ES2935339T3 - Dispositivo de refrigeración - Google Patents

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Masaru Tanaka
Shigeharu Taira
Tomoyuki Haikawa
Yoshiki Shimizu
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Abstract

Un dispositivo de refrigeración (100) comprende una unidad de fuente de calor (10), una unidad de uso (20A), tubería de refrigerante líquido (31) y tubería de refrigerante gaseoso (32). La unidad de uso (20A) tiene tuberías internas de la unidad de uso (29a-29c). La tubería de refrigerante líquido (31) y la tubería de refrigerante gaseoso (32) conectan la unidad de fuente de calor (10) y las tuberías internas de la unidad de uso (29a-29c). El refrigerante circula a través de la unidad de fuente de calor (10), la unidad de uso (20A), la tubería de refrigerante líquido (31) y la tubería de refrigerante gaseoso (32). El refrigerante incluye un compuesto que se expresa mediante una fórmula molecular que tiene uno o más enlaces insaturados carbono-carbono. Una superficie interna de al menos una sección entre la tubería de refrigerante líquido (31), la tubería de refrigerante gaseoso (32), (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de refrigeración
Campo de la técnica
La presente invención se refiere a un aparato de refrigeración.
Antecedentes de la técnica
En los últimos años, desde el punto de vista de reducir el calentamiento global, algunos aparatos de refrigeración han usado hidrofluoroolefinas (HFO) como refrigerante, lo cual se describe en el Documento de Patente 1 (Publicación de Solicitud de Patente japonesa no examinada de No. 2015-007257). Las HFO se descomponen fácilmente por los radicales OH en la atmósfera y, por lo tanto, tienen un bajo potencial de calentamiento global. Ejemplos de HFO incluyen 1,1,2-trifluoroetileno (h FO-1123) y 2,3,3,3-tetrafluoropropeno (HFO-1234yf).
El Documento de Patente 2 (US 2009283712 A1) describe una composición que comprende (a) al menos un compuesto halogenado seleccionado del grupo que consiste en hidrofluoroolefina de C3-C5 , CF3 I, y combinaciones de los mismos, y (b) una cantidad estabilizadora eficaz de un sesquiterpeno seleccionado del grupo que consiste en farnesol, farneseno y mezclas de los mismos.
El Documento de Patente 3 (US 2015135745 A1) describe composiciones de fluoroolefinas que son útiles como refrigerantes o fluidos de transferencia de calor y en procesos para producir frío o calor.
El Documento de Patente 4 (US 2003062508 A1) describe composiciones de hidrofluorocarbonos adecuadas para su uso en una amplia gama de aplicaciones. Las composiciones se describen como solubles en aceites lubricantes de hidrocarburo y se mencionan para su uso en sustitución de composiciones de CFC y HCFC en aplicaciones de refrigeración.
El Documento de Patente 5 (JP-H-10132398 A) describe un compresor de un congelador para comprimir refrigerante que contiene hidrofluorocarbono, un condensador para condensar el refrigerante, un evaporador para evaporar el refrigerante y un medio de expansión para expandir el refrigerante, en donde el refrigerante y el aceite del congelador se aplican como medio de trabajo de un ciclo de congelación. En el compresor del congelador se dispone un mecanismo de liberación de un agente aditivo con el agente aditivo sumergido en su sección de sinterización.
El Documento de Patente 6 (WO 2015125885 A1) describe una composición para sistemas de ciclo térmico que contiene trifluoroetileno (HFO-1123). También describe una composición para sistemas de ciclos térmicos que contiene un eliminador de radicales y un medio de trabajo para ciclos térmicos que contiene trifluoroetileno, así como un sistema de ciclos térmicos que usa esta composición para sistemas de ciclos térmicos.
El Documento de Patente 7 (US 2014070132 A1) describe el empleo de un medio de trabajo que comprende 1,1,2-trifluoroetileno para un ciclo térmico (tal como un sistema de ciclo Rankine, un sistema de ciclo de bomba de calor, un sistema de ciclo de refrigeración o un sistema de transporte de calor).
Sumario de la invención
<Problema técnico>
Algunos refrigerantes usados en los aparatos de refrigeración tienden a sufrir una reacción de autodescomposición, denominada reacción de desproporción, en determinadas condiciones, debido a su baja estabilidad térmica. La reacción de desproporción es una reacción química donde dos o más moléculas del mismo tipo se transforman en dos o más sustancias diferentes debido a factores, tales como una reacción mutua entre estas moléculas.
Un ejemplo de la reacción de desproporción es la polimerización del refrigerante HFO-1123. El HFO-1123 es un compuesto representado por una fórmula molecular que tiene uno o más enlaces insaturados carbono-carbono. Debido a esto, es más probable que una reacción de polimerización progrese a alta temperatura y alta presión. La reacción de polimerización es una reacción en la que varios monómeros se polimerizan para formar un compuesto (compuesto polimérico) con un gran peso molecular. Un polímero, que es un compuesto producido por la reacción de polimerización, normalmente tiene un peso molecular de 10.000 o más.
Del mismo modo, el HFO-1234yf también tiene un doble enlace en su composición y, por lo tanto, es probable que experimente polimerización según las condiciones, tales como alta temperatura.
