MX2012005191A

MX2012005191A - Sistema de refrigeracion en cascada con refrigerante de fluoroolefinas.

Info

Publication number: MX2012005191A
Application number: MX2012005191A
Authority: MX
Inventors: Barbara Haviland Minor; Thomas J Leck; Konstantinos Kontomaris
Original assignee: Du Pont
Priority date: 2009-11-03
Filing date: 2010-11-03
Publication date: 2012-06-08
Also published as: WO2011056824A2; WO2011056824A3; CO6541600A2; IN2012DN03407A; AU2010315264A1; KR20120102673A; AU2010315264B2; AR078902A1; RU2012122709A; CN102686957B; EP2591296A2; CN102686957A; TW201124687A; US20120216551A1; CA2779093A1; BR112012010481A2; JP2013510286A

Abstract

La presente invención se relaciona con un sistema de refrigeración en cascada que circula un refrigerante que comprende una fluoroolefina en este. El sistema de refrigeración en cascada incluye un circuito de refrigeración de temperatura baja y un circuito de refrigeración de temperatura media. La fluoroolefina circula a través de cualquiera de los circuitos o en ambos. En una modalidad particular la fluoroolefina circula a través del circuito de temperatura media. En una modalidad particular en donde el sistema de refrigeración en cascada incluye un primer y un segundo intercambiador de calor en cascada, y un circuito secundario de transferencia de calor que se extiende entre el primer intercambiador de calor en cascada y el segundo intercambiador de calor en cascada, ya sea el primer y/o el segundo refrigerante puede ser, pero no necesariamente es, una fluoroolefina.

Description

SISTEMA DE REFRIGERACION EN CASCADA CON REFRIGERANTE DE FLUOROOLEFINAS CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente descripción se relaciona con un sistema de refrigeración en cascada que circula un refrigerante que comprende una fluoroolefina en este. Particularmente, tal sistema en cascada incluye un circuito de temperatura media y un circuito de temperatura baja, y un refrigerante de fluoroolefinas se puede usar en cualquiera de los circuitos o en ambos .

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los sistemas de refrigeración en cascada son conocidos en la técnica, ver, por ejemplo, ICRQ7-B2-358 , "C02-DX Systems for Medium-and Low-Temperature Refrigeration in Supermarket Applications", T. Sienel, 0. Finckh, International Congress of Refrigeration, 2007, Beijing. Tal sistema usa, típicamente, un refrigerante, tal como 1,1,1,2-tetrafluoroetano (R134a) o combinaciones de este con HFC-125 y HFC-143a (por ejemplo, R404A) en el circuito de temperatura media y dióxido de carbono (C02) en el circuito de temperatura baja para enfriar mostradores, por ejemplo, en supermercados .

La industria de la refrigeración ha trabajado durante REF. : 230081 las últimas décadas para encontrar refrigerantes que sustituyan los clorofluorocarbonos (CFC) que reducen la capa de ozono y los hidroclorofluorocarbonos (HCFC) que se eliminan progresivamente como resultado del Protocolo de Montreal. La solución para la mayoría de productores de refrigerantes ha sido la comercialización de refrigerantes de hidrofluorocarbono (HFC) . Los nuevos refrigerantes de HFC, de los cuales el HFC-134a es el que se usa más ampliamente en este momento, tienen un potencial de reducción de ozono nulo; por lo tanto, la reglamentación actual de reducción progresiva como resultado del Protocolo de Montreal no los afecta .

Otras regulaciones ambientales pueden, por último, causar una reducción progresiva global de ciertos refrigerantes de HFC. En la actualidad, la industria automotriz enfrenta regulaciones relacionadas con el potencial de calentamiento global de los refrigerantes usados en los sistemas móviles de aire acondicionado. Por lo tanto, existe una gran necesidad actual de identificar refrigerantes nuevos con un potencial de calentamiento global reducido para el mercado del aire acondicionado móvil. Si las regulaciones se aplican más ampliamente en el futuro, por ejemplo, para sistemas fijos de aire acondicionado y de refrigeración, habrá una necesidad aún mayor de refrigerantes que se puedan usar en todas las áreas de la industria de la refrigeración y del aire acondicionado.

Actualmente, los refrigerantes sustitutos propuestos para HFC-134a incluyen HFC-152a, hidrocarbonos puros, tales como butano o propano, o refrigerantes "naturales", tales como C02. Muchos de estos sustitutos sugeridos son tóxicos, inflamables y/o tienen baja eficiencia energética. Además, existe propuestas de nuevos sustitutos para HCFC-22, R404A, R407C y R410A, entre otros. A medida que se encuentra estos sustitutos, se busca nuevos usos para tales refrigerantes alternativos para aprovechar su potencial de reducción de ozono bajo o nulo y su potencial de calentamiento global menor .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN El objetivo de la presente descripción es producir sistemas de refrigeración en cascada que usen composiciones refrigerantes que tengan características únicas para satisfacer las demandas de un potencial de reducción de ozono bajo o nulo y un potencial de calentamiento global menor en comparación con los refrigerantes actuales.

Además de las ventajas de menor potencial de calentamiento global, los sistemas de refrigeración en cascada de la presente invención pueden tener mayor eficiencia energética y capacidad que los sistemas de refrigeración en cascada usados actualmente.

Por lo tanto, de conformidad con la presente invención, se proporciona un sistema de refrigeración en cascada que tiene por lo menos dos circuitos de refrigeración, a través de los cuales circula un refrigerante; el sistema comprende: (a) un primer dispositivo de expansión para reducir la presión y la temperatura de un primer líquido refrigerante; (b) un evaporador que tiene una entrada y una salida, en donde el primer líquido refrigerante del primer dispositivo de expansión ingresa al evaporador a través de la entrada del evaporador y se evapora en el evaporador para formar un primer vapor refrigerante para producir un enfriamiento, y circula hacia la salida; (c) un primer compresor que tiene una entrada y una salida, en donde el primer vapor refrigerante del evaporador circula hacia la entrada del primer compresor y se comprime para aumentar la presión y la temperatura del primer vapor refrigerante, y el primer vapor refrigerante comprimido circula hacia la salida del primer compresor; (d) un sistema de intercambio de calor en cascada que tiene: (i) una primera entrada y una primera salida, en donde el primer vapor refrigerante circula desde la primera entrada hacia la primera salida y se condensa en el sistema de intercambio de calor para formar un primer líquido refrigerante para repeler el calor y (ii) una segunda entrada y una segunda salida, en donde un segundo líquido refrigerante circula desde la segunda entrada hacia la segunda salida y absorbe el calor repelido por el primer refrigerante y forma un segundo vapor refrigerante; un segundo compresor que tiene una entrada y una salida, en donde el segundo vapor refrigerante del sistema de intercambio de calor en cascada se atrae hacia el compresor y se comprime para aumentar la presión y la temperatura del segundo vapor refrigerante; un condensador que tiene una entrada y una salida para circular el segundo vapor refrigerante a través de él y para condensar el segundo vapor refrigerante del compresor para formar un segundo líquido refrigerante, en donde el segundo líquido refrigerante sale del condensador a través de la salida del condensador; y (g) un segundo dispositivo de expansión que reduce la presión y la temperatura del segundo líquido refrigerante que sale del condensador y entra en la segunda entrada del sistema de intercambio de calor en cascada.

Ya sea el primer refrigerante o el segundo refrigerante, o ambos, pueden comprender una fluoroolefina .

En una modalidad particular, el sistema de intercambio de calor en cascada puede incluir un primer y un segundo intercambiador de calor en cascada y un circuito secundario de transferencia de calor que se extiende entre el primer intercambiador de calor en cascada y el segundo intercambiador de calor en cascada. En la presente modalidad el segundo líquido refrigerante absorbe indirectamente el calor repelido por el primer vapor refrigerante por medio de un fluido de trans erencia de calor que circula entre el primer intercambiador de calor en cascada y el segundo intercambiador de calor en cascada a través del circuito secundario de transferencia de calor. El primer intercambiador de calor en cascada tiene una primera entrada y una primera salida, y una segunda entrada y una segunda salida, en donde el primer vapor refrigerante circula desde la primera entrada hacia la primera salida y repele el calor y se condensa, y un fluido secundario de transferencia de calor circula desde la segunda entrada hacia la segunda salida y absorbe el calor repelido del primer vapor refrigerante y circula hacia el segundo intercambiador de calor en cascada. El segundo intercambiador de calor en cascada tiene una primera entrada y una primera salida, y una segunda entrada y una segunda salida, en donde el fluido de transferencia de calor circula desde la segunda salida del primer intercambiador de calor en cascada hacia la primera entrada del segundo intercambiador de calor en cascada y hacia la primera salida del segundo intercambiador de calor en cascada y repele el calor absorbido del primer refrigerante. El segundo liquido refrigerante circula desde la segunda entrada hacia la segunda salida del segundo intercambiador de calor en cascada y absorbe el calor repelido por el fluido de transferencia de calor y forma un segundo vapor refrigerante. En la presente modalidad ya sea el primer refrigerante y/o el segundo refrigerante puede ser, pero no necesariamente es, una fluoroolefina .

Además, de conformidad con la presente invención se proporciona un método de intercambio de calor entre por lo menos dos circuitos de refrigeración; el método comprende: (a) absorber calor de un cuerpo a enfriar en un primer circuito de refrigeración y repeler este calor hacia un segundo circuito de refrigeración; y absorber calor del primer circuito de refrigeración en el segundo circuito de refrigeración y repeler este calor hacia el ambiente, en donde el refrigerante en por lo menos uno de los circuitos de refrigeración comprende una fluoroolefina .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La presente invención se comprenderá mejor con referencia a las siguientes figuras, en donde: La Fig. 1 es un diagrama esquemático de un sistema de refrigeración en cascada de conformidad con una modalidad de la presente invención.

La Fig. 2 es un diagrama esquemático de otra modalidad del sistema de refrigeración en cascada de la presente invención.

La Fig. 3 es un diagrama esquemático de una modalidad adicional de la presente invención que muestra un sistema de refrigeración en cascada con un circuito secundario de transferencia de calor que transfiere calor de un circuito de temperatura más baja a un circuito de temperatura más alta.

La Fig. 4 es un diagrama esquemático de otra modalidad del sistema de refrigeración en cascada de la presente invención que tiene múltiples circuitos de temperatura baja.

La Fig. 5 es un gráfico de la capacidad de enfriamiento y COP para una composición refrigerante que comprende HFO-1234yf y HFC-134a contra el por ciento en peso de HFQ-1234yf en la composición.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Antes de abordar los detalles de las modalidades descritas a continuación, se define y se aclara algunos términos .

La capacidad de refrigeración (también conocida como capacidad de enfriamiento) es un término para definir el cambio en entalpia de un refrigerante en un evaporador por unidad de masa de refrigerante circulado, o el calor eliminado por el refrigerante en el evaporador por unidad de volumen de vapor refrigerante que sale del evaporador (capacidad volumétrica) . La capacidad de refrigeración es un indicador de la capacidad que tiene un refrigerante o composición de transferencia de calor para producir enfriamiento. Por lo tanto, cuanto mayor es la capacidad, mayor es el enfriamiento producido para la velocidad de circulación de un refrigerante específico. Velocidad de enfriamiento se refiere al calor eliminado por el refrigerante en el evaporador por unidad de tiempo.

El coeficiente de rendimiento (COP, por sus siglas en inglés) es la cantidad de calor eliminado de un cuerpo a enfriar que se divide por la entrada de energía que se requiere para operar el ciclo durante un intervalo de tiempo específico. Cuanto mayor es el COP, mayor es la eficiencia energética. El COP está directamente relacionado con el coeficiente de eficiencia energética (EER, por sus siglas en inglés) que es la relación de eficiencia para equipo de refrigeración o de aire acondicionado en un grupo específico de temperaturas internas y externas .

El potencial de calentamiento global (PCG) es un índice para calcular la contribución al calentamiento global relativo debido a la emisión atmosférica de un kilogramo de un gas de efecto invernadero particular en comparación con la emisión de un kilogramo de dióxido de carbono. El PCG se puede calcular para distintos horizontes de tiempo que muestran el efecto de duración en la atmósfera de un gas específico. El PCG para el horizonte de tiempo de 100 años es, generalmente, el valor mencionado. Para las mezclas, se puede calcular un promedio ponderado de la fracción de masa en base a los PCG individuales para cada componente .

El potencial de reducción de ozono (PRO) es un número que se refiere a la cantidad de reducción del ozono estratosférico causada por una sustancia. El PRO es la relación del impacto de una sustancia química en el ozono estratosférico en comparación con el impacto de una masa similar de CFC-11 ( fluorotriclorometano) . Por lo tanto, el PRO de CFC-11 se define como 1.0. Otros CFC y HCFC tienen un PRO en el intervalo de 0.01 a 1.0. Los HFC tienen un PRO nulo debido a que no contienen cloro.

