitar a decomposição do refrigerante separada da mistura do refrigerante e do óleo refrigerador e da produção de ácido.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0027] A Figura 1 é um diagrama do circuito de refrigerante de um aparelho de ar-condicionado, de acordo com uma modalidade da presente invenção;

[0028] a Figura 2 é um gráfico que mostra curvas de temperatura de separação em duas camadas de uma mistura do refrigerante R32 e do óleo de éter polivinílico e o lócus de operação da mistura; e

[0029] a Figura 3 é um gráfico que mostra uma curva de temperatura de separação em duas camadas de uma mistura do refrigerante R32 e do óleo de éster de poliol e o lócus de operação da mistura.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES MODALIDADES

[0030] Deverá ser agora descrito um aparelho de ar-condicionado 1 como um aparelho de refrigeração, de acordo com uma modalidade da presente invenção. A Figura 1 é um diagrama do circuito de refrigerante do aparelho de ar-condicionado 1. O aparelho de ar- condicionado 1 é configurado primeiramente a partir de um compressor 2, uma válvula de comutação de quatro tempos 3, um trocador de calor externo 4, um mecanismo de expansão 5 e um trocador de calor interno 6. Na FIG. 1, as setas de linha contínua representam o fluxo de refrigerante durante a operação de resfriamento do ar e as setas em linha pontilhada representam o fluxo do refrigerante durante a operação de aquecimento do ar.

[0031] O ciclo refrigerador do aparelho de ar-condicionado 1 durante a operação de resfriamento do ar deverá ser descrito agora. Primeiro, o compressor 2 comprime o refrigerante gasoso de baixa pressão e descarrega o refrigerante gasoso de alta pressão. O refrigerante descarregado do compressor 2 passa pela válvula de comutação de quatro tempos 3 para ser fornecido ao trocador de calor externo 4. O trocador de calor externo 4 condensa o refrigerante gasoso de alta pressão e descarrega refrigerante líquido de alta pressão. O refrigerante descarregado a partir do trocador de calor externo 4 passa através de uma válvula de expansão do mecanismo de expansão 5, tornando-se refrigerante misturado gasoso-líquido de baixa pressão, que é fornecido ao trocador de calor interno 6. O trocador de calor interno 6 evapora o refrigerante misturado gasoso-líquido de baixa pressão e descarrega o refrigerante gasoso de baixa pressão. O refrigerante descarregado a partir do trocador de calor interno 6 é fornecido ao compressor 2.

[0032] Durante a operação de resfriamento do ar, o trocador de calor externo 4 funciona como um condensador, e o trocador de calor interno 6 funciona como um evaporador. Ou seja, o interior de uma sala é resfriado pelo calor latente de evaporação do refrigerante à medida que é produzido no trocador de calor interno 6. Por outro lado, durante a operação de aquecimento do ar, a válvula de comutação de quatro tempos 3 é comutada, de modo que o trocador de calor externo 4 funcione como um evaporador, e o trocador de calor interno 6 funciona como um condensador. Ou seja, o interior de uma sala é aquecido pelo calor latente de condensação do refrigerante à medida que é pro- duzido no trocador de calor externo 4.

[0033] Na presente modalidade, um refrigerante à base de R32, que é refrigerante à base de flúor, é usado como o refrigerante que circula através do circuito de refrigerante do aparelho de ar- condicionado 1. Um refrigerante à base de R32 é um refrigerante que contém R32. Especificamente, o refrigerante à base de R32 é tanto o R32 por si só ou um refrigerante misturado que contém R32. O R32 é representado pela fórmula molecular CH2F2. O refrigerante misturado que contém R32 é, por exemplo, um refrigerante misturado que contém óleo de éster de poliol ou um outro óleo refrigerador à base de éster e um refrigerante misturado que contém pelo menos 60% em peso de R32. O refrigerante misturado que contém R32 preferencialmente contém HFO-1234yf, HFO-1234ze(E) e outros refrigerantes à base de HFO. O potencial danoso ao aquecimento global do R32 contido no refrigerante misturado é preferencialmente 1.000 ou menos, mais pre-ferencialmente 500 ou menos, mesmo mais preferencialmente 300 ou menos, e particularmente preferencialmente 100 ou menos.

[0034] Em comparação com outro R410A, R407C e outros refrigerantes à base de flúor, refrigerantes à base de R32s têm menor impacto no aquecimento global mas são menos estáveis e, portanto, produzem mais ácido fluorídrico e outros ácidos mediante decomposição. O ácido produzido pela decomposição do refrigerante faz com que o óleo refrigerador usado no compressor 2 se deteriore e corroa a válvula de expansão e outros componentes do mecanismo de expansão 5.