Si parte del refrigerante sufre una metamorfosis por la reacción de desproporción, disminuye la cantidad efectiva de refrigerante que circula en un circuito refrigerante, provocando la degradación en el rendimiento del circuito refrigerante. Además, en algunos casos, los productos formados por la reacción de desproporción pueden obstruir una tubería en el circuito de refrigerante e inhibir la circulación del refrigerante.
Por lo tanto, un objeto de la presente invención es reducir la aparición de una reacción de desproporción de un refrigerante usado en un aparato de refrigeración.
<Solución al Problema>
Un aparato de refrigeración según un primer aspecto de la presente invención incluye: una unidad de fuente de calor; una unidad de utilización; una tubería de refrigerante líquido y una tubería de refrigerante gaseoso; y un refrigerante. La unidad de utilización tiene una tubería interna de la unidad de utilización. La tubería de refrigerante líquido y la tubería de refrigerante gaseoso conectan la unidad de fuente de calor y la tubería interna de la unidad de utilización. El refrigerante circula a través de la unidad de fuente de calor, de la unidad de utilización, de la tubería de refrigerante líquido y de la tubería de refrigerante gaseoso. El refrigerante es un refrigerante mixto que contiene hidrofluoroolefina e hidrofluorocarbono como componentes principales. Se aplica un inhibidor de desproporción para reducir una reacción de desproporción del refrigerante a las superficies internas de al menos una parte de la tubería de refrigerante líquido, de la tubería de refrigerante gaseoso y de la tubería interna de la unidad de utilización. El aparato de refrigeración también comprende un aceite refrigerante que contiene un hidrocarburo que contiene oxígeno como componente principal. El inhibidor de desproporción contiene al menos uno de un estabilizador, un antioxidante, o un desoxidante. Cuando el inhibidor de desproporción contiene el estabilizador, el estabilizador contiene al menos uno de un potenciador de la resistencia a la oxidación, un mejorador de la resistencia al calor y un desactivador de metales. El potenciador de la resistencia a la oxidación y el mejorador de la resistencia al calor contienen al menos uno de: N,N'-difenil-fenilendiamina,
p-octildifenilamina,
p,p'-dioctildifenilamina,
N-fenil-1-naftilamina,
N-fenil-2-naftilamina,
N-(p-dodecil)fenil-2-naftilamina,
di-1-naftilamina,
di-2-naftilamina,
N-alquil fenotiazina,
6-(t--butil)fenol,
2,6-di-(t-butil)fenol,
4-metil-2,6-di-(t-butil)fenol, y
4,4'-metilenbis(2,6-di-t-butilfenol).
El desactivador de metales contiene al menos uno de:
imidazol,
bencimidazol,
2-mercaptobenztiazol,
2.5- dimercaptotiadiazol,
salicilideno-propilendiamina,
pirazol,
benzotriazol,
tolutriazol,
2-metilbencimidazol,
3.5- dimetilpirazol,
metilenbis-benzotriazol,
un ácido orgánico o un éster del mismo,
una amina alifática primaria, secundaria o terciaria,
una sal de amina de un ácido orgánico o ácido inorgánico,
un compuesto heterocíclico que contiene nitrógeno, y
una sal de amina de un fosfato de ácido de alquilo o un derivado del mismo.
Cuando el inhibidor de desproporción contiene el antioxidante, el antioxidante contiene al menos uno de: ditiofosfato de zinc,
un compuesto organosulfurado,
2.6- di-terc-butil-4-metilfenol,
2.6- di-terc-butil-4-etilfenol,
2,2'-metilenbis(4-metil-6-terc-butilfenol),
fenil-a-naftilamina,
N,N'-di-fenil-p-fenilendiamina, y
N,N'-disalicilideno-1,2-diaminopropano.
Cuando el inhibidor de desproporción contiene el desoxidante, el desoxidante contiene al menos uno de:
2-etilhexil glicidil éter,
glicidil fenil éter,
ciclohexil carbinol epoxidado,
di(alquilfenil)carbodiimida y p-pineno.
Con esta configuración, el inhibidor de desproporción se aplica al menos a una parte de las superficies internas de la tubería de refrigerante líquido, de la tubería de refrigerante gaseoso y de la tubería interna de la unidad de utilización. Por lo tanto, el refrigerante que circula en el circuito refrigerante entra en contacto con el inhibidor de desproporción, de modo que es menos probable que se produzca la reacción de desproporción en el refrigerante.
Un aparato de refrigeración según un segundo aspecto de la presente invención es el aparato de refrigeración según el primer aspecto, en donde el inhibidor de desproporción es un inhibidor de polimerización para reducir la polimerización del refrigerante.
Con esta configuración, el inhibidor de desproporción reduce la polimerización del refrigerante. De este modo, se puede reducir la degradación en el rendimiento del circuito refrigerante debido a los productos de polimerización. <Efectos ventajosos de la invención>
Es menos probable que el aparato de refrigeración según el primer aspecto de la presente invención provoque una reacción de desproporción en el refrigerante.
El aparato de refrigeración según el segundo aspecto de la presente invención puede reducir la degradación del rendimiento de un circuito de refrigeración debido a los productos de polimerización.
Breve descripción de los dibujos
La FIG. 1 es un diagrama esquemático que muestra un circuito refrigerante en un aparato de refrigeración 100 según una realización de la presente invención; y
La FIG. 2 es un diagrama esquemático que muestra una unidad de utilización 20A y una tubería de comunicación de refrigerante 30 del aparato de refrigeración 100 que se muestra en la FIG. 1.