Como se usa en la presente descripción, los términos "comprende", "que comprende", "incluye", "que incluyen", "tiene" , "que tiene" o cualquier otra variación de estos pretenden cubrir una inclusión no exclusiva. Por ejemplo, una composición, proceso, método, artículo o aparato que comprende una lista de elementos no necesariamente se limita solo a esos elementos, sino puede incluir otros elementos que no se mencionan expresamente o inherentes a tal composición, proceso, método, artículo o aparato. Además, a menos que se indique expresamente lo contrario, "o" se refiere a un "o" inclusivo y no a un "o" exclusivo. Por ejemplo, una condición A o B se cumple por cualquiera de los siguientes: A es verdadero (o actual) y B es falso (o no actual) , A es falso (o no actual) y B es verdadero (o actual) , y tanto A como B son verdaderos (o actuales) .

La frase de transición "que consiste en" excluye cualquier elemento, etapa o ingrediente no especificado. Si aparece en la reivindicación, esta frase cierra la reivindicación a la inclusión de materiales distintos a los mencionados, excepto por impurezas normalmente asociadas a estos. Cuando aparece la frase "consiste en" en una cláusula del cuerpo de una reivindicación, en vez de inmediatamente después del preámbulo, esta frase limita únicamente el elemento que se expone en esa cláusula; otros elementos no se excluyen de la reivindicación en su totalidad.

La frase de transición "que consiste prácticamente en" se usa para definir una composición, método o aparato que incluye materiales, etapas, propiedades, componentes o elementos, además de los descritos literalmente, siempre que estos materiales, etapas, propiedades, componentes o elementos incluidos adicionalmente afecten materialmente la característica o características básicas y nuevas de la invención reivindicada. El término 'que consiste prácticamente en1 ocupa un término medio entre "que comprende" y 'que consiste en'.

En donde los solicitantes han definido una invención o una porción de esta con un término abierto, tal como "que comprende" , se debe comprender fácilmente que (a menos que se declare de cualquier otra forma) se debe interpretar que la descripción también describe tal invención al usar los términos "que consiste prácticamente en" o "que consiste en" .

Además, el uso de "un" o "una" se usan para describir elementos y componentes descritos en la presente invención. Esto se hace simplemente por conveniencia y para proporcionar un sentido general del alcance de la presente invención. La presente descripción se debe leer para incluir uno o por lo menos uno y el singular incluye, además, el plural, a menos que sea evidente que se desea decir lo contrario.

A menos que se defina de otra manera, todos los términos técnicos y científicos que se usan en la presente invención tienen el mismo significado que el comprendido comúnmente por una persona con experiencia en la técnica a la que pertenece la presente invención. Aunque otros métodos y materiales similares o equivalentes a los descritos en la presente invención se pueden usar en la práctica o prueba de las modalidades de las composiciones descritas, los métodos y materiales adecuados se describen a continuación. Todas las publicaciones, solicitudes de patentes, patentes y otras referencias mencionadas en la presente descripción se incorporan como referencia en su totalidad, a menos que se cite una referencia en particular. En caso de conflicto, la especificación actual, que incluye definiciones, prevalecerá. Además, los materiales, métodos y ejemplos son únicamente ilustrativos y no pretenden ser limitantes.

De conformidad con la presente invención, se proporciona un sistema de refrigeración en cascada que tiene por lo menos dos circuitos de refrigeración para circular un refrigerante a través de cada circuito. Tal sistema en cascada se indica, generalmente, como 10 en la Fig. 1. El sistema de refrigeración en cascada de la presente invención tiene por lo menos dos circuitos de refrigeración; el sistema incluye un primer circuito o circuito inferior 12, tal como se muestra en la Fig. 1, que es un circuito de temperatura baja, y un segundo circuito o circuito superior 14, tal como se muestra en la Fig. 1, que es un circuito de temperatura media 14. Un refrigerante circula a través de cada uno de los circuitos.

Tal como se muestra en la Fig. 1, el sistema de refrigeración en cascada de la presente invención incluye un primer dispositivo de expansión 16. El primer dispositivo de expansión tiene una entrada 16a y una salida 16b. El primer dispositivo de expansión reduce la presión y la temperatura de un primer líquido refrigerante que circula a través del primer circuito o circuito de temperatura baja.

El sistema de refrigeración en cascada de la presente invención incluye, además, un evaporador 18, tal como se muestra en la Fig. 1. El evaporador tiene una entrada 18a y una salida 18b. El primer líquido refrigerante del primer dispositivo de expansión ingresa al evaporador a través de la entrada del evaporador y se evapora en el evaporador para formar un primer vapor refrigerante. Esto produce enfriamiento en el primer circuito o circuito de temperatura baja en un cuerpo a enfriar, tal como alimento en un mostrador de temperatura baja. Después, el primer vapor refrigerante circula hacia la salida del evaporador.

El sistema de refrigeración en cascada de la presente invención incluye, además, un primer compresor 20. El primer compresor tiene una entrada 20a y una salida 2Qb. El primer vapor refrigerante del evaporador circula hacia la entrada del primer compresor y se comprime para aumentar la presión y la temperatura del primer vapor ref igerante. Después, el primer vapor refrigerante comprimido circula hacia la salida del primer compresor.

El sistema de refrigeración en cascada de la presente invención incluye, además, un sistema de intercambio de calor en cascada 22. El intercambiador térmico tiene una primera entrada 22a y una primera salida 22b. El primer vapor refrigerante del primer compresor entra en la primera entrada del intercambiador térmico y se condensa en el intercambiador térmico para formar un primer líquido refrigerante para repeler el calor. Después, el primer líquido refrigerante circula hacia la primera salida del intercambiador térmico. El intercambiador térmico incluye, además, una segunda entrada 22c y una segunda salida 22d. Un segundo liquido refrigerante circula desde la segunda entrada hacia la segunda salida del intercambiador térmico y se evapora para formar un segundo vapor refrigerante, así, absorbe el calor repelido por el primer refrigerante (a medida que se condensa). Este calor se repele hacia el ambiente. Después, el segundo vapor refrigerante circula hacia la segunda salida del intercambiador térmico. Por lo tanto, en la modalidad de la Fig. 1 el segundo refrigerante absorbe directamente el calor repelido por el primer refrigerante y este calor se repele hacia el ambiente.

El sistema de refrigeración en cascada de la presente invención incluye, además, un segundo compresor 24 tal como se muestra en la Fig. 1. El segundo compresor tiene una entrada 24a y una salida 24b. El segundo vapor refrigerante del intercambiador de calor en cascada se atrae hacia el compresor a través de la entrada y se comprime para aumentar la presión y la temperatura del segundo vapor refrigerante. Después, el segundo vapor refrigerante circula hacia la salida del segundo compresor.

El sistema de refrigeración en cascada de la presente invención incluye, además, un condensador 26 que tiene una entrada 26a y una salida 26b. El segundo refrigerante del segundo compresor circula desde la entrada y se condensa en el condensador para formar un segundo líquido refrigerante. El segundo líquido refrigerante sale del condensador a través de la salida.

El sistema de refrigeración en cascada de la presente invención incluye, además, un segundo dispositivo de expansión 28 que tiene una entrada 28a y una salida 28b. El segundo líquido refrigerante pasa a través del segundo dispositivo de expansión, lo que reduce la presión y la temperatura del segundo líquido refrigerante que sale del condensador. Este líquido puede ser parcialmente vaporizado durante esta expansión. El segundo líquido refrigerante con la presión y la temperatura reducidas circula hacia la segunda entrada del sistema de intercambio de calor en cascada desde el dispositivo de expansión.

Se debe entender que varias modificaciones a la modalidad, tal como se muestra en la Fig. 1, son posibles sin apartarse del espíritu o del alcance de la presente invención. Por ejemplo, se puede incluir múltiples intercambiadores de calor en cascada en vez de un solo intercambiador de calor en cascada y múltiples primeros compresores en vez de un solo primer compresor, tal como se muestra en el diagrama del sistema de refrigeración en cascada en la publicación titulada "Price Chopper emodel Features Hill Phoenix Next Generation Refrigeration System", 5 de mayo de 2008. Adicionalmente , se puede usar un circuito secundario de transferencia de calor, tal como se muestra en este diagrama, que usa un fluido secundario de transferencia de calor, tal como glicol, con el sistema de la presente invención para transferir calor de los cuerpos a enfriar (por ejemplo, mostradores de alimentos en supermercados) ya sea a los circuitos de refrigeración altos o bajos o ambos. En este caso, el circuito secundario de transferencia de calor se usa para transferir calor de un cuerpo a enfriar al circuito de refrigeración, a diferencia de un circuito secundario de transferencia de calor que se usa para transferir calor entre los circuitos de refrigeración, tal como se describirá a continuación con respecto a la Fig. 3.

De conformidad con la presente invención, el primer refrigerante o el segundo refrigerante en el sistema en cascada de la modalidad de la Fig. 1 puede comprender una fluoroolefina . Particularmente, por lo menos el segundo refrigerante, es decir, el refrigerante que circula a través del circuito de temperatura media, comprende una fluoroolefina . Sin embargo, se encuentra dentro del alcance de la presente invención que el primer refrigerante, es decir, el refrigerante en el circuito de temperatura baja, comprenda una fluoroolefina . Adicionalmente, se encuentra dentro del alcance de la presente invención que tanto el primer refrigerante como el segundo refrigerante comprendan una fluoroolefina . Además, en algunas modalidades el primer refrigerante o el segundo refrigerante puede ser cualquiera de las fluoroolefinas o mezclas de fluoroolefinas o mezclas de fluoroolefinas con refrigerantes adicionales, tal como se describe en la presente invención.

