ES2253255T3

ES2253255T3 - Refrigerante para reemplazo de r22.

Info

Publication number: ES2253255T3
Application number: ES00964430T
Authority: ES
Inventors: Richard Powell; John Edward Pool; John Derek Capper; James Victor Thomas
Original assignee: RPL Holdings Ltd
Current assignee: RPL Holdings Ltd
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2006-06-01
Anticipated expiration: 2020-09-29
Also published as: CN1377397A; DE60024842D1; CN1196761C; EP1216284B1; AP2002002470A0; HUP0202739A2; PL355288A1; AU7536600A; NO20021462D0; HK1049856B; IL148789A; NO20021462L; CA2385876A1; MXPA02003358A; JP4250362B2; SI1216284T1; UA73526C2; PL194384B1; WO2001023493A1; AU769199B2

Abstract

Una composición de refrigerante constituida por 1, 1, 1, 2-tetrafluoroetano (R134a), pentafluoroetano (R 125) y un aditivo seleccionado de un hidrocarburo saturado o mezcla de los mismos que hierve en el intervalo de -5 a +70º C; en la que los pesos de R 125 a R 134a está en los intervalos: R 125 50 a 80% R 134a 50 a 20%

Description

Refrigerante para reemplazo de R 22.

Esta invención se refiere a un refrigerante particularmente pero no exclusivamente para sistemas de acondicionamiento de aire. El sistema se refiere especialmente a composiciones de refrigerante que no tienen efecto adverso en la capa de ozono atmosférica y a composiciones que se pueden añadir a los refrigerantes existentes que son compatibles con lubricantes usados comúnmente en sistemas de refrigeración y acondicionamiento de aire.

Los clorofluorocarbonos (CFC), por ejemplo, CFC 11 y CFC 12 son estables, de baja toxicidad y no inflamables proporcionando condiciones de trabajo de poco peligro usadas en sistemas de refrigeración y acondicionamiento de aire. Cuando se desprenden penetran en la estratosfera y atacan la capa de ozono que protege el medio ambiente de los efectos dañinos de rayos ultravioleta. El protocolo de Montreal, un acuerdo medioambiental internacional firmado por más de 160 países, exige la retirada de CFC de acuerdo con un programa temporal acordado. Esto incluye ahora los hidroclorofluorocarbonos (HCFC) que también tienen un efecto adverso en la capa de
ozono.

R 22 es un fluido químico y de lejos el refrigerante HCFC más usado a nivel global en equipos de refrigeración y acondicionamiento de aire. El R 22 tiene un potencial de agotamiento del ozono (ODP) de aproximadamente el 5% del CFC 11. Una vez se han retirado los CFC, el contenido en cloro del R 22 lo hará la principal sustancia de agotamiento del ozono en términos volumétricos. El R 22 está también sujeto a un calendario de retirada en el protocolo de Montreal. El uso del R 22 está prohibido en equipos nuevos en algunos países.

Cualquier reemplazo de HCFC 22 no debe presentar capacidad para agotar el ozono. Las composiciones de la presente invención no incluyen átomos de cloro y en consecuencia no presentarán efecto de agotamiento en la capa de ozono a la vez que proporcionan un rendimiento similar al R 22 como un fluido de trabajo en aparatos de refrigeración.

Se han usado distintos términos en bibliografía de patentes para describir las mezclas refrigerantes. Estos se pueden definir como sigue:

Zeótropo: una mezcla fluida cuyas composiciones de vapor y líquido son diferentes a una temperatura determinada.

Deslizamiento de temperatura: si se destila un líquido zeotrópico a presión constante su punto de ebullición aumentará. El cambio en el punto de ebullición desde el comienzo de la destilación hasta el punto en que justo ha desaparecido una fase líquida se denomina deslizamiento de temperatura. Se observa también un deslizamiento cuando el vapor saturado de un zeótropo se condensa a presión constante.

Azeótropo: una mezcla fluida de composición determinada cuyas composiciones de vapor y líquido son las mismas a una temperatura determinada. Estrictamente hablando una mezcla fluida que es un azeótropo en condiciones del evaporador, por ejemplo, no puede ser un azeótropo en las condiciones del condensador. Sin embargo la bibliografía en materia de refrigeración puede describir una mezcla como azeotrópica si se procura que cumpla la anterior definición a alguna temperatura dentro de su intervalo de trabajo.

