MX2012009051A

MX2012009051A - Composiciones de transferencia de calor.

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Publication number: MX2012009051A
Application number: MX2012009051A
Authority: MX
Inventors: Robert E Low
Original assignee: Mexichem Amanco Holding Sa De Capital Variable
Priority date: 2010-02-16
Filing date: 2011-02-15
Publication date: 2012-09-07
Also published as: MX340860B; GB201002619D0; GB2477865B; WO2011101621A3; GB2477865A; ZA201205519B; JP2011168781A; EP2536804B1; EP2536804A2; CN102918132A; WO2011101621A9; ES2601853T3; GB201102559D0; RU2012139638A; AU2011217063A1; JP5544403B2; WO2011101621A2; AU2011217063B2; BR112012020515A2; CA2788486A1

Abstract

La invención proporciona una composición de transferencia de calor que comprende R-1234ze (E), R32 y 1,1,1,2-tetrafluoroetano (R-134a).

Description

COMPOSICIONES DE TRANSFERENCIA DE CALOR Descripción de la Invención La invención se relaciona con composiciones de transferencia de calor, y en particular a composiciones de transferencia de calor que pu'eden ser apropiadas como sustitutos para réfrigerantes existentes tales como R-134a, R-152a, R-1234yf, R-22, R-410A, R-407A, R-407B R-407C, R507 y R-404a.

El listado o discusión de un documento publicado antes o cualquier antecedente en la descripción no se debe tomar necesariamente como reconocimiento que un docúmento o un antecedente sea parte del estado del arte previo o sea conocimiento general común.

Los sistemas de refrigeración mecánicos y los dispositivos relacionados de transferencia de calor tales como bombas de calor y sistemas de aire acondicionado son bien conocidos. En . tales sistemas, un líquido refrigerante se evapora a baja presión que toma calor de la zona circundante. El vapor resultante entonces se comprime y se pasa a un condensador en donde condensa y emite calor a una segunda zona, el condensado es regresado a través de una válvula de expansión al evaporador, de este modo completando el ciclo. La energía mecánica requerida para comprimir el vapor y bombear el líquido se proporciona mediante, por ejemplo, un Ref.: 233215 motor eléctrico o un motor de combustión interna.

Además de tener un punto de ebullición apropiado y un calor de vaporización latente alto, las propiedades preferidas en un refrigerante incluyen toxicidad baja, no inflamabilidad, no corrosividad, alta estabilidad y libertad de olor desagradable. Otras propiedades deseables son compresibilidad fácil a presiones debajo de 25 bares, temperatura de descarga baja en compresión, alta capacidad de refrigeración, eficacia alta (alto coeficiente de funcionamiento) y una presión de evaporador superior a 1 bar a la temperatura deseada de evaporación.

El didiclorodifluorometano (refrigerante R-12) posee una combinación apropiada de propiedades y fue por muchos años el refrigerante más ampliamente utilizado. Debido a la preocupación internacional que los diclorofluorocarburos completamente y parcialmente halogenados dañan la capa de ozono protectora de la tierra, hay un acuerdo general que su fabricación y . uso deben ser seriamente restringidos y eliminados eventualmente completamente. El uso de diclorodifluorometano fue eliminado en los años 90.

El clorodifluorometano (R-22) fue introducido como sustituto para R-12 debido a su potencial de agotamiento de ozono más bajo. Debido a que continua la preocupación que R- 22 sea un gas invernadero potente, su uso también se está eliminando.

Mientras que los dispositivos de transferencia de calor del tipo con el cual se relaciona la presente invención son sistemas esencialmente cerrados, la pérdida de refrigerante a la atmósfera puede ocurrir debido a fugas durante la operación del equipo o durante procedimientos de mantenimiento. Es importante, por lo tanto, substituir los refrigerantes completamente y parcialmente halogenados de diclorofluorocarburo por materiales que tienen potenciales de agotamiento de ozono cero.

Además de la posibilidad de agotamiento de ozono, se ha sugerido que las concentraciones significativas de los refrigerantes de halocarburo en la atmósfera pudieron contribuir al calentamiento global (el llamado efecto invernadero) . Es deseable, por lo tanto, · utilizar refrigerantes que tienen tiempos de vida atmosféricos relativamente cortos como resultado de su capacidad de reaccionar con otros componentes atmosféricos tales como radicales hidroxilo o como, resultado de la degradación fácil con procesos fotolíticos.

R-410A y R-407 (incluyendo R-407A, R-407B y R-407C) se han introducido como un refrigerante de sustitución para R-22. Sin embargo, R-22, R-410A y R-407 todos tienen un alto potencial de calentamiento global (GWP, por sus siglas en inglés) . 1, 1, 1, 2-tetrafluoroetano (refrigerante R-134a) fue introducido como refrigerante de sustitución para R-12. Sin embargo, a pesar, de tener un potencial de agotamiento de ozono bajo, R-134a tiene un GWP de 1300. Sería deseable encontrar sustitutos para R-134a que tengan un GWP más bajo.

R-152a (1 , 1-difluoroetano) se ha identificado como una alternativa a R-134a. Es algo más eficiente que R-134a y tiene un potencial de calentamiento de invernadero de 120. Sin embargo la inflamabilidad de R-152a se considera demasiado alta, por ejemplo para permitir su uso seguro en sistemas de aire acondicionado móviles. Particularmente se cree que su límite inflamable más bajo en aire es demasiado bajo, sus velocidades de flama son demasiado altas, y su energía de ignición es demasiado baja.

Así hay una necesidad de proporcionar refrigerantes alternativos que tengan propiedades mejoradas tales como inflamabilidad baja. La química de la combustión del fluorocarburo es compleja e imprevisible. No es siempre el caso que mezclar un fluorocarburo inflamable con un fluorocarburo inflamable reduzca la inflamabilidad del fluido. Por ejemplo los inventores han encontrado que si R-134A no inflamable es mezclado con R-152a inflamable R-152a, el límite inflamable más bajo de la mezcla puede ser reducido en relación al de R-152a puro (en este caso la mezcla puede ser más inflamable que R-152a puro) . La situación se vuelve incluso más compleja y menos predecible si las composiciones ternarias son consideradas.

Hay también una necesidad de proporcionar refrigerantes alternativos que se pueden utilizar en dispositivos existentes tales como dispositivos de refrigeración con poco o nada de modificación.

R-1234yf (2 , 3 , 3 , 3 -tetrafluoropropeno) se ha identificado como refrigerante alternativo candidato para substituir R-134a en ciertas aplicaciones, notablemente las aplicaciones de bombeo de calor o aire acondicionado móvil. Su GWP es aproximadamente 4. R-1234yf es inflamable pero sus características de inflamabilidad son consideradas generalmente como aceptables para algunas aplicaciones incluyendo aire acondicionado móvil o bombeo de ' calor. Particularmente su límite inflamable más bajo, energía de ignición y velocidad de flama son todos significativamente más bajos que el de R-152a.

El impacto ambiental de operar un sistema de aire acondicionado o refrigeración, en términos de las emisiones de gases invernadero, se deben considerar con referencia no sólo al llamado GWP "directo"del refrigerante, sino también con referencia a las llamadas emisiones "indirectas", lo que significa que esas emisiones de dióxido de carbono resultan del consumo de electricidad o combustible para operar el sistema. Varias mediciones de este impacto de GWP total se han desarrollado, incluyendo aquellas conocidas como Análisis de Impacto de Calentamiento Equivalente Total (TEWI, por sus siglas en inglés) , o análisis de Producción de Carbono del Ciclo de Vida (LCCP, por sus siglas en inglés) . Ambas de estas mediciones incluyen la estimación del efecto del refrigerante GWP y eficiencia de energía en impacto de calentamiento total.

La eficiencia de energía y la capacidad de refrigeración de R-1234yf se ha encontrado que es significativamente más baja que las de R-134a y además el fluido se ha encontrado que exhibe caída de presión incrementada en sistemas de tubería e intercambiadores de calor. Una consecuencia de esto es que para utilizar R-1234yf y alcanzar la eficiencia de energía y funcionamiento de enfriamiento equivalentes a R-134a, se requieren complejidad incrementada de equipo y tamaño de tubería incrementado, conduciendo a un aumento en emisiones indirectas con equipo. Además, la producción de R-1234yf se piensa que es más compleja y menos eficiente en su uso de materias primas (fluoradas y cloradas) que R-134a. De manera que la adopción de R-1234yf para substituir R-134a consumirá más materias primas y resulta en emisiones más indirectas de gases invernadero que R-134a.

