MXPA06014291A - Composiciones refrigerantes de hidrocarburo y uss de las mismas. - Google Patents

Abstract

La presente invencion se refiere a composiciones para uso en sistemas de refrigeracion y aire acondicionado, que comprenden por lo menos un hidrocarburo, y que son utiles tambien en sistemas que usan un compresor centrifugo. Son utiles en procesos para producir enfriamiento o calor o como fluidos de transferencia de calor.

Description

COMPOSICIONES REFRIGERANTES DE HIDROCARBURO Y USOS DE LAS MISMAS Campo de la Invención La presente invención se refiere a composiciones para uso en sistemas de refrigeración y aire acondicionado, que comprenden por lo menos un hidrocarburo. Además, la presente invención se refiere a composiciones para uso en sistemas de refrigeración y aire acondicionado que usan un compresor centrífugo que comprende por lo menos un hidrocarburo. Las composiciones de la presente invención son útiles en procesos para producir refrigeración o calor o como fluidos de transferencia de calor.

Antecedentes de la Invención La industria de refrigeración ha trabajado durante las pasadas décadas en encontrar refrigerantes reemplazo por los clorofluorocarburos (CFCs) e hidroclorofluorocarburos (HCFCs) ) que agotan el ozono, que están siendo eliminados progresivamente como resultado del Protocolo de Montreal . La solución para la mayoría de los productores de refrigerantes ha sido la comercialización de refrigerantes de hidrofluorocarburos (HFC) . Los nuevos refrigerantes de HFC, HFC-134a que es el más usado ampliamente en este tiempo, tienen cero potencial de agotamiento de ozono y por lo tanto REF.177245 no son afectados por la actual fase reguladora como resultado del Protocolo de Montreal. Adicionalmente, las regulaciones ambientales pueden causar últimamente la eliminación progresiva global de ciertos refrigerantes HFC. Actualmente, la industria automotriz se enfrenta a regulaciones relacionadas con el potencial de calentamiento global (GWP, por sus siglas en inglés) para refrigerantes usados en un aire acondicionado móvil. Por lo tanto, hay una mayor necesidad actualmente para identificar refrigerantes nuevos con GWP reducido para el mercado del aire acondicionado automotriz. Las regulaciones deben aplicarse más ampliamente en el futuro, e incluso se sentirá una mayor necesidad por refrigerantes de bajo GWP que puedan utilizarse en todas las áreas de la industria de refrigeración y aire acondicionado. Los refrigerantes de reemplazo actualmente propuestos de HFC-134a incluyen HFC-152a, hidrocarburos puros tales como butano o propano, o refrigerantes "naturales" tales como C02 o amoníaco. Muchos de estos reemplazos sugeridos son tóxicos, inflamables, y/o tienen bajo rendimiento energético. Por lo tanto, nuevas alternativas son buscadas constantemente. La presente invención proporciona composiciones refrigerantes y fluidos de transferencia de calor que tienen características únicas para cumplir con las demandas del potencial de agotamiento de ozono bajo o nulo, y GWP más bajo.

Breve Descripción de la Invención La presente invención se refiere a una composición refrigerante o fluido de transferencia de calor que comprende por lo menos un hidrocarburo seleccionado del grupo consistente de: 2 , 2-dimetilbutano; 2 , 3-dimetilbutano; 2, 3-dimetilpentano; 2-metilhexano; 3-metilhexano; 2-metilpentano; 3-etilpentano; 3-metilpentano; ciclohexano; ciclopentano; n-heptano; metilciclopentano; n-pentano; y n-hexano. La presente invención además se refiere al listado de composiciones anterior específicamente para uso en sistemas de refrigeración o aire acondicionado que usan un compresor centrífugo; un compresor centrífugo de etapas múltiples o 2-etapas; o un intercambiador de calor de un solo paso/un solo panel. La presente invención adicionalmente se refiere a procesos para producir refrigeración, calor, y transferencia de calor desde una fuente de calor a un disipador de calor usando las composiciones inventivas de la presente.

Descripción Detallada de la Invención El refrigerante y las composiciones de fluido de transferencia de calor de la presente invención comprenden por lo menos un hidrocarburo. El refrigerante y composiciones de fluido de transferencia de calor de la presente invención pueden comprender un solo hidrocarburo o pueden ser una combinación o mezcla que comprende más de un hidrocarburo. Los hidrocarburos de la presente invención comprenden compuestos que contienen hidrógeno y carbono. Tales hidrocarburos pueden ser compuestos de cadena lineal, cadena ramificada o cíclicos y poseer de aproximadamente 5 a aproximadamente 10 átomos de carbono. Los hidrocarburos preferidos tienen de 5 a 7 átomos de carbono. Los hidrocarburos representativos de la presente invención están listados en la tabla 1.