Descripción de realizaciones
A continuación, se describirán realizaciones de un aparato de refrigeración según la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos. Cabe señalar que la configuración específica del aparato de refrigeración según la presente invención no se limita a las realizaciones siguientes, y se pueden realizar diversas modificaciones o cambios en estas realizaciones sin apartarse del alcance de la presente invención.
(1) Configuración general
La FIG. 1 muestra un aparato de refrigeración 100 según una realización de la presente invención. El aparato de refrigeración 100 es, por ejemplo, un acondicionador de aire. El aparato de refrigeración 100 incluye una unidad de fuente de calor 10, unidades de utilización 20A y 20B, una tubería de comunicación de refrigerante 30 y un refrigerante. (2) Configuración detallada
(2-1) Unidad de fuente de calor 10
La unidad de fuente de calor 10 es para generar calor-caliente o calor-frío. La unidad de fuente de calor 10 incluye un compresor 11, una válvula de conmutación de cuatro vías 12, un intercambiador de calor de la unidad de fuente de calor 13, un ventilador de la unidad de fuente de calor 14, una válvula de expansión de la unidad de fuente de calor 15, un puerto de paso de líquido de la unidad de fuente de calor 17, un puerto de paso de gas de la unidad de fuente de calor 18 y tuberías internas de la unidad de fuente de calor 19a a 19g.
(2-1-1) Compresor 11
El compresor 11 aspira y comprime un refrigerante gaseoso a baja presión para generar un refrigerante gaseoso a alta presión y luego descarga el refrigerante gaseoso a alta presión en la dirección indicada por la flecha.
(2-1 -2) Válvula de conmutación de cuatro vías 12
La válvula de conmutación de cuatro vías 12 cambia entre una operación de uso de calor-frío y una operación de uso de calor-caliente. La válvula de conmutación de cuatro vías 12 configura una ruta de refrigerante indicada por la línea continua durante la operación de uso de calor-frío, y configura una ruta de refrigerante indicada por la línea discontinua durante la operación de uso de calor-caliente.
(2-1 -3) Intercambiador de calor de la unidad de fuente de calor 13
El intercambiador de calor de la unidad de fuente de calor 13 intercambia calor entre el refrigerante y el aire alrededor de la unidad de fuente de calor 10. En el caso de la operación de uso de calor-frío, el intercambiador de calor de la unidad de fuente de calor 13 funciona como un condensador y libera el calor del refrigerante en el aire. Por otro lado, en el caso de la operación de uso de calor-caliente, el intercambiador de calor 13 de la unidad de fuente de calor funciona como un evaporador, y toma el calor del aire en el refrigerante.
(2-1 -4) Ventilador de la unidad de fuente de calor 14
El ventilador 14 de la unidad de fuente de calor promueve el intercambio de calor por parte del intercambiador de calor 13 de la unidad de fuente de calor.
(2-1 -5) Válvula de expansión de la unidad de fuente de calor 15
La válvula de expansión de la unidad de fuente de calor 15 es una válvula capaz de ajustar su grado de apertura y funciona como un dispositivo de descompresión para el refrigerante.
(2-1 -6) Acumulador 16
El acumulador 16 se usa para hacer que el refrigerante gaseoso pase a su través mientras se acumula en él el refrigerante líquido que no se ha evaporado en una etapa anterior del compresor 11.
(2-1 -7) Puerto de paso de líquido de la unidad de fuente de calor 17
El puerto de paso de líquido de la unidad de fuente de calor 17 es para conectar una tubería de refrigerante líquido 31. El puerto de paso de líquido de la unidad de fuente de calor 17 incorpora una válvula para cerrar manualmente, cuando el aparato de refrigeración 100 no esté programado para ser usado durante un período prolongado, una ruta a través de la cual fluye principalmente el refrigerante líquido.
(2-1 -8) Puerto de paso de gas de la unidad de fuente de calor 18
El puerto de paso de líquido de la unidad de fuente de calor 17 es para conectar una tubería de refrigerante gaseoso 32. El puerto de paso de líquido de la unidad de fuente de calor 17 incorpora una válvula para cerrar manualmente, cuando el aparato de refrigeración 100 no esté programado para ser usado durante un período prolongado, una ruta a través de la cual fluye principalmente el refrigerante gaseoso.
(2-1-9) Tuberías internas de la unidad de fuente de calor 19a a 19g
Las tuberías internas de la unidad de fuente de calor 19a a 19g son tuberías que conectan una pluralidad de elementos constituyentes de la unidad de fuente de calor 10, es decir, el compresor 11, la válvula de conmutación de cuatro vías 12, el intercambiador de calor de la unidad de fuente de calor 13, la válvula de expansión de la unidad de fuente de calor 15, el puerto de paso de líquido de la unidad de fuente de calor 17 y el puerto de paso de gas de la unidad de fuente de calor 18, y contribuyen a la transferencia del refrigerante entre ellos.
(2-2) Unidades de utilización 20A y 20B
Las unidades de utilización 20A y 20B están destinadas a usar el calor caliente o el calor frío generado por la unidad de fuente de calor 10 para comodidad de los usuarios. La unidad de utilización 20A incluye una válvula de expansión de la unidad de utilización 21, un intercambiador de calor de la unidad de utilización 22, un ventilador de la unidad de utilización 23, un puerto de paso de líquido de la unidad de utilización 27, un puerto de paso de gas de la unidad de utilización 28 y tuberías internas de la unidad de utilización 29a a 29c. La configuración de la unidad de utilización 20B también es la misma que la configuración de la unidad de utilización 20A.