Algunas tecnologías existentes diseñadas para R-134a pueden ser capaces -de aceptar incluso inflamabilidad reducida de algunas composiciones de transferencia de calor (cualquier composición que tiene un GWP de menos de 150 se cree que es inflamable hasta cierto punto) .

Un objeto principal de la presente invención es por lo tanto proporcionar una composición de transferencia de calor que se pueda utilizar por derecho propio o apropiado como sustituti para usos de refrigeración existentes que deben tener un GWP reducido, todavía tienen una capacidad y eficiencia energética (que se puedan expresar convenientemente como el "coeficiente de funcionamiento") idealmente dentro del 20% de los valores, por ejemplo de aquellos logrados usando refrigerantes existentes (por ejemplo R-134a, R-152a, R-1234yf, R-22, R-410A, R-407A, R-407B, R-407C, R507 y R-404a) , y preferiblemente dentro de 10% o menos (por ejemplo aproximadamente 5%) de estos valores. Se sabe en el arte previo que las diferencias de este orden entre fluidos generalmente se pueden resolver por el rediseño del equipo y de las propiedades operacionales del sistema sin exigir diferencias de costos significativos. La composición idealmente también debe tener toxicidad reducida e inflamabilidad aceptable.

La invención objeto trata las deficiencias anteriores mediante la provisión de una composición de transferencia de calor que comprende difluorometano (R-32), 1,1,1,2-tetrafluoroetano (R-134a) y trans-1 , 3 , 3 , 3 -tetrafluoropropeno (R-1234ze (E) ) . Éstos serán referidos como las composiciones de la invención, a menos que se indique lo contrario.

R-32 típicamente está presente en las composiciones de la invención en hasta aproximadamente 20% por peso, por ejemplo desde aproximadamente 4 hasta aproximadamente 8% por peso.

R-134a está apropiadamente presente en las composiciones de la invención en hasta aproximadamente 50% por peso, por ejemplo desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 50% por peso.

R-1234ze(E) típicamente está presente en las composiciones de la invención en cantidades desde aproximadamente 30 hasta aproximadamente 90% por peso.

Por ejemplo, las composiciones de la invención pueden contener desde aproximadamente 3 hasta aproximadamente 16% por peso de R-32, desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 50% pór peso de R-134a, y desde aproximadamente 35 hasta aproximadamente 90% de R-1234ze (E) .

Preferiblemente, las composiciones de la invención contienen desde aproximadamente 4 hasta aproximadamente 14% por peso de R-32, desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 50% por peso de R-134a, y desde aproximadamente 35 hasta aproximadamente 85% de R-1234ze (E) .

Convenientemente, las composiciones de la invención contienen desde aproximadamente 4 hasta aproximadamente 9% por peso de R-32, desde aproximadamenté 10 hasta aproximadamente 50% por peso de R-134a, y desde aproximadamente 45 hasta aproximadamente 85% de R-1234ze(E).

Ventajosamente, las composiciones de la invención contienen desde aproximadamente 9 hasta 14% por peso de R-32, desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 40% por peso de R-134a, y desde aproximadamente 50 hasta aproximadamente 80% de R-1234ze (E) .

En una modalidad preferida, las composiciones de la invención consisten esencialmente en R-32, R-134a y R-1234ze(E) .

Por el término "que- consiste esencialmente de, entendemos que las composiciones no contienen sustancialmente otros componentes, particularmente ningún otro compuesto conocido para ser utilizado en composiciones de transferencia de calor. Incluimos el término "que consiste de" dentro del significado de "que consiste esencialmente de" .

Para evitar dudas, cualquiera de las composiciones de la invención descrita aquí con cantidades específicamente definidas de R-32, R-134a y R-1234ze (E) pueden consistir esencialmente en (o consistir de) aquellas cantidades de R-32, R-134a y R-1234ze (E) en las composiciones.

Todos los químicos descritos aquí están disponibles en el comercio. Por ejemplo, los fluoroquímicos se pueden obtener de Apollo Scientific (UK) .

Como se utilizan aquí, todos los % de las cantidades mencionadas en composiciones aquí, incluyendo en las reivindicaciones, por peso se basan en el peso total de las composiciones, a menos que se indique lo contrario.

Las composiciones de conformidad con la invención sustancialmente no comprenden convenientemente R-1225 (pentafluoropropeno) , no comprenden convenientemente sustancialmente R-1225ye ( 1 ; 2 , 3 , 3 , 3 -pentafluoropropeno) o R-1225zc (1, 1 , 3 , 3 , 3 -pentafluoropropeno) , cuyos compuestos pueden tener problemas de toxicidad asociados.

Por "sustancialmente no" , incluimos el significado que las composiciones de la invención contienen 0.5% por peso o menos del componente indicado, preferiblemente 0.1% o menos, con base en el peso total de la composición.

Las composiciones de la invención sustancialmente no pueden contener: (i) 2 , 3 , 3 , 3-tetrafluoropropeno (R-1234yf) , (ii) cis-1, 3 , 3 , 3-tetrafluoropropeno (R-1234ze (Z) ) , y/o (iii) 3 , 3 , 3-tetrafluoropropeno (R-1243zf) .

En una modalidad preferida, las composiciones de la invención consisten esencialmente en (o consisten de) R-I234ze (E) , R-152a, y R-134a en las cantidades especificadas arriba. Es decir éstas son composiciones ternarias.

Las composiciones de la invención tienen potencial de agotamiento de ozono cero.

Preferiblemente, las composiciones de la invención (por ejemplo aquellas que son sustitutos de refrigeranté apropiadas para R-134a, R-1234yf o R-152a) tienen un GWP que es menor de 1300, preferiblemente menor de 1000, preferiblemente menor de 500, 400, 300 o 200. A menos que se indique lo contrario, los valores de IPCC (Panel Intergubernamental en Cambio de Clima) TAR (Tercer Reporte de Valoración) de GWP se han utilizado aquí.

Ventajosamente, las composiciones son de peligro de inflamabilidad reducido cuando se comparan con los componentes inflamables individuales de las composiciones, por ejemplo R-32. Preferiblemente, las composiciones son de peligro de inflamabilidad reducido cuando se comparan a R-I234yf .

En un aspecto, las composiciones tienen uno o más de (a) un límite inflamable inferior más alto; (b) una energía de ignición más alta; o (c) una velocidad de flama inferior comparada con R-32 o R-1234yf. En una modalidad preferida, las composiciones de la invención son no inflamables. Ventajosamente, las mezclas de vapor que existen en equilibrio con las composiciones de la invención a cualquier temperatura entre aproximadamente -20°C y 60 °C también son no inflamables.

La inflamabilidad se puede determinar de acuerdo con el estándar ASHRAE 34 que incorpora el estándar ASTM E-681 con la metodología de prueba según Addendum 34p 2004, el contenido entero el cual s incorporado aquí por referencia.

En algunas aplicaciones puede no ser necesario que la formulación sea clasificada como inflamable por la metodología de ASHRAE 34; es posible desarrollar fluidos cuyos límites de inflamabilidad serán reducidos suficientemente en aire para hacerlos seguros para uso en la aplicación, por ejemplo si no es físicamente posible hacer una mezcla inflamable por fuga de carga del equipo de refrigeración en los alrededores . Hemos encontrado que el efecto de agregar R-134a y R-1234ze(E) al refrigerante inflamable R-32 es para modificar la inflamabilidad en mezclas con aire de esta manera.

El deslizamiento de temperatura, qué puede ser considerado como la diferencia entre el punto de burbuja y temperaturas del punto de condensación de una mezcla zeotrópica (no azeotrópica) a presión constante, es una característica de un refrigerante ; si se desea substituir u fluido con una mezcla entonces es frecuentemente preferible tener deslizamiento similar o reducido en el fluido alternativo. En una modalidad, las composiciones de la invención son zeotrópicas.

Convenientemente, el deslizamiento de temperatura (en el evaporador) de las composiciones de la invención es menos que aproximadamente 10K, por ejemplo menos que aproximadamente 5K o 3K.

Ventajosamente, la capacidad de refrigeración volumétrica de las composiciones de la invención es por lo menos 85% del fluido refrigerante existente que está substituyendo, preferiblemente por lo menos 90% incluso por lo menos 95%.

Las composiciones de la invención tienen típicamente una capacidad volumétrica de refrigeración que es por lo menos 90% del de R-1234yf . Preferiblemente, las composiciones de la invención tienen una capacidad de refrigeración volumétrica que es por lo menos 95% de la de R-1234yf, por ejemplo desde aproximadamente 95% hasta aproximadamente 120% la de R-1234yf.