TABLA 1 Los compuestos listados en la tabla 1 están disponibles comercialmente o pueden prepararse por procesos conocidos en la técnica. Las composiciones de la presente invención que son mezclas pueden prepararse por cualquier método conveniente para combinar las cantidades deseadas de los componentes individuales. Un método preferido es pesar las cantidades del componente deseado y combinar después los componentes en un recipiente apropiado. Puede utilizarse la agitación, si se desea. Las composiciones de la presente invención tienen bajo o cero potencial de agotamiento de ozono y potencial bajo del calentamiento global. Los hidrocarburos de la presente invención, solos o en mezclas, tendrán potenciales más bajos de calentamiento global que muchos refrigerantes dd HFC actualmente en uso. Las composiciones de refrigerante o de fluido de transferencia de calor de la presente invención, incluyen: 2 , 2-dimetilbutano; 2, 3-dimetilbutano; 2, 3-dimetilpentano; 2-metilhexano; 3-metilhexano; 2-metilpentano; 3-etilpentano; 3-metilpentano; ciclohexano; ciclopentano; n-heptano; metilciclopentano; n-pentano; n-hexano; o combinaciones de los mismos. Las composiciones de la presente invención pueden adicionalmente comprender aproximadamente 0.01 por ciento en peso a aproximadamente 5 por ciento en peso de un estabilizador, barredor de radical libre o antioxidante. Tales aditivos incluyen pero no se limitan a, nitrometano, fenoles impedidos, hidroxilaminas, tioles, fosfitos, o lactonas. Tales aditivos o combinaciones pueden usarse. Las composiciones de la presente invención pueden comprender además aproximadamente 0.01 por ciento en peso a aproximadamente 5 por ciento en peso de un barredor de agua (compuesto de secado) . Tales barredores de agua pueden comprender esteres de orto tales como trimetil-, trietil-, o tripropilortoformiato . Las composiciones de la presente invención pueden además comprender un tinte ultravioleta (UV) y opcionalmente un agente solubilizante. El tinte UV es un componente útil para detectar fugas de las composiciones refrigerantes y de fluido de transferencia de calor que permiten a uno observar la fluorescencia del tinte en las composiciones refrigerantes o de fluido de transferencia de calor en un punto de fuga o en la periferia del aparato de refrigeración o aire acondicionado. Uno puede observar la fluorescencia del tinte bajo una luz ultravioleta. Agentes solubilizantes pueden necesitarse para aumentar la solubilidad de tales tintes UV en algunos refrigerantes y fluidos de transferencia de calor. Por tinte "ultravioleta" se entiende una composición fluorescente UV que absorbe luz en la región ultravioleta o "cerca" de la región ultravioleta del espectro electromagnético. La fluorescencia producida por el tinte fluorescente UV bajo iluminación por una luz UV que emite radiación con una longitud de onda donde sea desde 10 nanómetros a 750 nanómetros, puede detectarse. Por lo tanto, si el refrigerante o fluido de transferencia de calor que contiene un tinte fluorescente UV, se está fugando desde un punto dado en un aparato de refrigeración o aire acondicionado, la fluorescencia puede detectarse en el punto de fuga. Tales tintes fluorescentes UV incluyen pero no están limitados a naftalimidas, perilenos, cumarinas, antracenos, fenantracenos, xantenos, tioxantenos, naftoxantenos, fluoresceinas, y derivados o combinaciones de los mismos. Los agentes solubilizantes de la presente invención comprenden por lo menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste de hidrocarburos, éteres de hidrocarburo, éteres de polioxialquilenglicol, amidas, nitrilos, cetonas, clorocarburos, esteres, lactonas, éteres de arilo, fluoroéteres y 1, 1, 1-trifluoroalcanos. Agentes solubilizantes de hidrocarburo de la presente invención comprenden hidrocarburos incluyendo alcanos o alquenos de cadena lineal, cadena ramificada o cíclicos que contienen 16 o menos átomos de carbono y únicamente hidrógeno con ningún otro grupo funcional. Agentes solubilizantes de hidrocarburo representativos comprenden propano, propileno, ciclopropano, n-butano, isobutano, n-n-pentano, octano, decano, hexadecano. Debe notarse que el refrigerante y el agente solubilizante, pueden no ser el mismo hidrocarburo. Los agentes solubilizantes de éter de hidrocarburo de la presente invención comprenden éteres que contienen solamente carbono, hidrógeno y oxígeno, tal como éter dimetilo (DME) . Los agentes solubilizantes de éter de polioxialquilenglicol de la presente invención están representados por la fórmula R1 [ (OR2)xOR3] y, en donde x es un número entero de 1-3; y es un número entero de 1-4; R1 es seleccionado de hidrógeno y radicales de hidrocarburo alifáticos que tienen 1 a 6 átomos de carbono y sitios de unión; R2 es seleccionado de radicales de hidrocarbileno alifáticos que tienen de 2 a 4 átomos de carbono; R3 es seleccionado de hidrógeno, y radicales de hidrocarburo alifáticos y alicíclicos que tienen de 1 a 6 átomos de carbono; por lo menos uno de R1 y de R3 es seleccionado del radical de hidrocarburo; y en donde los éteres de polioxialquilenglicol tienen un peso molecular de aproximadamente 100 a aproximadamente 300 unidades de masa atómica. Como es utilizado en la presente, los sitios de unión significan sitios radicales disponibles para formar enlaces covalentes con otros radicales. Los radicales de hidrocarbileno significan radicales de hidrocarburo divalentes. En la presente invención, los agentes solubilizantes de éter de polioxialquilenglicol preferiblemente están representados por R1 [ (OR2) xOR3] y, en donde x es preferiblemente 1-2; "y" es preferiblemente 1; R1 y R3 son de preferencia independientemente seleccionados de hidrógeno y radicales de hidrocarburo alifáticos que tienen 1 a 4 átomos de carbono; R2 es seleccionado preferiblemente de de radicales de hidrocarbileno alifáticos que tienen de 2 ó 3 átomos de carbono, más preferiblemente 3 átomos de carbono; el peso molecular del éter de polioxialquilenglicol es preferiblemente de aproximadamente 100 a aproximadamente 250 unidades de masa atómica, más preferiblemente de aproximadamente 125 a aproximadamente 250 unidades de masa atómica. Los radicales de hidrocarburo R1 y R3 que tienen 1 a 6 átomos de carbono, pueden ser lineales, ramificados o cíclicos. Los radicales de hidrocarburo R1 y R3 representativos incluyen metilo, etilo, propilo, isopropilo, butilo, isobutilo, sec-butilo, terc-butilo, pentilo, isopentilo, neopentilo, terc-pentilo, ciclopentilo, y ciclohexilo. Donde los radicales de hidroxilo libres en los agentes solubilizantes de éter de polioxialquilenglicol presentes pueden ser incompatibles con ciertos materiales de construcción del aparato de refrigeración de compresión (por ejemplo Mylar®), R1 y R3 son preferiblemente radicales de hidrocarburo alifáticos que tienen 1 a 4 átomos de carbono, más preferiblemente 1 átomo de carbono. Los radicales de hidrocarbileno alifáticos R2 que tienen de 2 a 4 átomos de carbono, forman radicales de oxialquileno de repetición -(0R )X- que incluyen los radicales de oxietileno, radicales de oxipropileno, y radicales de oxibutileno. El radical de oxialquileno comprende R2 en una molécula del agente solubilizante de éter de polioxialquilnglicol puede ser la misma, o una molécula puede contener diferentes grupos de oxialquileno R . Los agentes solubilizantes de éter de polioxialquilnglicol preferiblemente comprenden por lo menos un radical de oxipropileno. Donde R1 es un radical de hidrocarburo alifático o alicíclico que tiene 1 a 6 átomos de carbono y sitios de unión, el radical puede ser lineal, ramificado o cíclico. Radicales de hidrocarburo alifáticos R1 representativos que tienen dos sitios de unión incluyen, por ejemplo, un radical de etileno, un radical de propileno, un radical de butileno, radical de pentileno, radical de hexileno, radical de ciclopentileno y radical de ciclohexileno. Los radicales de hidrocarburo alifáticos R1 representativos tienen tres o cuatro sitios de unión incluyendo residuos derivados de polialcoholes, tales como trimetilolpropano, glicerina, pentaeritritol, 1,2,3-trihidroxiciclohexano y 1, 3, 5-trihidroxiciclohexano, removiendo sus radicales hidroxilo. Los agentes solubilizantes de éter de polioxialquilenglicol representativos incluyen pero no están limitados a: CH3OCH2CH (CH3) 0 (H ó CH3) (metil (o dimetil) éter de propilenglicol), CH30 [CH2CH (CH3) 0] 2 (H ó CH3) (metil (o dimetil) éter de dipropilenglicol), CH30 [CH2CH (CH3) 0] 3 (H ó CH3) (metil (o dimetil) éter de tripropilenglicol) , C2H5OCH2CH(CH3)0(H ó C2H5) (etil (o dietil) éter de propilenglicol), C2H50 [CH2CH (CH3) O] 2 (H ó C2H5) (etil (o dietil) éter de dipropilenglicol), C2H50 [CH2CH (CH3) O] 3 (H ó C2H5) (etil (o dietil) éter tripropilenglicol), C3H7OCH2CH (CH3) 0 (H ó C3H ) (n-propil (o di-n-propil) éter de propilenglicol) , C3H70[CH2CH(CH3)0]2(H ó C3H7) (n-propil (o di-n-propil) éter de dipropilenglicol), C3H70 [CH2CH (CH3) 0] 3 (H ó C3H7) (n-propil (o di-n-propil) éter de tripopilenglicol, C4H90CH2CH (CH3) OH (n-butil éter de propilenglicol), C4H90 [CH2CH (CH3) 0] 2 (H ó C4H9) (n-butil (o di-n-butil) éter de dipropilenglicol), C4H90 [CH2CH (CH3) 0] 3 (H ó C4H9) (n-butil (o di-n-butil) éter de tripopilenglicol) , (CH3)3COCH2CH(CH3)OH (t-butil éter de propilenglicol), (CH3)3CO[CH2CH(CH3)0]2(H ó (CH3)3) (n-butil (o di-t-butil) éter de dipropilenglicol), (CH3) 3C0 [CH2CH (CH3) 0] 3 (H ó (CH3)3) (n-butil (o di-t-butil) éter de tripropilenglicol), C5HnOCH2CH(CH3)OH (n-pentil éter de propilenglicol), C4H9OCH2CH(C2H5)OH (n-butil éter de butilenglicol) , C4H90[CH2CH(C2H5)0]2H (n-butil éter de dibutilenglicol) , tri-n-butil éter de trimetilolpropano (C2H5C (CH20 (CH2) 3CH3) 3) y di-n-butil éter de trimetilolpropano (C2H5C (CH2OC (CH2) 3CH3) 2CH2OH) . Agentes solubilizantes de amida de la presente invención comprenden los representados por las fórmulas R1C(0)NR2R3 y ciclo- [R4C (0) N (R5) -] , en donde R1, R2, R3 y R5 son seleccionados independientemente de radicales de hidrocarburo alifáticos y alicíclicos que tienen de 1 a 12 átomos de carbono; R4 es seleccionado de radicales de hidrocarbileno alifáticos que tienen de 3 a 12 átomos de carbono; y en donde estas amidas tienen un peso molecular de aproximadamente 100 a aproximadamente 300 unidades de masa atómica. El peso molecular de amidas es preferiblemente de aproximadamente 160 a aproximadamente 250 unidades de masa atómica. R1, R2, R3 y R5 pueden incluir opcionalmente radicales de hidrocarburo sustituidos, es decir, radicales que contienen sustituyentes sin hidrocarburo seleccionados de halógenoa (por ejemplo, flúor, cloro) y alcóxidos (por ejemplo metoxi) . R1, R2, R3 y R5 pueden incluir opcionalmente radicales de hidrocarburo sustituidos con heteroátomo, es decir, radicales, los cuales contienen átomos de nitrógeno (aza-) , oxígeno (oxa-) o sulfuro (tia-) en una cadena del radical o sí no compuesta de de átomos de carbono. En general, no más de tres sustituyentes sin hidrocarburo y heteroátomos, y preferiblemente no más de uno, estarán presentes por cada 10 átomos de carbono en R1-3, y la presencia de cualquiera de estos sustituyentes sin hidrocarburo y heteroátomos debe considerarse para la aplicación de limitantes de peso molecular antes mencionados. Los agentes solubilizantes de amida preferidos consisten de carbono, hidrógeno, . nitrógeno y oxígeno. Los radicales de hidrocarburo alifáticos y alicíclicos R1, R2, R3 y R5 representativos incluyen metilo, etilo, propilo, isopropilo, butilo, isobutilo, sec-butilo, terc-butilo, pentilo, isopentilo, neopentilo, terc-pentilo, ciclopentilo, ciclohexilo, heptilo, octilo, nonilo, decilo, undecilo, dodecilo y sus isómeros de configuración. Una modalidad preferida de agentes solubilizantes de amida son aquellos en donde R4 en la fórmula ciclo- [R4C (O) N (R5) -] antes mencionada, pueden representarse por el radical de hidrocarbileno (CR6R7)n, en otras palabras, la fórmula ciclo- [ (CR6R7)nC(0)N(R5) -] en donde los valores establecidos previamente para el peso molecular aplican; n es un número entero de 3 a 5; R5 es un radical de hidrocarburo saturado que contiene 1 a 12 átomos de carbono; R6 y R7 son seleccionados independientemente (para cada n) por las reglas ofrecidas previamente que definen R1"3. En lactanos representados por la fórmula: ciclo- [ (CR6R7) nC (O) N (R5) -] , todos los R6 y R7 son preferiblemente hidrógeno, o contienen un solo radical de hidrocarburo saturado entre las unidades de n metileno, y R5 es un radical de hidrocarburo saturado que contiene 3 a 12 átomos de carbono. Por ejemplo, 1- (radical de hidrocarburo saturado) -5-metilpirrolidino-2-onas . Agentes solubilizantes de amida representativa incluyen pero no se limitan a: l-octilpirrolidin-2-ona, 1-decilpirrolidin-2-ona, l-octil-5-metilpirrolidin-2-ona, 1-butilcaprolactama, l-ciclohexilpirrolidin-2-ona, l-butil-5-metilpiperidin-2-ona, l-pentil-5-metilpiperidin-2-ona, 1 hexilcaprolactama, l-hexil-5-metilpirrolidin-2-ona, 5-metil-l-pentilpiperidin-2-ona, 1, 3-dimetilpiperidin-2-ona, 1-metilcaprolactama, l-butil-pirrolidin-2-ona, 1,5-dimetilpiperidin-2-ona, l-decil-5-metilpirrolidin-2-ona, 1-dodecilpirrolid-2-ona, N,N-dibutilformamida y N,N-diisopropilacetamida . Agentes solubilizantes de cetona de la presente invención comprenden cetonas representadas por la fórmula R1C(0)R2, en donde R1 y R2 son seleccionados independientemente de radicales de hidrocarburo de arilo, alifáticos y alicíclicos, y que tienen de 1 a 12 átomos de carbono, y en donde las cetonas tienen un peso molecular de aproximadamente 70 a aproximadamente 300 unidades de masa atómica. R1 y R2 en cetonas son preferiblemente seleccionados independientemente de radicales de hidrocarburo alifáticos y alicíclicos que tienen 1 a 9 átomos de carbono. El peso molecular de las cetonas es preferiblemente de aproximadamente 100 a 200 unidades de masa atómica. R1 y R2 pueden juntos formar un radical de hidrocarbileno conectado y formar una cetona cíclica del anillo de cinco, seis, o siete miembros, por ejemplo, ciclopentanona, ciclohexanona, y cicloheptanona . R1 y R2 pueden incluir opcionalmente radicales de hidrocarburo sustituidos, es decir, radicales que contienen sustituyentes sin hidrocarburo seleccionados de halógenos (por ejemplo flúor, cloro) y alcóxidos (por ejemplo metoxi) . R1 y R2 pueden incluir opcionalmente radicales de hidrocarburo sustituidos con heteroátomo, es decir, radicales, que contienen átomos de nitrógeno (aza-) , oxígeno (ceto-, oxa-) o sulfuro (tía-) en una cadena de radical o sí no compuesta por átomos de carbono. En general, no más de tres sustituyentes sin hidrocarburo y heteroátomos, y preferiblemente no más de uno, estarán presente por cada 10 átomos de carbono en R1 y R2, y la presencia de cualquier sustituyente sin hidrocarburo y heteroátomos deberá considerarse en aplicar las limitaciones de peso molecular ya mencionadas. Los radicales de hidrocarburo de arilo, alifáticos y alicíclicos R1 y R2 representativos en la fórmula general R1C(0)R2 incluyen metilo, etilo, propilo, isopropilo, butilo, isobutilo, sec-butilo, terc-butilo, pentilo, isopentilo, neopentilo, terc-pentilo, ciclopentilo, ciclohexilo, heptilo, octilo, nonilo, decilo, undecilo, dodecilo y sus isómeros de configuración, así como fenilo, bencilo, cumenilo, mesitilo, tolilo, xililo y fenetilo. Agentes solubilizantes de cetona representativa incluyen pero no se limitan a: 2-butanona, 2-pentanona, acetofenona, butirofenona, hexanofenona, ciclohexanona, cicloheptanona, 2-heptanona, 3-heptanona, 5-metil-2-hexanona, 2-octanona, 3-octanona, diisobutil cetona, 4-etilciclohexanona, 2-nonanona, 5-nonanona, 2-decanona, 4-decanona, 2-decanona, 2-tridecanona, dihexil cetona y diciclohexil cetona. Agentes solubilizantes de nitrilo de la presente invención comprenden nitrilos representados por la fórmula R1CN, en donde R1 es seleccionado de radicales de hidrocarburo alifáticos , alicíclicos o de arilo, que tienen de 5 a 12 átomos de carbono, y en donde los nitrilos tienen un peso molecular de aproximadamente 90 a aproximadamente 200 unidades de masa atómica. R1 en estos agentes solubilizantes de nitrilo es seleccionado preferiblemente de radicales de hidrocarburo alifáticos y alicíclicos que tienen 8 a 10 átomos de carbono. El peso molecular de los agentes solubilizantes de nitrilo es preferiblemente de aproximadamente 120 a aproximadamente 140 unidades de masa atómica. R1 puede incluir opcionalmente radicales de hidrocarburo sustituidos, es decir, radicales que contienen sustituyentes sin hidrocarburo seleccionados de halógenos (por ejemplo, flúor, cloro) y alcóxidos (por ejemplo metoxi) . R1 puede incluir opcionalmente radicales de hidrocarburo sustituidos con heteroátomo, es decir, radicales, los cuales contienen átomos de nitrógeno (aza-) , oxígeno (ceto-, oxa-) o sulfuro (tía-) en una cadena de radical o sí no compuesta por átomos de carbono. En general, no más de tres sustituyentes sin hidrocarburo y heteroátomos, y preferiblemente no más de uno, estarán presentes por cada 10 átomos de carbono en R1, y la presencia de cualquier sustituyente sin hidrocarburo y heteroátomos, debe considerarse en aplicar las limitaciones de peso molecular arriba mencionadas. Radicales de hidrocarburo de arilo, alifáticos y alicíclicos representativos de R1 en la fórmula general R1CN incluyen pentilo, isopentilo, neopentilo, terc-pentilo, ciclopentilo, ciclohexilo, heptilo, octilo, nonilo, decilo, undecilo, dodecilo y sus isómeros de configuración, así como fenilo, bencilo, cumenilo, mesitilo, tolilo, xililo y fenetilo. Agentes solubilizantes de nitrilo representativos que incluyen pero no se limitan a: 1-cianopentano, 2, 2-dimetil-4-cianopentano, 1-cianohexano, 1-cianoheptano, 1-cianooctano, 2-cianooctano, 1-cianononano, 1-cianodecano, 2-cianodecano, 1-cianoundecano y 1-cianododecano. Agentes solubilizantes de clorocarburo de la presente invención comprenden clorocarburos representados por la fórmula RCIX, en donde x es 1 ó 2; R es seleccionado de radicales de hidrocarburo alifáticos y alicíclicos que tienen 1 a 12 átomos de carbono; y en donde estos clorocarburos tienen un peso molecular de aproximadamente 100 a aproximadamente 200 unidades de masa atómica. El peso molecular de los agentes solubilizantes de clorocarburo es preferiblemente de aproximadamente 120 a 150 unidades de masa atómica. Radicales de hidrocarburo alifáticos y alicíclicos representativos de R en la fórmula general RCIX incluyen metilo, etilo, propilo, isopropilo, butilo, isobutilo, sec-butilo, terc-butilo, pentilo, isopentilo, neopentilo, terc-pentilo, ciclopentilo, ciclohexilo, heptilo, octilo, nonilo, decilo, undecilo, dodecilo y sus isómeros de configuración. Agentes solubilizantes de clorocarburo representativos incluyen pero no se limitan a: 3- (clorometil) pentano, 3-cloro-3-metilpentano, 1-clorohexano, 1, 6-diclorohexano, 1-cloroheptano, 1-clorooctano, 1-clorononano, 1-clorodecano, y 1, 1, 1-triclorodecano. Agentes solubilizantes de éster de la presente invención comprenden esteres representados por la fórmula general R1C(0)OR2, en donde R1 y R2 son seleccionados independientemente de radicales de arilo y alquilo, saturados y no saturados, lineales y cíclicos. Esteres preferidos consisten esencialmente de los elementos C, H y O, tienen un peso molecular de aproximadamente 80 a aproximadamente 550 unidades de masa atómica.