Tales fluoroolefinas pueden seleccionarse del grupo que consiste en: (i) fluoroolefinas de la fórmula E- o ?-? ??=???2 , en donde R1 y R2 son, independientemente, grupos perfluoroalquilo de Ci a C6; (ii) fluoroolefinas cíclicas de la fórmula ciclo- [CX=CY(CZW)n-] , en donde X, Y, Z y W son, independientemente, H o F, y n es un entero de 2 a 5 ; y (iii) fluoroolefinas seleccionadas del grupo que consiste en: tetrafluoroetileno (CF2=CF2) ; hexafluoropropeno (CF3CF=CF2) ;1, 2,3,3,3- pentafluoro-l-propeno (CHF=CFCF3) , 1, 1,3,3,3- pentafluoro- 1 -propeno (CF2=CHCF3) , 1, 1,2,3,3- pentafluoro- 1-propeno (CF2=CFCHF2) , 1,2,3,3- tetrafluoro- 1 -propeno (CHF=CFCHF2) , 2,3,3,3- tetrafluoro- 1 -propeno (CH2=CFCF3) , 1,3,3,3- tetrafluoro- 1 -propeno (CHF=CHCF3) , 1,1,2,3- tetrafluoro- 1-propeno (CF2=CFCH2F) , 1,1,3,3- tetrafluoro- 1-propeno (CF2=CHCHF2) , 1,2,3,3- tetrafluoro- 1-propeno (CHF=CFCHF2) 3,3,3- trifluoro-1-propeno (CH2=CHCF3) , 2,3,3- trifluoro-l-propeno (CHF2CF=CH2) ; 1,1,2- trifluoro-1-¦propeno (CH3CF=CF2) ; 1,2,3- trifluoro-1-¦propeno (CH2FCF=CF2) ; 1,1,3- trifluoro-1-¦propeno (CH2FCH=CF2) ; 1,3,3- trifluoro-1-•propeno (CHF2CH=CHF) ; 1,1,1,2,3,4, 4 , 4 -octafluoro-2 -buteno (CF3CF=CFCF3: >; 1,1,2, 3,3,4,4, 4 -octafluoro- 1- buteno (CF3CF2CF=CF2) ; 1,1, 1, 2,4,4,4- heptafluoro-•2 -buteno (CF3CF=CHCF3) ; 1,2,3,3,4,4, 4 -heptafluoro-l-buteno (CHF=CFCF2CF3) ; 1 , 1 , 1 , 2 , 3 , 4 , 4 -heptafluoro-2 buteno (CHF2CF=CFCF3) ; 1 , 3 , 3 , 3 -tetrafluoro-2 (trifluorometil) -1-propeno ( (CF3)2C=CHF) 1,1,3,3,4,4 , 4 -heptafluoro-l-buteno (CF2=CHCF2CF3) ; 1 , 1 , 2 , 3 , 4 , 4 , 4 -heptafluoro-1 buteno (CF2=CFCHFCF3) ; 1,1,2,3,3,4,4 heptafluoro-l-buteno (CF2=CFCF2CHF2) 2,3,3,4,4,4 -hexafluoro- 1-buteno (CF3CF2CF=CH2) ; 1 , 3 , 3 , 4 , 4 , 4 -hexafluoro- 1 buteno (CHF=CHCF2CF3) ; 1 , 2 , 3 , 4 , 4 , 4 -hexafluoro 1-buteno (CHF=CFCHFCF3) ; 1,2,3,3,4,4 hexafluoro-l-buteno (CHF=CFCF2CHF2) 1,1,2,3,4,4 -hexafluoro-2 -buteno (CHF2CF=CFCHF2) ; 1, 1 , 1 , 2 , 3 , 4 -hexafluoro-2 buteno (CH2FCF=CFCF3) ; 1 , 1 , 1 , 2 , 4 , 4 -hexafluoro 2-buteno (CHF2CH=CFCF3) ; 1,1,1,3,4,4 hexafluoro-2-buteno (CF3CH=CFCHF2) 1,1,2,3,3,4 -hexafluoro- 1-buteno (CF2=CFCF2CH2F) ; 1 , 1 , 2 , 3 , 4 , 4 -hexafluoro- 1 buteno (CF2=CFCHFCHF2) ; 3 , 3 , 3-trifluoro-2 (trifluorometil) -1-propeno (CH2=C (CF3) 2) 1,1,1, 2 , 4 -pentafluoro-2 -buteno (CH2FCH=CFCF3) 1, 1, 1, 3, 4 -pentafluoro-2 -buteno (CF3CH=CFCH2F) 3,3,4,4,4 -pentafluoro-1-buteno (CF3CF2CH=CH2) 1,1, 1,4, 4 -pentafluoro-2 -buteno (CHF2CH=CHCF3) ; 1.1.1.2.3 -pentafluoro-2 -buteno (CH3CF=CFCF3) ; 2.3.3.4.4 -pentafluoro-1-buteno (CH2=CFCF2CHF2) ; 1 , 1 , 2 , 4 , 4 -pentafluoro-2-buteno (CHF2CF=CHCHF2) ; 1 , 1 , 2 , 3 , 3 -pentafluoro-l-buteno (CH3CF2CF=CF2) ; 1,1,2,3,4-pentafluoro-2-buteno (CH2FCF=CFCHF2) ; 1.1.3.3.3 -pentafluoro-2 -metil-l-propeno (CF2=C(CF3) (CH3) ) ; 2- (difluorometil) -3 , 3 , 3 -trifluoro-l-propeno (CH2=C(CHF2) (CF3) ) ; 2.3.4.4.4-pentafluoro-l-buteno (CH2=CFCHFCF3) ; 1,2,4,4,4-pentafluoro-l-buteno (CHF=CFCH2CF3) ; 1,3,4,4, 4-pentafluoro-l-buteno (CHF=CHCHFCF3) ; 1 , 3 , 3 , 4 , 4 -pentafluoro-1-buteno (CHF=CHCF2CHF2) ; 1 , 2 , 3 , 4 , 4 -pentafluoro-l-buteno (CHF=CFCHFCHF2) ; 3,3,4,4-tetrafluoro-l-buteno (CH2=CHCF2CHF2) ; 1,1-difluoro-2- (difluorometil) -l-propeno (CF2=C(CHF2) (CH3) ) ; 1, 3, 3 , 3 -tetrafluoro-2-metil- l-propeno (CHF=C (CF3) (CH3) ) ; 3,3-difluoro-2- (difluorometil ) -l-propeno (CH2=C (CHF2) 2) ; 1,1,1, 2-tetrafluoro-2 -buteno (CF3CF=CHCH3) ; 1 , 1 , 1 , 3 -tetrafluoro-2 -buteno (CH3CF=CHCF3 ); 1,1,1,2,3,4,4,5,5, 5-decafluoro-2-penteno (CF3CF=CFCF2CF3) ; 1,1,2,3,3,4,4,5,5, 5-decafluoro-1-pentenp (CF2=CFCF2CF2CF3) ; 1 , 1 , 1 , 4 , 4 , 4 -hexafluoro-2 (trifluorometil) -2-buteno ( (CF3) 2C=CHCF3) 1,1,1,2,4,4,5,5, 5-nonafluorp-2-penteno (CF3CF=CHCF2CF3) ; 1,1,1,3,4,4,5,5,5 nonafluoro-2-penteno (CF3CH=CFCF2CF3 ) 1,2,3,3,4,4,5,5, 5-nonafluoro-l-penteno (CHF=CFCF2CF2CF3) ; 1,1,3,3,4,4,5,5,5 nonafluoro-l-penteno (CF2=CHCF2CF2CF3) 1,1,2,3,3,4,4,5, 5-nonafluoro-l-penteno (CF2=CFCF2CF2CHF2) ; 1,1,2,3,4,4,5,5,5 nonafluoro-2-penteno (CHF2CF=CFCF2CF3) 1,1,1,2,3,4,4,5,5-nonafluoro-2 -penteno (CF3CF=CFCF2CHF2) ; 1,1,1,2,3,4,5,5,5 nonafluoro-2-penteno (CF3CF=CFCHFCF3) 1,2,3,4,4,4 -hexafluoro-3 - (trifluorome il) -1-buteno (CHF=CFCF (CF3) 2) ; 1,1,2,4,4,4 hexafluoro-3- (trifluorometil) -1-buteno (CF2=CFCH(CF3) 2) ; 1 , 1 , 1 , 4 , 4 , 4 -hexafluoro-2 (trifluorometil) -2-buteno (CF3CH=C (CF3) 2) 1,1,3,4,4,4 -hexafluoro-3- (trifluorometil) -1-buteno (CF2=CHCF (CF3) 2) ; 2,3,3,4,4,5,5,5 octafluoro- 1-penteno (CH2=CFCF2CF2CF3 ) 1,2,3,3,4,4,5, 5-octafluoro-l-penteno (CHF=CFCF2CF2CHF2) ; 3 , 3 , 4 , 4 , 4 -pentafluoro-2 (trifluorometil) -1-buteno (CH2=C (CF3) CF2CF3) 1,1,4,4 , 4-pentafluoro-3 - (trifluorometil) -1-buteno (CF2=CHCH (CF3) 2) ; 1,3,4,4,4 pentafluoro-3 - (trifluorometil) -1-buteno (CHF=CHCF(CF3)2) ; 1 , 1 , 4 , 4 , 4 -pentafluoro-2 (trifluorometil) -1-buteno (CF2=C (CF3) CH2CF3) 3,4,4, 4-tetrafluoro-3 - (trifluorometil) -1-buteno ( (CF3) 2CFCH=CH2) ; 3,3,4,4,5,5,5 heptafluoro-l-penteno (CF3CF2CF2CH=CH2) 2,3,3,4,4,5, 5-heptafluoro-l-penteno (CH2=CFCF2CF2CHF2) ; 1 , 1 , 3 , 3 , 5 , 5 , 5-heptafluoro 1-buteno (CF2=CHCF2CH2CF3) ; 1,1,1,2,4,4,4 heptafluoro-3-metil-2-buteno (CF3CF=C (CF3) (CH3)); 2 , 4 , 4 , 4 -tetrafluoro-3 (trifluorometil) -1-buteno (CH2=CFCH (CF3) 2) 1,4,4, 4-tetrafluoro-3- (trifluorometil) -1-buteno (CHF=CHCH (CF3) 2) ; 1 , 1 , 1 , 4 -tetrafluoro 2- (trifluorometil) -2-buteno (CH2FCH=C (CF3) 2) 1,1,1, 3-tetrafluoro-2- (trifluorometil) -2-buteno (CH3CF=C (CF3) 2) ; 1 , 1 , 1-trifluoro-2 (trifluorometil) -2-buteno ( (CF3) 2C=CHCH3) 3,4,4,5,5,5-hexafluoro-2 -penteno (CF3CF2CF=CHCH3) ; 1 , 1 , 1 , 4 , 4 , 4 -hexafluoro-2 metil-2-buteno (CF3C (CH3) =CHCF3) ; 3,3,4,5,5,5 hexafluoro-l-penteno (CH2=CHCF2CHFCF3) ; 4,4,4 trifluoro-2- (trifluorometil) -1-buteno (CH2=C(CF3)CH2CF3) ; 1,1,2,3,3,4,4,5,5,6,6,6-dodecafluoro-1-hexeno (CF3 (CF2) 3CF=CF2) 1,1,1,2,2,3,4,5,5,6,6, 6 -dodecafluoro- 3 -hexeno (CF3CF2CF=CFCF2CF3) ; 1 , 1 , 1 , 4 , 4 , 4 -hexafluoro-2 , 3-bis (trifluorometil) -2-buteno ( (CF3)2C=C(CF3)2) ; 1,1,1,2,3,4,5,5,5-nonafluoro-4- (trifluorometil) -2-penteno ( (CF3)2CFCF=CFCF3) ; 1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2- (trifluorometil) -2-penteno ( (CF3) 2C=CHC2F5) ; 1,1,1,3,4,5, 5 , 5 -octafluoro-4- (trifluorometil) -2-penteno ( (CF3)2CFCF=CHCF3) ; 3,3,4,4,5,5,6,6,6-nonafluoro- 1-hexeno (CF3CF2CF2CF2CH=CH2) ; 4,4, 4 -trifluoro-3 , 3-bis (trifluorometil) -1-buteno (CH2=CHC (CF3) 3) ; 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-3-metil-2- (trifluorometil) - 2-buteno ( (CF3) 2C=C (CH3) (CF3) ) 2,3,3,5,5,5-hexafluoro-4- ( trifluorometil ) -1-penteno (CH2=CFCF2CH(CF3)2) ; 1,1,1,2,4,4,5,5,5-nonafluoro-3 -metil-2 -penteno (CF3CF=C(CH3)CF2CF3) ; 1 , 1 , 1 , 5 , 5 , 5 -hexafluoro-4- (trifluorometil) -2-penteno (CF3CH=CHCH(CF3)2) ; 3,4,4,5,5,6,6,6-octafluoro-2 -hexeno (CF3CF2CF2CF=CHCH3) ; 3,3,4,4,5,5,6, 6-octafluoro1-hexeno (CH2=CHCF2CF2CF2CHF2) ; 1 , 1 , 1 , 4 , 4 -pentafluoro-2 (trifluorometil) -2-penteno ( (CF3) 2C=CHCF2CH3) 4,4,5,5, 5-pentafluoro-2- (trifluorome il) -1-penteno (CH2=C (CF3) CH2C2F5) ; 3,3,4,4,5,5,5 heptafluoro-2-metil-1-penteno (CF3CF2CF2C(CH3)=CH2) ; 4,4,5,5,5,6,6 heptafluoro-2-hexeno (CF3CF2CF2CH=CHCH3) 4,4,5,5,6,6, 6-heptafluoro-l-hexeno (CH2=CHCH2CF2C2F5); 1,1,1,2,2,3,4 -heptafluoro 3 -hexeno (CF3CF2CF=CFC2H5) ; 4,5,5,5 tetrafluoro-4- (trifluorometil) -1-penteno (CH2=CHCH2CF(CF3)2) ; 1,1,1,2,5,5,5 heptafluoro-4 -metil-2 -penteno (CF3CF=CHCH(CF3) (CH3) ) ; 1 , 1 , 1 , 3 -tetrafluoro-2 (trifluorometil) -2-penteno ( (CF3) 2C=CFC2H5) 1,1,1,2,3,4,4,5,5,6,6,7,7, 7-tetradecafluoro- 2-hepteno (CF3CF=CFCF2CF2C2F5) 1,1,1,2,2,3,4,5,5,6,6,7,7, 7-tetradecafluoro- 3-hepteno (CF3CF2CF=CFCF2C2F5) 1,1,1,3,4,4,5,5,6,6,7,7, 7-tridecafluoro-2-hepteno (CF3CH=CFCF2CF2C2F5) 1,1,1,2,4,4,5,5,6,6,7,7, 7 -tridecafluoro-2-hepteno (CF3CF=CHCF2CF2C2F5) 1,1,1,2,2,4,5,5,6,6,7,7, 7-tridecafluoro-3 - hepteno (CF3CF2CH=CFCF2C2F5) y 1,1,1,2,2,3,5,5,6,6,7,7, 7-tridecafluoro-3- hepteno (CF3CF2CF=CHCF2C2F5) .

En algunas modalidades, las fluoroolefinas son compuestos que comprenden átomos de carbono, átomos de flúor y, opcionalmente , átomos de hidrógeno o cloro. En una modalidad las fluoroolefinas usadas en las composiciones de la presente invención comprenden compuestos con 2 a 12 átomos de carbono. En otra modalidad las fluoroolefinas comprenden compuestos con 3 a 10 átomos de carbono y, en otra modalidad adicional, las fluoroolefinas comprenden compuestos con 3 a 7 átomos de carbono. Las fluoroolefinas representativas incluyen, pero no se limitan a, todos los compuestos como se enumeran en la Tabla 1 , Tabla 2 y Tabla 3.

