ES2581933T3 - Composiciones que contienen olefinas sustituidas con difluorometano y flúor - Google Patents

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Abstract

Una composición de transferencia de calor que comprende: (a) difluorometano (HFC-32) en la cantidad del 45 al 55 por ciento en peso medido respecto al peso total de trans HFO-1234ze y HFC-32 en la composición; (b) trans HFO-1234ze en la cantidad del 45 al 55 por ciento en peso medido respecto al peso total de trans HFO- 1234ze y HFC-32 en la composición; y (c) 1,1-difluoroetano (HFC-152a).

Description

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En ciertas realizaciones preferidas, los métodos comprenden un remplazo directo porque la capacidad del sistema es de al menos aproximadamente el 70%, preferiblemente de al menos aproximadamente el 85%, e incluso más preferiblemente de al menos aproximadamente el 90% de la capacidad del sistema antes del remplazo, y preferiblemente no mayor de aproximadamente el 130%, incluso más preferiblemente menor de aproximadamente el 115%, e incluso más preferiblemente menor de aproximadamente el 110%. En ciertas realizaciones preferidas, los métodos comprenden un remplazo directo porque la presión de succión y/o la presión de descarga del sistema, es incluso más preferiblemente ambas, son de al menos aproximadamente el 70%, más preferiblemente de al menos aproximadamente el 90% e incluso más preferiblemente de al menos aproximadamente el 95% de la presión de succión y/o la presión de descarga antes del remplazo, y preferiblemente no mayor de aproximadamente el 130%, incluso más preferiblemente menos de aproximadamente el 115%, e incluso más preferiblemente menor de aproximadamente el 110%. En ciertas realizaciones preferidas, los métodos comprenden un remplazo directo porque el flujo de masa del sistema es de al menos aproximadamente el 80%, e incluso más preferiblemente de al menos el 90% del flujo de masa previo al remplazo, y preferiblemente no mayor de aproximadamente el 130%, incluso más preferiblemente menor de aproximadamente el 115%, e incluso más preferiblemente menor de aproximadamente el 110%.
En ciertas realizaciones, la presente invención proporciona refrigeración por absorción de calor desde un fluido o cuerpo, preferiblemente por evaporación de la presente composición refrigerante en las cercanías del cuerpo o fluido a enfriar para producir vapor que comprende la presente composición. Preferiblemente, los métodos incluyen la etapa adicional de comprimir el vapor de refrigerante, habitualmente con un compresor o equipo similar para producir vapor de la presente composición a una presión relativamente elevada. En general, la etapa de compresión del vapor provoca la adición de calor al vapor, causando, por tanto, un aumento en la temperatura del vapor de presión relativamente alta. Preferiblemente en dichas realizaciones, los presentes métodos incluyen retirar de este vapor a temperatura relativamente alta, alta presión, al menos una parte del calor añadido por las etapas de evaporación y compresión. La etapa de retirada de calor preferiblemente incluye condensación del vapor a alta temperatura, alta presión mientras el vapor está en un estado de presión relativamente alta para producir un líquido de presión relativamente alta que comprende una composición de la presente invención. El líquido de presión relativamente alta preferiblemente experimenta después una reducción nominalmente isoentálpica en la presión para producir un líquido a temperatura relativamente baja, baja presión. En dichas realizaciones, es este líquido refrigerante de temperatura reducida el que se vaporiza después por calor transferido desde el cuerpo o fluido a enfriarse.
En otra realización del proceso de la invención, las composiciones de la invención pueden usarse en un método para producir calentamiento, que comprende condensar un refrigerante que comprende las composiciones, en las cercanías de un líquido o cuerpo a calentarse. Dichos métodos, como se ha mencionado anteriormente en este documento, frecuentemente son ciclos inversos al ciclo de refrigeración descrito anteriormente.
