BRPI0706862A2 - composições, método de produção de refrigeração, método de produção de calor, processo de transferência de calor, processo de substituição de refrigerante ou fluido de transferência de calor, aparelho de refrigeração, aparelho de ar condicionado e aparelho de bomba de aquecimento com superfìcies de transferência de calor - Google Patents

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Abstract

COMPOSIçõES, MéTODO DE PRODUçãO DE REFRIGERAçãO, MéTODO DE PRODUçãO DE CALOR, PROCESSO DE TRANSFERENCIA DE CALOR, PROCESSO DE SUBSTITUIçãO DE REFRIGERANTE OU FLUIDO DE TRANSFERENCIA DE CALOR, APARELHO DE REFRIGERAçãO, APARELHO DE AR CONDICIONADO E APARELHO DE BOMBA DE AQUECIMENTO COM SUPERFìCIES DE TRANSFERêNCIA DE CALOR A presente invenção refere-se a composições e processos de uso de perfluoropoíiéter para manter ou aumentar o retorno de óleo, lubrificação ou eficiência energética do sistema de refrigeração, ar condicionado e transferência de calor.

Description

"COMPOSIÇÕES, MÉTODO DE PRODUÇÃO DE REFRIGERAÇÃO,MÉTODO DE PRODUÇÃO DE CALOR, PROCESSO DE TRANSFERÊNCIADE CALOR, PROCESSO DE SUBSTITUIÇÃO DE REFRIGERANTE OUFLUIDO DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR, APARELHO DEREFRIGERAÇÃO, APARELHO DE AR CONDICIONADO E APARELHO DEBOMBA DE AQUECIMENTO COM SUPERFÍCIES DE TRANSFERÊNCIA DECALOR"
Antecedentes da Invenção
A presente invenção refere-se a composições e processos parauso em sistemas de transferência de calor, refrigeração e ar condicionado paraaumentar o retorno de óleo, lubrificação, eficiência energética ou reduzir odesgaste do compressor, utilizando perfluoropoliéter como aditivo nacomposição refrigerante ou fluido de transferência de calor.
Lubrificantes vêm sendo utilizados com os fluidos em sistemas detransferência de calor, refrigeração e ar condicionado para fornecer lubrificaçãopara o compressor e outras partes móveis e reduzir o desgaste do compressor.Nem todos os refrigerantes ou fluidos de transferência de calor, entretanto, sãocompatíveis com todos os lubrificantes. Particularmente, muitos fluidos detransferência de calor ou refrigerantes de HFC possuem baixa capacidade demistura ou baixa capacidade de dispersão com lubrificantes comumenteutilizados, tais como óleo mineral e alquilbenzeno. Como os fluidos detransferência de calor não podem transportar facilmente lubrificantes de óleomineral através dos trocadores de calor, os óleos lubrificantes acumulam-sesobre a superfície das bobinas de troca de calor, o que resulta em baixoretorno de óleo, má troca de calor, baixa eficiência energética e desgasteacelerado dos compressores. Como resultado, as indústrias de refrigeração ear condicionado vêm necessitando recorrer ao uso de lubrificantes sintéticosmais caros e de utilização mais difícil, tais como poliol ésteres e polialquilenoglicóis.
Existe, portanto, a necessidade de aditivos refrigerantes paraaumentar o retorno de óleo, lubrificação, eficiência energética ou reduzir odesgaste do compressor, permitindo ao mesmo tempo o uso de óleo mineralconvencional com refrigerantes.
Descrição Resumida da Invenção
A presente invenção refere-se a composição que inclui: (1)refrigerante ou fluido de transferência de calor selecionado a partir do grupoque consiste de fluorocarbonos saturados, fluorocarbonos insaturados,hidroclorofluorocarbonos, fluoroéteres, hidrocarbonetos, dióxido de carbono,dimetil éter, amônia e suas combinações; e (2) perfluoropoliéter. A presenteinvenção refere-se a composição que compreende: (1) óleo mineral; e (2)perfluoropoliéter.
A presente invenção refere-se ainda a métodos de uso dascomposições de refrigeração ou fluidos de transferência de calor de acordocom a presente invenção para a produção de refrigeração ou aquecimento.