En una modalidad, la eficacia del ciclo (coeficiente de funcionamiento, COP, por sus siglas en inglés) de las composiciones de la invención está dentro de aproximadamente 5% o incluso mejor que el fluido refrigerante existente qué está subs ituyendo.

Convenientemente, la temperatura de descarga del compresor de las composiciones de la invención está dentro de aproximadamente 15K del fluido refrigerante existente que está substituyendo, preferiblemente aproximadamente 10K o incluso aproximadamente 5K.

Las composiciones de la invención preferiblemente tienen eficiencia de energía de por lo menos 95% (preferiblemente por lo menos 98%) de R-134a bajo condiciones equivalentes, mientras que tiene características de caída de presión reducida o equivalente y capacidad de enfriamiento de 95% o más alta de valores de R-134a. Ventajosamente las composiciones tienen características de eficiencia de energía más alta y caída de presión baja que R-13.4a bajo condiciones equivalentes. Las composiciones ventajosamente también tienen características de eficiencia de energía mejor y caída de presión que R-1234yf solo.

Las composiciones de transferencia de calor de la invención son apropiadas para uso en diseños existentes del equipo, y son compatibles con todas las clases de lubricante usadas actualmente con refrigerantes HFC establecidos. Pueden ser estabilizados opcionalmente o compatibilizados con aceites minerales por el uso de aditivos apropiados.

Preferiblemente, cuando es utilizado en equipo de · transferencia de calor, la composición de la invención es combinada con un lubricante .

Convenientemente, el lubricante es seleccionado del grupo que consiste de aceite mineral, aceite de silicón, . polialquil bencenos (PABs) , ésteres de póliol (POEs) , polialquilen glicoles (PAGs) , ésteres de polialquilen glicol (ésteres de PAG) , poli polivinil éteres (PVEs) , (alfa-olefinas) y combinaciones de los mismos.

Ventajosamente, el lubricante además comprende un estabilizador .

Preferiblemente, el estabilizador es seleccionado del grupo que consiste de compuestos a base de dieno, fosfatos, compuestos de fenol y epóxidos, y mezclas los mismos.

Convenientemente, "la composición de la invención se puede combinar con un retardante de flama.

Ventajosamente, el retardante de flama es seleccionado del grupo que consiste de tri- (2-dicloroetil) -fosfato, (cloropropil) fosfato, tri- (2, 3 -dibromopropil ) -fosfato, tri-(1, 3-didicloropropil) -fosfato, fosfato de diamonio, varios compuestos aromáticos halogenados, óxido de antimonio, trihidrato de aluminio, cloruro de polivinilo, un yodocarburo fluorado, un bromocarburo fluorado, trifluoro yodómetaño, aminas de perfluoroalquilo , aminas de bromo- fluoroalquilo y mezclas de los mismos.

Preferiblemente, la composición de transferencia de calor es una composición refrigerante.

En una modalidad, la invención proporciona un dispositivo de transferencia de calor que comprende una composición de la invención.

Preferiblemente, el dispositivo de transferencia de calor es un dispositivo de refrigeración.

Convenientemente, el dispositivo de transferencia de calor es seleccionado del grupo que consiste de sistemas de aire acondicionado de automóviles, sistemas de aire acondicionado residenciales, sistemas de aire acondicionado comerciales, sistemas de refrigerador residenciales, sistemas de congelador residenciales, sistemas de refrigerador comerciales, sistemas de congelador comerciales, sistemas de aire acondicionado de enfriador, sistemas de refrigeración de enfriador, y sistemas de bomba de calor comerciales o residenciales. Preferiblemente el dispositivo de transferencia de calor es un dispositivo de refrigeración o un sistema de aire acondicionado.

Ventajosamente, el dispositivo de transferencia de calor contiene un compresor tipo centrifuga.

La invención también proporciona el uso de una composición de la invención en un dispositivo de transferencia de calor como se describe aquí.

De conformidad con un aspecto adicional de la invención, se proporciona un agente de soplado que comprende una composición de la invención.

De conformidad con otro aspecto de la invención, se proporciona una composición espumosa que comprende uno o más componentes capaces de formar espuma y una composición de la invención .

Preferiblemente, uno o más componentes capaces de formar espuma son seleccionados de los poliuretanos , polímeros termoplásticos y resinas, tales como poliestireno y resinas t epoxi .

De conformidad con un aspecto adicional de la invención, se proporciona una espuma que se puede obtener de la composición espumosa de la invención.

Preferiblemente la espuma comprende una composición de la invención.

De conformidad con otro aspecto de la invención, se proporciona una composición pulverizable que comprende un material que será pulverizado y un propulsor que comprende una composición de la invención.

De conformidad con un aspecto adicional de la invención, se proporciona un método para enfriar un artículo que comprende condensar una composición de la invención y después de eso evaporar la composición en la vecindad del artículo que será enfriado.

De conformidad con otro aspecto de la invención, se proporciona un método para calentar un artículo que comprende condensar una composición de la invención en la vecindad del artículo que será calentado, y después de eso evaporar la composición.

De conformidad con un aspecto adicional de la invención, se proporciona un método para extraer una sustancia de la biomasa que comprende poner en contacto la biomasa con un solvente que comprende una composición de la invención, y separar la sustancia del solvente.

De conformidad con otro aspecto de la invención, se proporciona un método de limpiar un artículo que comprende poner en contacto el artículo con un solvente que comprende una composición de la invención.

De conformidad con un aspecto adicional de la invención, se proporciona un método para extraer un material de una solución acuosa que comprende poner en contacto la solución acuosa con un solvente que comprende una composición de la invención, y separar el material del solvente.

De conformidad con otro aspecto de la invención, se proporciona un método para extraer un material de una matriz sólida de partículas que comprende poner en contacto la matriz sólida de partículas con un solvente que comprende una composición de la invención, y separar el material del solvente .

De conformidad con un aspecto adicional de la invención, se proporciona un dispositivo de generación de potencia mecánica que contiene una composición de la invención.

Preferiblemente, el dispositivo de generación de potencia mecánica es adaptado para utilizar un ciclo de Rankine o una modificación del mismo para generar el trabajo del calor.

De conformidad con otro aspecto de la invención, se proporciona un método de actulizar un dispositivo de transferencia de calor que comprende el paso de eliminar un líquido existente de transferencia de calor, y de introducir una composición de la invención. Preferiblemente, el dispositivo de transferencia de calor es un dispositivo de refrigeración o sistema de aire acondicionado (estático) . Ventajosamente, el método además comprende el paso de obtener una distribución de crédito de emisión de gas invernadero (por ejemplo dióxido de carbono) .

De conformidad con el método de actualización descrito arriba, un fluido de transferencia de calor existente se puede eliminar completamente del dispositivo de transferencia de calor antes de introducir una composición de la invención. Un fluido de transferencia de calor existente también se puede eliminar parcialmente de un dispositivo de transferencia de calor, seguido por la introducción de una composición de la invención.

En otra modalidad en donde el fluido de transferencia de calor existente es R-134a, R-1234ze(E) y R-32 (y los componentes opcionales como un lubricante, un estabilizador o retardante de flama) se puede agregar al R-134a en el dispositivo de transferencia de calor, de este modo formando las composiciones de la invención, y el dispositivo de transferencia de calor de la invención, in situ. Algo del R-134a existente se puede eliminar del dispositivo de transferencia de calor antes de agregar R-1234ze(E), R-32, etc. para facilitar la proporción de los componentes de las composiciones · de la invención en las proporciones deseadas.

Así, la invención proporciona un método para preparar una composición y/o un dispositivo de- transferencia de calor de la invención que comprende introducir R-1234ze(E) y R-32, y componentes opcionales tales como un lubricante, un estabilizador o un retardante de flama, en un dispositivo de transferencia de calor que contiene un fluido de transferencia de calor existente que es R-134a. Opcionalmente , algo de R-134a es eliminado del dispositivo de transferencia de calor antes de introducir R-1234ze(E), R-32, etc.

Por supuesto, las composiciones de la invención también pueden ser preparadas simplemente mezclando el R-1234ze(E), R-32 y R-134a (y componentes opcionales tales como un lubricante, un estabilizador o un retardante de flama adicional) en las proporciones deseadas. Las composiciones después se pueden agregar a ún dispositivo de transferencia de calor (o utilizadas de cualquier otra manera como es definido aquí) que no contiene R-134a o cualquier otro fluido de transferencia de calor existente, tal como un dispositivo del cual R-134a o cualquier otro fluido de transferencia de calor existente.