Ejemplos
Ejemplo de referencia 1 -Sistema de temperatura media con HFC-32 y CF3I
La capacidad de una composición de transferencia de calor (y un refrigerante en particular) representa la capacidad de enfriamiento o calentamiento y proporciona alguna medida de la capacidad de un compresor de bombear cantidades de calor para un caudal volumétrico dado de refrigerante. En otras palabras, dado un compresor específico, un refrigerante con una mayor capacidad suministrará más potencia de enfriamiento o calentamiento.
Se simula un sistema de ciclo de refrigeración/aire acondicionado o está provisto con una temperatura de condensador que es de aproximadamente 40ºC, una temperatura de evaporador de aproximadamente 2ºC, un sobrecalentamiento de aproximadamente 10ºC, y una temperatura de subenfriamiento de aproximadamente 5ºC, y una eficacia de compresor de 0,7, que se considerarían normalmente condiciones típicas de "temperatura media". Se simulan y/o ensayan varias composiciones de la presente invención basadas en un primer componente que consiste en HFC-32, un segundo componente que consiste en CF3I y uno de una serie de terceros componentes como se ha descrito anteriormente. Para cada tercer componente, se determinan las concentraciones relativas de los tres componentes que corresponden sustancialmente a la capacidad de R-410A en las condiciones mencionadas anteriormente. Después se traza o simula una curva de las diversas concentraciones de cada componente para los cuales la capacidad corresponde sustancialmente con la de R0410A (visualmente, matemáticamente o una combinación de cada una). Después se coloca un asterisco sobre la curva para indicar aquellas composiciones que tienen un GWP de 1000 o menos y se coloca un rombo para indicar aquellas composiciones que tienen un GWP de más de 1000. Este procedimiento se repite para todos los compuestos del tercer componente identificados anteriormente y para el compuesto del segundo componente HFO-1225ye-Z. Por tanto, se desarrolla un ejemplo de una "herramienta" para seleccionar un refrigerante para este sistema y se presenta como el diagrama en la Figura 1. El diagrama en la Figura 1 se analiza para identificar composiciones que recaen sobre o alrededor de las curvas y para las cuales GWP es de menos de aproximadamente 1000. Esta identificación está preferiblemente precedida o seguida de un análisis de la inflamabilidad de las composiciones, y después se hace una selección de una composición para su uso como un componente original de dicho sistema o como un remplazo o para reconstruir dicho sistema existente.
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Ejemplo de referencia 2 -Sistema de temperatura media con HFC-32/CO2 y CF3I
Se repite el Ejemplo de referencia 1 excepto que el primer componente de la composición de transferencia de calor consiste en el 3 por ciento en peso de CO2 y el 97 por ciento en peso de HFC-32 y que el refrigerante cuya capacidad tiene que igualarse es R-410A. El diagrama en la Figura 2 se desarrolla y analiza para identificar composiciones que recaen sobre o alrededor de las curvas y para las cuales GWP es de menos de aproximadamente 1000. Esta identificación está preferiblemente precedida o seguida de un análisis de la inflamabilidad de las composiciones, y después se hace una selección de una composición para su uso como un componente original de dicho sistema o como un remplazo o para reconstruir dicho sistema existente.
Ejemplo de referencia 3 -Sistema de temperatura media con HFC-32/CO2 y CF3I
Se repite el Ejemplo de referencia 1 excepto que el primer componente de la composición de transferencia de calor consiste en el 1 por ciento en peso de CO2 y el 99 por ciento en peso de HFC-32 y que el refrigerante cuya capacidad tiene que igualarse es R-410A. El diagrama en la Figura 3 se desarrolla y analiza para identificar composiciones que recaen sobre o alrededor de las curvas y para las cuales GWP es de menos de aproximadamente 1000. Esta identificación está preferiblemente precedida o seguida de un análisis de la inflamabilidad de las composiciones, y después se hace una selección de una composición para su uso como un componente original de dicho sistema o como un remplazo o para reconstruir dicho sistema existente.