Cuasi-azeótropos: una mezcla que hierve en un pequeño intervalo de temperatura, que tiene un pequeño deslizamiento de temperatura.

Mezcla refrigerante para sustitución: una mezcla que no contiene cloro usada para sustituir completamente el refrigerante CFC o HCFC original.

Mezcla refrigerante de prolongación: una mezcla que no contiene cloro, añadida en el mantenimiento al refrigerante HCFC que queda en una unidad, es un refrigerante para recarga que suple cualquier pérdida.

Compresor hermético: un compresor en el que el motor eléctrico está en la misma carcasa totalmente soldada que el compresor. El motor es enfriado por el vapor refrigerante que vuelve al compresor. El calor generado por el motor se elimina a través del condensador.

Compresor semi-hermético: similar a un compresor hermético, siendo la principal diferencia que la carcasa tiene una junta empernada que se puede abrir para permitir actuar sobre el motor y el compresor.

Compresor abierto: un compresor que es accionado por un motor externo mediante un eje motor que pasa a través de la carcasa del compresor. El calor del motor se disipa directamente al ambiente, no mediante el condensador. Esto da lugar a un rendimiento ligeramente más eficiente que un compresor hermético, pero pueden tener lugar pérdidas de refrigerante por el sellado del eje.

Los porcentajes y proporciones a los que se hace referencia en esta memoria descriptiva son en peso a menos que se indique otra cosa. Los porcentajes y proporciones se seleccionan hasta un total del 100%. Los compuestos refrigerantes HFC y HCFC se designan en adelante por la letra R.

De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención una composición de refrigerante constituida por 1,1,1,2-tetrafluoroetano (R134a), pentafluoroetano (R 125) y un aditivo seleccionado de un hidrocarburo saturado o mezcla de los mismos que hierve en el intervalo de -5 a +70ºC; en la que los pesos de R 125 y R134a se encuentran en los intervalos:

	R 125	50 a 80%
	R 134a	50 a 20%

Se pueden usar las composiciones como mezclas refrigerantes para sustitución. La composición se puede usar también como agente de prolongación como se describe más adelante. Las composiciones se pueden usar en sistemas semi-herméticos y herméticos.

Los pesos preferidos de R125 a R134a están en los intervalos:

	R125	60 a 80%
	R134a	40 a 20%

Un intervalo más preferido es:

	R125	60 a 78%
	R134a	40 a 22%

Un intervalo más preferido es:

	R125	64 a 76%
	R134a	34 a 24%

Estos intervalos se prefieren para sistemas herméticos y semi-herméticos. La composición se puede usar también en un sistema abierto. Los pesos preferidos en un sistema abierto se encuentran en los intervalos:

	R125	57 a 78%
	R134a	43 a 22%

Un intervalo más preferido es:

	R125	63 a 76%
	R134a	33 a 24%

La proporción de R125 usado en un sistema abierto puede ser hasta del 10%, preferiblemente del 4 a 5% superior en un sistema hermético o semi-hermético.

En un primer aspecto de esta invención no puede estar incluidos otros refrigerantes en la mezcla.

Se seleccionan aditivos de hidrocarburos preferidos del grupo constituido por: 2-metilpropano, 2,2-dimetilpropano, butano, pentano, 2-metilbutano, ciclopentano, hexano, 2-metilpentano, 3-metilpentano, 2,2-dimetilbutano y metilciclopentano. El aditivo de hidrocarburo tiene preferiblemente un punto de ebullición en el intervalo de 20 a 40ºC. Se prefiere el uso de n-pentano, ciclopentano, iso-pentano y mezclas de los mismos. Se prefiere especialmente el uso de n-pentano, iso-pentano o mezclas de los mismos. Se encuentran comercialmente disponibles mezclas de hidrocarburos saturados de calidad comercial de ciclopentano en Phillips Petroleum Internacional NV, n-pentano Normar ^{P}5 S de Exxon Chemical e iso-pentano Q1111 de Shell Chemicals.

Se pueden seleccionar proporciones relativas de los componentes pentano y butano para dar un total de 0,2 a 5% de las composiciones, preferiblemente de 2 a 4%, más preferiblemente de 3 a 4%. Se puede usar una cantidad de pentano, preferiblemente isopentano de 0,2 a 2% junto con una cantidad correspondiente de 4,8 a 3% de butano en una composición que contiene un total del 5% de hidrocarburo. En composiciones con menos del 5% de hidrocarburo, por ejemplo 1% o 4%, se pueden usar relaciones relativamente mayores de butano:pentano para minimizar la formación de hidrocarburo en las fugas. Por tanto los riesgos de inflamabilidad son reducidos.