A continuación, se describirá la configuración detallada de la unidad de utilización 20A y se omitirá una descripción de la configuración de la unidad de utilización 20B.
(2-2-1) Válvula de expansión de la unidad de utilización 21
La válvula de expansión de la unidad de utilización 21 es una válvula capaz de ajustar su grado de apertura y funciona como un dispositivo de descompresión o un dispositivo de ajuste de caudal para el refrigerante gaseoso.
(2-2-2) Intercambiador de calor de la unidad de utilización 22
El intercambiador de calor de la unidad de utilización 22 intercambia calor entre el refrigerante y el aire alrededor de la unidad de utilización 20A. En el caso de la operación de uso de calor-frío, el intercambiador de calor 22 de la unidad de utilización funciona como un evaporador y toma el calor del aire en el refrigerante. Por otro lado, en el caso de la operación de uso de calor-caliente, el intercambiador de calor 22 de la unidad de utilización funciona como un condensador y libera el calor del refrigerante en el aire.
(2-2-3) Ventilador de la unidad de utilización 23
El ventilador de la unidad de utilización 23 promueve el intercambio de calor por el intercambiador de calor de la unidad de utilización 22.
(2-2-4) Puerto de paso de líquido de la unidad de utilización 27
El puerto de paso de líquido de la unidad de utilización 27 es una parte para conectar una tubería de refrigerante líquido 31.
(2-2-5) Puerto de paso de gas de la unidad de utilización 28
El puerto de paso de gas de la unidad de utilización 28 es una parte para conectar una tubería de refrigerante gaseoso 32.
(2-2-6) Tuberías internas de la unidad de utilización 29a a 29c
Las tuberías internas de la unidad de utilización 29a a 29c son tuberías que conectan una pluralidad de elementos constituyentes de la unidad de utilización 20A, es decir, la válvula de expansión de la unidad de utilización 21, el intercambiador de calor de la unidad de utilización 22, el puerto de paso de líquido de la unidad de utilización 27 y el puerto de paso de gas de la unidad de utilización 28, y contribuyen a la transferencia del refrigerante entre ellos. (2-3) Tubería de comunicación de refrigerante 30
La tubería de comunicación de refrigerante 30 conecta la unidad de fuente de calor 10 y la unidad de utilización 20A para formar un circuito de refrigerante. La tubería de comunicación de refrigerante 30 tiene una tubería de refrigerante líquido 31 y una tubería de refrigerante gaseoso 32. La tubería de refrigerante líquido 31 conecta el puerto de paso de líquido de la unidad de fuente de calor 17 y el puerto de paso de líquido de la unidad de utilización 27. La tubería de refrigerante gaseoso 32 conecta el puerto de paso de gas de la unidad de calor 18 y el puerto de paso de gas de la unidad de utilización 28.
(2-4) Refrigerante
El refrigerante circula a través de la unidad de fuente de calor 10, de las unidades de utilización 20A y 20B y de la tubería de comunicación de refrigerante 30. El refrigerante es un refrigerante mixto que contiene hidrofluoroolefina e hidrofluorocarbono como componentes principales. El refrigerante es, por ejemplo, HFO.
(2-5) Inhibidor de desproporción 40
La FIG. 2 muestra la unidad de utilización 20A y la tubería de comunicación de refrigerante 30 del aparato de refrigeración 100. Se aplica un inhibidor de desproporción 40 a las superficies internas de al menos una parte de la tubería de refrigerante líquido 31, de la tubería de refrigerante gaseoso 32 y de las tuberías internas de la unidad de utilización 29a a 29c. El inhibidor de desproporción 40 es una sustancia para reducir la aparición o el progreso de la reacción de desproporción. Preferiblemente, el inhibidor de desproporción 40 es un inhibidor de polimerización que reduce la polimerización del refrigerante.
El inhibidor de desproporción 40 contiene al menos uno de un estabilizador, un antioxidante o un desoxidante. (2-5-1) Estabilizador
El estabilizador contiene al menos uno de un potenciador de la resistencia a la oxidación, un mejorador de la resistencia al calor o un desactivador de metales.
El potenciador de la resistencia a la oxidación y el mejorador de la resistencia al calor contienen al menos una de las sustancias enumeradas a continuación.
<Potenciador de la resistencia a la oxidación, Mejorador de la resistencia al calor>
N,N'-difenil-fenilendiamina, p-octildifenilamina, p,p'-dioctildifenilamina, N-fenil-1-naftilamina, N-fenil-2-naftilamina, N-(p-dodecil)fenil-2-naftilamina, di-1-naftilamina, di-2-naftilamina, N-alquil fenotiazinas, 6-(t-butil)fenol, 2,6-di-(t--butil)fenol, 4-metil-2,6-di-(t-butil)fenol, y 4,4'-metilenbis(2,6-di-t-butilfenol).
El desactivador de metales contiene al menos una de las sustancias enumeradas a continuación.