Ejemplo de referencia 4 -Sistema de temperatura baja con HFC-32/CO2 y CF3I
Se repite el Ejemplo de referencia 1 excepto que el primer componente de la composición de transferencia de calor consiste en el 3 por ciento en peso de CO2 y el 99 por ciento en peso de HFC-32, y que el refrigerante cuya capacidad tiene que igualarse es R-410A, y que las condiciones son una temperatura de condensador de aproximadamente 45ºC, una temperatura de evaporador de aproximadamente -34ºC, un sobrecalentamiento de aproximadamente 10ºC, y una temperatura de subenfriamiento de aproximadamente 5ºC, y una eficacia de compresor de 0,7, que se considerarían normalmente condiciones típicas de "temperatura baja". El diagrama en la Figura 4 se desarrolla y analiza para identificar composiciones que recaen sobre o alrededor de las curvas y para las cuales GWP es de menos de aproximadamente 1000. Esta identificación está preferiblemente precedida o seguida de un análisis de la inflamabilidad de las composiciones, y después se hace una selección de una composición para su uso como un componente original de dicho sistema o como un remplazo o para reconstruir dicho sistema existente.
Ejemplo de referencia 5 -Sistema de temperatura baja con HFC-32/CO2 y CF3I
Se repite el Ejemplo de referencia 1 excepto que el primer componente de la composición de transferencia de calor consiste en el 1 por ciento en peso de CO2 y el 99 por ciento en peso de HFC-32, y que el refrigerante cuya capacidad tiene que igualarse es R-410A, y que las condiciones son una temperatura de condensador de aproximadamente 45ºC, una temperatura de evaporador de aproximadamente -34ºC, un sobrecalentamiento de aproximadamente 10ºC, y una temperatura de subenfriamiento de aproximadamente 5ºC, y una eficacia de compresor de 0,7, que se considerarían normalmente condiciones típicas de "temperatura baja". El diagrama en la Figura 5 se desarrolla y analiza para identificar composiciones que recaen sobre o alrededor de las curvas y para las cuales GWP es de menos de aproximadamente 1000. Esta identificación está preferiblemente precedida o seguida de un análisis de la inflamabilidad de las composiciones, y después se hace una selección de una composición para su uso como un componente original de dicho sistema o como un remplazo o para reconstruir dicho sistema existente.
Ejemplo de referencia 6 -Sistema de temperatura media con HFC-32 y HF0-1225
Se simula un sistema de ciclo de refrigeración/aire acondicionado o está provisto con una temperatura de condensador que es de aproximadamente 40ºC, una temperatura de evaporador de aproximadamente 2ºC, un sobrecalentamiento de aproximadamente 10ºC, y una temperatura de subenfriamiento de aproximadamente 5ºC, y una eficacia de compresor de 0,7, que se considerarían normalmente condiciones típicas de "temperatura media". Se simulan y/o ensayan varias composiciones de la presente invención basadas en un primer componente que consiste en HFC-32, un segundo componente que consiste en HFO-1225ye-Z y uno de una serie de terceros componentes como se ha descrito anteriormente. Para cada tercer componente, se determinan las concentraciones relativas de los tres componentes que corresponden sustancialmente a la capacidad de R-410A en las condiciones mencionadas anteriormente. Después se traza o simula una curva de las diversas concentraciones de cada componente para los cuales la capacidad corresponde sustancialmente con la de R0410A (visualmente, matemáticamente o una combinación de cada una). Después se coloca un asterisco sobre la curva para indicar aquellas composiciones que tienen un GWP de 1000 o menos y se coloca un rombo para indicar aquellas composiciones que tienen un GWP de más de 1000. Este procedimiento se repite para todos los compuestos del tercer componente identificados anteriormente y para el compuesto del segundo componente CF3I. Por tanto, se desarrolla un ejemplo de una "herramienta" para seleccionar un refrigerante para este sistema y se presenta como el
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aproximadamente 10ºC, y una temperatura de subenfriamiento de aproximadamente 5ºC, y una eficacia de compresor de 0,7, que se considerarían normalmente condiciones típicas de "temperatura baja". El diagrama en la Figura 12 se desarrolla y analiza para identificar composiciones que recaen sobre o alrededor de las curvas y para las cuales GWP es de menos de aproximadamente 1000. Esta identificación está preferiblemente precedida o 5 seguida de un análisis de la inflamabilidad de las composiciones, y después se hace una selección de una composición para su uso como un componente original de dicho sistema o como un remplazo o para reconstruir dicho sistema existente.