En un aspecto adicional de la invención, se proporciona un método para reducir el impacto ambiental que se presenta de la operación de un producto que comprende un compuesto o composición existente, el método comprende substituir por ló menos parcialmente el compuesto o composición existente con una composición de la invención. Preferiblemente, este método comprende el paso de obtener una asignación del crédito de emisión de gas invernadero.

Por impacto ambiental incluimos la generación y emisión de gases de calentamiento invernadero con la operación del producto.

Como es mencionado arriba, este impacto ambiental se pueden considerar como que incluye no solamente esas emisiones de los compuestos o composiciones que tienen un impacto ambiental significativo de fugas u otras pérdidas, pero también incluyen la emisión del dióxido de carbono que surge de la energía consumida por el dispositivo durante su vida laboral. Tal impacto ambiental se puede cuantificar por la medición conocida como Impacto de Calentamiento Equivalente Total (TEWI) . Esta medición se ha utilizado en la cuantificación del impacto ambiental de cierto equipo de refrigeración y aire acondicionado, incluyendo por ejemplo sistemas de refrigeración del supermercado (ver, http://en.wikipedia.org/wiki/Total equivalent warming impact) .

El impacto ambiental puede ser considerado adicionalmente como que incluye las emisiones de gases invernadero que se presentan de la síntesis y fabricación de los compuestos o composiciones. En este caso las emisiones de fabricación se agregan al consumo de energía y a . los efectos de pérdida directos para producir la medición conocida como Producción de Carbono durante el Ciclo de Vida (LCCP, ver por ejemplo htt : //www. sae . org/events/aars/presentations/2007papasawa . df El uso de LCCP es común en la valoración de impacto ambiental de los sistemas de aire acondicionado de automóviles.

Los créditos de emisión son concedidos para reducir las emisiones del agente contaminador que contribüye a calentamiento global y pueden, por ejemplo, ser depositados, ser negociados o vendidos. Se expresan convencionalmente en la cantidad equivalente de dióxido de carbono. Así si la emisión de 1 kilogramo de R-134a es evitada entonces un crédito de emisión de 1x1300 = 1300 kg C02 equivalente puede ser concedido .

En otra modalidad de la invención, se proporciona un método para generar créditos de emisión de gas invernadero que comprenden (i) substituir un compuesto o una composición existente con una composición de la invención, en donde la composición de la invención tiene un GWP más bajo que el compuesto o composición existente; y (ii) obtener crédito de emisión de gas invernadero para el paso de sustitución.

En una modalidad preferida, el uso de la composición de la invención resulta en el equipo que tiene un Impacto de Calentamiento Equivalente Total más bajo, y/o a -una Producción del Carbono durante el Ciclo de Vida más baja que la que sería lograda mediante el uso del compuesto o composición existente.

Estos métodos se pueden realizar en cualquier producto apropiado, por ejemplo en los campos del aire acondicionado, refrigeración (por ejemplo refrigeración a temperatura baja y media) , transferencia de calor, agentes de soplado, aerosoles o propulsores pulverizables , dieléctricos gaseosos, criocirugía, procedimientos veterinarios, procedimientos dentales, extintores de fuego, supresión de flama, solventes (por ejemplo portadores para saborizantes y fragancias) , limpiadores, hornos de aire, pistolas de pelotilla, anestésicos tópicos, y aplicaciones de expansión. Preferiblemente, el campo es aire acondicionado o refrigeración.

Ejemplos de productos apropiados incluyen dispositivos de transferencia de calor, agentes de soplado, composiciones espumosas, composiciones pulverizables, solventes y dispositivos de generación de potencia mecánica. En una modalidad preferida, el producto es un dispositivo de transferencia de calor, tal como un dispositivo de ref igeración o una unidad de aire acondicionado.

El compuesto o composición existente tiene impacto ambiental como es medido por GWP y/o TEWI y/o LCCP que es mayor que la composición de la invención que la substituye. El compuesto o composición existente puede comprender un compuesto de fluorocarburo, tal como un perfluoro-, diclorofluoro- hidrofluoro- o compuesto o de hidrodiclorofluoro-carbono puede comprender una olefina fluorada.

Preferiblemente, el compuesto o composición existente es un compuesto o una composición de transferencia de calor tal como un refrigerante. Ejemplos de refrigerantes que pueden ser substituidos incluyen R-134a, R-152a, R-1234yf, R-410A, R-407A, R-407B, R-407C, R507, R-22 ¦ y R-404A. Las composiciones de la invención son particularmente apropiadas como sustitutos para R-134a, R-152a o R-1234yf.

Cualquier cantidad del compuesto o composición existente se puede substituir para reducir el impacto ambiental . Esto puede depender del impacto ambiental del compuesto o composición existente que es substituida y el impacto ambiental de la composición de sustitución de la invención. Preferiblemente, el compuesto o composición existente en el producto es substituido completamente por la composición de la invención.

La invención es ilustrada por los siguientes ejemplos no limitantes.

Ejemplos Funcionamiento de una mezcla de R-32/R-134a/R-1234ze Un enfriador de laboratorio equipado fue utilizado para evaluar el funcionamiento de una mezcla ternaria de R-32/R-134a/R-1234ze (E) (base en peso 7%/46%/47%) sobre un intervalo de temperaturas de evaporación y condensación. El enfriador utilizó un compresor reciprocante de desplazamiento fijo con lubricante de poliolester (POE) y glicol enfriado en un intercambiador de calor de flujo contracorriente contra el refrigerante de evaporación. El refrigerante fue condensado en un intercambiador de calor de flujo contracorriente utilizando agua de refrigeración. Las pruebas comparativas fueron corridas en desplazamiento de compresor fijo y los caudales de fluidos de transferencia de calor fueron controlados para mantener un punto de burbuja constante e igual del refrigerante en el condensador, y una temperatura de entrada del evaporador constante del refrigerante. El funcionamiento fue evaluado a temperaturas del punto de burbuja del condensador de 30°C y 40°C y sobre un intervalo de temperaturas de entrada del evaporador desde -35°C hasta +5°C.

Los datos son reproducidos abajo para la capacidad de enfriamiento medida de la mezcla ternaria a temperaturas de evaporación seleccionadas y a temperatura de punto de burbuja de 40°C en el condensador. La mezcla proporciona una capacidad algo más alta que R-134a en estas condiciones. La eficiencia de energía (expresada como Coeficiente de funcionamiento COP) también fue medida; los dos fluidos tenían COP comparable dentro del error experimental sobre el intervalo entero de temperaturas de evaporación. La temperatura de descarga del compresor también fue monitoreada y se encontró que la temperatura de la descarga de la mezcla estaba dentro de 5K de la temperatura de la descarga de R-134a sobre el intervalo de condiciones de evaporación.

Temperatura Capacidad Capacidad de entrada R-134a mezcla del Evaporador °C KW kW 5 1.41 1.54 0 1.16 1.26 -5 0.91 0.97 -10 0.71 0.77 -15 0.56 0.6 -20 0.4 0.43 -25 0.26 0.28 Los datos medidos a temperatura de burbuja de 30°C mostró tendencias similares exhibidas de capacidad ligeramente incrementada, el equivalente POP y temperatura de descarga del compresor similar.

Miscibilidad del lubricante La miscibilidad de una mezcla ternaria de R-32/R-134a/R-1234ze(E) (base del peso 7%/46%/47%) fue probada con el lubricante de polialquilen glicol ND8 (PAG) . La concentración de ND8 fue el 10% por peso. Los resultados (ver abajo) muestran que la mezcla tiene miscibilidad excelente desde 0 hasta 65°C.

Funciónamiento modelado de mezclas R-32/R-134a/R-1234ze El funcionamiento de las composiciones ternarias seleccionadas de la invención fue estimado usando un modelo de propiedad termodinámica junto con un ciclo de compresión de vapor idealizado. El modelo termodinámico utilizó la ecuación de Peng Robinson de estado pará representar propiedades de fase de vapor y el equilibrio de vapor- líquido de las mezclas, junto con una correlación polinómica de la variación de la entalpia de gas ideal de cada componente de las mezclas con temperatura. Los principios detrás del uso de esta ecuación de estado de modelar propiedades termodinámicas y equilibrio líquido de vapor se explican más completamente en The Propierties of Gases and Liquids (5ta edición) por be Poling, JM Prausnitz y JM O'Connell pub. McGraw Hill 2000, en particular capítulos 4 y 8 (que es incorporada aquí por referencia) .