A presente invenção refere-se ainda a processos de transferênciade calor de fonte de calor para sifão de calor em que as composições deacordo com a presente invenção servem como fluidos de transferência decalor.
A presente invenção refere-se ainda a processos de uso doperfluoropoliéter para manter ou aumentar o retorno de óleo, lubrificação oueficiência energética do sistema de refrigeração, ar condicionado etransferência de calor.
Descrição Detalhada da Invenção
Os refrigerantes ou fluidos de transferência de calor utilizados napresente invenção são selecionados a partir do grupo que consiste defluorocarbonos saturados, fluorocarbonos insaturados, clorofluorocarbonos,hidroclorofluorocarbonos, fluoroéteres, hidrocarbonetos, dióxido de carbono,dimetil éter, amônia e suas combinações. Refrigerantes ou fluidos detransferência de calor preferidos incluem hidrofluorocarbonos e fluorocarbonossaturados e insaturados.
Fluidos de transferência de calor ou refrigerantes defluorocarbono saturados representativos incluem tetrafluorometano (PFC-14),hexafluoroetano (PFC-116), octafluoropropano (PFC-218), decafluorobutano(PFC-31-10), fluorometano (HFC-41), difluorometano (HFC-32), trifluorometano(HFC-23), fluoroetano (HFC-161), 1,1-difluoroetano (HFC-152a), 1,1,1-trifluoroetano (HFC-143a), 1,1,1,2-tetrafluoroetano (HFC-134a), 1,1,2,2-tetrafluoretano (HFC-134a), 1,1,1,2,2-pentafluoroetano (HFC-125), 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropano (HFC-236fa), 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropano (HFC-227ea), 1,1,1,3,3-pentafluoropropano (HFC-245fa), R-404A (mistura de 44%em peso de HFC-125, 52% em peso de HFC-143a e 4% em peso de HFC-134a), R-410A (mistura de 50% em peso de HFC-32 e 50% em peso de HFC-125), R-417A (mistura de 46,6% em peso de HFC-125, 50% em peso de HFC-134a e 3,4% em peso de n-butano), R-422A (mistura de 85,1% em peso deHFC-125, 11,5% em peso de HFC-134a e 3,4% em peso de isobutano), R-407C (mistura de 23% em peso de HFC-32, 25% em peso de HFC-125 e 52%em peso de HFC-134a), R-507A (mistura de 50% de R-125 e 50% de R-143a)e R-508A (mistura de 39% de HFC-23 e 61% de PFC-116).
Fluidos de transferência de calor ou refrigerantes defluorocarbono insaturados representativos incluem 1,2,3,3,3-pentafluoro-1-propeno, 1,1,3,3,3-pentafluoro-1-propeno, 1,1,2,3,3-pentafluoro-1-propeno,1,2,3,3-tetrafluoro-1-propeno, 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propeno, 1,3,3,3-tetrafluoro-1-propeno, 1,1,2,3-tetrafluoro-1-propeno, 1,1,3,3-tetrafluoro-1-propeno, 1,2,3,3-tetrafluoro-1 -propeno, 2,3,3-trifluoro-1-propeno, 3,3,3-trifluoro-1-propeno, 1,1,2-trifluoro-1 -propeno, 1,1,3-trifluoro-1-propeno, 1,2,3-trifluoro-1-propeno, 1,3,3-trifluoro-1-propeno, 1,1,1,2,3,4,4,4-octafluoro-2-buteno, 1,1,2,3,3,4,4,4-octafluoro-1 -buteno, 