<Desactivador de metales>
Imidazol, bencimidazol, 2-mercaptobenztiazol, 2,5-dimercaptotiadiazol, salicilideno-propilendiamina, pirazol, benzotriazol, tolutriazol, 2-metilbencimidazol, 3,5-dimetilpirazol, metilenbis-benzotriazol, ácidos orgánicos o sus ésteres, aminas alifáticas primarias, secundarias o terciarias, sales de amina de un ácido orgánico o ácido inorgánico, compuestos heterocíclicos que contienen nitrógeno, y sales de amina de fosfatos ácidos de alquilo o sus derivados. (2-5-2) Antioxidante
El antioxidante contiene al menos una de las sustancias enumeradas a continuación.
<Antioxidante>
Ditiofosfatos de zinc, compuestos organosulfurados, 2,6-di-terc-butil-4-metilfenol, 2,6-di-terc-butil-4-etilfenol, 2,2'-metilenbis(4-metil-6-terc-butilfenol), fenil-a-naftilamina, N,N'-di-fenil-p-fenilendiamina y N,N'-disaliciliden-1,2-diaminopropano.
(2-5-3) Desoxidante
El desoxidante contiene al menos una de las sustancias enumeradas a continuación.
<Desoxidante>
2-etilhexil glicidil éter, fenil glicidil éter, ciclohexil carbinol epoxidado, di(alquilfenil) carbodiimidas y p-pineno.
(3) Operación básica
(3-1) Operación calor-frío
En la operación de calor-frío, la válvula de conmutación de cuatro vías 12 configura una ruta de refrigerante indicada por la línea continua en la FIG. 1. El compresor 11 descarga el refrigerante gaseoso a alta presión en la dirección indicada por la flecha en la FIG. 1. Después de pasar por la válvula de conmutación de cuatro vías 12, el refrigerante gaseoso a alta presión llega al intercambiador de calor 13 de la unidad de fuente de calor. El intercambiador de calor 13 de la unidad de fuente de calor funciona como un condensador, y convierte el refrigerante gaseoso a alta presión en un refrigerante líquido a alta presión. El refrigerante líquido a alta presión se descomprime en la válvula de expansión 15 de la unidad de fuente de calor, en la tubería de refrigerante líquido 31, y en la válvula de expansión 21 de la unidad de utilización para convertirse en un refrigerante bifásico gas-líquido, que luego llega al intercambiador de calor 22 de la unidad de utilización. El intercambiador de calor 22 de la unidad de utilización funciona como un evaporador y absorbe calor del aire ambiente en un proceso de conversión del refrigerante bifásico gas-líquido en un refrigerante gaseoso a baja presión, enfriando así el aire ambiente. El refrigerante gaseoso a baja presión pasa a través de la tubería de refrigerante gaseoso 32 y luego a través de la válvula de conmutación de cuatro vías 12, y luego se aspira por al compresor 11 a través del acumulador 16.
(3-2) Operación calor-caliente
En la operación de calor-caliente, la válvula de conmutación de cuatro vías 12 configura una ruta de refrigerante indicada por la línea discontinua en la FIG. 1. El compresor 11 descarga el refrigerante gaseoso a alta presión en la dirección indicada por la flecha en la FIG. 1. Después de pasar a través de la válvula de conmutación de cuatro vías 12 y luego a través de la tubería de refrigerante gaseoso 32, el refrigerante gaseoso a alta presión llega al intercambiador de calor de la unidad de utilización 22. El intercambiador de calor de la unidad de utilización 22 funciona como un condensador, y disipa el calor en un proceso de conversión del refrigerante gaseoso a alta presión en un refrigerante líquido a alta presión, calentando así el aire ambiente. El refrigerante líquido a alta presión se descomprime en la válvula de expansión de la unidad de utilización 21, en la tubería de refrigerante líquido 31, y en la válvula de expansión de la unidad de fuente de calor 15 para convertirse en un refrigerante bifásico gas-líquido, que luego llega al intercambiador de calor de la unidad de fuente de calor. 13. El intercambiador de calor 13 de la unidad de fuente de calor funciona como un evaporador, y convierte el refrigerante bifásico gas-líquido en un refrigerante gaseoso a baja presión. A partir de entonces, el refrigerante gaseoso a baja presión pasa a través de la válvula de conmutación de cuatro vías 12 y luego se aspira por el compresor 11 a través del acumulador 16.
(4) Procedimiento de instalación
Cuando se instala el aparato de refrigeración 100, la unidad de fuente de calor 10 se instala en el exterior, mientras que las unidades de utilización 20A y 20B se instalan en el interior. En este procedimiento de instalación, la unidad de fuente de calor 10 incluye un refrigerante líquido sellado de antemano en una cantidad requerida por todo el aparato de refrigeración 100. Luego, se instala la tubería de comunicación de refrigerante 30 para conectar la unidad de fuente de calor 10 a cada una de las unidades de utilización. 20A y 20B, completando así el circuito de refrigerante del aparato de refrigeración 100. Finalmente, el refrigerante encerrado en la unidad de fuente de calor 10 se libera al circuito de refrigerante y luego fluye hacia las unidades de utilización 20A y 20B. En este momento, cuando el inhibidor de desproporción 40 se aplica a la superficie interna de la tubería de refrigerante líquido 31 o a la tubería de refrigerante gaseoso 32, el refrigerante entra en contacto con el inhibidor de desproporción 40. Por lo tanto, es menos probable que ocurra la reacción de desproporción en el refrigerante que pasa a través de la tubería de refrigerante líquido 31 o de la tubería de refrigerante gaseoso 32. Luego, el refrigerante que ha alcanzado el puerto de paso de líquido de la unidad de utilización 27 y el puerto de paso de gas de la unidad de utilización 28 penetra en cada parte de la unidad de utilización 20A. En este momento, cuando el inhibidor de desproporción 40 se aplica a las superficies internas de las tuberías internas de la unidad de utilización 29a a 29c, el refrigerante entra en contacto con el inhibidor de desproporción 40. Por lo tanto, es menos probable que ocurra la reacción de desproporción en el paso del refrigerante a través de las tuberías internas de la unidad de utilización 29a a 29c.