En una modalidad de la presente invención el primer refrigerante se selecciona de fluoroolefinas que tienen la fórmula E- o Z-R1CH=CHR2 (fórmula (i) ) , en donde R1 y R2 son, independientemente, grupos perfluoroalquilo de Ci a C6. Los ejemplos de los grupos R1 y R2 incluyen, pero no se limitan a, CF3, C2F5, CF2CF2CF3, CF(CF3)2, CF2CF2CF2CF3 , CF (CF3 ) CF2CF3 , CF2CF(CF3)2, C(CF3)3, CF2CF2CF2CF2CF3, CF2CF2CF (CF3) 2í C(CF3)2C2F5, CF2CF2CF2CF2CF2CF3, CF(CF3) CF2CF2C2F5 y C (CF3) 2CF2C2F5. En una modalidad las fluoroolefinas de la Fórmula (i) tienen por lo menos 4 átomos de carbono en la molécula. En otra modalidad, el primer refrigerante se selecciona de fluoroolefinas de la Fórmula (i) que tienen por lo menos 5 átomos de carbono en la molécula. En otra modalidad adicional el primer refrigerante se selecciona de fluoroolefinas de la Fórmula (i) que tienen por lo menos 6 átomos de carbono en la molécula. La Tabla 1 presenta compuestos de la Fórmula (i) ilustrativos, pero no limitantes .

Tabla 1 Los compuestos de la Fórmula (i) se pueden preparar al poner en contacto un yoduro de perfluoroalquilo de la fórmula R1! con una perfluoroalquiltrihidroolefina de la fórmula R2CH=CH2 para formar un trihidroyodoperfluoroalcano de la fórmula R1CH2CHIR2. Después, este trihidroyodoperfluoroalcano se puede deshidroyodar para formar R1CH=CHR2. Alternativamente, la olefina R1CH=CHR2 se puede preparar por la deshidroyodación de un trihidroyodoperfluoroalcano de la fórmula R1CHICH2R2 que se forma a su vez al hacer reaccionar un yoduro de perfluoroalquilo de la fórmula R2I con una perfluoroalquiltrihidroolefina de la fórmula R1CH=CH2.

El contacto entre el yoduro de perfluoroalquilo con una perfluoroalquiltrihidroolefina se puede llevar a cabo de modo discontinuo al combinar los reactantes en un recipiente de reacción adecuado con la capacidad de operar bajo la presión autógena de los reactantes y productos a la temperatura de reacción. Los recipientes de reacción adecuados incluyen los fabricados de aceros inoxidables, particularmente, del tipo austenítico, y las aleaciones altas en níquel conocidas, tales como las aleaciones níquel-cobre Monel®, aleaciones a base de níquel Hastelloy® y aleaciones níquel- cromo Inconel® .

Alternativamente, la reacción se puede llevar a cabo de modo semicontinuo en el que el reactante de perfluoroalquiltrihidroolefina se agrega al reactante de yoduro de perfluoroalquilo por medio de un aparato de adición, tal como una bomba a la temperatura de reacción.

La relación entre el yoduro de perfluoroalquilo y la perfluoroalquiltrihidroolefina debe ser de aproximadamente 1:1 a aproximadamente 4:1, preferentemente, de aproximadamente 1.5:1 a 2.5:1. Las proporciones menores que 1.5:1 tienden a producir grandes cantidades aducto 2:1, según lo informado por Jeanneaux, et. al. en Journal of Fluorine Chemistry, Vol . 4, págs . 261-270 (1974).

Las temperaturas preferidas para poner en contacto el yoduro de perfluoroalquilo con la perfluoroalquiltrihidroolefina se encuentra, preferentemente, dentro del intervalo de aproximadamente 150 °C a 300 °C, preferentemente, de aproximadamente 170 °C a aproximadamente 250 °C, y con la máxima preferencia, de aproximadamente 180 °C a aproximadamente 230 °C.

Los tiempos de contacto adecuados para la reacción del yoduro de perfluoroalquilo con la perfluoroalquiltrihidroolefina son de aproximadamente 0.5 horas a 18 horas, preferentemente, de aproximadamente 4 a aproximadamente 12 horas .

El trihidroyodoperfluoroalcano preparado mediante la reacción del yoduro de perfluoroalquilo con la perfluoroalquiltrihidroolefina se puede usar directamente en la etapa de deshidroyodación o puede, preferentemente, recuperarse y purificarse mediante destilación, antes de la etapa de deshidroyodación.

La etapa de deshidroyodación se lleva a cabo al poner en contacto el trihidroyodoperfluoroalcano con una sustancia básica. Las sustancias básicas adecuadas incluyen hidróxidos de metales alcalinos (por ejemplo, hidróxido sódico o hidróxido potásico) , óxido de metales alcalinos (por ejemplo, oxido sódico) , hidróxidos de metales alcalinotérreos (por ejemplo, hidróxido cálcico) , óxidos de metales alcalinotérreos (por ejemplo, óxido cálcico) , alcóxidos de metales alcalinos (por ejemplo, metóxido sódico o etóxido sódico) , amoníaco acuoso, amida sódica o mezclas de sustancias básicas, tales como cal sodada. Las sustancias básicas preferidas son hidróxido sódico e hidróxido potásico.

El contacto entre el trihidroyodoperfluoroalcano con una sustancia básica se puede llevar a cabo en la fase líquida, preferentemente, en presencia de un solvente con la capacidad de disolver por lo menos una porción de ambos reactantes. Los solventes adecuados para la etapa de deshidroyodación incluyen uno o más solventes orgánicos polares, tales como alcoholes (por ejemplo, metanol, etanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol y butanol terciario), nitrilos (por ejemplo, acetonitrilo, propionitrilo, butironitrilo, benzonitrilo o adiponitrilo) , sulfóxido de dimetilo, N, -dimetilformamida, N, N-dimetilacetamida o sulfolano. La selección del solvente puede depender del producto del punto de ebullición y la facilidad para separar las trazas del solvente del producto durante la purificación.

Típicamente, el etanol y el isopropanol son buenos solventes para la reacción.

Típicamente, la reacción de deshidroyodación se puede llevar a cabo mediante la adición de uno de los reactantes (ya sea la sustancia básica o el trihidroyodoperfluoroalcano) en el otro reactante en un recipiente de reacción adecuado. El recipiente de reacción se puede fabricar de vidrio, cerámica o metal y se agita, preferentemente, con un impulsor o mecanismo de agitación.

Las temperaturas adecuadas para la reacción de deshidroyodación se encuentran en el intervalo de aproximadamente 10 °C a aproximadamente 100 °C, preferentemente, de aproximadamente 20 °C a aproximadamente 70 °C. La reacción de deshidroyodación se puede llevar a cabo a presión ambiente o a presión reducida o elevada. Deben destacarse las reacciones de deshidroyodación en las que el compuesto de la Fórmula (i) se extrae del recipiente de reacción a medida que se forma.

Alternativamente, la reacción de deshidroyodación se puede llevar a cabo al poner en contacto una solución acuosa de la sustancia básica con una solución del trihidroyodoperfluoroalcano en uno o más solventes orgánicos de menor polaridad, tales como un alcano (por ejemplo, hexano, heptano u octano) , hidrocarbono aromático (por ejemplo, tolueno) , hidrocarbono halogenado (por ejemplo, cloruro de metileno, cloroformo, tetracloruro de carbono o percloroetileno) o éter (por ejemplo, éter dietílico, éter terc-butil metílico, tetrahidrofurano, tetrahidrofurano de 2-metilo, dioxano, dimetoxietano, diglima o tetraglima) en presencia de un catalizador de transferencia de fase. Los catalizadores de transferencia de fase adecuados incluyen haluros de amonio cuaternario (por ejemplo, bromuro de tetrabutilamonio, hidrosulfato de tetrabutilamonio, cloruro de trietilbencilamonio, cloruro de dodeciltrimetilamonio y cloruro de tricaprililmetilamonio) , haluros de fosfonio cuaternario (por ejemplo, bromuro de trifenilmetilfosfonio y cloruro de tetrafenilfosfonio) o compuestos de poliéter cíclico conocidos en la técnica como éteres corona (por ejemplo, 18-corona-6 y 15-corona-5) .

Alternativamente, la reacción de deshidroyodación se puede llevar a cabo en ausencia de solvente mediante la adición del trihidroyodoperfluoroalcano a una sustancia básica sólida o líquida.

Los tiempos de reacción adecuados para las reacciones de deshidroyodación se encuentran en el intervalo de aproximadamente 15 minutos a aproximadamente seis horas o más según la solubilidad de los reactantes. Típicamente, la reacción de deshidroyodación es rápida y requiere de aproximadamente 30 minutos a aproximadamente tres horas para finalizar. El compuesto de la Fórmula (i) se puede recuperar de la mezcla de reacción de deshidroyodación por separación de fases después de la adición de agua, por destilación o por una combinación de estas.

En otra modalidad de la presente invención, el primer refrigerante se selecciona de fluoroolefinas que comprenden fluoroolefinas cíclicas (ciclo- [CX=CY (CZW) n-] (Fórmula (ii) ) , en donde X, Y, Z y W se seleccionan, independientemente, de H y F, y n es un entero de 2 a 5) . En una modalidad las fluoroolefinas de la Fórmula (ii) , tienen por lo menos aproximadamente 3 átomos de carbono en la molécula. En otra modalidad las fluoroolefinas de la Fórmula (ii) tienen por lo menos aproximadamente 4 átomos de carbono en la molécula. En otra modalidad las fluoroolefinas de la Fórmula (ii) tienen por lo menos aproximadamente 5 átomos de carbono en la molécula. En otra modalidad adicional, las fluoroolefinas de la Fórmula (ii) tienen por lo menos aproximadamente 6 átomos de carbono en la molécula. Las fluoroolefinas cíclicas representativas de la Fórmula (ii) se enumeran en la Tabla 2.

Tabla 2 El primer refrigerante de la presente invención puede comprender un solo compuesto de la Fórmula (i) o Fórmula (ii) , por ejemplo, uno de los compuestos en la Tabla 1 o Tabla 2, o puede comprender una combinación de compuestos de la Fórmula (i) o Fórmula (ii) .

En otra modalidad, el primer refrigerante se selecciona de fluoroolefinas que comprenden los compuestos enumerados en la Tabla 3.

Tabla 3 Los compuestos enumerados en la Tabla 2 y la Tabla 3 se encuentran disponibles comercialmente o se pueden preparar mediante procesos conocidos en la técnica o según se describe en la presente.

El 1 , 1 , 1, 4 , 4-pentafluoro-2 -buteno se puede preparar de 1 , 1 , 1 , 2 , 4 , 4 -hexafluorobutano (CHF2CH2CHFCF3) por deshidrofluoración con KOH sólido en la fase de vapor a temperatura ambiente. La síntesis de 1,1,1,2,4,4-hexafluorobutano se describe en la patente de los Estados Unidos núm. US 6,066,768. El 1 , 1 , 1 , 4 , 4 , 4 -hexafluoro-2 -buteno se puede preparar de 1 , 1 , 1 , 4 , 4 , 4 -hexafluoro-2-yodobutano (CF3CHICH2CF3) mediante la reacción con KOH con el uso de un catalizador de transferencia de fase a aproximadamente 60 °C. La síntesis de 1 , 1 , 1 , 4 , 4 , 4 -hexafluoro- 2 -yodobutano se puede llevar a cabo mediante la reacción de yoduro de perfluorometilo (CF3I) y 3 , 3 , 3 -trifluoropropeno (CF3CH=CH2) a aproximadamente 200 °C bajo presión autógena durante aproximadamente 8 horas .

El -hexafluoro-2 -penteno se puede preparar mediante la deshidrofluoración de 1 , 1, 1, 2 , 2 , 3 , 3 -heptafluoropentano 4, 5, 5, 5 (CF2CF2CF3CH 3,4CH2) con KOH sólido o sobre un catalizador de carbono a 200-300 °C. El 1,1,1,2,2,3,3-heptafluoropentano se puede preparar por medio de la hidrogenación de 3 , 3 , 4 , 4 , 5 , 5 , 5-heptafluoro-l-penteno (CF3CF2CF2CH=CH2) .

El 1 , 1, 1, 2 , 3 , -hexafluoro-2-buteno se puede preparar mediante la deshidrofluoración de 1,1,1,2,3,3,4-heptafluorobutano (CH2FCF2CHFCF3) al usar KOH sólido.

El 1, 1, 1, 2 , 4 , 4-hexafluoro-2-buteno se puede preparar mediante la deshidrofluoración de 1,1,1,2,2,4,4-heptafluorobutano ( CHF2CH2CF2CF3) al usar KOH sólido.