De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención una mezcla refrigerante de prolongación comprende una composición de acuerdo con el primer aspecto de esta invención.

De acuerdo con un tercer aspecto de esta invención una composición de refrigerante comprende una composición de acuerdo con el primer aspecto de esta invención junto con R 22. Esta invención también proporciona un procedimiento de modificación de un sistema refrigerador o de acondicionamiento de aire incorporando R 22 como refrigerante, comprendiendo el procedimiento la etapa de adición de una composición de acuerdo con el segundo aspecto de esta invención al refrigerante del sistema.

Compresores de desplazamiento positivo, que se trata de compresores de pistón o rotatorios, usados en sistemas de refrigeración succionan en pequeñas cantidades lubricante desde el cárter del cigüeñal las cuales se expulsan con el vapor refrigerante a través de las válvulas de evacuación. Con el fin de mantener la lubricación del compresor este aceite se debe forzar a pasar a lo largo del circuito con la corriente refrigerante y retornar al cárter del cigüeñal. Los refrigerantes CFC y HCFC son miscibles con aceites hidrocarburo y de ahí que porten los aceites a lo largo del circuito. Sin embargo los refrigerantes HFC y lubricantes de hidrocarburo tienen bajas solubilidades mutuas de modo que el retorno de aceite efectivo puede no tener lugar. El problema es particularmente agudo en evaporadores en los que las bajas temperaturas pueden aumentar las viscosidades de los aceites lo suficiente para evitar que sean portados a lo largo de las paredes del tubo. Con CFC y HCFC se mantiene suficiente refrigerante en el aceite para reducir las viscosidades lo que permite que tenga lugar el retorno de aceite.

Cuando se usa HFC con aceites lubricantes de hidrocarburo se puede facilitar el retorno de aceite mediante la introducción en el sistema de un fluido de hidrocarburo que tiene las siguientes propiedades:

(a) solubilidad suficiente en el lubricante a la temperatura del evaporador para reducir su viscosidad; y

(b) suficiente volatilidad para permitir la destilación desde el lubricante caliente en el cárter del cigüeñal del compresor.

Hidrocarburos que satisfacen estos requerimientos:

Las composiciones de refrigerante de acuerdo con esta invención confieren distintas ventajas. R 125 tiene características de supresión del fuego. La presencia de R125 suprime la inflamabilidad de la mezcla refrigerante. El mayor contenido de HFC permite que más n-pentano sea añadido a la mezcla con lo que mejora las propiedades de solubilidad de la mezcla con lubricantes tradicionales, por ejemplo, aceites minerales y de alquilbenceno.

La presente invención puede conferir un número de ventajas en comparación con el R 22 incluyendo agotamiento cero del ozono, baja temperatura de descarga y mayor capacidad.

La presente invención puede conferir un número de ventajas en comparación con el reemplazo de R407C incluyendo mayor retorno de aceite de hidrocarburo, mejor enfriamiento del motor en compresores herméticos, menor temperatura de descarga y menor presión de descarga.

La invención se describe adicionalmente por medio de ejemplos pero no en sentido limitativo alguno.

Ejemplo 1

Se evaluaron los rendimientos de cinco composiciones de R125/R123a/pentano usando técnicas de análisis del ciclo de refrigeración convencionales con el fin de analizar su idoneidad como sustituyentes del R22 en sistemas herméticos o semi-herméticos. Las condiciones de operación, usadas para los análisis, se eligieron como las típicas de estas condiciones que se encuentran en sistemas de acondicionamiento de aire. Debido a que las mezclas eran zeótropos, se eligieron los puntos medios de sus deslizamientos de temperatura en el evaporador y condensador para definir los límites de temperatura del ciclo. Se usaron también las mismas temperaturas para generar datos de rendimiento para el R22.

El pentano estaba presente al 4% en peso basado en el peso total de la mezcla R125/R123a. Para simplificar el cálculo se omitió esta pequeña cantidad de pentano.