Los datos de la propiedad, básica requerida para utilizar este modelo fueron: temperatura crítica y presión crítica; presión de vapor y la propiedad relacionada del factor acéntrico de Pitzer; entalpia de gas ideal, y datos del equilibrio de líquido vapor medidos para los pares binarios entre los componentes de la mezcla.

Los datos de propiedad básicos (propiedades críticas, factor acéntrico, presión de vapor y entalpia de gas ideal) para R-32 y R-134a fueron tomados del software NIST REFPROP versión 8.0, que es incorporado aquí por referencia. El punto crítico y la presión de vapor para R-1234ze E) fueron medidos experimentalmente . La entalpia de gas ideal para R-1234ze(E) sobre un intervalo de temperaturas fue estimada usando el software de modelación molecular Hyperchem 7.5, que es incorporado aquí por referencia.

Los datos de equilibrio líquido vapor para la mezcla binaria de R-32 y R-34a estaban disponibles de Nagel & Bier, Int J Refrig 1995 (18) 534-543 y fue regresado a la ecuación de Peng Robinson usando una interacción binaria constante incorporada dentro de las reglas de mezclado de van der Waal's. No hay datos de equilibrio líquido vapor disponibles para R-32 con R-1234ze(E) de modo que la interacción constante para este par fue fijada a cero. Aunque Minor et al en WO2006/094303 indicaron la presencia de un azeotropo entre R-134a y R-1234ze(E), la experimentación no mostró que tal azeotropo exista. La interacción constante para este par fue regresada a datos determinados experimentalmente sobre presión y composición de líquido de fases de líquido vapor medidas utilizando un aparato de recirculación isotérmica; El funcionamiento de refrigeración de las composiciones ternarias seleccionadas de la invención fue modelado usando las siguientes condiciones de ciclo.

Temperatura de condensación (°C) 60 Temperatura de evaporación (°C) 0 Subenfriamiento (K) 5 Sobrecalentamiento (K) 5 Temperatura de la succión (°C) 15 Eficiencia Isentropica 65% índice de aclaramiento 4% Trabajo (kW) 6 Diámetro de línea de succión 16.2 Los datos de funcionamiento de refrigeración de estas composiciones se establecen en las tablas siguientes.

Las composiciones de la invención muestran mejoraron funcionamiento de sistema mejorado en relación con 1234yf : capacidad de enfriamiento está cerca de o excede el de 1234yf mientras la eficacia de energía teórica de las composiciones también excede el de 1234yf. En algunos casos las capacidades de enfriamiento más arriba que 134a también se pueden lograr. Las composiciones de la invención también ofrecen pérdidas de caída de presión reducida comparada con 1234yf. La caída de presión en la línea de succión . es de importancia particular para sistemas de aire acondicionado y automóviles y es deseable reducir esta pérdida de presión tanto cuanto sea posible.