El 1 , 1, 1, 3 , 4 , 4-hexafluoro2 -buteno se puede preparar mediante la deshidrofluoración de 1,1,1,3,3,4,4-heptafluorobutano (CF3CH2CF2CHF2) al usar KOH sólido.

El 1, 1, 1, 2, 4 -pentafluoro-2 -buteno se puede preparar mediante la deshidrofluoración de 1,1,1,2,2,3-hexafluorobutano (CH2FCH2CF2CF3) al usar KOH sólido.

El 1, 1, 1, 3 , 4-pentafluoro-2 -buteno se puede preparar mediante la deshidrofluoración de 1,1,1,3,3,4-hexafluorobutano (CF3CH2CF2CH2F) al usar KOH sólido.

El 1, 1, 1, 3-tetrafluoro-2-buteno se puede preparar al reaccionar 1, 1, 1, 3 , 3-pentafluorobutano (CF3CH2CF2CH3) con KOH acuoso a 120 °C.

El 1, 1, 1, 4 , 4, 5, 5, 5-octafluoro-2 -penteno se puede preparar de (CF3CHICH2CF2CF3) mediante la reacción con KOH con el uso de un catalizador de transferencia de fase a aproximadamente 60 °C. La síntesis de 4 -yodo-1 , 1 , 1 , 2 , 2 , 5 , 5 , 5-octafluoropentano se puede llevar a cabo mediante la reacción de yoduro de perfluoroetilo (CF3CF2I) y 3 , 3 , 3-trifluoropropeno a aproximadamente 200 °C bajo presión autógena durante aproximadamente 8 horas .

El 1, 1, 1, 2, 2, 5, 5, 6, 6, 6 -decafluoro-3-hexeno se puede preparar de 1, 1, 1 , 2 , 2 , 5 , 5 , 6 , 6 , 6-decafluoro-3-yodohexano (CF3CF2CHICH2CF2CF3) mediante la reacción con KOH con el uso de un catalizador de transferencia de fase a aproximadamente 60 °C. La síntesis de 1 , 1 , 1 , 2 , 2 , 5 , 5 , 6 , 6 , 6-decafluoro-3 -yodohexano se puede llevar a cabo mediante la reacción de yoduro de perfluoroetilo (CF3CF2I) y 3 , 3 , 4 , 4 , 4-pentafluoro- 1-buteno (CF3CF2CH=CH2) a aproximadamente 200 °C bajo presión autógena durante aproximadamente 8. horas.

El 1,1,1,4,5,5, 5-heptafluoro- - (trifluorometil) -2-penteno se puede preparar por la deshidrofluoración de 1,1,1,2,5,5, 5-heptafluoro-4 -yodo-2 - (trifluorometil) -pentano (CF3CHICH2CF(CF3) 2) con KOH en isopropanol . El CF3CHICH2CF (CF3) 2 se elabora de la reacción de (CF3)2CFI con CF3CH=CH2 a temperatura alta, como aproximadamente 200 °C.

El 1 , 1 , 1 , 4 , 4 , 5 , 5 , 6 , 6 , 6-decafluoro-2 -hexeno se puede preparar mediante la reacción de 1, 1, 1 , 4 , 4 , 4 -hexafluoro-2-buteno (CF3CH=CHCF3) con tetrafluoroetileno (CF2=CF2) y pentafluoruro de antimonio (SbF5) .

El 2 , 3 , 3 , 4 , 4 -pentafluoro- 1-buteno se puede preparar mediante la deshidrofluoración de 1,1,2,2,3,3-hexafluorobut no con alúmina fluorada a temperatura elevada.

El 2 , 3 , 3 , 4 , 4 , 5 , 5 , 5-ocatafluoro-l-penteno se puede preparar mediante la deshidrofluoración de 2,2,3,3,4,4,5,5,5-nonafluoropentano al usar KOH sólido.

El 1 , 2 , 3 , 3 , 4 , 4 , 5 , 5-octafluoro-l-penteno se puede preparar mediante la deshidrofluoración de 2,2,3,3,4,4,5,5,5-nonafluoropentano con alúmina fluorada a temperatura elevada.

Muchos de los compuestos de la Fórmula 1, Fórmula 2, Tabla 1, Tabla 2 y Tabla 3 existen como distintos isómeros o estereoisómeros configuracionales . Cuando el isómero específico no está designado, la presente invención pretende incluir todos los isómeros configuracionales únicos, estereoisómeros únicos o cualquier combinación de estos. Por ejemplo, FUE pretende representar el E-isómero, Z-isómero o cualquier combinación o mezcla de ambos isómeros en cualquier relación. Como otro ejemplo, HFO-1225ye pretende representar el E- isómero, Z-isómero o cualquier combinación o mezcla de ambos isómeros en cualquier relación.

Además, el primer refrigerante puede ser cualquiera de las fluoroolefinas únicas de la Fórmula (i) , Fórmula (ii) , Tabla 1, Tabla 2 y Tabla 3 o puede ser cualquier combinación de las distintas fluoroolefinas de la Fórmula (i), Fórmula (ii) , Tabla 1, Tabla 2 y Tabla 3.

En algunas modalidades, el primer refrigerante puede ser cualquier combinación de una fluoroolefina única o de múltiples fluoroolefinas seleccionadas de la Fórmula (i) , Fórmula (ii) , Tabla 1, Tabla 2 y Tabla 3 con por lo menos un refrigerante adicional seleccionado de hidrofluorocarbonos, fluoroéteres , hidrocarbonos , CF3I, amoníaco (NH3) , dióxido de carbono (C02) , óxido nitroso (N20) y mezclas de estos, es decir, mezclas de cualquiera de los compuestos mencionados anteriormente .

En algunas modalidades, el primer refrigerante puede contener hidrofluorocarbonos que comprenden por lo menos un compuesto saturado que contiene carbono, hidrógeno y flúor. Son particularmente útiles los hidrofluorocarbonos que tienen 1-7 átomos de carbono y que tienen un punto de ebullición normal de aproximadamente -90 °C a aproximadamente 80 °C. Los hidrofluorocarbonos son productos comerciales disponibles de varias fuentes o se pueden preparar por métodos conocidos en la técnica. Los compuestos de hidrofluorocarbono representativos incluyen, pero no se limitan a, fluorometano (CH3F, HFC-41) , difluorometano (CH2F2, HFC-32) , trifluorometano (CHF3, HFC-23) , pentafluoroetano (CF3CHF2, HFC-125) , 1, 1, 2, 2-tetrafluoroetano (CHF2CHF2, HFC-134), 1, 1, 1, 2-tetrafluoroetano (CF3CH2F, HFC-134a) , 1,1,1-trifluoroetano (CF3CH3, HFC-143a) , 1 , 1-difluoroetano (CHF2CH3, HFC-152a) , fluoroetano (CH3CH2F, HFC-161) , 1,1,1,2,2,3,3-heptafluoropropano (CF3CF2CHF2, HFC-227ca) , 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropano (CF3CHFCF3, HFC-227ea) , 1 1 2 2 3 3 -hexafluoropropano (CHF2CF2CHF2, HFC-236ca) , 1,1,1,2,2, 3-hexafluoropropano (CF3CF3CH2F, HFC-236cb) , 1,1,1,2,3, 3-hexafluoropropano (CF3CHFCHF2, HFC-236ea) , 1,1,1,3,3, 3-hexafluoropropano (CF3CH2CF3, HFC-236fa) , 1,1,2,2, 3-pentafluoropropano (CHF2CF2CH2F, HFC-245ca) , 1,1,1,2, 2-pentafluoropropano (CF3CF2CH3, HFC-245cb) , 1,1,2,3, 3-pentafluoropropano (CHF2CHFCHF2, HFC-245ea) , 1,1,1,2, 3-pentafluoropropano (CF3CHFCH2F, HFC-245eb) , 1,1,1,3, 3-pentafluoropropano (CF3CH2CHF2, HFC-245fa) , 1,2,2, 3-tetrafluoropropano (CH2FCF2CH2F, HFC-254ca) , 1,1,2, 2-tetrafluoropropano (CHF2CF2CH3, HFC-254cb) , 1,1,2, 3-te rafluoropropano (CHF2CHFCH2F, HFC-254ea) , 1,1,1, 2-tetrafluoropropano (CF3CHFCH3, HFC-254eb) , 1,1,3, 3-tetrafluoropropano (CHF2CH2CHF2, HFC-254fa) , 1,1,1, 3-tetrafluoropropano (CF3CH2CH2F, HFC-254fb) 1,1, 1-trifluoropropano (CF3CH2CH3, HFC-263fb) , 2 , 2 -difluoropropano (CH3CF2CH3, HFC-272ca) , 1 , 2 -difluoropropano (CH2FCHFCH3( HFC-272ea) , 1, 3-difluoropropano (CH2FCH2CH2F, HFC-272fa) , 1,1-difluoropropano (CHF2CH2CH3, HFC-272fb) , 2 - fluoropropano (CH3CHFCH3, HFC-281ea) , 1- fluoropropano (CH2FCH2CH3, HFC-281fa) , 1, 1,2, 2, 3, 3, 4, 4 -octafluorobutano (CHF2CF2CF2CHF2 , HFC-338pcc) , 1, 1, 1, 2, 2, 4 , 4, 4 -octafluorobutano (CF3CH2CF2CF3 , HFC-338raf ) , 1, 1, 1, 3 , 3-pentafluorobutano (CF3CH2CHF2, HFC-365mfc) , 1, 1, 1, 2, 3 , 4 , , 5, 5, 5-decafluoropentano (CF3CHFCHFCF2CF3 , HFC-43-10raee) y 1,1,1,2,2,3,4,5,5,6,6,7,7,7-tetradecafluoroheptano ( CF3CF2CHFCHFCF2CF2CF3 , HFC-63-14mee) .

En algunas modalidades, el primer refrigerante puede comprender, además, fluoroéteres . Los fluoroéteres comprenden por lo menos un compuesto que tiene carbono, flúor, oxígeno y, opcionalmente, hidrógeno, cloro, bromo o yodo. Los fluoroéteres están disponibles comercialmente o se pueden producir por métodos conocidos en la técnica. Los fluoroéteres representativos incluyen, pero no se limitan a, nonafluorometoxibutano (C4F9OCH3, cualquiera o todos los isómeros o mezclas de estos posibles) ; nonafluoroetoxibutano (C4F9OC2H5, cualquiera o todos los isómeros o mezclas de estos posibles); 2-difluorometoxi-1, 1, 1, 2-tetrafluoroetano (HFOC-236eaEß? o CHF2OCHFCF3) ; 1 , 1-difluoro-2-metoxietano (HFOC-272¾?ß?, CH3OCH2CHF2) ; 1 , 1 , 1 , 3 , 3 , 3 -hexafluoro-2- (fluorometoxi)propano (HFOC-347mmzE Y o CH2FOCH (CF3) 2) ; 1 , 1 , 1 , 3 , 3 , 3 -hexafluoro-2 -metoxipropano (HFOC-356mmzE Y o CH3OCH (CH3) 2) ; 1, 1, 1, 2 , 2-pentafluoro-3 -metoxipropano (HFOC-365mcEYÓ o CF3CF2CH2OCH3) ; 2 -etoxi-1 , 1 , 1 , 2 , 3 , 3 , 3 -heptafluoropropano (HFOC-467mmyE3Y o CH3CH2OCF (CF3 ) 2 ) y mezclas de estos.

En algunas modalidades, el primer refrigerante puede comprender, además, por lo menos un hidrocarbono . Los hidrocarbonos son compuestos que tienen únicamente carbono e hidrógeno. Son particularmente útiles los compuestos que tienen 3-7 átomos de carbono. Los hidrocarbonos están disponibles comercialmente por medio de numerosos proveedores de sustancias químicas . Los hidrocarbonos representativos incluyen, pero no se limitan a, propano, n-butano, isobutano, ciclobutano, n-pentano, 2-metilbutano, 2 , 2 -dimetilpropano, ciclopentano, n-hexano, 2-metilpentano, 2 , 2-dimetilbutano, 2 , 3 -dimetilbutano, 3 -metilpentano, ciciclohexano, n-heptano, cicloheptano y mezclas de estos. En algunas modalidades las composiciones descritas pueden comprender hidrocarbonos que contienen heteroátomos , tales como dimetiléter (DME, CH3OCH3) . El DME se encuentra disponible comercialmente.

En algunas modalidades, el primer refrigerante puede comprender, además, dióxido de carbono (C02) , que se encuentra disponible comercialmente de varias fuentes o se puede preparar por métodos conocidos en la técnica.

En algunas modalidades el primer refrigerante puede comprender, además, amoníaco (NH3) , que se encuentra disponible comercialmente de varias fuentes o se puede preparar por métodos conocidos en la técnica.