Las siguientes composiciones de refrigerante se sometieron al análisis del ciclo:

1.: Una composición que comprende R125 al 44%: R134a al 56%

2.: Una composición que comprende R125 al 56%: R134a al 44%

3.: Una composición que comprende R125 al 64%: R134a al 36%

4.: Una composición que comprende R125 al 76%: R134a al 24%

5.: Una composición que comprende R125 al 80%: R134a al 20%

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Se usaron las siguientes condiciones del ciclo en el análisis:

Rendimiento de enfriamiento liberado	10 kW

Evaporador
\; Temperatura de evaporación del fluido en punto medio	7,0ºC
\; Sobrecalentamiento	5,0ºC
\; Caída de presión en línea de succión (en temperatura saturada)	1,5ºC

Condensador
\; Temperatura de condensación del fluido en punto medio	45,0ºC
\; Subenfriamiento	5,0ºC
\; Caída de presión en línea de evacuación (en temperatura saturada)	1,5ºC

Línea de líquido/intercambiador de calor en línea de suscción
\; Eficiencia	0,3

Compresor
\; Eficiencia del motor eléctrico	0,85
\; Eficiencia isentrópica del compresor	0,7
\; Eficiencia volumétrica del compresor	0,82

Potencia parasitaria
\; Ventilador de interior	0,3 kW
\; Ventilador de exterior	0,4 kW
\; Controles	0,1 kW

Los resultados del análisis de los rendimientos en una unidad de acondicionamiento de aire que usa estas condiciones de operación se muestran en la tabla 1. Se muestra también para comparación el rendimiento de R22.

Todas las composiciones tienen temperaturas de evacuación inferiores al R22 y son por tanto superiores en esta consideración. Sin embargo la composición 5 no es preferida debido a que su presión de evacuación está más de 2 bar por encima de la del R22. La composición 1 es inaceptable debido a que la capacidad del refrigerante es inferior al 90% de la del R22. Los rendimientos globales de las composiciones 2, 3 y 4 cumplen los criterios establecidos anteriormente y por tanto satisfacen los requerimientos de esta invención.

Ejemplo 2

Se evaluaron los rendimientos de cinco composiciones de R125/R123a/pentano usando técnicas de análisis del ciclo de refrigeración convencionales con el fin de analizar su idoneidad como sustituyentes para R22 en sistemas abiertos. Las condiciones de operación, usadas para los análisis, se eligieron como las típicas de estas condiciones que se encuentran en sistemas de acondicionamiento de aire. Debido a que las mezclas eran zeótropos, se eligieron los puntos medios de sus deslizamientos de temperatura en el evaporador y condensador para definir los límites de temperatura del ciclo. Se usaron también las mismas temperaturas para generar datos de rendimiento para el R22.

Las siguientes composiciones de refrigerante se sometieron al análisis de ciclo:

1.: Una composición que comprende R125 al 44%: R134a al 56%

2.: Una composición que comprende R125 al 56%: R134a al 44%

3.: Una composición que comprende R125 al 64%: R134a al 36%

4.: Una composición que comprende R125 al 76%: R134a al 24%

5.: Una composición que comprende R125 al 80%: R134a al 20%

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Se usaron las siguientes condiciones del ciclo en el análisis:

Rendimiento de enfriamiento	10 kW

Evaporador
\; Temperatura de evaporación del fluido en punto medio	7,0ºC
\; Sobrecalentamiento	5,0ºC
\; Caída de presión en línea de succión (en temperatura saturada)	1,5ºC

Condensador
\; Temperatura de condensación del fluido en punto medio	45,0ºC
\; Subenfriamiento	5,0ºC
\; Caída de presión en línea de evacuación (en temperatura saturada)	1,5ºC

Línea de líquido/intercambiador de calor en línea de succión
\; Eficiencia	0,3

Compresor
\; Eficiencia del motor eléctrico	0,85
\; Eficiencia isentrópica del compresor	0,7
\; Eficiencia volumétrica del compresor	0,82

Potencia parasitaria
\; Ventilador de interior	0,3 kW
\; Ventilador de exterior	0,4 kW
\; Controles	0,1 kW

Los resultados del análisis de los rendimientos en una unidad de acondicionamiento de aire que usa estas condiciones de operación se muestran en la tabla 2. Se muestra también para comparación el rendimiento de R22.

Todas las composiciones tienen temperaturas de evacuación inferiores al R22 y son por tanto superior en esta consideración. Sin embargo la composición 5 es inaceptable debido a que su presión de evacuación está más de 2 bar por encima de la del R22. Las composiciones 1 y 2 son inaceptables debido a que sus capacidades de refrigerante son inferiores al 90% de la del R22. Los rendimientos globales de las composiciones 3 y 4 cumplen los criterios establecidos anteriormente y por tanto satisfacen los requerimientos de esta invención.