(5) Características
(5-1)
El inhibidor de desproporción 40 se aplica a las superficies internas de al menos una parte de la tubería de refrigerante líquido 31, de la tubería de refrigerante gaseoso 32 y de las tuberías internas de la unidad de utilización 29a a 29c. Por lo tanto, el refrigerante que circula en el circuito refrigerante entra en contacto con el inhibidor de desproporción 40, de modo que es menos probable que se produzca la reacción de desproporción del refrigerante.
(5-2)
El inhibidor de desproporción 40 puede ser un inhibidor de polimerización que reduce la polimerización del refrigerante. Con esta configuración, el inhibidor de desproporción 40 reduce la polimerización del refrigerante. De ese modo, se puede reducir la degradación en el rendimiento del circuito refrigerante debido a los productos de polimerización.
(5-3)
La presente solicitud ha mostrado varios hallazgos con respecto a la composición del inhibidor de desproporción 40. Es decir, el inhibidor de desproporción 40 puede incluir al menos uno de un estabilizador, un antioxidante o el desoxidante. El estabilizador puede contener al menos uno de un potenciador de la resistencia a la oxidación, un mejorador de la resistencia al calor y un desactivador de metales. Además, las posibles composiciones de cada uno del potenciador de la resistencia a la oxidación, del mejorador de la resistencia al calor, del desactivador de metales, del antioxidante y del desoxidante se describen en el párrafo (2-4) de la presente invención. Según estos hallazgos, se presentan las posibles composiciones específicas del inhibidor de desproporción 40, lo que permite su fabricación y preparación.
(6) Ejemplos Modificados
(6-1) Configuración
En la realización anterior, el refrigerante usado en el aparato de refrigeración 100 es un refrigerante mixto que contiene HFO y HFC como componentes principales. Además, el aceite refrigerante usado en el aparato de refrigeración 100 contiene un hidrocarburo que contiene oxígeno como componente principal. También puede contener un hidrocarburo alquilaromático como componente principal.
La HFO es una hidrofluoroolefina. La HFO es un compuesto representado por la fórmula molecular con uno o más enlaces insaturados carbono-carbono. Ejemplos de HFO incluyen 1,1,2-trifluoroetileno (HFO-1123) y 2,3,3,3tetrafluoropropeno (HFO-1234yf). la HFO se descompone fácilmente por los radicales OH en la atmósfera y, por lo tanto, tiene un bajo potencial de calentamiento global.
El HFC es un hidrofluorocarbono. Ejemplos de HFC incluyen R134a representado por una fórmula molecular C2H2 F4 , R32 representado por una fórmula molecular CH2 F2 y refrigerantes mixtos R410A y R407c. El HFC no contiene cloro y, por lo tanto, es menos efectivo para destruir la capa de ozono que los clorofluorocarbonos (CFC) y los hidroclorofluorocarbonos (HCFC).
El hidrocarburo alquilaromático es un compuesto formado por la unión de un grupo alquilo a un hidrocarburo aromático, tal como el benceno o el naftaleno. El hidrocarburo alquilaromático es, por ejemplo, un alquilbenceno, tal como tolueno y etilbenceno.
El hidrocarburo que contiene oxígeno incluye un compuesto de éster, un compuesto de éter o una mezcla de un compuesto de éster y un compuesto de éter. Ejemplos de hidrocarburos que contienen oxígeno incluyen éteres de polivinilo y ésteres de poliol.
El aparato de refrigeración muestra las siguientes tendencias con respecto a la relación del refrigerante HFO, que es una relación de mezcla del HFO en un refrigerante mixto (en términos de relación de peso; esto mismo se aplicará en lo sucesivo); la relación del refrigerante HFC, que es una relación de mezcla del HFC en un refrigerante mixto; una relación del aceite alquilaromático, que es la relación de mezcla del hidrocarburo alquilaromático en el aceite refrigerante; y la relación del aceite que contiene oxígeno, que es la relación de mezcla del hidrocarburo que contiene oxígeno en el aceite refrigerante.
Específicamente, en el caso de usar un refrigerante mixto en el que la relación del refrigerante HFO es mayor que la relación del refrigerante HFC, se usa un aceite refrigerante en el que la relación del aceite alquilaromático es mayor que la relación del aceite que contiene oxígeno. Por el contrario, en el caso de usar un refrigerante mixto en el que la relación del refrigerante h Fo es menor que la relación del refrigerante HFC, se usa un aceite refrigerante en el que la relación del aceite alquilaromático es menor que la relación del aceite que contiene oxígeno. Por ejemplo, cuando la relación del refrigerante HFO es del 70 % y la relación del refrigerante HFC es del 30 %, la relación del aceite alquilaromático es del 80 % y la relación del aceite que contiene oxígeno es del 20 %. Obsérvese que la relación del refrigerante HFO es preferiblemente igual a la relación del aceite alquilaromático, y la relación del refrigerante HFC es preferiblemente igual a la relación del aceite que contiene oxígeno. Además, preferiblemente, la relación del refrigerante HFO es del 40 al 60 %, la relación del refrigerante HFC es del 60 al 40 %, la relación del aceite alquilaromático es del 40 al 60 % y la relación del aceite que contiene oxígeno es del 60 al 40 %. Por ejemplo, cuando la relación del refrigerante HFO es del 40 % y la relación del refrigerante HFC es del 60 %, preferiblemente, la relación del aceite alquilaromático es del 40 % y la relación del aceite que contiene oxígeno es del 60 %.