Tabla 1: Datos de funcionamiento teóricos de mezclas de R-32/R-1234ze (E) /R-134a seleccionadas que contienen 4% de R32 R32 (% b/w) 4 4 4 4 4 4 4 4 4 R134a(% b/w) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 R1234ze(E) (% b/w) 86 81 76 71 66 61 56 51 46 Resultados de cálculo 134a R1234yf R1234ze(E) Prcporción de presión 5.79 5.24 5.75 5.79 5.77 5.76 5.74 5.73 5.71 5.70 5.70 5.69 Eficiencia volumétrica B3.6¾ 84.7% 82.8% 82.9% 83.0% 83.1% 83.1% 83.2% 83.3% 83.4% 83.5% 83.5% Deslizamiento de Ctandensador K 0.0 0.0 0.0 3.2 3.2 3.1 3.0 2.9 2.8 2.6 2.4 2.3 Deslizamiento de Evaporador K 0.0 0.0 0.0 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 Entrada de evaporador T °C 0.0 0.0 0.0 -0.8 -0.8 -0.8 -0.8 -0.8 -0.8 -0.7 -0.7 -0.6 Salida de Oandensador T °C 55.0 55.0 55.0 53.4 53.4 53.4 53.5 53.5 53.6 53.7 53.8 53.9 Qandensador P bar 16.88 16.46 12.38 14.40 14.71 15.02 15.31 15.59 15.87 16.13 16.37 16.61 Evaporador P bar 2.92 3.14 2.15 2.49 2.55 2.61 2.67 2.72 2.78 2.83 2.87 2.92 Efecto de Refrigeración kJ/kg 123.76 94.99 108.63 115.99 116.26 116.55 116.85 117.18 117.56 117.99 118.48 119.04 10 CDP 2.03 1.91 2.01 2.02 2.02 2.02 2.02 2.01 2.01 2.01 2.01 2.01 Descarga T °C 99.15 92.88 86.66 91.96 92.48 92.99 93.51 94.03 94.56 95.10 95.65 96.21 Caudal másico kg/hr 174.53 227.39 198.83 186.22 185.78 185.33 184.85 184.33 183.73 183.07 182.31 181.45 Caudal volumétrico m3/hr 13.16 14.03 18.29 15.65 15.31 14.99 14.76 14.42 14.17 13.93 13.71 13.50 Capacidad volumétrica kJ/m3 1641 1540 1181 1380 1411 1441 1470 1498 1525 1551 1576 1600 Caída de presión 953 1239 1461 1190 1162 1136 1111 1088 1066 1045 1026 1007 Densidad del gas en la salida del 13.26 16.21 10.87 11.90 12.13 12.36 12.58 12.78 12.91 13.14 13.30 13.44 evaporador kg/m3 Densidad del gas en la entrada del 86.37 99.16 67.78 75.76 77.30 78.77 80.18 81.52 82.78 83.96 85.05 86.04 candensadó kg/m3 GP (AR4) 1430 4 6 175 246 318 389 460 531 602 674 745 15 GWP (TftR) 6 157 222 287 351 416 481 545 610 675 F/(F+H) 0.667 0.657 0.657 0.657 0.657 0.657 0.657 0.657 0.657 0.657 Capacidad relacionada a 1234yf 106.6% 100.0% 76.7% 97.7% 89.6% 91.6% 93.6% 95.5% 97.3% 99.0% 100.7% 102.3% COP relativa 106.0% 100.0% 105.3% 105.7% 105.6% 105.5% 105.4% 105.3% 105.2% 105.2% 105.1% 105.1% Caída de presión relativa 76.9% 100.0% 117.9% 85.0% 96.1% 93.8% 91.7% 89.7% 87.8% 86.1% 84.4% 82.8% Tabla 2: Datos de funcionamiento teóricos de mezclas de R-32/R-1234ze (E) /R-134a seleccionadas que contienen 6% de R32 R32 (% b/w) 6 6 6 6 6 6 6 6 6 R134a(% b/w) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 R1234ze(E) (% b/w) 84 79 74 69 64 59 54 49 44 Resultados de cálenlo 134a R1234yf R1234ze (E) Prcporcián de presión 5.79 5.24 5.75 5. 80 5.78 5.76 5. 74 5. 73 5.71 5.70 5.69 5.69 Eficiencia volumétrica 83.6% 84.7% 82.8% 83 0% 83.1% 83.2% 83. 3% 83 4% 83.5% 83.5% 83.6% 83.7% Deslizamiento de Condensador K 0.0 0.0 0.0 4 2 4.1 4.0 3. 8 3 7 3.5 3.3 3.1 2.9 Deslizamiento de Evaporador K 0.0 0.0 0.0 2 1 2.2 2.1 2 1 2 0 1.9 1.8 1.7 1.6 Entrada de evaporador G °C 0.0 0.0 0.0 -1 .1 -1.1 -1.1 -1 .1 -1 .0 -1.0 -0.9 -0.9 -0.8 Salida de Oondensador T °C 55.0 55.0 55.0 52 .9 52.9 53.0 53 .1 53 .2 53.3 53.4 53.5 53.6 Oandensador P bar 16.88 16.46 12.38 15 06 15.37 15.67 15 96 16 24 16.51 16.76 17.01 17.24 Evaporador P bar 2.92 3.14 2.15 2. 60 2.66 2.72 2. 78 2. 83 2.89 2.94 2.99 3.03 Efecto de Refrigeración kj/kg 123.76 94.99 108.63 119 .03 119.25 119.48 119 .75 120 .05 120.40 120.81 121.29 121.85 ODP 2.03 1.91 2.01 2. 03 2.02 2.02 2. 02 2. 02 2.01 2.01 2.01 2.01 Descarga T °C 99.15 92.88 86.66 93 87 94.37 94.86 95 36 95 87 96.39 96.92 97.46 98.03 Caudal másico kg/hr 174.53 227.39 198.83 181 .47 181.14 180.78 180 .38 179 .92 179.40 178.79 178.08 177.26 Caudal volumétrico m3hr 13.16 14.03 18.29 14 92 14.61 14.32 14. 05 13 80 13.57 13.35 13.15 12.97 Capacidad volumétrica kj/m3 1641 1540 1181 1448 1478 1508 1537 1565 1592 1618 1642 1666 Calda de presión 953 1239 1461 1113 1088 1065 1043 1023 1003 985 967 950 Densidad del gas en la salida del 13.26 16.21 10.87 12 16 12.40 12.62 12 84 13 04 13.22 13.39 13.54 13.67 evaporador kg/m3 Densidad del gas en la~entrada del 86.37 99.16 67.78 77 86 79.86 80.80 82. 17 83 47 84.70 85.84 86.89 87.84 condensador kg/nG GWP (A4) 1430 4 6 189 260 331 402 473 545 616 687 758 GWP (1¾R) 6 168 233 297 362 427 492 556 621 686 F/(F+H) 0.667 0.653 0.653 0.653 0.653 0.653 0.653 0.653 0.653 0.653 Capacidad relacionada a 1234yf 106.6% 100.0% 76.7% 97 7% 94.0% 96.0% 98. 0% 99 8% 101.6% 103.4% 105.1% 106.7% COP relativa 106.0% 100.0% 105.3% 106 .0% 105.8% 105.7% 105 .6% 105 .5% 105.4% 105.3% 105.2% 105.2% Caída de presión relativa 76.9% 100.0% 117.9% 85 0% 89.8% 87.8% 85. 9% 84. 2% 82.5% 81.0% 79.5% 78.0% Tabla 3: Datos de Funcionamiento Teóricos de mezclas de R-32/R-1234ze (E) /R-134a seleccionadas que contienen 8% de R32 32 (% b/w) 8 8 8 8 8 8 8 8 8 R134a(% b/w) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 R1234ze(E) (% b/w) 82 77 72 67 62 57 52 47 42 Resultados de cálculo 134a R1234yf R1234ze(E) Proporción de presión 5.79 5.24 5.75 5. 80 5. 78 5. 76 5. 74 5. 72 5. 71 5. 70 5. 69 5. 68 Eficiencia volumétrica 83.6% 84.7% 82.8% 83 1% 83. 2% 83 3% 83 4% 83 5% 83 6% 83 7% 83 8% 83 8% Deslizamiento de Condensador K 0.0 0.0 0.0 5 1 4 9 4 7 4 5 4 3 4 1 3 8 3 6 3 4 Deslizamiento de Evaporadcr K 0.0 0.0 0.0 2. 7 2. 7 2. 6 2 6 2 5 2 3 2 2 2 1 2 0 Entrada de evaporador T °C 0.0 0.0 0.0 -1 .3 -1 .3 -1 .3 -1 .3 -1 .2 -1 .2 -1 .1 -1 .0 -1 .0 Salida de Ctandensador T °C 55.0 55.0 55.0 52 .5 52 .5 52 .6 52 .7 52 .9 53 .0 53 .1 53 .2 53 .3 Oandensador P bar 16.88 16.46 12.38 15 71 16. 01 16 31 16 60 16 88 17. 14 17 39 17 63 17 89 Evaporador P bar 2.92 3.14 2.15 2. 71 2. 77 2. 83 2. 89 2. 95 3. 00 3. 05 3. 10 3. 14 Efecto de Refrigeración kj/kg 123.76 94.99 108.63 121 .94 122 .11 122 .31 122 .54 122 .82 123 .15 123 .55 124 .03 124 .58 COP 2.03 1.91 2.01 2. 03 2. 03 2. 02 2. 02 2. 02 2. 02 2. 01 2. 01 2. 01 Descarga T °C 99.15 92.88 86.66 95 71 96 19 96 68 97 16 97 66 98 17 98 70 99 24 99 80 Caudal másico kg/hr 174.53 227.39 198.83 177 .13 176 .8B 176 .60 176 .26 175 .87 175 .39 174 .82 174 .16 173 .38 Caudal volumétrico m3/hr 13.16 14.03 18.29 14 25 13 97 13 71 13 46 13 23 13. 02 12 82 12 64 12 47 Capacidad volumétrica kJ/pß 1641 1540 1181 1516 1546 1576 1605 1632 1659 1684 1709 1732 Caída de presión 953 1239 1461 1044 1022 1001 982 964 946 930 914 899 Densidad del gas en la salida del 13.26 16.21 10.87 12 43 12 66 12 88 13 09 13. 29 13. 47 13 63 13 78 13. 90 evaporador kg/m3 Densidad del gas en la entrada del 86.37 99.16 67.78 79 85 81 32 82 72 84 07 85. 34 86. 53 87 64 86 65 89. 56 ccindensador - kg/irt GWP (AR4) 1430 4 6 202 273 344 416 487 558 629 700 772 GWP (1¾R) 6 179 244 308 373 438 502 567 632 697 F/ (F+H) 0.667 0.648 0.648 0.648 0.648 0.648 0.648 0.648 0.649 0.649 Capacidad relacionada a I234yf 106.6% 100.0% 76.7% 97 7% 98 4% 100 .4% 102 .4% 104 .2% 106 .0% 107 .7% 109 .4% 111 .0% COP relativa 106.0% 100.0% 105.3% 106 .1% 106 .0% 105 .9% 105 .7% 105 .6% 105 .5% 105 .4% 105 .3% 105 .2% Caída de presión relativa 76.9% 100.0% 117.9% 85 0% 84 2% 82 5% 80 8% 79. 