Ejemplo 3

Se evaluaron los rendimientos de cinco composiciones de R125/R123a/pentano usando técnicas de análisis del ciclo de refrigeración convencionales con el fin de analizar su idoneidad como sustituyentes para R22 en sistemas herméticos o semi-herméticos no equipados con un intercambiador de calor en línea de líquido/succión. Las condiciones de operación, usadas para los análisis, se eligieron como las típicas de estas condiciones que se encuentran en sistemas de acondicionamiento de aire. Debido a que las mezclas eran zeótropos, se eligieron los puntos medios de sus deslizamientos de temperatura en el evaporador y condensador para definir los límites de temperatura del ciclo. Se usaron también las mismas temperaturas para generar datos de rendimiento para el R22.

Las siguientes composiciones de refrigerante se sometieron al análisis en ciclo:

1.: Una composición que comprende R125 al 44%:R134a al 56%

2.: Una composición que comprende R125 al 56%:R134a al 44%

3.: Una composición que comprende R125 al 64%:R134a al 36%

4.: Una composición que comprende R125 al 76%:R134a al 24%

5.: Una composición que comprende R125 al 80%:R134a al 20%

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Se usaron las siguientes condiciones del ciclo en el análisis:

Rendimiento de enfriamiento	10 kW

Evaporador
\; Temperatura de evaporación del fluido en punto medio	7,0ºC
\; Sobrecalentamiento	5,0ºC
\; Caída de presión en línea de succión (en temperatura saturada)	1,5ºC

Condensador
\; Temperatura de condensación del fluido en punto medio	45,0ºC
\; Subenfriamiento	5,0ºC
\; Caída de presión en línea de evacuación (en temperatura saturada)	1,5ºC

Compresor
\; Eficiencia del motor eléctrico	0,85
\; Eficiencia isentrópica del compresor	0,7
\; Eficiencia volumétrica del compresor	0,82

Potencia parasitaria
\; Ventilador de interior	0,47 kW
\; Ventilador de exterior	0,26 kW
\; Controles	0,1 kW

Los resultados del análisis de los rendimientos en una unidad de acondicionamiento de aire que usa estas condiciones de operación se muestran en la tabla 3. Se muestra también para comparación el rendimiento de R22.

Todas las composiciones tienen temperaturas de evacuación inferiores al R22 y son por tanto superior en esta consideración. Sin embargo la composición 5 es inaceptable debido a que su presión de evacuación es más de 2 bar superior a la del R22. Las composiciones 1 y 2 son inaceptables debido a que sus capacidades de refrigerante son inferiores al 90% de la del R22. Los rendimientos globales de las composiciones 3 y 4 cumplen los criterios establecidos anteriormente y por tanto satisfacen los requerimientos de esta invención.

Ejemplo 4

Se evaluaron los rendimientos de dos composiciones de R125/R123a/pentano usando técnicas de análisis del ciclo de refrigeración convencionales con el fin de analizar su idoneidad como agentes de prolongación para R22 en sistemas herméticos o semi-herméticos. Las condiciones de operación seleccionadas para los análisis son las típicas de las condiciones que se encuentran en sistemas de acondicionamiento de aire. Debido a que las mezclas eran zeótropos, se eligieron los puntos medios de sus deslizamientos de temperatura en el evaporador y condensador para definir los límites de temperatura del ciclo y se usaron también las mismas temperaturas para generar el rendimiento del R22 para comparar.

Las siguientes composiciones de agente de prolongación para el R22 se sometieron al análisis en ciclo:

1.: Una composición que comprende R125 al 64%:R134a al 36%

2.: Una composición que comprende R125 al 44%:R134a al 56%

Para establecer los efectos sobre el rendimiento unitario resultante de diluciones sucesivas de R22 por parte de los agentes de prolongación anteriores se analizó el ciclo para composiciones de refrigerante que contienen fracciones en masa de R22 de 1,0 a 0,0. Se resumen los resultados en las tablas 4a y 4b. Se representan parámetros clave en el gráfico 1 con los puntos calculados unidos mediante curvas suaves.