Este aparato de refrigeración usa un refrigerante mixto de HFO y HFC como refrigerante con un bajo potencial de calentamiento global. La HFO, tal como HFO1123, tiene un enlace insaturado carbono-carbono y, por lo tanto, puede sufrir una reacción de polimerización en una atmósfera de alta temperatura, tal como el espacio interior de un compresor. Cuando se usa R32 como HFC, se usan preferiblemente un compuesto de éter y un compuesto de éster como aceite refrigerante que tiene buena compatibilidad con el refrigerante. Sin embargo, los compuestos de éter y los compuestos de éster funcionan como iniciadores de la reacción de polimerización de la HFO con un enlace insaturado carbono-carbono. Un polímero producido por la reacción de polimerización de la HFO se adhiere a las tuberías o similares del aparato de refrigeración, provocando la obstrucción de un paso del flujo de refrigerante.
Sin embargo, al añadir una cantidad predeterminada de un hidrocarburo alquilaromático, que es menos probable que funcione como iniciador de la reacción de polimerización, como componente principal del aceite refrigerante, la reacción de polimerización de la HFO se puede reducir al tiempo que se asegura la compatibilidad entre el HFC y el aceite refrigerante. De ese modo, es preferible que a medida que aumenta la relación del refrigerante HFO, que es la relación de mezcla de la HFO en el refrigerante mixto, sea alta la relación del aceite alquilaromático, que es la relación de mezcla de los hidrocarburos alquilaromáticos en el aceite refrigerante.
(6-2) Características
(6-2-1) Primer aspecto del Ejemplo Modificado
El aparato de refrigeración 100 según un primer aspecto de un Ejemplo Modificado usa: un refrigerante mixto que contiene HFO y HFC como componentes principales; y un aceite refrigerante que contiene un hidrocarburo alquilaromático y un hidrocarburo que contiene oxígeno como componentes principales. El hidrocarburo que contiene oxígeno contiene al menos uno de un éter o un éster. En el refrigerante mixto, la relación de mezcla en peso de la HFO se define como una primera relación del refrigerante, y la relación de mezcla en peso del HFC es una segunda relación del refrigerante. En el aceite refrigerante, la relación de mezcla del hidrocarburo alquilaromático es una primera relación del aceite, y la relación de mezcla del hidrocarburo que contiene oxígeno es una segunda relación del aceite. Cuando la primera relación del refrigerante es mayor que la segunda relación del refrigerante, la primera relación del aceite es mayor que la segunda relación del aceite. Cuando la primera relación del refrigerante es menor que la segunda relación del refrigerante, la primera relación del aceite es menor que la segunda relación del aceite.
Con esta configuración, el aceite refrigerante contiene el hidrocarburo alquilaromático. Los refrigerantes HFO tienen enlaces insaturados carbono-carbono, y algunos de los refrigerantes HFO, tales como el HFO1123, se polimerizan fácilmente a altas temperaturas. Mientras tanto, el compuesto de éter y el compuesto de éster son adecuados para usar como aceite refrigerante con buena compatibilidad con el refrigerante HFC, tal como el R32. Sin embargo, los compuestos de éter y los compuestos de éster tienden a funcionar como iniciadores de la reacción de polimerización del refrigerante HFO con un enlace insaturado carbono-carbono. El polímero producido por la reacción de polimerización se adhiere a las tuberías o similares del aparato de refrigeración, provocando la obstrucción del paso del flujo de refrigerante. Sin embargo, al añadir una cantidad predeterminada de hidrocarburo alquilaromático como componente principal del aceite refrigerante, la reacción de polimerización del refrigerante HFO se puede reducir al tiempo que se asegura la compatibilidad entre el refrigerante HFC y el aceite refrigerante. Por lo tanto, según el primer aspecto, se puede proporcionar un aparato de refrigeración que tenga una alta seguridad al tiempo que se reduce la obstrucción del polímero generado por la reacción de polimerización del refrigerante.
(6-2-2) Segundo aspecto del Ejemplo Modificado
Un aparato de refrigeración 100 según un segundo aspecto de un Ejemplo Modificado es el aparato de refrigeración según el primer aspecto del Ejemplo Modificado en donde se puede usar HFO1123 como HFO y R32 como HFC. Con esta configuración, al añadir una cantidad predeterminada de hidrocarburo alquilaromático como componente principal del aceite refrigerante, la reacción de polimerización del HFO1123, que es un tipo de refrigerante HFO, se puede reducir al tiempo que se garantiza la compatibilidad con el R32, que es un tipo de refrigerante HFC.