3% 77. 8% 76 4% 75 1% 73. 8% Tabla 4: Datos de Funcionamiento Teóricos de mezclas de R-32/R-1234ze (E) /R- 134a seleccionadas que contienen 10% de R32 32 (% b/w) 10 10 10 10 10 10 10 10 R134a(% b/w) 10 15 20 25 30 35 40 45 R1234ze (E) (% b/w) 80 75 70 65 60 55 50 45 Resultados de cálculo 134a R1234yf R1234ze(E) - Proporción de presión 5.79 5.24 5.75 5.79 5.77 5.75 5.73 5.71 5.70 5.69 5.68 Eficiencia volumétrica 83.6% 84.7% 82.8% 83.3% 83.4% 83.5% 83.6% 83.7% 83.8% 83.9% 83.9% Deslizamiento de Condensador K 0.0 0.0 0.0 5.8 5.6 5.3 5.1 4.8 4.6 4.3 4.1 Deslizamiento de Evaporador K 0.0 0.0 0.0 3.2 3.2 3.1 3.0 2.9 2.7 2.6 2.4 Entrada de evaporador T °C 0.0 0.0 0.0 -1.6 -1.6 -1.5 -1.5 -1.4 -1.4 -1.3 -1.2 Salida de Condensador T °C 55.0 55.0 55.0 52.1 52.5 52.3 52.5 52.6 52.7 52.8 53.0 Condensador P bar 16.88 16.46 12.38 16.35 16.65 16.95 17.23 17.50 17.77 18.02 18.25 Evaporador P bar 2.92 3.14 2.15 2.82 2.89 2.95 3.01 3.06 3.12 3.17 3.21 Efecto de Refrigeración kj/kg 123.76 94.99 108.63 124.75 124.88 125.04 125.25 125.50 125.82 126.21 126.69 OOP 2.03 1.91 2.01 2.03 2.03 2.03 2.02 2.02 2.02 · 2.02 2.01 Descarga T °C 99.15 92.88 86.66 97.50 97.97 98.44 98.92 99.41 99.91 100.44 100.98 Caudal másico kg/hr 174.53 227.39 198.83 173.15 172.97 172.74 172.46 172.11 171.67 171.14 170.50 Caudal volumétrico m3/hr 13.16 14.03 18.29 13.64 13.38 13.14 12.92 12.71 12.52 12.34 12.17 Capacidad volumétrica kJ/m3 1S41 1540 1181 1584 1614 1643 1672 1699 1726 1751 1775 Caída de presión 953 1239 1461 982 963 945 927 911 895 880 866 Densidad del gas en la salida del 13.26 16.21 10.87 12.69 12.92 13.14 13.35 13.54 13.71 13.87 14.01 evaporador kg/m3 Densidad del gas en la entrada 86.37 99.16 67.78 81.76 83.19 84.57 85.88. 87.12 88.28 89.35 90.33 del condensador kg/m3 GWP (AR4) 1430 4 6 215 287 358 429 500 571 643 714 GWP (TAR) 6 190 255 319 384 449 513 578 643 F/ (F+H) 0.667 0.644 0.644 0.644 ¦ 0.644 0.644 0.644 0.644 0.644 Capacidad relacionada a 1234yf 106.6% 100.0% 76.7% 97.7% 102.9% 104.8% 106.7% 108.6% 110.4% 112.1% 113.7% COP relativa 106.0% 100.0% 105.3% 106.3% 106.1% 106.0% 105.8% 105.7% 105.5% 105.4% 105.4% Calda de presión relativa 76.9% 100.0% 117.9% 85.0% 79.3% 77.7% 76.2% 74.8% 73.5% 72.3% 71.1% Tabla 5: Datos de Funcionamiento Teóricos de mezclas de R-32/R-1234ze (E) /R-134a seleccionadas que contienen 12% de R32 R32(% b/w) 12 12 12 12 12 12 12 12 R134a(% b/w) 10 15 20 25 30 35 40 45 R1234ze(E) (% b/w) 78 73 68 63 58 53 48 43 Resultados de cálculo 134a R1234yf R1234ze(E) Prcporción de presión 5.79 5.24 5.75 5.78 5.76 5.74 5.72 5.70 5.69 5.67 5.67 Eficiencia volumétrica 83.5% 84.7% 82.8% 83.4% 83.5% 83.7% 83.8% 83.9 84.0% 84.0% 84.1% Deslizamiento de Cfcndensafior K 0.0 0.0 0.0 6.4 6.1 5.8 5.6 5.3 5.0 4.7 4.4 Deslizamiento de Evaporador K 0.0 0.0 0.0 3.7 3.6 3.5 3.4 3.2 3.1 2.9 2.7 Entrada de evaporador T °C 0.0 0.0 0.0 -1.9 -1.8 -1.8 -1.7 -1.6 -1.5 -1.4 -1.4 Salida de Condensador T °C 55.0 55.0 55.0 51.8 51.9 52.1 52.2 52.4 52.5 52.7 52.8 Ccnderisador P bar 16.88 16.46 12.38 16.98 17.28 17.58 17.86 18.13 18.39 18.63 18.86 Evaporador P bar 2.92 3.14 2.15 2.94 3.00 3.06 3.12 3.18 3.23 3.28 3.33 Efecto de Refrigeración kj/kg 123.76 94.99 108.63 127.45 127.55 127.68 127.87 128.11 128.42 128.81 129.28 CDP 2.03 1.91 2.01 2.03 2.03 2.03 2.02 2.02 2.02 2.02 2.01 Descarga T °C 99.15 92.88 86.66 ¦ 99.24 99.59 100.15 100.63 101.12 101.62 102.14 102.68 Caudal másico kg/hr 174.53 227.39 198.83 169.48 169.35 169.17 168.93 168.61 168.20 167.69 167.08 Caudal volumétrico m3hr 13.16 14.03 18.29 13.08 12.84 12.63 12.42 12.23 12.05 11.89 11.73 Capacidad volumétrica kJ/p? 1641 1540 1181 1651 1682 1711 1739 1766 1792 1817 1841 Caída de presión 953 1239 1461 927 909 893 878 863 849 835 822 Densidad del gas en la salida del 13.26 16.21 10.87 12.96 13.18 13.40 13.60 13.79 13.96 14.11 14.24 evaporador kg/pß Densidad del gas en la entrada del 86.37 99.16 67.78 83.58 84.98 86.33 87.62 88.83 89.96 91.00 91.94 condensador kg/m3 GWP (AR4) 1430 4 6 229 300 371 442 513 585 656 727 GfP (1¾R) 6 201 265 330 395 459 524 589 654 F/(F+H) 0.667 0.639 0.639 0.639 0.640 0.640 0.640 0.640 0.640 Capacidad relacionada a 1234yf 106.6% 100.0% 76.7% 97.7% 107.3% 109.2% 111.1% 112.9% 114.7% 116.4% 118.0% COP relativa 106.0% 100.0% 105.3% 106.4% 106.2% 106.0% 105.9% 105.7% 105.6% 105.5% 105.4% Caída de presión relativa 76.9% 100.0% 117.9% 85.0% 74.8% 73.4% 72.1% 70.8% 69.7% 68.5% 67.4% Tabla 6: Datos de Funcionamiento Teóricos de mezclas de R-32/R- 1234ze (E)/R-134a seleccionadas que contienen 14% de R32 R32 (% b/w) 14 14 14 14 14 14 14 14 R134a(% b/w) 10 15 20 25 30 35 40 45 R1234ze(E) (% b/w) 76 71 66 61 56 51 46 41 Resultados de cálculo 134a R1234yf R1234ze(E) Proporción de presión 5.79 5.24 5.75 5.76 5.74 5.72 5.70 5.68 5.67 5.66 5.65 Eficiencia volumétrica 83.6% 84.7% 82.8% 83.6% 83.7% 83.8% 84.00% 84.1% 84.1% 84.2% 84.3% Deslizamiento de Condensador K 0.0 0.0 0.0 6.9 6.6. 6.2 5.9 5.6 5.3 5.0 4.7 Deslizamiento de Evaporador K 0.0 0.0 0.0 4.2 4.0 3.9 3.7 3.6 3.4 3.2 3.0 Entrada de evaporador T °C 0.0 0.0 0.0 -2.1 -2.0 -1.9 -1.9 -1.8 -1.7 -1.6 -1.5 Salida de Condensador T °C 55.0 55.0 55.0 51.6 51.7 51.9 52.0 52.2 52.4 52.5 52.6 Condensador P bar 16.88 16.46 12.38 17.61 17.91 18.20 18.48 18.74 19.00 19.24 19.47 Evaporador P bar 2.92 3.14 2.15 3.05 3.12 3.18 3.24 3.30 3.35 3.40 3.44 10 Efecto de Refrigeración kJ/kg 123.76 94.99 108.63 130.06 130.13 130.24 130.41 130.64 130.95 131.33 131.82 COP 2.03 1.91 2.01 2.04 2.03 2.03 2.02 2.02 2.02 2.02 2.01 Descarga T °c 99.15 92.88 86.66 100.93 101.37 101.83 102.30 102.79 103.29 103.82 104.36 Caudal másico kg/hr 174.53 227.39 198.83 166.07 165.99 165.84 165.63 165.34 164.95 164.47 163.87 Caudal volumétrico m3/hr 13.16 14.03 18.29 12.56 12.35 12.15 11.96 11.79 11.62 11.47 11.33 Capacidad volumétrica kJ/m3 1641 1540 1181 1719 1749 1778 1806 1833 1858 1883 1906 Caída de presión 953 1239 1461 877 861 847 833 820 807 795 9783 Densidad del gas en la salida del 13.26 16.21 10.87 13.22 13.44 13.65 13.85 14.03 14.19 14.34 14.46 evaporador kg/m3 Densidad del gas en la entrada 86.37 99.16 67.78 85.32 86.71 88.03 89.29 90.47 91.57 92.57 93.48 15 del condensador kg/m3 GWP (AR4) 1430 4 6 242 313 384 456 527 598 669 740 GWP (TAR) 6 212 276 341 406 470 535 600 664 F/ (F+H) 0.667 0.635 0.635 0.635 0.635 0.635 0.636 0.636 0.636 Capacidad relacionada a 1234yf 106.6% 100.0% 76.7% 97.7% 111.7% 113.6% 115.5% 117.3% 119.0% 120.7% 122.3% COP relativa 106.0% 100.0% 105.3% 106.5% 106.3% 106.1% 105.9% 105.7% 105.6% 105.5% 105.4% Caída de presión relativa 76.9% 100.0% 117.9% 85.0% 70.8% 69.5% 68.3% 67.2% 66.2% 65.1% 64.1% 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