Se usaron en el análisis las siguientes condiciones de ciclo:

Rendimiento de enfriamiento	10 kW

Evaporador
\; Temperatura de evaporación del fluido en punto medio	7,0ºC
\; Sobrecalentamiento	5,0ºC
\; Caída de presión en línea de succión (en temperatura saturada)	1,5ºC

Condensador
\; Temperatura de condensación del fluido en punto medio	45,0ºC
\; Subenfriamiento	5,0ºC
\; Caída de presión en línea de evacuación (en temperatura saturada)	1,5ºC

Línea de líquido
\; Eficiencia del motor eléctrico	0,85
\; Eficiencia isentrópica del compresor	0,7
\; Eficiencia volumétrica del compresor	0,82

Potencia parasitaria
\; Ventilador de interior	0,3 kW
\; Ventilador de exterior	0,4 kW
\; Controles	0,1 kW

Todas las composiciones tienen temperaturas de evacuación inferiores al R22 y son por tanto superiores en esta consideración.

La composición 1 proporciona una capacidad de refrigeración 90% superior a la del R22 en todo el intervalo de dilución. Mezclas que contienen más del 45% de R22 presentan capacidades iguales o mejores que la del R22. El COP (sistema) está dentro del 2% del de R22 en todo el intervalo de dilución. Esta composición cumple por tanto los requerimientos de esta invención.

La composición 2 proporciona una capacidad de refrigeración 90% superior a la del R22 para mezclas que contienen hasta el 20% de R22. Su COP (sistema) es esencialmente el mismo que el del R22 en todo el intervalo de dilución. Esta composición cumple por tanto los requerimientos de esta invención para mezclas que contienen hasta el 20% de R22.

Ejemplo comparativo 5

Se evaluó una composición de R32/R134a/pentano usando técnicas de análisis del ciclo de refrigeración convencionales para analizar su idoneidad como un agente de prolongación para R22 en sistemas herméticos o semi-herméticos. Las condiciones de operación seleccionadas para el análisis son las típicas de las condiciones que se encuentran en sistemas de acondicionamiento de aire. Debido a que la mezcla era un zeótropo, se eligieron los puntos medios de sus deslizamientos de temperatura en el evaporador y condensador para definir los límites de temperatura del ciclo. Se usaron también las mismas temperaturas para generar datos de rendimiento para el
R22.

El pentano estaba presente al 4% en peso basado en el peso total de la mezcla R32/R134a. Para simplificar el cálculo se omitió esta pequeña cantidad de pentano.

La composición de agente de prolongación para R22 se sometió a análisis de ciclo:

Para establecer el efecto en el rendimiento unitario resultante de diluciones sucesivas de R22 mediante recarga con el anterior agente de prolongación se analizó el ciclo para composiciones de refrigerante que contienen fracciones de masa de R22 de 1,0 hasta 0,0. Se muestran los resultados en la tabla 5 y los resultados se representan en el gráfico 2 con los puntos calculados unidos por curvas finas.

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Se usaron las siguientes condiciones del ciclo en el análisis:

Evaporador
\; Temperatura de evaporación del fluido en punto medio	7,0ºC
\; Sobrecalentamiento	5,0ºC
\; Caída de presión en línea de succión (en temperatura saturada)	1,5ºC

Condensador
\; Temperatura de condensación del fluido en punto medio	45,0ºC
\; Subenfriamiento	5,0ºC
\; Caída de presión en línea de evacuación (en temperatura saturada)	1,5ºC

Línea de líquido/intercambiador de calor en línea de succión
\; Eficiencia	0,3

Compresor
\; Eficiencia del motor eléctrico	0,85
\; Eficiencia isentrópica del compresor	0,7
\; Eficiencia volumétrica del compresor	0,82

Potencia parasitaria
\; Ventilador de interior	0,3 kW
\; Ventilador de exterior	0,4 kW
\; Controles	0,1 kW

Todas las mezclas que contienen el agente de prolongación presentan temperaturas de evacuación inferiores al R22 y cumplen por tanto los requerimientos de esta memoria descriptiva. El COP (sistema) es esencialmente igual al del R22 en todo el intervalo de dilución. La capacidad de refrigeración del refrigerante no es inferior al 98% de la del R22 en todo el intervalo de dilución. Para diluciones por debajo del 20% del R22 la capacidad es igual a o superior a la del R22. La presión de evacuación está menos de 0,5 bar por encima de la del R22 en todo el intervalo de
dilución.

Los resultados del análisis del rendimiento de una unidad de acondicionamiento de aire que usa estas condiciones de operación se muestran en la tabla 5.

R32/R134a 30/70 cumple por tanto los requerimientos de esta invención.