[0035] Especificamente, em comparação ao R410A e R407C, o R32 tem uma temperatura de pirólise inferior a 600 °C e é decomposto mais facilmente pelo calor e oxigênio. O R32 é decomposto termica- mente pela seguinte fórmula de reação (I), produzindo íons de flúor (F-) e carbeno (CH2).

[0036] O carbeno produzido na fórmula de reação (I) é oxidado de acordo com a seguinte fórmula de reação (II), produzindo formaldeído, e é oxidado, ainda, de acordo com a seguinte fórmula de reação (III), produzindo ácido fórmico.

[0037] A díade de carbeno produzida na fórmula de reação (I) produz etileno (C2H4) através de uma reação de acoplamento. O etileno é oxidado pela seguinte fórmula de reação (IV), produzindo acetaldeído, e é oxidado, ainda, pela seguinte fórmula de reação (V), produzindo ácido acético.

[0038] Os íons de flúor produzidos na fórmula de reação (I) reagem com a água contida no refrigerante e o óleo refrigerador, produzindo fluoreto de hidrogênio (HF) através da seguinte fórmula de reação (VI).

[0039] O R32 também reage com oxigênio a partir da seguinte fórmula de reação (VII), produzindo fluoreto de hidrogênio (HF).

[0040] Como descrito acima, o R32 produz fluoreto de hidrogênio (ácido fluorídrico), ácido fórmico, ácido acético e similares por decomposição. O ácido produzido se dissolve na água contida no refrigerante e óleo refrigerador e circula através do circuito de refrigerante. Quando o ácido adere à válvula de expansão do mecanismo de expansão 5, os componentes de metal da válvula de expansão se corroem, o que causa o mau funcionamento do mecanismo de expansão 5.

[0041] A seguir, três exemplos são dados de modos de operação do aparelho de ar-condicionado 1 nos quais a decomposição do refri- gerante R32 ocorre facilmente. O primeiro exemplo é uma operação em que a temperatura do refrigerante gasoso de alta pressão descarregado do compressor 2 excede, por exemplo, 120 °C. Nesse momento, a temperatura das peças deslizantes dentro do compressor 2 será localmente, por vezes, de 600 °C ou mais, nesse caso, o refrigerante R32 pode se decompor termicamente. O segundo exemplo trata de uma operação realizada após uma grade quantidade de ar ter sido erroneamente misturada no circuito de refrigerante e quando o aparelho de ar-condicionado 1 é instalado e o serviço de manutenção ou outro serviço é realizado. Nesse caso, o R32 é decomposto pelo oxigênio contido no ar dentro do circuito de refrigerante. O terceiro exemplo trata de uma operação realizada quando o refrigerante líquido foi retornado ao compressor 2 durante a inicialização do aparelho de ar- condicionado 1, o óleo refrigerador e o refrigerante líquido foram separados dentro do compressor 2, e o refrigerante líquido foi fornecido às peças deslizantes do compressor 2. Nesse caso, o deslizamento normal das peças deslizantes é prejudicado pelo refrigerante líquido e, como resultado, há um risco de que o R32 se decomponha termica- mente devido à geração anormal de calor das peças deslizantes.

[0042] Em face disso, o óleo refrigerador usado no aparelho de ar- condicionado 1 contém 1,0% em peso ou mais de um sequestrante ácido. O óleo refrigerador é um lubrificante usado a fim de evitar a abrasão e queima das peças deslizantes do compressor 2. Quando, por exemplo, o compressor 2 for um compressor espiral, as peças deslizantes do compressor 2 são superfícies deslizantes de propulsão entre duas superfícies deslizantes espirais entre um eixo de manivela e o rolamento e similares. O sequestrante ácido é um aditivo usado a fim de sequestrar o ácido fluorídrico e outros ácidos produzidos pela decomposição do refrigerante à base de R32.

[0043] A seguir, a composição do óleo refrigerador usado na pre sente modalidade é descrita. O óleo refrigerador compreende, primeiramente, um óleo-base, um sequestrante ácido, um agente de pressão extrema e um antioxidante.