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

1. Una composición de transferencia de calor caracterizada porque comprende R-1234ze(E), R32 y 1,1,1,2-tetrafluoroetano (R-134a) ,.

2. Una composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque contiene hasta aproximadamente 20% por peso de R-32.

3. Una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque contiene hasta aproximadamente 50% por peso de R-134a.

4. Una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque contiene desde aproximadamente 30 hasta aproximadamente 90% por peso de R-1234ze(E) .

5. Una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque contiene desde aproximadamente 4 hasta aproximadamente 16% por peso de R-32, desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 50% por peso de R-134a, y desde aproximadamente 35 hasta aproximadamente 90% por peso de R-1234ze(E) .

6. Una composición de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada porque contiene desde aproximadamente 4 hasta aproximadamente 14% por peso de R-32, desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 50% por peso de R-134a, y desde aproximadamente 35 hasta aproximadamente 85% por peso de R-1234ze(E).

7. Una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque consiste esencialmente de 1234ze(E), R-152a y 134a.

8. Una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada, porque la composición tiene un G P de menos de 1000, preferiblemente menos de 150.

9. Una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el deslizamiento de temperatura es menor de aproximadamente 10K( preferiblemente menos de aproximadamente 5K.

10. Una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la composición tiene una capacidad de refrigeración volumétrica dentro de aproximadamente 15%, preferiblemente dentro de aproximadamente 10% del refrigerante existente que está previsto para sustituir.

11. Una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la composición es menos inflamable que R-32 solo o R-1234yf solo.

12. Una composición de conformidad con la reivindicación 16, caracterizada porque tiene: (a) un límite inflamable más alto. (b) una energía de ignición más alta; y/o (c) una velocidad de flama inferior comparada con R-32 solo o R-1234yf solo.

13. Una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11 ó 12, caracterizada porque es no inflamable.

14. Una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada. porque la composición tiene una eficiencia de ciclo dentro de aproximadamente 5% del refrigerante existente que está previsto para sustituir.

15. Una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la composición tiene una temperatura de descarga de compresor dentro de aproximadamente 15K, preferiblemente dentro de aproximadamente 10K, del refrigerante existente que está previsto para sustituir.

16. Una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque además comprende un lubricante.

17. Una composición de conformidad con la reivindicación 16, caracterizada porque el lubricante es seleccionado del aceite mineral, aceite de silicón, polialquil bencenos (PABs) , poliol esteres (POEs) , polialquilen glicoles (PAGs) , polialquilen glicol esteres (esteres PAG) , polivinil ésteres (PVEs) , poli (alfa-olefinas) y combinaciones de los mismos.

18. Una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque además comprende un estabilizador.

19. Una composición de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque el estabilizador es seleccionado de los compuestos basados en dieno, fosfatos, compuestos de fenol y epóxidos, y mezclas de los mismos.

20. Una composición caracterizada porque comprende un retardante de flama y una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores .

21. Una composición de conformidad con la reivindicación 20, caracterizada porque el retardante de flama es seleccionado del grupo que consiste de tri- (2-dicloroetil) -fosfato, (cloropropil) fosfato, tri- (2 , 3 -dibromopropil) -fosfato, tri- (1,3-didicloropropil) -fosfato, fosfato de diamonio, varios compuestos aromáticos halogenados, óxido de antimonio, trihidrato de aluminio, cloruro de polivinilo, un yodocarburo fluorado, un bromocarburo fluorado, trifluoro yodometano, aminas de. perfluoroalquilo, aminas de bromo-fluoroalquilo y mezclas de los mismos .

22. Una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque es una composición refrigerante.

23. Un dispositivo de transferencia de calor caracterizado porque contiene una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22.

24. El uso de un compuesto definido de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22 en un dispositivo de transferencia de calor.

25. Un dispositivo de transferencia de calor de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 23 o 24, caracterizado porque es un dispositivo de refrigeración.

26. Un dispositivo de transferencia de calor de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque es seleccionado del grupo que consiste de sistemas de aire acondicionado de automóviles, sistemas de aire acondicionado residenciales, sistemas de aire acondicionado comerciales, sistemas de refrigerador residenciales, sistemas de congelador residenciales, sistemas de refrigerador comerciales, sistemas de congelador comerciales, sistemas de aire acondicionado de enfriador, sistemas de refrigeración de enfriador, y sistemas de bomba de calor comerciales o residenciales.

27. Un dispositivo de transferencia de calor de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 25 o 26, caracterizado porque contiene un compresor.

28. Un agente de soplado caracterizado porque comprende una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22.

29. Una composición espumosa que comprende uno o más componentes capaces de formar espuma y una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22, caracterizada porque uno o más componentes capaces de formar espuma son seleccionados de poliuretanos, polímeros termoplásticos y resinas, tales como poliestireno y resinas epoxi, y mezclas de los mismos.

30. Una espuma caracterizada porque se puede obtener de la composición espumosa de conformidad con la reivindicación 29.

31. Una espuma de conformidad con la reivindicación 30, caracterizada porque comprende una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22.

32. Una composición pulverizable caracterizada porque comprende material que será pulerizado y un propulsor que comprende una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a .22.

33. Un método de enfriar un artículo caracterizado porque comprende condensar una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22 y después de esto evaporar la composición en la vecindad del artículo que será enf iado .

34. Un método para calentar un artículo caracterizado porque comprende condensar una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22 en la vecindad del artículo que será calentado y después de esto evaporar la composición.

35. Un método para extraer una sustancia de la biomasa caracterizado porque comprende poner en contacto biomasa con un solvente que comprende una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22, y separar la sustancia del solvente.

36. Un método de limpieza de un artículo caracterizado porque comprende poner en contacto el artículo con un solvente que comprende una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22.

37. Un método de extraer un material de una solución acuosa caracterizado porque comprende poner en contacto la solución acuosa con un solvente que comprende una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22, y separar la sustancia del solvente.

38. Un método para extraer un material de una matriz sólida de partículas caracterizado porque comprende poner en contacto la matriz sólida de partículas con un solvente que comprende una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22, y separar el material del solvente.

39. Un dispositivo de generación de potencia mecánica caracterizado porque contiene una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22.

40. Un dispositivo de generación de potencia mecánica de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado porque es adaptado para utilizar un ciclo de Rankine o modificación del mismo para generar trabajo del calor.

41. Un método de readaptación de un dispositivo de transferencia de calor caracterizado porque comprende el paso de eliminar un fluido de transferencia de calor existente, e introducir una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22.

42. Un método de conformidad con la reivindicación 41, caracterizado porque el dispositivo de transferencia de calor es un dispositivo de refrigeración.

43. Un método de conformidad con la reivindicación 42, caracterizado porque el dispositivo de transferencia de calor es un sistema de aire acondicionado.

44. Un método para reducir el impacto ambiental que surge de la operación de un producto que comprende un compuesto o composición existente, caracterizado porque comprende sustituir por lo menos parcialmente el. compuesto o composición existente con una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22.

45. Un método para preparar una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22, y/o un dispositivo de transferencia de calor de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 23 o 25 a 27, caracterizado porque la composición o dispositivo de transferencia de calor contiene R-134a, el método comprende introducir R-12342e(E) y R-32, y opcionalmente un lubricante, un estabilizador y/o un retardante de flama, dentro de un dispositivo de transferencia de calor que contiene un fluido de transferencia de calor existente que es R134a.

46. Un método de conformidad con la. reivindicación 45, caracterizado porque comprende el paso de eliminar por lo menos algo del R134a existente del dispositivo de transferencia de calor antes de introducir el R-12342e(E) y R-32, y opcionalmente el lubricante, el estabilizador y/o el retardante de flama.

47. Un método para generar crédito de emisión de gas invernadero caracterizado porque comprende (i) sustituir un compuesto o composición existente con una composición como es definido de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22, en donde la composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22 tiene un GWP menor que el compuesto o composición existente; y (ii) obtener el crédito de emisión de gas invernadero para el paso de sustitución.

48. Un método de conformidad con la reivindicación 47, caracterizado porque el uso de la composición de la invención resulta en un Impacto de Calentamiento Equivalente Total menor, y/o una producción de Carbono del Ciclo de Vida menor que es logrado mediante el uso del compuesto o composición existente.

49. Un método de conformidad con la reivindicación 47 ó 48, caracterizado porque es realizado en un producto en los campos de aire acondicionado, refrigeración, transferencia de calor, agentes de soplado, aerosoles o propulsores pulverizables, dieléctricos gaseosos, criocirugía, procedimientos veterinarios, procedimientos dentales, extintores de fuego, supresión dé flama, solventes, limpiadores, hornos de aire, pistolas de pelotilla, anestésicos tópicos, y aplicaciones de expansión.

50. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 44 ó 49> caracterizado porque el producto es seleccionado de un dispositivo de transferencia de calor, un agente de soplado, una composición espumosa, una composición pulverizable , un solvente o un dispositivo de generación de potencia mecánica.

51. Un método de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque el producto es un dispositivo de transferencia de calor.

52. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 44 ó 47 a 51, caracterizado porque el compuesto o composición existente es una composición de transferencia de calor.

53. Un método de conformidad con la reivindicación 52, caracterizado porque la composición de transferencia de calor es un refrigerante seleccionado de R-134a, R-1234yf y R-152a.