En algunas modalidades, el primer refrigerante puede comprender, además, yodotrifluorometano (CF3I) , que se encuentra disponible comercialmente de varias fuentes o se puede preparar por métodos conocidos en la técnica.

En modalidades particulares el primer y el segundo refrigerante puede ser tal como se muestra en la Tabla 4 a continuación.

Tabla 4 En ciertas modalidades, el segundo refrigerante puede consistir esencialmente de HFO-1234yf. En otras modalidades el segundo refrigerante puede comprender HFO-1234yf y R134a. En otras modalidades adicionales el segundo refrigerante puede comprender HF0-1234yf y R32, o puede comprender trans HFO-1234ze y HFC-32, o trans HFO-1234ze y HFC-134a, o trans HFO-1234ze y HFC-125.

En la modalidad en donde el segundo refrigerante consiste esencialmente de HFO-1234yf, el primer refrigerante puede comprender dióxido de carbono (C02) u óxido nitroso (N20) . Alternativamente, en la modalidad en donde el segundo refrigerante consiste esencialmente de HFO-1234yf, el primer refrigerante puede comprender HFO-1234yf y HFC-32. En otra modalidad en donde el segundo refrigerante consiste esencialmente de HFO-1234yf, el primer refrigerante puede comprender trans HFO-1234ze y HFC-32.

En la modalidad en donde el segundo refrigerante comprende HFO-1234yf y HFC-134a o en donde el segundo refrigerante comprende HFO-1234yf y HFC-32, el primer refrigerante puede comprender ya sea dióxido de carbono u óxido nitroso. Alternativamente, en la modalidad en donde el segundo refrigerante comprende HFO-1234yf y HFC-134a, o HFO-1234yf y HFC-32, el primer refrigerante puede comprender HFO-1234yf y HFC-32. En otra modalidad en donde el segundo refrigerante comprende HFO-1234yf y HFC-134a, o HFO-1234yf y HFC-32, el primer refrigerante puede comprender trans HFO-1234ze y HFC-32.

En una modalidad particular en donde el segundo refrigerante comprende HFO-1234yf y R134a y el primer refrigerante comprende HFO-1234yf y HFC-32, el segundo refrigerante puede comprender 1 - 99 % de HFO-1234yf y 99 -1 % de HFC-134a. En una modalidad, el segundo refrigerante comprende 1 - 53.1 % de HFO-1234yf y 46.9 - 99 % de HFC-134a. Particularmente, el segundo refrigerante comprende 53 % de HFO-1234yf y 47 % de HFC-134a. En una modalidad el segundo refrigerante comprende l - 59 % de HFO-l234yf y 41 - 99 % de HFC-134a. En la presente modalidad el segundo refrigerante es no inflamable a 100 °C o 60 °C. Esta composición es no inflamable y tiene una capacidad máxima en el intervalo de 40 - 59 % de 1234yf y de 41 - 60 % de 134a. Particularmente, el segundo refrigerante puede comprender 53 % de HFO-1234yf y 47 % de HFC-134a.

En una modalidad particular en donde el segundo refrigerante comprende HFO-1234yf y HFC-32, los intervalos para estos componentes pueden ser de 1 - 99 % de HFO-1234yf y de 99 - 1 % de HFC-32. En una modalidad particular, el segundo refrigerante puede comprender 20 - 99 % de HFO-1234yf y 80 - 99 % de HFC-32. Más particularmente, el segundo refrigerante puede comprender 50 - 99 % de HFO-1234yf y 50 -99 % de HFC-32 y, más particularmente, el segundo refrigerante puede comprender 63 % de HFO-1234yf y 37 ¾ de HFC-32. En esta modalidad el segundo refrigerante se puede usar como sustituto para R404A. En otra modalidad el segundo refrigerante puede comprender 27.5 % de HFO-1234yf y 72.5 % de HFC-32. En esta modalidad el segundo refrigerante se puede usar como sustituto para R410A. En cualquiera de las modalidades de las modalidades mencionadas anteriormente, en donde el segundo refrigerante comprende un intervalo particular de HFO-1234yf y HFC-32, el primer refrigerante puede comprender C02 o N20, una mezcla de HFO-1234yf/ HFC-32, o una mezcla de trans HFO-1234ze/HFC-32.

En la modalidad en donde el segundo refrigerante comprende trans HFO-1234ze y HFC-32, el primer refrigerante puede comprender dióxido de carbono u óxido nitroso. Alternativamente, en la modalidad en donde el segundo refrigerante comprende trans-HF0-1234ze y HFC-32, el primer refrigerante puede comprender HFO-1234yf y HFC-32. En otra modalidad en donde el segundo refrigerante comprende trans-HFO-1234ze y HFC-32, el primer refrigerante puede comprender trans HFO-1234ze y HFC-32.

En una modalidad particular en donde el segundo refrigerante comprende trans HFO-1234ze y HFC-32, el Segundo refrigerante comprende l - 99 % de HFO-1234ze y 99 - l % de HFC-32. El 1234ze puede ser trans-1234ze o cis-1234ze. En cualquiera de las modalidades de las modalidades mencionadas anteriormente en donde el segundo refrigerante comprende un intervalo particular de trans HFO-1234ze y HFC-32, el primer refrigerante puede comprender C02 o N20, una mezcla de HFO-1234yf/ HFC-32, o una mezcla de trans HFO-1234ze/HFC-32.

En la modalidad en donde el segundo refrigerante comprende trans HFO-1234ze y HFC-134a, el primer refrigerante puede comprender C02 o N20. Alternativamente, en la modalidad en donde el segundo refrigerante comprende trans-HFO- 1234ze y HFC-134a, el primer refrigerante puede comprender HFO-1234yf y HFC-32. En otra modalidad, en donde el segundo refrigerante comprende trans-HFO-1234ze y HFC-134a, el primer refrigerante puede comprender trans HFO-1234ze y HFC-32.

En la modalidad en donde el segundo refrigerante comprende trans HFO-1234ze y HFC-125, el primer refrigerante puede comprender dióxido de carbono u óxido nitroso. Alternativamente, en la modalidad en donde el segundo refrigerante comprende trans-HFO-1234ze y HFC-125, el primer refrigerante puede comprender HFC-32 y HFO-1234yf. En otra modalidad, en donde el segundo refrigerante comprende trans-HFO-1234ze y HFC-125, el primer refrigerante puede comprender trans HFO-1234ze y HFC-32.

Varias configuraciones de sistemas en cascada se incluyen, además, dentro del alcance de la presente invención. Por ejemplo, se hace referencia a la Fig. 2 que muestra un sistema en cascada de conformidad con la presente invención, en donde los elementos que corresponden a los elementos que se muestran en la Fig. 1 se indican con un número de referencia similar y un símbolo prima ('). Todos los elementos en la Fig. 2 que corresponden a los elementos que se muestran en la Fig. 1 funcionan tal como se describió anteriormente con respecto a la Fig. 1. Adicionalmente, el sistema en cascada de la Fig. 2 incluye un circuito secundario de transferencia de calor que incluye un enfriador líquido secundario 30 y un intercambiador térmico líquido secundario 32. El intercambiador térmico líquido secundario se ubica cerca de un cuerpo a enfriar, tal como un alimento en un mostrador de temperatura media. El enfriador secundario enfría un fluido secundario de transferencia de calor. El uso de un circuito secundario de transferencia de calor en la modalidad de la Fig. 2 es favorable debido a que limita la cantidad de refrigerante que se debe usar y la longitud de tubería por la cual debe circular el refrigerante, mientras que al mismo tiempo transfiere el calor entre las ubicaciones que deben estar lejos entre sí (por ejemplo, ubicaciones lejanas en un supermercado grande) . La minimización de la cantidad de refrigerante y de la longitud de la tubería del refrigerante reduce el costo del refrigerante, los índices de fuga y mitiga los riesgos asociados con el uso de refrigerantes que son inflamables y/o tóxicos. Adicionalmente , o alternativamente a la configuración como se muestra en Fig. 2, se podría usar un circuito secundario para transferir calor desde mostradores de temperatura baja hasta el circuito de temperatura baja en una configuración similar a la que se muestra en la Fig. 2 para el circuito de temperatura alta o media. Sin embargo, la selección de fluidos secundarios de transferencia de calor estaría muy limitada debido a que la viscosidad de los líquidos y los costos de bombeo asociados incrementan a temperaturas bajas.

El sistema de refrigeración en cascada de la Fig. 2 incluye, además, un sistema de intercambio de calor en cascada dispuesto entre el circuito de refrigeración de temperatura baja y el circuito de refrigeración de temperatura media. Como en las modalidades anteriores, el sistema de intercambio de calor en cascada tiene una primera entrada 22a' y una primera salida 22b' , en donde el primer vapor refrigerante circula desde la primera entrada hasta la primera salida y se condensa en el sistema de intercambio de calor para formar un primer líquido refrigerante para repeler el calor. El sistema de intercambio de calor en cascada incluye, además, una segunda entrada 22c' y una segunda salida 22d' , en donde un segundo líquido refrigerante circula desde la segunda entrada hasta la segunda salida y absorbe el calor repelido por el primer refrigerante y forma un segundo vapor refrigerante, como se explicará a continuación. Por lo tanto, en la modalidad de la Fig . 2 el segundo refrigerante absorbe directamente el calor repelido por el primer refrigerante .

Con respecto a la Fig. 2 específicamente, un fluido secundario de transferencia de calor ingresa en el enfriador secundario por una primera entrada 30a y sale del enfriador secundario por una primera salida 30b. El fluido secundario de transferencia de calor puede comprender etilenglicol, propilenglicol , dióxido de carbono, agua salada o cualquiera de los diversos fluidos o lechadas conocidos en la técnica. En algunas modalidades el fluido secundario de transferencia de calor puede experimentar un cambio de fase . Adicionalmente, el enfriador secundario incluye una segunda entrada 30c y una segunda salida 30d. El segundo refrigerante ingresa en el enfriador secundario de líquidos a través de la segunda entrada 30c y se evapora y hace que el líquido de transferencia de calor en el enfriador se enfríe. El líquido de transferencia de calor frío sale del enfriador 30 a través de la primera salida 30b y circula hacia un intercambiador térmico de líquidos secundario 32 ubicado cerca de un cuerpo a enfriar. Este cuerpo a enfriar puede ser productos alimenticios dentro de un mostrador refrigerado en un supermercado. Este cuerpo calienta el líquido de transferencia de calor y el líquido regresa al enfriador secundario de líquidos para ser enfriado nuevamente por la evaporación del segundo refrigerante que circula, además, a través del enfriador secundario de líquidos. Una bomba de líquidos (no se muestra) bombea el líquido de transferencia de calor desde el intercambiador térmico de líquidos secundario de regreso hacia el enfriador secundario de líquidos. Este líquido de transferencia de calor caliente hace que el segundo refrigerante se evapore en el enfriador secundario de líquidos. Un dispositivo de expansión separado (no se muestra) se puede colocar en la línea de entrada que ingresa al intercambiador de calor en cascada 22' y la línea de entrada que ingresa al enfriador secundario de líquidos 30 para controlar la presión y la velocidad de flujo a través del intercambiador de calor en cascada y del enfriador secundario de líquidos, respectivamente. Aunque el intercambiador de calor en cascada 22' y el enfriador secundario de líquidos 30 se muestran conectados en paralelo, es posible conectarlos, alternativamente, en serie sin apartarse del alcance de la presente invención.

Una porción del segundo líquido refrigerante con presión y temperatura reducidos que sale del condensador 26' ingresa en el intercambiador de calor en cascada 22' por la entrada 22c' . En el intercambiador de calor en cascada 22' , como en la primera modalidad de la Fig. 1, el primer refrigerante se condensa y el segundo refrigerante se evapora y sale del intercambiador térmico 22' por la salida 22d' . El segundo refrigerante que sale del enfriador secundario de líquidos 30 por la segunda salida 30d se mezcla con el segundo refrigerante de la salida 22d' del intercambiador de calor en cascada y circula hasta el segundo compresor 24'. Por lo demás, el ciclo a través del circuito de temperatura media 14' y del circuito de temperatura baja 12' es el mismo, como se describió anteriormente con respecto a la Fig. 1.

Otra modalidad del sistema de refrigeración en cascada de la presente invención se muestra en la Fig. 3. En la modalidad de la Fig. 3, los elementos que corresponden a los elementos que se muestran en la Fig. 1 se indican con un número de referencia similar y un símbolo de doble prima (1 ) - Todos los elementos en la Fig. 3 que corresponden a los elementos que se muestran en la Fig. 1 operan tal como se describió anteriormente con respecto a la Fig. l. El sistema de la Fig. 3 incluye un circuito secundario de transferencia de calor, que se indica, generalmente, como 40, que incluye dos intercambiadores de calor en cascada en vez de un intercambiador de calor en cascada, tal como se muestra en las modalidades de las Figuras 1 y 2. Como en la modalidad de la Fig. 2, el uso de un circuito secundario de transferencia de calor en la modalidad de la Fig. 3 es favorable debido a que limita la cantidad de refrigerante que se debe usar y la longitud de tubería por la cual debe circular el refrigerante, mientras que al mismo tiempo transfiere el calor entre las ubicaciones que deben estar lejos entre sí.