Esteres representativos incluyen pero no se limitan a: (CH3)2CHCH20(0)C(CH2)2-4(0)COCH2CH(CH3)2 (éster dibásico de diisobutilo) , etilhexanoato, etilheptanoato, n-butilpropionato, n-propilpropionato, etilbenzoato, di-n-propilftalato, etoxietil éster del ácido benzoico, dipropilcarbonato, "Exxate 700" (un alquilacetato C7 comercial) , "Exxate 800" (un alquilacetato C8 comercial) , dibutilftalato, y terc-butilacetato. Agentes solubilizantes de lactona de la presente invención comprenden lactonas representadas por las estructuras [A] , [B] , y [C] : [B] [C] Estas lactonas contienen el grupo funcional -C(0)0- en un anillo de seis (A), o preferiblemente cinco átomos (B) , en donde para las estructuras [A] y [B] , Ri a R8 son seleccionados independientemente de hidrógeno o radicales de hidrocarbilo saturados y no saturados, bicíclicos, cíclicos, lineales o ramificados. Cada Ri a R8 puede conectarse formando un anillo con otro Ri a R8. La lactona puede tener un grupo alquilideno exocíclico como en la estructura [C] , en donde Ri a Re son seleccionados independientemente de hidrógeno o radicales de hidrocarbilo saturados y no saturados, bicíclicos, cíclicos, lineales o ramificados. Cada Ri a Re puede conectarse formando un anillo con otro Rx a Re . Agentes solubilizantes de lactona tienen un intervalo de peso molecular de aproximadamente 80 a aproximadamente 300 unidades de masa atómica, preferido de aproximadamente 80 a aproximadamente 200 unidades de masa atómica. Agentes solubilizantes de lactona representativos incluyen, pero no se limitan a los compuestos listados en la Tabla 2.