[0044] Um óleo mineral ou óleo sintético é usado como óleo-base. Um óleo que é altamente compatível com o refrigerante à base de R32 usado no aparelho de ar-condicionado 1 é selecionado como óleo- base, conforme for adequado. O óleo mineral é, por exemplo, um óleo mineral à base de nafteno ou um óleo mineral à base de parafina. O óleo sintético é, por exemplo, um composto de éster ou um composto de éter, uma poli(α-olefina) ou um alquil benzeno. Exemplos específicos de óleo sintético incluem um éter polivinílico, um éster de poliol, um polialquileno glicol ou similares. Na presente modalidade, um éter polivinílico, um éster de poliol ou um outro óleo sintético é preferencialmente usado como óleo-base. Uma mistura combinando dois ou mais óleos minerais ou óleos sintéticos descritos acima também pode ser usada como o óleo-base.

[0045] O sequestrante ácido é um aditivo usado a fim de reagir com o ácido fluorídrico e outros ácidos produzidos pela decomposição do refrigerante à base de R32, suprimindo, através disso, a deterioração do óleo refrigerador causada pelo ácido. O óleo refrigerador contém 1,0% em peso ou mais, do sequestrante ácido. O sequestrante ácido é, por exemplo, um composto epóxi, um composto de carbodii- mida ou um composto à base de terpeno. Exemplos específicos de sequestrante ácido incluem 2-etilexil glicidil éter, fenil glicidil éter, ci- cloexilcarbinol epoxidado, di(alquilfenil) carbodiimida β-pineno e simi-lares.

[0046] O agente de pressão extrema é um aditivo usado a fim de evitar a abrasão e queima das peças deslizantes do compressor 2. O óleo refrigerador evita o contato entre os membros deslizantes formando um filme de óleo entre as superfícies dos membros das peças deslizantes que deslizam uma contra a outra. Entretanto, os membros deslizantes facilmente entram em contato um com o outro quando um óleo refrigerador de baixa viscosidade, como o óleo de éter polivinílico, é usado e quando a pressão exercida nos membros deslizantes é elevada. O agente de pressão extrema suprime a ocorrência de abrasão e queima reagindo com as superfícies do membro que deslizam umas contra às outras, das peças deslizantes e formam um revestimento. O agente de pressão extrema é, por exemplo, a éster de fosfato, um fos- fito, um tiofosfato, em éster sulfureto, um sulfureto, um tiobisfenol ou similar. Exemplos específicos do agente de pressão extrema incluem fosfato de tricresila (TCP), fosfato de trifenila (TPP), fosforotioato de trifenila (TPPT), uma amina, uma alquila de cadeia lateral C11-14 e fosfato de diexila e monoexila. O TCP adsorve às superfícies dos membros deslizantes e forma um revestimento de fosfato por decomposição.

[0047] O antioxidante é um aditivo usado a fim de evitar a oxidação do óleo refrigerador. Exemplos específicos de oxidante incluem: zinco ditiofosfato; um composto orgânico de enxofre; 2,6-di-terc-butil-4- metilfenol, 2,6-di-terc-butil-4-etilfenol, 2,2'-metileno bis(4-metil-6-terc- butilfenol), e outros fenóis; fenil-α-naftilamina, N,N'-di-fenil-p-fenileno diamina e outros antioxidantes à base de amina; N,N'-dissalicilideno- 1,2-diaminopropano e similares.

[0048] Na presente modalidade, o ácido fluorídrico e outros ácidos produzidos pela decomposição do refrigerante à base de R32 é sequestrado pelo sequestrante ácido, 1,0% em peso ou mais, do qual é contido no óleo refrigerador. A deterioração do óleo refrigerador e corrosão da válvula de expansão do mecanismo de expansão 5, que são causadas pelo ácido produzido pela decomposição do refrigerante à base de R32, são, portanto, suprimidas. A corrosão de outros componentes do aparelho de ar-condicionado 1 também é suprimida. Portan- to, confiabilidade do aparelho de ar-condicionado 1 é aprimorada com o uso do óleo refrigerador na presente modalidade.

[0049] A seguir, apresenta-se uma descrição com referência às Figuras 2 e 3, de exemplos de curvas de temperatura de separação em duas camadas de uma mistura do refrigerante R32 e óleo refrigerador (indicadas abaixo simplesmente como "a mistura"), e o lócus de operação da mistura.

[0050] Na FIG. 2, o eixo geométrico horizontal representa a concentração de óleo, que é a concentração (% em peso) do óleo de éter polivinílico que é o óleo refrigerador contido na mistura e o eixo geométrico vertical representa a temperatura da mistura. As curvas L1 e L2 são curvas de temperatura de separação em duas camadas. A área R1 acima da curva superior L1 e a área R2 abaixo da curva inferior L2 estão onde o refrigerante R32 e o óleo de éter polivinílico se separam em duas camadas. A área R3 entre a curva L1 e a curva inferior L2 é onde o refrigerante R32 e o óleo de éter polivinílico não se separam em duas camadas. Ou seja, a área R3 é onde o refrigerante R32 e o óleo de éter polivinílico dissolvem um com o outro.