Ejemplo comparativo 6

Se evaluó una composición de R32/R125/R134a/pentano usando programa de técnicas de análisis del ciclo de refrigeración convencionales para ensayar su idoneidad como un agente de prolongación para R22 en sistemas herméticos o semi-herméticos. Las condiciones de operación seleccionadas para el análisis son las típicas de las condiciones que se encuentran en sistemas de acondicionamiento de aire. Debido a que la mezcla era un zeótropo, se eligieron los puntos medios de sus deslizamientos de temperatura en el evaporador y condensador para definir los límites de temperatura del ciclo. Se usaron también las mismas temperaturas para generar datos de rendimiento para el
R22.

El pentano estaba presente al 4% en peso basado en el peso total de la mezcla.

Para simplificar el cálculo se omitió esta pequeña cantidad de pentano.

Para establecer el efecto en el rendimiento unitario resultante de diluciones sucesivas de R22 mediante prolongación con el anterior agente de prolongación se analizó el ciclo en cuanto a composiciones de refrigerante que contienen fracciones de masa de R22 de 1,0 hasta 0,0. Se muestran los resultados en la tabla 6 y los resultados se representan en el gráfico 3 con los puntos calculados unidos por curvas finas.

Se usaron las siguientes condiciones del ciclo en el análisis:

Evaporador
\; Temperatura de evaporación del fluido en punto medio	7,0ºC
\; Sobrecalentamiento	5,0ºC
\; Caída de presión en línea de succión (en temperatura saturada)	1,5ºC

Condensador
\; Temperatura de condensación del fluido en punto medio	45,0ºC
\; Subenfriamiento	5,0ºC
\; Caída de presión en línea de evacuación (en temperatura saturada)	1,5ºC

Línea de líquido/intercambiador de calor en línea de succión
\; Eficiencia	0,3

Compresor
\; Eficiencia del motor eléctrico	0,85
\; Eficiencia isentrópica del compresor	0,7
\; Eficiencia volumétrica del compresor	0,82

Potencia parasitaria
\; Ventilador de interior	0,3
\; Ventilador de exterior	0,4 kW
\; Controles	0,1 kW

Los resultados de análisis del rendimiento de una unidad de acondicionamiento de aire usando estas condiciones de operación se muestran en la tabla 6.

Todas las mezclas que contienen el agente expansivo tienen temperaturas de evacuación inferiores al R22 y cumplen por tanto los requerimientos de esta memoria descriptiva. El COP (sistema) no es inferior al 98% del de R22 en todo el intervalo de dilución. La capacidad de refrigeración del refrigerante es superior al del R22 en todo el intervalo de dilución. La presión de evacuación está menos de 2,0 bar por encima de la del R22 en todo el intervalo de dilución.

R32/R134a en la relación de 30/70 cumple por tanto los requerimientos de esta invención.

Ejemplo 7

Se analizaron composiciones de refrigerante que comprenden R125, R134a y mezclas de hidrocarburo en aplicaciones de bomba de calor comerciales usando una bomba de calor de techo de 5 ton Comfort Aire modelo PHEC-60-1 con una capacidad de refrigeración nominal de 56.000 btu y capacidad de calentamiento nominal de 56.000 btu. Se instaló un vaso de visualización de aceite en el compresor hermético y se instalaron sensores de temperatura en las líneas de succión y descarga y en la línea de líquido. Se instalaron también medidores de succión y descarga.

Se accionó el sistema tanto en el modo de refrigeración como de calentamiento con R 22 y se registraron los siguientes datos: voltaje, amperaje, presión de succión, temperatura de succión, presión de descarga, temperatura de descarga, temperatura en línea del líquido, temperatura del evaporador, temperatura ambiente, nivel de aceite y temperatura de retorno del aire de suministro. Se recuperó la carga de R 22 y se sustituyó sucesivamente con mezclas 1 a 6 de las siguientes composiciones.