TABLA 2 Agentes solubilizantes de lactona tienen generalmente una viscosidad cinemática de menos de aproximadamente 7 centistokes a 40°C. Por ejemplo, gamma-undecalactona tiene una viscosidad cinemática de 5.4 centistokes y cis- (3-hexil-5-metil) dihidrofuran-2-ona tiene una viscosidad de 4.5 centistokes, ambos a 40°C. Agentes solubilizantes de lactona pueden estar disponibles comercialmente o prepararse por métodos como se describe en la Solicitud de Patente Norteamericana 10/910,495, presentada el 3 de agosto del 2004, incorporada en la presente por referencia. Agentes solubilizantes de éter de arilo de la presente invención comprenden éteres de arilo representados por la fórmula R1OR2, en donde: R1 es seleccionado de radicales de hidrocarburo de arilo que tienen de 6 a 12 átomos de carbono; R2 es seleccionado de radicales de hidrocarburo alifáticos que tienen de 1 a 4 átomos de carbono; y en donde tales éteres de arilo tienen un peso molecular de aproximadamente 100 a aproximadamente 150 unidades de masa atómica. Radicales de arilo R1 representativos en la fórmula general Rx0R2 incluyen fenilo, bifenilo, cumenilo, mesitilo, tolilo, xililo, naftilo y piridilo. Radicales de hidrocarburo alifáticos R2 representativos en la fórmula general R1OR2 incluyen metilo, etilo, propilo, isopropilo, butilo, isobutilo, sec-butilo y terc-butilo. Agentes solubilizantes de éter aromático representativos incluyen, pero no se limitan a: metil fenil éter (anisol) , 1, 3-dimetioxibenceno, etil fenil éter y butil fenil éter. Agentes solubilizantes de fluoroéter de la presente invención comprenden los representados por la fórmula general R1OCF2CF2H, en donde R1 es seleccionado de radicales de hidrocarburo alifáticos, alicíclicos, y aromáticos, que tienen de aproximadamente 5 a aproximadamente 15 átomos de carbono, preferiblemente radicales de alquilo primarios lineales y saturados. Agentes solubilizantes de fluoroéter representativos incluyen, pero no se limitan a: C8H?7OCF2CF2H y CgH?3OCF2CF2H. Deberá observarse que si el refrigerante es un fluoroéter, entonces el agente solubilizante no puede ser el mismo fluoroéter. Agentes solubilizantes de fluoroéter adicionalmente pueden comprender éteres derivados de fluoro-olefinas y polioles. Las fluoro-olefinas pueden ser del tipo CF2=CXY, en donde X es hidrógeno, cloro o flúor, e "Y" es cloro, flúor, CF3 u ORf, en donde Rf es CF3, C2F5, 0 C3F7. Fluoro-olefinas representativas son tetrafluoroetileno, clorotrifluoroetileno, hexafluoropropileno, y éter de perfluorometilvinilo. Los polioles pueden ser lineales o ramificados. Polioles lineales pueden ser del tipo HOCH2 (CHOH)x (CRR' )yCH2OH, en donde R y R' son hidrógeno, o CH3, o C2Hs y en donde x es un número entero de 0-4, e "y" es un número entero de 0-4. Polioles ramificados pueden ser del tipo C(OH)t(R)u(CH20H)v[ (CH2) mCH20H]w, en donde R puede ser hidrógeno, CH3 o C2H5, m puede ser un número entero de 0 a 3, t y u pueden ser 0 ó 1, v y w son números enteros de 0 a 4, y también donde t + u + v + w = 4. Polioles representativos son trimetilolpropano, pentaeritritol, butandiol, y etilenglicol . Agentes solubilizantes de 1, 1, 1-trifluoroalcano de la presente invención comprenden 1, 1, 1-trifluoroalcanos representados por la fórmula general CF3RX, en donde R1 es seleccionado de los radicales de hidrocarburo alifáticos y alicíclicos que tienen de aproximadamente 5 a aproximadamente átomos de carbono, preferiblemente radicales de alquilo primarios, lineales y saturados. Agentes solubilizantes de 1, 1, 1-trifluoroalcano representantivos incluyen, pero no se limitan a: 1, 1, 1-trifluorohexano y 1, 1, 1-trifluorododecano. Agentes solubilizantes de la presente invención pueden presentarse como solo un compuesto, o pueden estar presentes como un mezcla de más de un agente solubilizante. Mezclas de agentes solubilizantes pueden contener dos agentes solubilizantes de la misma clase de compuestos, es decir, dos lactonas, o dos agentes solubilizantes de dos diferentes clases, tales como una lactona y un éter de polioxialquilenglicol . En las presentes composiciones que comprenden un refrigerante y tinte fluorescente UV, o que comprenden un fluido de transferencia de calor y tinte fluorescente UV, de aproximadamente 0.001 por ciento en peso a aproximadamente 1.0 por ciento en peso de las composiciones es tinte UV, preferiblemente de aproximadamente 0.005 por ciento en peso a aproximadamente 0.5 por ciento en peso, y más preferiblemente de 0.01 por ciento en peso a aproximadamente 0.25 por ciento en peso. La solubilidad de estos tintes fluorescentes UV en refrigerantes y fluidos de transferencia de calor, puede ser pobre. Por lo tanto, métodos para introducir estos tintes en el aparato de refrigeración o aire acondicionado, han sido complicados, costosos y consumidores de tiempo. La Patente Norteamericana No. RE36,951 describe un método, el cual utiliza un polvo de tinte, granulado sólido o suspensión de tinte que puede insertarse en un componente del aparato de refrigeración o aire acondicionado. Mientras que el refrigerante y lubricante son hechos circular a través del aparato, el tinte es disuelto o dispersado y llevado a lo largo del aparato. Otros numerosos métodos para introducir el tinte en un aparato de refrigeración o aire acondicionado son descritos en la literatura. Idealmente, el tinte fluorescente UV podría disolverse en el mismo refrigerante de tal modo que no requiera ningún método especializado para la introducción al aparato de refrigeración o aire acondicionado. La presente invención se refiere a composiciones que incluyen el tinte fluorescente UV, que puede introducirse dentro del sistema en el refrigerante. Las composiciones inventivas permitirán el almacenamiento y transporte del refrigerante que contiene el tinte y fluido de transferencia de calor incluso a bajas temperaturas mientras se mantenga el tinte en la solución. En las presentes composiciones que comprenden el refrigerante, tinte fluorescente UV y agente solubilizante, o que comprenden fluido de transferencia de calor, tinte fluorescente UV y agente solubilizante, de aproximadamente 1 a aproximadamente 50 por ciento en peso, preferiblemente de aproximadamente 2 a aproximadamente 25 por ciento en peso, y más preferiblemente de aproximadamente 5 a aproximadamente 15 por ciento en peso de la composición combinada, es agente solubilizante en el refrigerante o fluido de transferencia de calor. En las composiciones de la presente invención el tinte fluorescente UV está presente en una concentración de aproximadamente 0.001 por ciento en peso a aproximadamente 1.0 por ciento en peso en el refrigerante o fluido de transferencia de calor, preferiblemente de 0.005 por ciento en peso a aproximadamente 0.5 por ciento en peso, y más preferiblemente de 0.01 por ciento en peso a aproximadamente 0.25 por ciento en peso. Opcionalmente, sistemas de aditivos de refrigeración o aire acondicionado comúnmente usados pueden agregarse, como se desee, a composiciones de la presente invención para mejorar el desempeño y sistema de estabilidad. Estos aditivos son conocidos en el campo de la refrigeración y aire acondicionado, e incluyen, pero no se limitan a, agentes anti-desgaste, lubricantes de presión extrema, inhibidores de corrosión y oxidación, despropulsadores de superficies de metal, barredores de radical libre, y agentes de control de espuma. En general, estos aditivos están presentes en las composiciones inventivas en pequeñas cantidades con relación a la composición total. Normalmente concentraciones de menos de 0.1 por ciento en peso así como de aproximadamente 3 por ciento en peso de cada aditivo son utilizadas. Estos aditivos son seleccionados en base a los requisitos individuales del sistema. Estos aditivos incluyen miembros de la familia de fosfato triarilo de aditivos de lubricidad de EP (presión extrema) , tales como trifenil fosfatos butilados (BTPP) , u otros esteres de triarilfosfato alquilatados, por ejemplo Syn-0-Ad 8478 de Akzo Chemicals, tricresilfosfatos y compuestos relacionados. Adicionalmente, dialquilditiofosfatos metálicos (por ejemplo dialquilditiofosfato de zinc (o ZDDP) , Lubrizol 1375 y otros miembros de esta familia de químicos pueden utilizarse en composiciones de la presente invención. Otros aditivos de agentes anti-desgaste incluyen aceites de producto natural y aditivos de lubricación de polihidroxilo asimétricos, tales como Synergol TMS (International Lubricants) . De igual manera, estabilizadores tales como antioxidantes, barredores de radical libre, y barredores de agua pueden usarse. Compuestos en esta categoría pueden incluir, pero no limitarse a, tolueno hidroxi butilado (BHT) y epóxidos . Agentes solubilizantes tales como cetonas pueden tener un olor inaceptable, el cual puede enmascararse por adición de un agente enmascarante de olor o fragancia. Ejemplos normales de agentes enmascarantes de olor o fragancias pueden incluir Siempre Verde, Limón Fresco, Cereza, Canela, Hierbabuena, Floral o Cascara de Naranja, todos disponibles comercialmente, así como d-limoneno y pineno. Tales agentes enmascarantes de olor pueden utilizarse a concentraciones desde aproximadamente 0.001% hasta tanto como aproximadamente 15% en peso basado en el peso combinado del agente enmascarante de olor y agente solubilizante . La presente invención además se refiere a un método de uso de refrigerante o composiciones de fluidos de transferencia de calor que además comprenden un tinte fluorescente ultravioleta, y opcionalmente, un agente solubilizante, en el aparato de refrigeración o aire acondicionado. El método comprende introducir la composición refrigerante o fluido de transferencia de calor en el aparato de refrigeración o aire acondicionado. Esto puede hacerse por la disolución del tinte fluorescente UV en la composición refrigerante o fluido de transferencia de calor en presencia de un agente solubilizante e introduciendo la combinación en el aparato. Alternativamente, esto puede hacerse por combinación del agente solubilizante y tinte fluorescente UV e introduciendo esta combinación en el aparato de refrigeración o aire acondicionado que contiene refrigerante y/o fluido de transferencia de calor. La composición resultante puede utilizarse en el aparato de refrigeración o aire acondicionado. La presente invención adicionalmente se refiere a un método para usar las composiciones de refrigerante o fluido de transferencia de calor que comprenden tinte fluorescente ultravioleta para detectar fugas. La presencia de tinte en las composiciones permite la detección de fugas del refrigerante en el aparato de refrigeración o aire acondicionado. La detección de fugas ayuda a dirigir, resolver o prevenir la operación ineficiente del aparato o del sistema o falla del equipo. La detección de fugas también ayuda a uno a contener el uso de productos químicos en la operación del aparato. El método comprende proveer la composición que comprende refrigerante y tinte fluorescente ultravioleta, o que comprende el fluido de transferencia de calor y el tinte fluorescente ultravioleta según lo descrito en la presente, y opcionalmente, un agente solubilizante como se describe en la presente, para el aparato de refrigeración y aire acondicionado y uso de medios convenientes para detectar el refrigerante que contiene tinte fluorescente UV. Los medios convenientes para detectar tinte incluyen, pero no se limitan a, lámpara ultravioleta, referida frecuentemente como una "luz negra" o "luz azul". Tales lámparas ultravioletas están disponibles comercialmente de las numerosas fuentes diseñadas específicamente para este propósito. Una vez que el tinte fluorescente ultravioleta que contiene la composición ha sido introducido al aparato de refrigeración o aire acondicionado y ha sido dejado para circular a lo largo del sistema, una fuga puede encontrarse por iluminación del aparato con la lámpara ultravioleta y observar la fluorescencia de tinte en proximidad de cualquier punto de fuga. La presente invención además se refiere a un método de uso de composiciones de la presente invención para producir la refrigeración o calor, en donde el método comprende producir refrigeración por la evaporación de la composición en proximidad de un cuerpo que es enfriado y posteriormente condensar la composición; o producir calor por condensación de la composición en proximidad del cuerpo que es calentado y después evaporar la composición. Donde la composición de la presente invención incluye refrigeración o composición de fluido de transferencia de calor con un tinte fluorescente ultravioleta, y/o un agente solubilizante, el refrigerante o componente de fluido de transferencia de calor de la composición es evaporado y después condensado para producir refrigeración, o condensado y después evaporado para producir calor. La refrigeración mecánica es principalmente una aplicación de termodinámicas en donde un medio de enfriamiento, tal como un refrigerante, pasa a través de un ciclo para que éste pueda recuperarse para su reuso. Ciclos comúnmente usados incluyen compresión de vapor, absorción, eyección de vapor o eyector de vapor, y aire. Sistemas de refrigeración de compresión de vapor incluyen un evaporador, compresor, condensador, y un dispositivo de expansión. Un ciclo de compresión de vapor reutiliza el refrigerante en múltiples etapas que producen un efecto de enfriamiento en una etapa y un efecto de calentamiento en una etapa diferente. El ciclo puede describirse simplemente como sigue. El líquido refrigerante entra en un evaporador a través de un dispositivo de expansión, y el líquido refrigerante hierve en el evaporador a una baja temperatura para formar un gas y producir enfriamiento. El gas de presión baja entra a un compresor donde el gas es comprimido para elevar su presión y temperatura. El refrigerante gaseoso de alta presión (comprimido) entonces entra en el condensador en el cual el refrigerante condensa y descarga su calor al ambiente. El refrigerante regresa al dispositivo de expansión a través del cual el líquido se expande desde el nivel de alta presión en el condensador al nivel de presión baja en el evaporador, de esta forma se repite el ciclo. La presente invención además se refiere a un proceso para producir enfriamiento que comprende evaporar las composiciones de la presente invención en proximidad de un cuerpo que se enfría, y después condesa estas composiciones. La presente invención adicionalmente se refiere a un proceso para producir calor que comprende condensar las composiciones de la presente invención en proximidad de un cuerpo que se calienta, y después evaporar las composiciones. Hay varios tipos de compresores que pueden utilizarse en aplicaciones de refrigeración. Los compresores pueden clasificarse generalmente como recíprocos, giratorios, de chorro, centrífugos, de espiral, de tornillo o de flujo axial, que dependen de los medios mecánicos para comprimir el fluido, o como desplazamiento positivo (por ejemplo, recíprocos, espiral o de tornillo) o dinámicos (por ejemplo, centrífugo o de chorro) , que dependen de cómo actúan los elementos mecánicos en el fluido ha comprimirse. Los compresores dinámicos o de desplazamiento positivo pueden utilizarse en el presente proceso inventivo. Un compresor tipo centrífugo es el equipo preferido para las presentes composiciones refrigerantes. Un compresor centrífugo usa elementos giratorios para acelerar el refrigerante radialmente y, normalmente incluye propulsor y difusor alojados en una cubierta. Los compresores centrífugos toman usualmente el líquido en un orificio del propulsor, o una entrada central del propulsor circulatorio, y radialmente acelera éste hacia afuera. Cierto incremento de presión estática ocurre en el propulsor, pero la mayoría del incremento de presión ocurre en la sección del difusor de la cubierta, donde la velocidad es convertida a presión estática. Cada conjunto de propulsor-difusor es una etapa del compresor. Los compresores centrífugos son construidos de 1 a 12 o más etapas, que dependen de la presión final deseada y del volumen del refrigerante que es accionado. El índice de presión, o índice de compresión, de un compresor es el índice de presión de descarga absoluta a la presión de entrada absoluta. La presión liberada por un compresor centrífugo es prácticamente constante en un intervalo de capacidades relativamente amplio. Compresores de desplazamiento positivo dirigen vapor en una cámara, y la cámara disminuye en volumen para comprimir el vapor. Después de haber sido comprimido, el vapor es forzado desde la cámara por disminución adicional del volumen de la cámara a cero o aproximadamente cero. Un compresor de desplazamiento positivo puede acumular una presión, la cual es limitada solamente por la eficacia volumétrica y la fuerza de las partes para resistir la presión. A diferencia de un compresor de desplazamiento positivo, un compresor centrífugo depende completamente de la fuerza centrífuga del propulsor de alta velocidad para comprimir el vapor que pasa a través del propulsor. No hay desplazamiento positivo, sino más bien es la llamada compresión dinámica. La presión que un compresor centrífugo puede desarrollar depende de la velocidad periférica del propulsor. La velocidad periférica es la velocidad de la bomba de agua medida en su periferia y es relacionada al diámetro del propulsor y sus revoluciones por minuto. La capacidad del compresor centrífugo es determinada por el tamaño de los pasajes a través del propulsor. Esto hace al tamaño del compresor más dependiente de la presión requerida que de la capacidad.