[0051] Na FIG. 3, o eixo geométrico horizontal representa a concentração de óleo, que é a concentração (% em peso) do óleo de éster de poliol que é o óleo refrigerador contido na mistura e o eixo geométrico vertical representa a temperatura da mistura. A curva L4 é uma curva de temperatura de separação em duas camadas. A área R4 abaixo da curva L4 é uma área onde o refrigerante R32 e o óleo de éter polivinílico se separam em duas camadas. A área R5 acima da curva L4 é uma área onde o refrigerante R32 e o óleo de éter poliviní- lico não se separam em duas camadas. Ou seja, a área R5 é uma área onde o refrigerante R32 e o óleo de éster de poliol dissolvem um com o outro.

[0052] Nas Figuras 2 e 3, a curva L3 representa o lócus de opera- ção compartilhado pelas duas misturas. Especificamente, a curva L3 representa a transição do estado da mistura dentro do compressor 2 durante a inicialização do aparelho de ar-condicionado 1. Antes de o aparelho de ar-condicionado 1 inicializar, a mistura está no estado do ponto P1 da curva L3. No ponto P1, a concentração de óleo é de aproximadamente 70% em peso. Quando o aparelho de ar-condicionado 1 inicializa, o refrigerante líquido no circuito de refrigerante retorna ao compressor 2 e a concentração de óleo da mistura, portanto, diminui. Entretanto, como o aparelho de ar-condicionado 1 consequentemente continua a ser operado, a temperatura da mistura sobe porque a temperatura do compressor 2 sobe e o refrigerante líquido contido na mistura evapora gradualmente. Como resultado, a concentração de óleo da mistura aumenta. Ou seja, durante a inicialização do aparelho de ar-condicionado 1, a concentração de óleo tem um valor mínimo porque a concentração de óleo da mistura aumenta após ter diminuído. Na FIG. 2, a concentração de óleo da mistura é de aproximadamente 70% em peso no ponto P1 e, portanto, aumenta após ter diminuído, para aproximadamente 30% em peso no ponto P2. O ponto P2 indica o estado em que a concentração de óleo está no valor mínimo. A temperatura da mistura quando a concentração de óleo da mesma estiver em valor mínimo é indicada abaixo como temperatura limite. Nas Figuras 2 e 3, a temperatura limite é a temperatura do estado no ponto P2, que é de aproximadamente 0 °C.

[0053] Na presente modalidade, o lócus de operação L3 da mistura durante a inicialização do aparelho de ar-condicionado 1 está dentro da área R3 na Figura 2 na qual o refrigerante R32 e o óleo de éter po- livinílico não se separam em duas camadas e estão dentro da área R5 na Figura 3 na qual o refrigerante R32 e o óleo de éster de poliol não se separam em duas camadas. Portanto, durante a inicialização do aparelho de ar-condicionado 1, a mistura não se separa em duas ca- madas do refrigerante R32 e do óleo refrigerador. Quando a mistura não se separa em duas camadas, o refrigerante R32 separado se decompõe pelas razões descritas acima e há uma possibilidade de que a válvula de expansão do mecanismo de expansão 5 seja corroída.

[0054] Além disso, na presente modalidade, a temperatura na qual a mistura, quando a concentração de óleo estiver no valor mínimo, se separa em duas camadas do refrigerante R32 e do óleo refrigerador, é de -35 °C ou maior ou menor do que a temperatura limite. Na FIG. 2, a temperatura na qual a mistura, quando a concentração de óleo estiver no valor mínimo, se separa em duas camadas é indicada pelo ponto P3, e é de aproximadamente -10 °C. Na Figura 3, a temperatura na qual a mistura, quando a concentração de óleo estiver no valor mínimo, se separa em duas camadas é indicada pelo ponto P4, e é de aproximadamente -30 °C. Quando a temperatura na qual a mistura se separa em duas camadas é igual ou maior do que a temperatura limite, o ponto P2 está dentro da área R2 na Figura 2 e o ponto P2 está dentro da área R4 na Figura 3, e a mistura poderia, portanto, se separar em duas camadas do refrigerante R32 e do óleo refrigerador durante a inicialização do aparelho de ar-condicionado 1. A temperatura na qual a mistura do R32 e do óleo refrigerador se separa em duas camadas é maior do que a temperatura na qual a mistura do óleo refrigerador e R410A ou R407C se separariam em duas camadas. Portanto, a mistura do R32 e do óleo refrigerador facilmente se separa em duas camadas durante a inicialização do aparelho de ar-condicionado 1. Portanto, com o uso do óleo refrigerador para o qual a temperatura na qual a mistura com o refrigerante R32 se separa em duas camadas é menor do que a temperatura limite evita a separação em duas camadas da mistura durante a inicialização do aparelho de ar-condicionado 1 e melhora a confiabilidade do aparelho de ar-condicionado 1.