La modalidad de la Fig. 3 incluye un sistema de intercambio de calor en cascada que incluye dos intercambiadores de calor en cascada conectados entre si a través de un circuito secundario de transferencia de calor. El sistema de intercambio de calor en cascada en la Fig. 3 tiene una primera entrada 42a y una primera salida 42b, en donde el primer vapor refrigerante circula desde la primera entrada hasta la primera salida y se condensa en el sistema de intercambio de calor en cascada para formar un primer líquido refrigerante para repeler el calor. El sistema de intercambio de calor en cascada incluye, además, una segunda entrada 44c y una segunda salida 44d, en donde un segundo líquido refrigerante circula desde la segunda entrada hasta la segunda salida y absorbe indirectamente el calor repelido por el primer refrigerante y forma un segundo vapor refrigerante. En la modalidad de la Fig. 3, el segundo líquido refrigerante absorbe indirectamente el calor repelido por el primer refrigerante a través del fluido secundario de transferencia de calor, es decir, el primer refrigerante repele el calor hacia el líquido de transferencia de calor y el líquido de transferencia de calor circula hasta el segundo intercambiador de calor en cascada 44 en donde transfiere el calor desde el primer refrigerante hasta el segundo refrigerante, tal como se describirá a continuación. Este calor se repele hacia el ambiente.

Con referencia a la Fig. 3, el sistema de refrigeración en cascada 10'' incluye un primer intercambiador de calor en cascada 42 en un circuito de temperatura baja 12'' que tiene una primera entrada 42a y una primera salida 42b y una segunda entrada 42c y una segunda salida 42d. El circuito de temperatura media 14'' incluye un segundo intercambiador de calor en cascada 44 que tiene una primera entrada 44a y una primera salida 44b y una segunda entrada 44c y una segunda salida 44d. El primer vapor refrigerante comprimido circula desde la salida del primer compresor 20b' ' tal como se muestra en la Fig. 3 hasta la primera entrada 42a del primer intercambiador de calor 42. Como en la modalidad que se muestra en la Fig. l, este vapor refrigerante comprimido se condensa en el primer intercambiador de calor en cascada para formar un primer líquido refrigerante para repeler el calor. Después, el primer líquido refrigerante circula hasta la primera salida 42b del primer intercambiador de calor en cascada. Un fluido de transferencia de calor circula en el circuito secundario de transferencia de calor entre el primer intercambiador de calor en cascada y un segundo intercambiador de calor en cascada 44, que, además, es parte del circuito de temperatura media 14''. Específicamente, el fluido de transferencia de calor entra en el primer intercambiador de calor 42 a través de una segunda entrada 42c y sale del primer intercambiador de calor a través de una segunda salida 42d. Este fluido de transferencia de calor absorbe el calor repelido por el primer refrigerante de condensación que entra en el intercambiador térmico a través de la entrada 42a y se calienta. El fluido de transferencia de calor caliente sale del primer intercambiador de calor a través de la segunda salida 42d y circula hasta el segundo intercambiador térmico 44. El fluido de transferencia de calor se enfría en el segundo intercambiador térmico al repeler el calor hacia el segundo refrigerante que entra en el segundo intercambiador térmico en una segunda entrada 44c y sale del segundo intercambiador térmico en una segunda salida 44d. El segundo refrigerante se evapora en el segundo intercambiador de calor en cascada debido a que el fluido de transferencia de calor lo calienta y forma un segundo vapor refrigerante. El fluido de transferencia de calor frío sale por la primera salida 44b del segundo intercambiador térmico. Por lo demás, el ciclo a través del circuito de temperatura baja 12'' y del circuito de temperatura media 14'' es el mismo, tal como se describió anteriormente con respecto a la Fig. 1, excepto que en esta modalidad el primer refrigerante y/o el segundo refrigerante puede ser, pero no necesariamente es, una fluoroolefina .

Una modalidad adicional del sistema de refrigeración en cascada de la presente invención se muestra en la Fig. 4. En la modalidad de la Fig. 4, los elementos que corresponden a los elementos que se muestran en la Fig. 1 se indican con un número de referencia similar y un símbolo de triple prima (w ') . Todos los elementos en la Fig. 4 que corresponden a los elementos que se muestran en la Fig. 1 operan tal como se describió anteriormente con respecto a la Fig. 1. El sistema de la Fig. 4 incluye dos circuitos de temperatura baja, el circuito 12 A que es similar al circuito de temperatura baja 12 de la Fig. 1 y el circuito 12B. Uno de los dos circuitos de temperatura baja, por ejemplo, el circuito 12B, proporciona refrigeración a una temperatura distinta a, por ejemplo, intermedia a, la temperatura a la cual el otro circuito de temperatura baja y el circuito de temperatura media proporcionan refrigeración. La ventaja de un sistema así consiste en que el refrigerante en el circuito de temperatura baja se puede usar para enfriar dos cuerpos distintos, tales como dos exhibidores de congelador separados, a dos temperaturas distintas.

En la modalidad de la Fig. 4 un sistema de intercambio de calor en cascada está dispuesto entre los dos circuitos.

El sistema de intercambio de calor en cascada tiene una primera entrada 22a' ' ' y una segunda entrada 22b' ' ' , y una primera salida 52, en donde el primer vapor refrigerante circula desde la primera entrada y la segunda entrada hasta la primera salida y se condensa en el sistema de intercambio de calor para formar un primer líquido refrigerante para repeler el calor. El sistema de intercambio de calor en cascada incluye, además, una tercera entrada 22c' ' ' y una segunda salida 22d' ' ' , en donde un segundo líquido refrigerante circula desde la tercera entrada hasta la segunda salida y absorbe el calor repelido por el primer refrigerante y forma un segundo vapor refrigerante. Por lo tanto, en la modalidad de la Fig. 4 el segundo refrigerante absorbe directamente el calor repelido por el primer refrigerante y lo repele al ambiente.

Se debe tener presente que el alcance de la presente invención cubre que la modalidad de la Fig. 4 incluya todos los sistemas de intercambio de calor en cascada que transfieren calor de la manera descrita anteriormente.

En el sistema de la modalidad de la Fig. 4, el flujo del primer líquido refrigerante se divide a medida que o después de que sale del intercambiador de calor en cascada 22''' en 52. Una porción circula a través de un circuito de temperatura baja 12A y otra porción circula a través del otro circuito de temperatura baja 12B. La porción del primer refrigerante que circula a través del circuito 12B entra en un dispositivo de expansión adicional 54 en la entrada 54a, y se reduce la presión y la temperatura de esta porción del primer líquido refrigerante. Después, este refrigerante líquido con presión y temperatura reducidos circula a través de la salida 54b del dispositivo de expansión adicional y circula hasta un evaporador adicional 56. Se debe observar que este líquido se puede vaporizar parcialmente durante esta expansión. El evaporador adicional 56 incluye una entrada 56a y una salida 56b. El líquido refrigerante del dispositivo de expansión adicional entra al evaporador a través de la entrada del evaporador 56a y se evapora en el evaporador para formar un vapor refrigerante y, así, producir enfriamiento y circula hasta la salida 56b. El circuito de temperatura baja 12B incluye, además, un compresor adicional 58 que tiene una entrada 58a y una salida 58b. El primer vapor refrigerante del evaporador adicional 56 circula hasta la entrada 58a del compresor adicional 58 y se comprime para incrementar la presión y la temperatura del primer vapor refrigerante, y el primer vapor refrigerante comprimido circula hasta la salida 58b del compresor adicional y hasta la entrada 22b' ' ' del intercambiador de calor en cascada 22'''. Por lo demás, el ciclo a través del otro circuito de temperatura baja 12A y del circuito de temperatura media 14''' es el mismo, tal como se describió anteriormente con respecto a la Fig. 1.

Particularmente, el circuito de temperatura baja 12A incluye, además, un evaporador 18''' que podría alojarse dentro de un exhibidor de congelador, y el evaporador adicional 56 podría alojarse dentro de otro exhibidor de congelador. Por lo tanto, este sistema podría proporcionar enfriamiento a dos exhibidores congeladores separados.

Además, de conformidad con la presente invención, se proporciona un método para intercambiar calor entre por lo menos dos circuitos de ref igeración; el método comprende: (a) absorber calor de un cuerpo a enfriar en un primer circuito de refrigeración y repeler este calor hasta un segundo circuito de refrigeración; y (b) absorber el calor del primer circuito de ref igeración en el segundo circuito de refrigeración y repeler este calor al ambiente. El refrigerante en cualquiera de los circuitos, por ejemplo, el circuito en el que el calor se absorbe o el circuito en el que el calor se repele, o en ambos, puede comprender una fluoroolef ina . El calor del primer circuito de refrigeración se puede absorber directamente en el segundo circuito de refrigeración, tal como en las modalidades de las Figuras 1, 2 y 4, o se puede absorber directamente en el segundo circuito de refrigeración, tal como en la modalidad de la Fig. 3.

EJEMPLOS Ejemplo 1 Desempeño de enfriamiento para el circuito de mayor temperatura de un sistema en cascada La Tabla 5 muestra el rendimiento de algunas composiciones ilustrativas en comparación con HFC-134a. En la Tabla 5, Pres. del evap. se refiere a la presión del evaporador, Pres. del cond. se refiere a la presión del condensador, Temp. de desc. del comp. se refiere a la temperatura de descarga del compresor, COP se refiere al coeficiente de rendimiento (análogo a la eficiencia energética) , CAP se refiere a la capacidad, Desl. de temp. prom. se refiere al promedio del deslizamiento de temperatura en el evaporador y en el condensador y PCG se refiere al potencial de calentamiento global. Los datos se basan en las siguientes condiciones.

Temperatura del -evaporador 10 °C Temperatura del condensador 40.0 °C Cantidad de subenfriamiento 6 °C Temperatura del gas de retorno 10 °C La eficiencia del compresor es 70 % Nótese que la entalpia de sobrecalentamiento del evaporador no se incluye en las determinaciones de capacidad de enfriamiento y de eficiencia energética.

Tabla 5 El valor del PCG para HFC-134a se toma de "Climate Change 2007 - IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) Fourth Assessment Report on Climate Change", de la sección titulada "Working Group 1 Report: "The Physical Science Basis" , capitulo 2, págs. 212-213, Tabla 2.14. El valor para HFO-1234yf se publicó en Papadimitriou et al., Physical Chemistry Chemical Physics, 2007, vol . 9, págs. 1-13. Específicamente, se usó valores de PCG de un horizonte de tiempo de 100 años. Los valores de PCG para las composiciones que contienen HFC-134a y HFO-1234yf se calculan como promedios ponderados de los valores de PCG de componentes individuales . 15 Los datos en la Tabla 5 indican que las composiciones de 1234yf/134a son una coincidencia cercana a 134a, en términos de COP, capacidad, presiones y temperaturas en el sistema, con valores de PCG más bajos. Adicionalmente, todas las composiciones tienen un deslizamiento de temperatura bajo y una composición específica se podría seleccionar en base a requisitos reguladores para PCG, que hasta el momento no se han determinado. La composición que contiene 53 % en peso de HFO-1234yf y 47 % en peso de HFC-134a tiene el beneficio particular de proporcionar un PCG bajo y un pico en la capacidad de enfriamiento. Esto se muestra gráficamente en la Fig. 5.

Ejemplo 2 Inflamabilidad de mezclas de HFO-1234yf/HFC-134a Las composiciones inflamables se pueden identificar con pruebas E681-2004 de la ASTM (American Society of Testing and Materials) , con una fuente de ignición electrónica. Tales pruebas de inflamabilidad se llevaron a cabo en composiciones que contienen HFO-1234yf y HFC-134a a 14.7 psia (101 kPa) , 50 por ciento de humedad relativa, y aproximadamente 23 °C (temperatura ambiente) , 60 °C y 100 °C a varias concentraciones en aire para determinar si eran inflamables y si lo eran, para determinar el límite inferior de inflamabilidad (LII) y el límite superior de inflamabilidad (LSI). Los resultados se presentan en la Tabla 6. Tabla 6 En condiciones a temperatura ambiente (aproximadamente 23 °C) , las composiciones con 66.25 por ciento en peso o menos de HFO-1234yf en HFC-134a se considerarían no inflamables. A 60 °C, las composiciones con 60.00 por ciento en peso o menos de HFO-1234yf en HFC-134a se considerarían no inflamables. A 100 °C, las composiciones que contienen 53.10 por ciento en peso o menos de HFO-1234yf en HFC-134a se considerarían no inflamables.