Debido a su operación de alta velocidad, un compresor centrífugo es fundamentalmente una máquina de alto volumen, presión baja. Un compresor centrífugo trabaja mejor con un refrigerante de presión baja, tal como triclorofluorometano (CFC-11) o 1, 2, 2-triclorotrifluoroetano (CFC-113) . Compresores centrífugos grandes operan normalmente de 3000 a 7000 revoluciones por minuto (rpm) . Compresores centrífugos de turbina pequeña son diseñados para velocidades altas, de aproximadamente 40,000 a aproximadamente 70,000 (rpm) , y tienen tamaños pequeños de propulsor, normalmente menores de 0.15 metros (aproximadamente 6 pulgadas). Un propulsor de etapas múltiples puede utilizarse en un compresor centrífugo para mejorar la eficiencia del compresor que requiere así menos energía en uso. Para un sistema de dos etapas, en operación, la descarga de la primera etapa del propulsor va a la aspiración de succión de un segundo propulsor. Ambos propulsores pueden operar por medio de una sola flecha (o eje). Cada etapa puede acumular una relación de compresión de aproximadamente 4 a 1; es decir, la presión absoluta de descarga puede ser cuatro veces la presión absoluta de succión. Varios ejemplos de sistemas de compresor centrífugos de dos etapas, particularmente para aplicaciones automotrices, son descritos en los documentos US 5,065,990 y 5,363,674, ambos incorporados en la presente por referencia . Las composiciones de la presente invención convenientes para uso en sistemas de refrigeración o aire acondicionado que usan un compresor centrífugo, comprenden por lo menos uno de: 2, 2-dimetilbutano; 2, 3-dimetilbutano; 2, 3-dimetilpentano; 2-metilhexano; 3-metilhexano; 2-metilpentano; 3-etilpentano; 3-metilpentano; ciclohexano; ciclopentano; n-heptano; metilciclopentano; n-pentano; y n-hexano. Estas composiciones listadas arriba son también convenientes para el uso en un compresor centrífugo de etapas múltiples, preferiblemente un aparato compresor centrífugo de dos etapas. Las composiciones de la presente invención pueden utilizarse en sistemas de aire acondicionado estacionario, bombas de calor o aire acondicionado móvil y de refrigeración. Las aplicaciones de aire acondicionado estacionario y bombas de calor incluyen ventanas, ductos internos, conductores, terminal empacada, enfriadores y uso comercial, que incluye tejado empaquetado. Las aplicaciones de refrigeración incluyen refrigeradores y congeladores domésticos o caseros, máquinas de hielo, enfriadores y congeladores auto-contenidos, enfriadores grandes y congeladores y sistemas de refrigeración de transporte. Las composiciones de la presente invención pueden utilizarse adicionalmente sistemas de aire acondicionado, de calentamiento y refrigeración que usan intercambiadores térmicos tubulares y de calandria, intercambiadores térmicos de microcanal e intercambiadores térmicos tipo placa o tubo de un solo paso vertical u horizontal. Interambiadores térmicos de microcanal convencionales pueden no ser ideales para las composiciones de refrigerantes de presión baja de la presente invención. La presión baja de operación y densidad resultan en velocidades altas de flujo y pérdidas altas de fricción en todos los componentes. En estos casos, el diseño del evaporador puede modificarse. En lugar de varios paneles con microcanales conectados en serie (con respecto a la trayectoria del refrigerante) un arreglo de intercambiador térmico de un solo paso/panel puede utilizarse. Por lo tanto, un intercambiador térmico preferido para los refrigerantes de presión baja de la presente invención es un intercambiador térmico de un solo paso/panel. En adición al de dos etapas u otro aparato compresor centrífugo de etapas múltiples, las siguientes composiciones de la presente invención pueden se convenientes para uso en el aparato de refrigeración de aire acondicionado que usa un intercambiador térmico de un solo paso/panel: 2, 2-dimetilbutano; 2, 3-dimetilbutano; 2, 3-dimetilpentano; 2-metilhexano; 3-metilhexano; 2-metilpentano; 3-etilpentano; 3-metilpentano; ciclohexano; cyclopentano; n-heptano; metilciclopentano; n-pentano; n-hexano; y combinaciones de los mismos. Las composiciones de la presente invención son particularmente útiles en los compresores centrífugos de turbina pequeña (compresores mini-centrífugos) , que pueden utilizarse en aire acondicionado de auto y ventana, bombas de calor, o refrigeración de transporte, así como otras aplicaciones. Estos compresores mini-centrífugos de alta eficiencia pueden accionarse por un motor eléctrico y pueden por lo tanto operarse independientemente de la velocidad del motor. Una velocidad constante del compresor permite al sistema proporcionar una capacidad de enfriamiento relativamente constante a todas las velocidades del motor. Esto proporciona una oportunidad para mejorar la eficiencia especialmente en velocidades altas del motor comparado a un sistema de aire acondicionado de automóvil convencional R-134a. Cuando el ciclo de operación de sistemas convencionales a velocidades altas de manejo es tomado en cuenta, la ventaja de estos sistemas de presión baja se hace aún más grande. Alternativamente, en lugar de usar corriente eléctrica, el compresor mini-centrífugo puede accionarse por un motor de gas de escape accionado por turbina o un montaje de transmisión de engranaje proporcionado con transmisión de correas proporcionadas. La corriente eléctrica disponible en el diseño del automóvil actual es aproximadamente de 14 voltios, pero el compresor mini-centrífugo nuevo requiere corriente eléctrica de aproximadamente 50 voltios. Por lo tanto, el uso de una fuente de energía alternativa sería ventajoso. Un aparato de refrigeración o de aire acondicionado accionado por un motor de escape de gas accionado por turbina es descrito en detalle en la Solicitud de Patente Norteamericana Provisional No. 60/658,915, presentada el 4 de marzo del 2005, incorporada en la presente por referencia. Un aparato de refrigeración o aire acondicionado accionado por un montaje de transmisión de engranaje es descrito en detalle en la Solicitud de Patente Norteamericana Provisional No. 60/663924, presentada el 21 de marzo del 2005, incorporada en la presente por referencia. La presente invención además se refiere a un proceso para producir enfriamiento que comprende una composición de compresión de la presente invención, en un compresor mini-centrífugo accionado por un motor de escape de gas accionado por turbina; que condesa esta composición; y después de esto evapora la composición en proximidad del cuerpo que es enfriado. La presente invención además se refiere a un proceso para producir enfriamiento que comprende una composición de compresión de la presente invención, en un compresor mini-centrífugo accionado por un montaje de transmisión de engranaje proporcionado con un transmisor de correa racionada; que condesa esta composición; y después de esto evapora esta composición en proximidad de un cuerpo que será enfriado. Algunos de los fluidos refrigerantes de presión baja de la presente invención pueden ser convenientes como reemplazos de caída de presión para CFC-113 en un equipo centrífugo existente. La presente invención además se refiere a un método para reemplazar CFC-113 en aparatos de refrigeración existentes o aparatos de aire acondicionado, este método comprende proporcionar una composición de la presente invención como el reemplazo. La presente invención adicionalmente se refiere a un proceso para transferencia de calor desde una fuente de calor a un disipador de calor en donde las composiciones de la presente invención sirven como fluidos de transferencia de calor. Este proceso para transferir calor comprende la transferencia de las composiciones de la presente invención desde una fuente de calor a un disipador de calor. Fluidos de transferencia de calor son utilizados para transferir, mover o remover calor desde de un espacio, localización, objeto o cuerpo a un diferente espacio, localización, objeto o cuerpo por radiación, conducción, o convección. Un fluido de transferencia de calor puede funcionar como un enfriador secundario para proporcionar medios de transferencia por enfriamiento (o calentamiento) desde un sistema de refrigeración remoto (o calentamiento) . En algunos sistemas, el fluido de transferencia de calor puede permanecer en un estado constante a lo largo del proceso de transferencia (es decir, sin evaporarse o condensarse) . Alternativamente, los procesos de enfriamiento evaporadores pueden utilizar también fluidos de transferencia de calor. Una fuente de calor puede definirse como cualquier espacio, localización, objeto o cuerpo desde el cual es deseable transferir, mover o remover calor. Ejemplos de las fuentes de calor pueden ser espacios (abiertos o cerrados) que requieren refrigeración o enfriamiento, tales como las vitrinas de refrigerador o congelador en un supermercado, construcción de espacios que requieren aire acondicionado, o el compartimiento del pasajero de un automóvil que requiere aire acondicionado. Un disipador de calor puede definirse como cualquier espacio, localización, objeto o cuerpo capaz de absorber calor. Un sistema de refrigeración por compresión de vapor es un ejemplo de tal disipador de calor.