[0055] Dependendo da composição do óleo refrigerador, quando o refrigerante for R32, o valor mínimo da concentração de óleo da mistura de refrigerante e de óleo refrigerador é de 35 ± 10% em peso e a temperatura limite da mistura é de 0 ± 10 °C.

EXEMPLOS:

[0056] Os resultados do teste para o óleo refrigerador usado pelo aparelho de refrigeração na presente modalidade, são descritos a seguir. Nos testes do óleo refrigerador, um teste de protótipo de produto foi realizado e o impacto do óleo refrigerador no aparelho de refrigeração foi analisado.

[0057] Nesses testes, o aparelho de refrigeração foi colocado em funcionamento com várias quantidades adicionadas do sequestrante ácido mescladas no óleo refrigerador. O estado da válvula de expansão de latão do mecanismo de expansão do aparelho de refrigeração foi, então, confirmado. Os resultados do teste de protótipo são mostrados na Tabela 1, a seguir. As condições do teste foram tais que a temperatura do gás refrigerante descarregado a partir do compressor foi de 120 °C, o tempo de operação do aparelho de refrigeração foi de 2.000 horas e a pressão de operação do aparelho de refrigeração foi um valor definido como adequado. O óleo de éter polivinílico foi usado como o óleo-base do óleo refrigerador. 0,3 a 5,0% em peso de um se- questrante ácido foi adicionado ao óleo refrigerador. A válvula de expansão foi analisada após o teste em termos dos elementos da mesma por aparelho de raios-X de dispersão de energia para confirmar a quantidade de flúor, um produto da decomposição do refrigerante.

[0058] Na tabela 1, em um teste com o uso de R410A como o refrigerante, a quantidade do flúor detectada foi de 5,2% em peso e a corrosão da válvula de expansão não foi confirmada, mesmo quando a quantidade do sequestrante ácido adicionada foi 0,3% em peso. Em um teste com o uso de R32 como o refrigerante, a quantidade do flúor detectada foi de 16,7% em peso e a corrosão da válvula de expansão foi confirmada em "R32-I", no qual a quantidade do sequestrante ácido adicionada foi 0,3% em peso. Por outro lado, nos "R32-II," "R32-III," R32-IV" e "R32-V," nos quais a quantidade de sequestrante ácido adicionada foi de 1,0 a 5,05% em peso, a quantidade de flúor detectada foi de 6,0% em peso, ou menos e a corrosão da válvula de expansão não foi confirmada. TABELA 1:

[0059] De acordo com a tabela 1, em um aparelho de refrigeração com o uso de R32 como o refrigerante, a corrosão da válvula de expansão foi suprimida quando a quantidade de sequestrante ácido adicionado no óleo refrigerador foi de 1,0% em peso, ou mais.

[0060] Além disso, um experimento também foi realizado para comparar a solubilidade entre o óleo de éter polivinílico e o refrigerante R32. Como resultado, foi confirmado que a solubilidade com o R32 foi aprimorada, em conformidade com um peso molecular inferior da ca- deia lateral do éter polivinílico. Como um exemplo específico, em uma fórmula química estrutural do éter polivinílico mostrada abaixo, um grupo etila (C2H5) é conectado a um átomo de oxigênio de cadeia lateral. ESTRUTURA QUÍMICA 1

[0061] Por outro lado, na fórmula química estrutural do éter polivi- nílico mostrada abaixo, um grupo metila (CH3) é conectado a um átomo de oxigênio de cadeia lateral. ESTRUTURA QUÍMICA 2