(6-2-3) Tercer aspecto del Ejemplo Modificado
Un aparato de refrigeración 100 según un tercer aspecto de un Ejemplo Modificado es el aparato de refrigeración según el primer aspecto o el segundo aspecto del Ejemplo Modificado en donde la primera relación del refrigerante es igual a la primera relación del aceite, y la segunda relación del refrigerante es igual a la segunda relación del aceite. Con esta configuración, al añadir una cantidad predeterminada de hidrocarburo alquilaromático como componente principal del aceite refrigerante, la reacción de polimerización del refrigerante HFO se puede reducir al tiempo que se garantiza la compatibilidad con el refrigerante HFC.
(6-2-4) Cuarto aspecto del Ejemplo Modificado
Un aparato de refrigeración 100 según un cuarto aspecto de un Ejemplo Modificado es el aparato de refrigeración según uno cualquiera de los aspectos primero a tercero del Ejemplo Modificado en donde la primera relación del refrigerante es del 40 % al 60 %, la segunda relación del refrigerante es del 60 %. a 40%, la primera relación del aceite es del 40 % al 60 %, y la segunda relación del aceite es del 60 % al 40 %.
Con esta configuración, la reacción de polimerización del refrigerante HFO se puede reducir más al tiempo que se garantiza la compatibilidad entre el refrigerante HFC y el aceite refrigerante.
Lista de símbolos de referencia
10 Unidad de fuente de calor
19a a g Tubería interna de la unidad de fuente de calor
20A, 20B Unidad de utilización
29a a c Tubería interna de la unidad de utilización
30 Tubería de comunicación de refrigerante
31 Tubería de refrigerante líquido
32 Tubería de refrigerante gaseoso
40 Inhibidor de desproporción
100 Refrigerador
Lista de citas
Bibliografía de patentes
Publicación de Solicitud de Patente japonesa no examinada de No. 2015-007257
US 2009283712A1
US 2015135745 A1
US 2003062508 A1
JP-H-10132398 A
WO 2015125885 A1
US 2014070132 A1

Claims (3)

REIVINDICACIONES
1. Un aparato de refrigeración (100) que comprende:
una unidad de fuente de calor (10);
una unidad de utilización (20A) con una tubería interna de la unidad de utilización (29a a 29c);
una tubería de refrigerante líquido (31) y una tubería de refrigerante gaseoso (32) que conectan la unidad de fuente de calor y la tubería interna de la unidad de utilización;
un refrigerante que circula a través de la unidad de fuente de calor, de la unidad de utilización, de la tubería de refrigerante líquido y de la tubería de refrigerante gaseoso,
el refrigerante es un refrigerante mixto que contiene hidrofluoroolefina e hidrofluorocarbono como componentes principales;
un inhibidor de desproporción (40) aplicado a las superficies internas de al menos una parte de la tubería de refrigerante líquido, de la tubería de refrigerante gaseoso y de la tubería interna de la unidad de utilización, para reducir una reacción de desproporción del refrigerante; y
un aceite refrigerante que contiene un hidrocarburo que contiene oxígeno como componente principal,
en donde el inhibidor de desproporción contiene al menos uno de un estabilizador, un antioxidante o un desoxidante, en donde cuando el inhibidor de desproporción contiene el estabilizador, el estabilizador contiene al menos uno de un potenciador de la resistencia a la oxidación, un mejorador de la resistencia al calor y un desactivador de metales, en donde el potenciador de la resistencia a la oxidación y el mejorador de la resistencia al calor contienen al menos uno de
N,N'-difenil-fenilendiamina,
p-octildifenilamina,
p,p'-dioctildifenilamina,
N-fenil-1-naftilamina,
N-fenil-2-naftilamina,
N-(p-dodecil)fenil-2-naftilamina,
di-1-naftilamina,
di-2-naftilamina,
N-alquil fenotiazina,
6-(t--butil)fenol,
2,6-di-(t-butil)fenol,
4-metil-2,6-di-(t-butil)fenol, y
4,4'-metilenbis(2,6-di-t-butilfenol), y
en donde el desactivador de metales contiene al menos uno de
imidazol,
bencimidazol,
2-mercaptobenztiazol,
2,5-dimercaptotiadiazol,
salicilideno-propilendiamina,
pirazol,
benzotriazol,
tolutriazol,
2-metilbencimidazol,
3.5- dimetilpirazol,
metilenbis-benzotriazol,
un ácido orgánico o un éster del mismo,
una amina alifática primaria, secundaria o terciaria,
una sal de amina de un ácido orgánico o ácido inorgánico,
un compuesto heterocíclico que contiene nitrógeno, y
una sal de amina de un fosfato ácido de alquilo o un derivado del mismo;
en donde cuando el inhibidor de desproporción contiene el antioxidante, el antioxidante contiene al menos uno de ditiofosfato de zinc,
un compuesto organosulfurado,
2.6- di-terc-butil-4-metilfenol,
2.6- di-terc-butil-4-etilfenol,
2,2'-metilenbis(4-metil-6-terc-butilfenol),
fenil-a-naftilamina,
N,N'-di-fenil-p-fenilendiamina, y
N,N'-disaliciliden-1,2-diaminopropano; y
en donde cuando el inhibidor de desproporción contiene el desoxidante, el desoxidante contiene al menos uno de: 2-etilhexil glicidil éter,
glicidil fenil éter,
ciclohexil carbinol epoxidado,
di(alquilfenil)carbodiimida y p-pineno.
2. El aparato de refrigeración según la reivindicación 1,
en donde el inhibidor de desproporción es un inhibidor de polimerización para reducir la polimerización del refrigerante.
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