EJEMPLOS Ejemplo 1 Velocidad Periférica para Desarrollar Presión La velocidad periférica puede estimarse al hacer algunas relaciones fundamentales para el equipo de refrigeración que usa compresores centrífugos. La fuerza de torsión de un propulsor que idealmente imparte a un gas, es definida como T=m* (v2*r2-v?*ri) Ecuación 1 donde T= fuerza de torsión, Newton por metros m= velocidad de masa de flujo Kg/seg v2= velocidad tangencial del refrigerante al salir del propulsor (velocidad periférica) , metros/seg r2= radio de salida del propulsor, metros v?= velocidad tangencial del refrigerante al entrar al propulsor, metros/seg r?,= radio de entrada del propulsor, metros Asumiendo que el refrigerante entra al propulsor en una dirección esencialmente axial, el componente tangencial de velocidad v?= 0, por lo tanto T=m*v2*r2 Ecuación 2 La energía requerida en la flecha es el producto de la fuerza de torsión y velocidad giratoria P=T*? Ecuación 3 donde P= energía, W ?= velocidad angular, radianes/s por lo tanto, P=T*w=m*v2*r2*? Ecuación 4 A velocidades de flujo refrigerante bajas, la velocidad periférica del propulsor y la velocidad tangencial del refrigerante son casi idénticas; por lo tanto r2*w=V2 Ecuación 5 y P=m*v2*v2 Ecuación 6 Otra expresión para energía ideal es el producto de la velocidad de masa de flujo y el trabajo isoentrópico de compresión, P=m*Hi* (lOOOJ/kJ) Ecuación 7 donde Hi= Diferencia en entalpia del refrigerante de un vapor saturado a condiciones de evaporación para condiciones de condensación saturada, kJ/kg. Combinando las dos expresiones de Ecuación 6 y 7 se produce, v2*v2=1000*H¡ Ecuación 8 Aunque la Ecuación 8 se basa en algunas asunciones fundamentales, proporciona una buena estimación de la velocidad periférica del propulsor y proporciona una importante manera para comparar velocidades periféricas de los refrigerantes. La tabla siguiente muestra velocidades periféricas teóricas que son calculadas para 1, 2, 2-triclorotrifluoroetano (CFC-113) y 3-etilpentano de la presente invención. Las condiciones asumidas para esta comparación son: Temperatura del evaporador 40.0°F (4.4°C) Temperatura del condensador 110.0°F(43.3°C) Temperatura de líquido sub-enfriador 10.0°F(5.5°C) Temperatura de gas de retorno 75.0°F(23.8°C) Eficiencia del compresor es 70% Estas son condiciones normales bajo las cuales los compresores centrífugos de turbina pequeña se desempeñan.