Ejemplo de referencia 13
10 Se midió el equilibrio de vapor y líquido (VLE) de una mezcla de HFO-1234ze(E) y R-32 por 2 métodos diferentes. El primer método es un ebullómetro abierto que mide la temperatura del punto de burbuja de una mezcla a presión atmosférica que se muestra en la Tabla 3. El segundo método es en un sistema sellado que permite presiones por encima de la atmosférica que se muestra en la Tabla 4. 15 Tabla 3: Datos de ebullómetro de HFO-1234ze(E) + R-32
Líquido, % en peso T, ºC P, psia (kPa) HFO-1234ze(E) R-32
-18,8 14,39 (99,21) 100,0 0,0 -26,3 14,39 (99,21) 94,8 5,2 -29,0 14,39 (99,21) 90,4 9,6 -31,8 14,39 (99,21) 86,4 13,6 -35,4 14,39 (99,21) 74,6 25,4 -38,4 14,39 (99,21) 64,6 35,4 -40,6 14,39 (99,21) 53,2 46,8 -42,4 14,39 (99,21) 48,2 51,8 -43,7 14,39 (99,21) 42,9 57,1 -44,9 14,39 (99,21) 39,8 60,2 -47,3 14,39 (99,21) 36,5 63,5 -19,1 14,52 (100,11) 100,0 0,0 -22,9 14,52 (100,11) 98,4 1,6 -30,3 14,52 (100,11) 91,2 8,8 -34,1 14,52 (100,11) 83,1 16,9 -37,0 14,52 (100,11) 75,7 24,3 -38,7 14,52 (100,11) 69,7 30,3 -40,0 14,52 (100,11) 63,6 36,4 -51,4 14,23 (98,11) 0,0 100,0 -51,5 14,23 (98,11) 0,5 99,5 -51,2 14,23 (98,11) 2,8 97,2 -50,4 14,23 (98,11) 5,0 95,0 -49,1 14,23 (98,11) 23,6 76,4
Tabla 4: Datos de VLE para HFO-1234ze(E) + R-32
Líquido, % en peso T, ºC P, psia (kPa) HFO-1234ze(E) R-32
-3,6 48,7 (335,77) 93,4 6,6 -3,6 48,0 (330,95) 93,4 6,6 1,4 32,5 (224,08) 100,0 0,0 1,1 44,1 (304,06) 96,2 3,8 1,3 46,1 (317,85) 96,2 3,8 1,4 42,3 (291,65) 96,2 3,8 1,3 51,1 (352,32) 93,4 6,6 1,7 57,1 (393,69) 93,4 6,6 21,7 72,9 (502,63) 96,2 3,8 21,9 75,4 (519,86) 96,2 3,8 21,9 73,8 (508,83) 96,2 3,8 21,5 81,4 (561,23) 93,4 6,6 21,6 84,9 (585,36) 93,4 6,6 21,6 86,0 (592,95) 93,4 6,6 40,8 116,7 (804,62) 100,0 0,0 41,1 116,0 (799,79) 100,0 0,0 41,7 134,8 (929,41) 96,2 3,8 41,7 138,5 (954,92) 96,2 3,8 41,7 139,5 (961,81) 96,2 3,8 41,5 145,2 (1.001,12) 93,4 6,6 41,6 151,2 (1.042,49) 93,4 6,6
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