	R-125	R-134a	Pentano	Isopentano	Butano
Mezcla nº 1	64%	34%	2%
Mezcla nº 2	70%	28%	2%
Mezcla nº 3	55%	43%	2%
Mezcla nº 4	60,5%	37,5%	2%
Mezcla nº 5	45%	52%		1%	2%
Mezcla nº 6	55%	42%		1%	2%

Se observó que el retorno de aceite era similar a los niveles de operación con R22 con todas las mezclas usadas, lo que indica que los aditivos pentano e isopentano/butano proporcionaron retorno de aceite apropiado. Algunas mezclas requirieron adición de hasta el 20% de refrigerante para evitar la formación de hielo en el evaporador. Se encontraron que las capacidades variaban con la composición usada. El consumo de energía era por lo general inferior con todas las mezclas. Las presiones de descarga eran ligeramente superiores a la media con las mezclas que excedían el 60,5% del R 125 e inferiores con mezclas que contienen menos del 60,5% de R 125. Las presiones de succión y las temperaturas de descarga eran inferiores con todas las mezclas usadas. El sobrecalentamiento medido en la salida del evaporador era mucho mayor que el R 22 y la diferencia de temperatura a través del evaporador era por lo general superior en el modo de refrigeración e inferior en el modo de calentamiento. Se observó que los aditivos de pentano e isopentano/butano proporcionaron el retorno de aceite necesario. Las mezclas nº 3, 5 y 6 proporcionaron las similitudes más próximas en cuanto a temperaturas y presiones operacionales del R 22.

Claims

1. Una composición de refrigerante constituida por 1,1,1,2-tetrafluoroetano (R134a), pentafluoroetano (R 125) y un aditivo seleccionado de un hidrocarburo saturado o mezcla de los mismos que hierve en el intervalo de -5 a +70ºC; en la que los pesos de R 125 a R 134a está en los intervalos:

R 125 50 a 80% R 134a 50 a 20%

2. Una composición de refrigerante como se reivindica en la reivindicación 1, en la que los pesos están en los intervalos:

R 125 60 a 80% R 134a 40 a 20%

3. Una composición de refrigerante como se reivindica en la reivindicación 2, en la que los pesos están en los intervalos:

R 125 60 a 78% R 134a 40 a 22%

4. Una composición de refrigerante como se reivindica en la reivindicación 3, en la que los pesos están en los intervalos:

R 125 64 a 76% R 134a 36 a 24%

5. Una composición de refrigerante como se reivindica en la reivindicación 1, en la que los pesos están en los intervalos:

R 125 57 a 78% R 134a 43 a 22%

6. Una composición de refrigerante como se reivindica en la reivindicación 5, en la que los pesos están en los intervalos:

R 125 63 a 76% R 134a 37 a 24%

7. Una composición refrigerante como se reivindica en cualquier reivindicación precedente, en la que el aditivo de hidrocarburo se selecciona del grupo constituido por 2-metilpropano, 2,2-dimetilpropano, butano, pentano, 2-metilbutano, ciclohexano, hexano, 2-metilpentano, 3-metilpentano, 2,2-dimetilbutano, metilciclopentano y mezclas de los mismos.

8. Una composición de refrigerante como se reivindica en cualquier reivindicación precedente, en la que el aditivo de hidrocarburo tiene un punto de ebullición en el intervalo de 20 a 40ºC.

9. Una composición de refrigerante como se reivindica en la reivindicación 8, en la que el aditivo de hidrocarburo se selecciona de: n-pentano, ciclohexano, iso-pentano y mezclas de los mismos.

10. Una composición de refrigerante como se reivindica en la reivindicación 9, en la que el aditivo hidrocarburo es n-pentano.

11. Una composición de refrigerante como se reivindica en la reivindicación 9 ó 10, en la que el aditivo comprende además butano.

12. Una composición de refrigerante como se reivindica en la reivindicación 11, en la que la relación de pentano:butano es 1:3 a 1:8, preferiblemente aproximadamente 1:5.

13. Una composición de refrigerante como se reivindica en cualquier reivindicación precedente, en la que la cantidad de aditivo hidrocarburo es de una traza del 10%.

14. Una composición de refrigerante como se reivindica en la reivindicación 13, en la que la cantidad de aditivo de hidrocarburo es de 1 a 8%.

15. Una composición refrigerante como se reivindica en la reivindicación 14, en la que la cantidad de aditivo de hidrocarburo es de 2 a 4%.

16. Una composición de refrigerante como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, junto con una proporción de R 22.

17. Una mezcla de agente de prolongación refrigerante que comprende una composición de refrigerante como se reivindica en cualquier reivindicación precedente.

18. Un procedimiento de modificación de un sistema refrigerador o de acondicionamiento de aire que incorpora R 22 como refrigerante, comprendiendo el procedimiento la etapa de adición de un agente de prolongación como se reivindica en la reivindicación 17 al refrigerante del sistema.