TABLA 2 EJEMPLO 2 DATOS DE DESEMPE O La siguiente tabla muestra el desempeño de varios refrigerantes comparados con CFC-113, mostrando presiones del evaporador y condensador, temperatura de descarga del compresor, COP (eficiencia de energía) y capacidad (Cap) . Los datos son basados en las siguientes condiciones. Temperatura evaporador 40.0°F (4.4°C) Temperatura condensador 110.0°F (43.3°C) Temperatura del sub-enfriador 10.0°F (5.5°C) Temperatura de gas de retorno 75.0°F (23.8°C) Eficiencia del compresor es 70% TABLA 3 Los datos muestran las composiciones de la presente invención que tienen presiones similares del evaporador y del condensador a CFC-113. Algunas composiciones también tienen una capacidad o eficiencia de energía mayor que CFC- 113.

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 (21)

REIVINDICACIONES
1. Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones: 1. Composición refrigerante o fluido de transferencia de calor caracterizada porque comprende por lo menos un hidrocarburo seleccionado del grupo que consiste de:
2. 2 , 2-dimetilbutano; 2 , 3-dimetilbutano; 2 , 3-dimetilpentano; 2-meti1hexano ; 3-metilhexano; 2-metilpentano ; 3-etilpentano; 3-metilpentano ; ciclohexano; cyclopentano ; n-heptano; metilciclopentano; n-pentano; y n-hexano ; 2. Composición refrigerante o fluido de transferencia de calor conveniente para uso en el aparato de refrigeración o aire acondicionado que usa (i) un compresor centrífugo o (ii) un compresor centrífugo de etapas múltiples o (iii) intercambiador térmico de un solo paso/panel, caracterizada porque comprende al menos un hidrocarburo seleccionado del grupo que consiste de: 2 , 2-dimetilbutano; 2 , 3-dimetilbutano; 2 , 3-dimetilpentano; 2-metilhexano; 3-metilhexano ; 2-metilpentano ; 3-etilpentano; 3-metilpentano; ciclohexano; cyclopentano ; n-heptano; metilciclopentano; n-pentano; y n-hexano
3. 3. Proceso para producir enfriamiento, caracterizado porque comprende la evaporación de la composición de conformidad con la reivindicación 1 ó 2 en proximidad de un cuerpo que será enfriado, y después de esto condensar la composición.
4. 4. Proceso para producir calor, caracterizado porque comprende condensar la composición de conformidad con la reivindicación 1 ó 2 en proximidad de un cuerpo que será calentado, y después de esto evaporar la composición.
5. 5. Método de uso de composiciones de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, para transferir calor, caracterizado porque transfiere la composición desde una fuente de calor a un disipador de calor.
6. 6. Composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque adicionalmente comprende por lo menos una tinte fluorescente ultravioleta seleccionado del grupo consistente de naftalimidas, perilenos, cumarinas, antracenos, fenantracenos, xantenos, tioxantenos, naftoxantenos, fluoresceinas, y derivados de los mismos.
7. 7. Composición de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque además comprende por lo menos un agente solubilizante seleccionado del grupo consistente de hidrocarburos, dimetiléter, éteres de polioxialquilenglicol, amidas, cetonas, nitrilos, clorocarburos, esteres, lactonas, éteres de arilo, fluoroéteres, y 1, 1, 1-trifluoroalcanos; y en donde el refrigerante y agente solubilizante pueden no ser el mismo compuesto.
8. 8. Composición de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque el agente solubilizante es seleccionado del grupo consistente de: a) éteres de polioxialquilenglicol representados por la fórmula R1 [ (OR)xOR3] ?, en donde: x es un número entero de 1 a 3; y es un número entero de de 1 a 4; R1 es seleccionado de hidrógeno y radicales de hidrocarburo alifáticos que tienen de 1 a 6 átomos de carbono e "y" son sitios de unión; R2 es seleccionado de radicales de hidrocarbileno alifáticos que tienen de 2 a 4 átomos de carbono; R3 es seleccionado de hidrógeno, y de radicales de hidrocarburo alifáticos y alicíclicos que tienen de 1 a 6 átomos de carbono; por lo menos uno de R1 y R3 es seleccionado de los radicales de hidrocarburo; y en donde éteres de polioxialquilenglicol tienen un peso molecular de aproximadamente 100 a aproximadamente 300 unidades de masa atómica; b) amidas representadas por las fórmulas R1CONR2R3 y ciclo- [R4CON (R5) -] , en donde R1, R2, R3 y R5 son seleccionados independientemente de radicales de hidrocarburo alifáticos y alicíclicos que tienen de 1 a 12 átomos de carbono, y a lo más un radical aromático que tiene de 6 a 12 átomos de carbono; R4 es seleccionado de radicales de hidrocarbileno alifáticos que tienen de 3 a 12 átomos de carbono; y en donde las amidas tienen un peso molecular de aproximadamente 100 a aproximadamente 300 unidades de masa atómica; c) cetonas representadas por la fórmula R^OR2, en donde R1 y R2 son seleccionadas independientemente de radicales de hidrocarburo alifáticos y alicíclicos y de arilo y que tienen de 1 a 12 átomos de carbono, y en donde las cetonas tienen un peso molecular de aproximadamente 70 a aproximadamente 300 unidades de masa atómica; d) nitrilos representados por la fórmula R1CN, en donde R1 es seleccionado de radicales de hidrocarburo alifáticos, alicíclico o de arilo que tienen de 5 a 12 átomos de carbono, y en donde nitrilos tienen un peso molecular de aproximadamente 90 a aproximadamente 200 unidades de masa atómica; e) clorocarburos representados por la fórmula RCIX, en donde; x es seleccionada de números enteros 1 ó 2; R es seleccionado de radicales de hidrocarburo alifáticos y alicíclicos que tienen de 1 a 12 átomos de carbono; y en donde clorocarburos tienen un peso molecular de aproximadamente 100 a aproximadamente 200 unidades de masa atómica; f) éteres de arilo representados por la fórmula Rx0R2, en donde: R1 es seleccionado de radicales de hidrocarburo de arilo que tienen de 6 a 12 átomos de carbono; R2 es seleccionado de radicales de hidrocarburo alifáticos que tienen de 1 a 4 átomos de carbono; y en donde éteres de arilo tienen un peso molecular de aproximadamente 100 a aproximadamente 150 unidades de masa atómica; g) 1, 1, 1-trifluoroalcanos representados por la fórmula CF3RX, en donde R1 es seleccionado de radicales de hidrocarburo alifáticos y alicíclicos que tienen de aproximadamente 5 a aproximadamente 15 átomos de carbono; h) fluoroéteres representados por la fórmula R1OCF2CF2H, en donde R1 es seleccionado de radicales de hidrocarburo alifáticos y alicíclicos que tienen de aproximadamente 5 a aproximadamente 15 átomos de carbono; o en donde fluoroéteres son derivados de fluoro-olefinas y polioles, en donde fluoro-olefinas son del tipo CF2=CXY, en donde X es hidrógeno, cloro o flúor, e "Y" es cloro, flúor, CF3 u ORf, en donde Rf es CF3, C2F5, o C3F ; y los polioles son lineales o ramificados, en donde los polioles lineales son del tipo HOCH2(CHOH)x(CRR' )yCH2OH, en donde R y R' son hidrógeno, CH3 o C2H5, x es un número entero de 0-4, y es un número entero de 0-3 y z es ya sea cero ó 1, y los polioles ramificados son del tipo C (OH) t (R) u (CH2OH) v [ (CH2) mCH2OH] w, en donde R puede ser hidrógeno, CH3 o C2H5, m es un número entero de 0 a 3, t y u son 0 ó 1, v y w son números enteros de 0 a 4, y también en donde t+u+v+w=4; i) lactonas representadas por las estructuras [B] , [C], y [D] : en donde, Ri a R8 son seleccionados independientemente de hidrógeno, y radicales de hidrocarbilo lineales, ramificados cíclicos, bicíclicos, saturados y no saturados; y el peso molecular es de aproximadamente 100 a aproximadamente de 300 unidades de masa atómica; y j ) esteres representados por la fórmula general R1C02R2, en donde R1 y R2 son seleccionados independientemente de radicales de arilo y alquilo, lineales y cíclicos, saturados y no saturados; y en donde estos esteres tienen un peso molecular de aproximadamente 80 a aproximadamente 550 unidades de masa atómica.
9. 9. Método para introducir un tinte fluorescente ultravioleta en un aparato de refrigeración o aire acondicionado de compresión, caracterizado porque comprende disolver el tinte fluorescente ultravioleta en la composición de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, en presencia de un agente solubilizante, e introducir la combinación en el aparato de refrigeración o aire acondicionado de compresión.
10. 10. Método para solubilizar tinte fluorescente ultravioleta en la composición de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque comprende contactar el tinte ' fluorescente ultravioleta con esta composición, en presencia de un agente solubilizante.
11. 11. Método para detectar fugas, caracterizado porque comprende el uso de la composición de conformidad con la reivindicación 6 en un aparato de refrigeración o aire acondicionado de compresión, que proporciona este aparato, y proporciona medios convenientes para detectar la composición en proximidad del aparato.
12. 12. Método de producir enfriamiento, caracterizado porque comprende: evaporar el componente refrigerante o fluido de transferencia de calor de la composición de conformidad con la reivindicación 6 en proximidad de un cuerpo que será enfriado y después condensar este componente refrigerante o fluido de transferencia de calor.
13. 13. Método de producir calor, caracterizado porque comprende: condensar el componente refrigerante o fluido de transferencia de calor de la composición de conformidad con la reivindicación 6 en proximidad del cuerpo que será calentado y después evaporar este componente refrigerante o fluido de transferencia de calor.
14. 14. Composición de conformidad con la reivindicación 1 ó 6, caracterizada porque adicionalmente comprende un estabilizador, un barredor de agua, o un agente enmascarante de olor.
15. 15. Composición de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada porque el estabilizador es seleccionado del grupo consistente de nitrometano, fenoles impedidos, hidroxilaminas, tioles, fosfitos y lactonas.
16. 16. Método de uso de la composición de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque comprende producir calor o refrigeración en un aparato de refrigeración o aire acondicionado que usa un compresor centrífugo de etapas múltiples.
17. 17. Método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el compresor centrífugo de etapas múltiples es un compresor centrífugo de dos etapas.
18. 18. Composición de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada porque el barredor de agua es un orto éster.
19. 19. Proceso para producir enfriamiento, caracterizado porque comprime una composición de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, en un compresor mini-centrífugo propulsado por una turbina accionada por el gas de desahogo del motor; condensar la composición; y después de esto evaporar la composición en proximidad de un cuerpo que será enfriado.
20. 20. Proceso para producir enfriamiento, caracterizado porque comprende comprimir una composición de conformidad con la reivindicación 1 ó 2 en un compresor mini-centrífugo propulsado por un montaje de transmisión de engranaje proporcionado con una transmisión de correas proporcionales; condensar la composición; y después de esto evaporar esta composición en proximidad de un cuerpo que será enfriado .
21. 21. Método para reemplazar CFC-113 en el aparato de refrigeración o aire acondicionado existente, caracterizado porque comprende proporcionar una composición de conformidad con la reivindicación 1 como el reemplazo.