Ejemplo 3 Desempeño de enfriamiento para el circuito de temperatura baja de un sistema en cascada La Tabla 7 muestra el desempeño de ciertas composiciones en comparación con la designación de C02/ 404A (ASHRAE para una mezcla que contiene HFC-125, HFC-134a y HFC-143a) , R410A (designación de ASHRAE para una mezcla que contiene HFC-32 y HFC-125) y HFC-32. En la Tabla 7, Pres . del evap. se refiere a la presión del evaporador, Pres. del cond. se refiere a la presión del condensador, Temp. de desc . del com . se refiere a la temperatura de descarga del compresor, COP se refiere al coeficiente de rendimiento (análogo a la eficiencia energética), CAP se refiere a la capacidad, Desl. de temp. prom. se refiere al promedio del deslizamiento de temperatura en el evaporador y en el condensador y PCG se refiere al potencial de calentamiento global. Los datos se basan en las siguientes condiciones.

Temperatura del -evaporador Temperatura del -condensador Cantidad de subenfriamiento Temperatura de gas de retorno Eficiencia del compresor es Nótese que la entalpia de sobrecalentamiento del evaporador no se incluye en las determinaciones de capacidad de enfriamiento y de eficiencia energética.

Tabla 7 * El valor de PCG para HFC se toma de "Climate Change 2007 - IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) Fourth Assessment Report on Climate Change", de la sección titulada "Working Group 1 Report: "The Physical Science Basis", Capítulo 2, págs. 212-213, Tabla 2.14. El valor para HFO- 1234yf se publicó en Papadimitriou et al., Physical Chemistry Chemical Physics, 2007, vol. 9, págs. 1-13. Específicamente, se usó valores de PCG de un horizonte de tiempo de 100 años. Los valores de PCG para las composiciones que contienen más de un componente se calculan como promedios ponderados de los valores de PCG de componentes individuales .

La composición que contiene 63 % en peso de HFO-1234yf y 37 % en peso de HFC-32 muestra, de hecho, un COP y una capacidad mejorados con relación a R404A y, además, tiene un PCG significativamente menor. La composición que contiene 27.5 % en peso de HF0-1234yf y 72.5 % en peso de HFC-32 coincide con el COP y la capacidad de R410A, tiene un deslizamiento de temperatura muy bajo indicador de un comportamiento similar a azeótropo y, además, tiene un PCG significativamente menor.

Nótese que todas las composiciones que comprenden mezclas de HFO-1234yf y HFC-32 tienen un COP mejorado (eficiencia energética) en comparación con C02.

Ejemplo 4 Impacto de calentamiento equivalente total El impacto de calentamiento equivalente total (TEWI, por sus siglas en inglés) se determina para los sistemas tal como se describe en la presente invención en respecto a los sistemas de refrigeración no acoplados convencionales, así como sistemas en cascada convencionales de supermercado. El TEWI toma en cuenta los efectos de la eficiencia energética del sistema, la contribución debido a la fuente de energía usada para proporcionar energía eléctrica al equipo y la cantidad de refrigerante cargado al sistema, así como el índice de fuga para cuantificar un impacto ambiental más completo del uso de distintos refrigerantes .

Este ejemplo usa un sistema europeo convencional de refrigeración de expansión directa (DX, por sus siglas en inglés) para supermercados, tradicionalmente, con el uso de R404A tanto en sistemas de refrigeración de temperatura media (TM) como de temperatura baja (TB) , como el caso básico para comparación. Se hizo ciertas suposiciones en base a un sistema europeo de supermercado que se muestran en la Tabla 8. Además, se asumió que la vida prevista del equipo era de 15 años y se calculó que el C02 emitido por la generación de energía eléctrica era de 0.616 kg C02/kw-h.

Tabla 8 * Incluye liberaciones de fuga y accidentales, independientemente de la selección de refrigerante.

La Tabla 9 proporciona las condiciones para las cuales se calculó el rendimiento del sistema (COP, o coeficiente de rendimiento, un indicador de la eficiencia energética) . En la Tabla 9, Temp. es temperatura, evap. es evaporador, cond. es condensador y comp. es compresor.

Tabla 9 Ciclo No acoplado En cascada Temp. del evap. = -10 °C Temp. del evap. = -10 °C Temp. del cond. = 40 °C Temp. del cond. = 40 °C Temp. del gas de retorno — Temp. del gas de retorno — TM +10 °C +10 °C Temp. de subenfriamiento = Temp. de subenfriamiento = 6 °C 6 °C Eficiencia del comp. = 0 70 Eficiencia del comp. = 0. 70 Temp. del evap. = -35 °C Temp. del evap. = -35 °C Temp. del cond. = 40 °C Temp. del cond. = -6 °C Temp. del gas de retorno = Temp. del gas de retorno = - TB -15 °C 15 °C Temp. de subenfriamiento — Temp. de subenfriamiento — 6 °C 0 °C Eficiencia del comp. = 0 70 Eficiencia del comp. = 0 70 La Tabla 10 enumera diversas modalidades de la presente invención en comparación con sistemas convencionales no acoplados y en cascada para los que se realiza las mediciones de TEWI, así como de los valores del COP calculados en base a las condiciones enumeradas anteriormente en la Tabla 9.

Tabla 10 * Estas valores para COP se calcularon para coincidir con los datos publicados de consumo de energía con relación a un sistema con el uso de R404A tanto en circuitos de TM como de TB. (Sienel, T.; Finckh, 0., "C02-DX Systems for Medium- and Low-Temperature Refrigeration in Supermarket Applications", International Congress of Refrigeration, 2007, Beijing, China) .

El valor de TEWI incluye una contribución indirecta que incorpora la fuente de energía y el uso, y una contribución directa debido a las emisiones de refrigerante con un PCG específico de un sistema. La Tabla 11 enumera la contribución indirecta y la directa y el valor TEWI calculado para los distintos sistemas descritos anteriormente, en términos de emisiones de C02 equivalentes con la vida del equipo (en kg por millón) desde el de mayor impacto ambiental hasta el de menor impacto ambiental .

Tabla 11 Los resultados en la Tabla 11 demuestran que el uso de refrigerantes a base de HFO (por ejemplo, en el circuito de temperatura media de los sistemas de refrigeración en cascada 3 y 4) puede ocasionar valores de TEWI menores que los valores para sistemas de refrigeración no acoplados o en cascada con el uso de refrigerantes conocidos en la técnica anterio .

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Un sistema de refrigeración en cascada que tiene por lo menos dos circuitos de refrigeración; un refrigerante circula en cada circuito; caracterizado porque comprende: (a) un primer dispositivo de expansión para reducir la presión y la temperatura de un primer líquido refrigerante ; (b) un evaporador que tiene una entrada y una salida, en donde el primer líquido refrigerante del primer dispositivo de expansión entra al evaporador a través de la entrada del evaporador y se evapora en el evaporador para formar un primer vapor refrigerante para producir enfriamiento, y circula hacia la salida; (c) un primer compresor que tiene una entrada y una salida, en donde el primer vapor refrigerante del evaporador circula hacia la entrada del primer compresor y se comprime para incrementar la presión y la temperatura del primer vapor ref igerante, y el primer vapor refrigerante comprimido circula hacia la salida del primer compresor; (d) un sistema de intercambio de calor en cascada que tiene: (i) una primera entrada y una primera salida, en donde el primer vapor refrigerante circula desde la primera entrada hasta la primera salida y se condensa en el sistema de intercambio de calor para formar un primer líquido refrigerante para repeler el calor, y (ii) una segunda entrada y una segunda salida, en donde un segundo líquido refrigerante circula desde la segunda entrada hasta la segunda salida y absorbe el calor repelido por el primer refrigerante y forma un segundo vapor refrigerante; (e) un segundo compresor que tiene una entrada y una salida, en donde el segundo vapor refrigerante del sistema de intercambio de calor en cascada se atrae hacia el compresor y se comprime para incrementar la presión y la temperatura del segundo vapor refrigerante; (f) un condensador que tiene una entrada y una salida para circular el segundo vapor refrigerante por este y para condensar el segundo vapor refrigerante del compresor para formar un segundo líquido refrigerante, en donde el segundo líquido refrigerante sale del condensador a través de la salida; y (g) un segundo dispositivo de expansión para reducir la presión y la temperatura del segundo líquido refrigerante que sale del condensador y que entra en la segunda entrada del sistema de intercambio de calor en cascada; en donde por lo menos el primer o el segundo refrigerante comprende una fluoroolefina .

2. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el segundo refrigerante comprende una fluoroolefina seleccionada del grupo que consiste en HFO-1234yf, trans-1234ze y E-1234ze.

3. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el segundo refrigerante consiste prácticamente en HFO-1234yf.

4. El sistema de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el segundo refrigerante comprende, además, R134a.

5. El sistema de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el segundo refrigerante comprende, además, HFC-32.

6. El sistema de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el primer refrigerante comprende una composición seleccionada del grupo que consiste en dióxido de carbono y óxido nitroso.

7. El sistema de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el primer refrigerante comprende HFO- 1234yf y HFC-32.

8. El sistema de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el primer refrigerante comprende una composición seleccionada del grupo que consiste en dióxido de carbono y óxido nitroso.

9. El sistema de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el primer refrigerante comprende HFO-1234yf y HFC-32.

10. El sistema de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el segundo refrigerante comprende HFO- 1234yf .

11. El sistema de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el segundo refrigerante comprende trans-1234ze .

12. El sistema de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el primer refrigerante comprende dióxido de carbono u óxido nitroso.

13. El sistema de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el primer refrigerante comprende HFO-1234yf y HFC-32.

14. Un sistema de refrigeración en cascada que tiene por menos dos circuitos de refrigeración; un refrigerante rcula en cada circuito; caracterizado porque comprende: un primer circuito de refrigeración que incluye: (a) un primer dispositivo de expansión para reducir la presión y la temperatura de un primer líquido refrigerante; (b) un evaporador que tiene una entrada y una salida, en donde el primer líquido refrigerante del primer dispositivo de expansión entra al evaporador a través de la entrada del evaporador y se evapora en el evaporador para formar un primer vapor refrigerante para producir enfriamiento, y circula hacia la salida; (c) un primer compresor que tiene una entrada y una salida, en donde el primer vapor refrigerante del evaporador circula hacia la entrada del primer compresor y se comprime para incrementar la presión y la temperatura del primer vapor refrigerante, y el primer vapor refrigerante comprimido circula hacia la salida del primer compresor; (d) un sistema de intercambio de calor en cascada que comprende : un primer intercambiador de calor en cascada que tiene: (A) una primera entrada y una primera salida, en donde el primer vapor refrigerante del evaporador circula desde la primera entrada hasta la primera salida y se condensa en el primer intercambiador de calor para formar un primer líquido refrigerante para repeler el calor, y (B) una segunda entrada y una segunda salida, en donde un fluido de transferencia de calor circula desde la segunda entrada hasta la segunda salida, caracterizado porque el fluido de transferencia de calor absorbe el calor repelido por el primer vapor refrigerante a medida que se condensa, ) un segundo intercambiador de calor en cascada que tiene: (A) una primera entrada y una primera salida, en donde el fluido de transferencia de calor del primer intercambiador de calor en cascada circula desde la primera entrada hasta la primera salida y repele el calor absorbido en el primer intercambiador de calor en cascada, y (B) una segunda entrada y una segunda salida, en donde un segundo líquido refrigerante circula desde la segunda entrada hasta la segunda salida y absorbe el calor repelido por el fluido de transferencia de calor y forma un segundo vapor refrigerante; (e) un segundo compresor que tiene una entrada y una salida, en donde el segundo vapor refrigerante del segundo intercambiador de calor en cascada se atrae hacia el compresor y se comprime para incrementar la presión y la temperatura del segundo vapor refrigerante; (f) un condensador que tiene una entrada y una salida para circular el segundo vapor refrigerante por este y para condensar el segundo vapor refrigerante del compresor para formar un segundo líquido ref igerante, en donde el segundo líquido refrigerante sale del condensador a través de la salida; y (g) un segundo dispositivo de expansión para reducir la presión y la temperatura del segundo líquido refrigerante que sale del condensador y entra en la segunda entrada del segundo intercambiador de calor en cascada.

15. Un método para el intercambio de calor entre por lo menos dos circuitos de refrigeración; caracterizado porque comprende : (a) absorber calor de un cuerpo para enfriar en un primer circuito de refrigeración y repeler este calor hasta un segundo circuito de refrigeración y (b) absorber el calor del primer circuito de refrigeración en el segundo circuito de refrigeración y repeler este calor al ambiente, en donde el refrigerante en por lo menos uno de los circuitos de refrigeración comprende una fluoroolefina .