[0062] Considerando os dois tipos de éteres polivinílicos, foi confirmado que um éter polivinílico que tem um grupo metila é mais solúvel com o refrigerante R32 do que é um éter polivinílico que tem um grupo etila. Na FIG. 2, a curva inferior L2 se move mais baixa à medida que a solubilidade entre o óleo refrigerador e o refrigerante R32 aumenta. Portanto, durante a inicialização do aparelho de ar- condicionado 1, a mistura do óleo refrigerador e do refrigerante R32 se separa menos facilmente em duas camadas com solubilidade mais alta entre o óleo refrigerador e o refrigerante R32. Portanto, conside- rando os dois tipos de éteres polivinílicos acima, o óleo refrigerador que contém um éter polivinílico que tem um grupo metila se separa menos facilmente em duas camadas com o refrigerante R32 do que aquele que contém um éter polivinílico que tem um grupo etila. O grau de viscosidade ISO do óleo de éter polivinílico usado no experimento é VG68.

MODIFICAÇÕES

[0063] Uma modalidade e exemplos da presente invenção foram descritos acima, mas a configuração específica da presente invenção pode ser variada dentro de uma faixa que não desvie do escopo da presente invenção. Abaixo, apresentam-se descrições que podem ser aplicadas à modalidade da presente invenção. (1) MODIFICAÇÃO A

[0064] Na presente modalidade, o óleo refrigerador contém 1,0% em peso ou mais de um sequestrante ácido. Entretanto, o óleo refrigerador contém preferencialmente 5,0% em peso ou menos de um se- questrante ácido e, mais preferencialmente, contém 3,0% em peso ou menos de um sequestrante ácido. (2) MODIFICAÇÃO B

[0065] Na presente modalidade, o óleo refrigerador contém um agente de pressão extrema e um antioxidante. Entretanto, o óleo refrigerador pode conter tanto um agente de pressão extrema por si só como um antioxidante por si só e o óleo refrigerador também pode excluir o agente de pressão extrema e o antioxidante. (3) MODIFICAÇÃO C

[0066] Nos exemplos da presente modalidade, os testes do óleo refrigerador foram realizados com o uso de uma válvula de expansão de latão como a válvula de expansão do mecanismo de expansão, mas os testes do óleo refrigerador podem ser realizados com o uso de uma válvula de expansão de aço inoxidável. Evidentemente, a corro são da válvula de expansão é suprimida de forma eficaz também nesse caso.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

[0067] O aparelho de refrigeração, de acordo com a presente invenção, pode suprimir a deterioração do óleo refrigerador e a corrosão da válvula de expansão. LISTA DE REFERÊNCIAS NUMÉRICAS 1 Aparelho de ar-condicionado (aparelho de refrigeração) 2 Compressor 4 Trocador de calor externo (condensador, evaporador) 5 Mecanismo de expansão 6 Trocador de calor interno (evaporador, condensador)

LISTA DE CITAÇÃO LITERATURA DE PATENTE

[0068] Literatura de Patente 1 Pedido de Patente aberto à inspeção pública no JP 2001-226690

Claims

1. Aparelho de refrigeração (1) que compreende um compressor (2), um condensador (4), um mecanismo de expansão (5) e um evaporador (6); refrigerante que contém R32 e óleo refrigerador para lubrificar o compressor que é usado; o óleo refrigerador contém óleo de éter polivinílico ou o óleo de éster de poliol como óleo base, e um sequestrante ácido que é mesclado com o óleo refrigerador, caracterizado pelo fato de que o refrigerante contem pelo menos 60% em peso de R32, e o sequestrante ácido é adicionado em uma quantidade de 1,0 a 5,0% em peso que é mesclado com o óleo refrigerador.

2. Aparelho de refrigeração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sequestrante ácido adicionado em uma quantidade de 2,0 a 5,0% em peso é mesclado com o óleo refrigerador.

3. Aparelho de refrigeração, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo fato de que um agente de pressão extrema é adicionalmente mesclado com o óleo refrigerador.

4. Aparelho de refrigeração, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que um antioxidante é adicionalmente mesclado com o óleo re-frigerador.

5. Aparelho de refrigeração, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o refrigerante contém apenas R32.

6. Aparelho de refrigeração, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o óleo refrigerador é do tipo em que não há separação em uma mistura com o refrigerante durante a partida.

7. Aparelho de refrigeração, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que uma concentração de óleo, que é uma concentração do óleo refrigerador contido na mistura, exibe um valor mínimo durante a partida em um processo durante o qual uma temperatura da mistura aumenta; e uma temperatura à qual a separação ocorre na mistura, para a qual a concentração de óleo é do valor mínimo de -35 °C ou maior, e também é menor do que uma temperatura da mistura quando a concentração de óleo for o valor mínimo.