1,1,1,2,4,4,4-heptafluoro-2-buteno, 1,2,3,3,4,4,4-heptafluoro-1 -buteno, 1,1,1,2,3,4,4-heptafluoro-2-buteno, 1,3,3,3-tetrafluoro-2-(trifluorometil)-2-propeno, 1,1,3,3,4,4,4-heptafluoro-l -buteno, 1,1,2,3,4,4,4-heptafluoro-1-buteno, 1,1,2,3,3,4,4-heptafluoro-l-buteno, 2,3,3,4,4,4-hexafluoro-1-buteno, 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno, 1,3,3,4,4,4-hexafluoro-l-buteno, 1,2,3,4,4,4-hexafluoro-1-buteno, 1,2,3,3,4,4-hexafluoro-l-buteno,1,1,2,3,4,4-hexafluoro-2-buteno, 1,1,1,2,3,4-hexafluoro-2-buteno, 1,1,1,2,3,3-hexafluoro-2-buteno, 1,1,1,3,4,4-hexafluoro-2-buteno, 1,1,2,3,3,4-hexafluoro-1-buteno, 1,1,2,3,4,4-hexafluoro-l-buteno, 3,3,3-trifluoro-2-(trifluorometil)-1-propeno, 1,1,1,2,4-pentafluoro-2-buteno, 1,1,1,3,4-pentafluoro-2-buteno,3,3,4,4,4-pentafluoro-1-buteno, 1,1,1,4,4-pentafluoro-2-buteno, 1,1,1,2,3-pentafluoro-2-buteno, 2,3,3,4,4-pentafluoro-1-buteno, 1,1,2,4,4-pentafluoro-2-buteno, 1,1,2,3,3-pentafluoro-1-buteno, 1,1,2,3,4-pentafluoro-2-buteno,1,2,3,3,4-pentafluoro-l-buteno, 1,1,3,3,3-pentafluoro-2-metil-1-propeno, 2-(difluorometil)-3,3,3-trifluoro-1-propeno, 3,3,4,4-tetrafluoro-1-buteno, 1,1,3,3-tetrafluoro-2-metil-1 -propeno, 1,3,3,3-tetrafluoro-2-metil-1-propeno, 2-(difluorometil)-3,3-difluoro-1-propeno, 1,1,1,2,-tetrafluoro-2-buteno, 1,1,1,3-tetrafluoro-2-buteno, 1,1,1 2,4,4,5,5,5-decafluoro^-penteno,1,1,2,3,3,4,4,5,5,5-decafluoro-1-penteno, 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-(trifluorometil)-2-buteno, 1,1,1 ^Aõ^õ-nonafluoro^-penteno,1,1,1 ,3,4,4l5,5)5-nonafluoro-2-penteno, 1,2,3,3,4,4,5,5,5-nonafluoro-l -penteno,1,1,3,3,4,4,5,5,5-nonafluoro-l-penteno, 1,1,2,3,3,4,4,5,5-nonafluoro-1-penteno,1,1,2,3,4,4,5,5,5-nonafluoro-2-penteno, 1,1,1,2,3,4,4,5,5-nonafluoro-2-penteno,1,1,1 ,2,3,3,4,5,5,5-nonafluoiO^-penteno, 1 ,2,3A4,4-hexafluoiO-3-(trifluorometil)-1-buteno, 1,1,2,4,4,4-hexafluoro-3-(trifluorometil)-1-buteno, 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-3-(trifluorometil)-2-buteno, 1,1,3,4,4,4-hexafluoro-3-(trifluorometil)-1-buteno, 2,3,3,4,4,5,5,5-octafluoro-1 -penteno, 1,2,3,3,4,4,5,5-octafluoro-1 -penteno, 3,3,4,4,4-pentafluoro-2-(trifluorometil)-1-buteno, 1,1,4,4,4-pentafluoro-3-(trifluorometil)-1-buteno, 1,3,4,4,4-pentafluoro-3-(trifluorometil)-1-buteno,1 A4,4-pentaf]uoro-2-(trifluoiOmetil)-1-buteno, 1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-penteno, 3,4,4,4-tetrafluoro-3-(trifluorometil)-1-buteno, 3,3,4,4,5,5,5-heptafluoro-1-penteno, 2,3,3,4,4,5,5-heptafluoro-1-penteno, 1,1,3,3,5,5,5-heptafluoro-1 -penteno, 1,1,1,2,4,4,4-heptafluoro-3-metil-2-buteno, 2,4,4,4-tetrafluoro-3-(trifluorometil)-1-buteno, 1,4,4,4-tetrafluoro-3-(trifluorometil)-1-buteno, 1,4,4,4-tetrafluoro-3-(trifluorometil)-2-buteno, 2,4,4,4-tetrafluoro-3-(trifluorometil)-2-buteno, 3-(trifluorometil)-4,4,4-trifluoro-2-buteno, 3,4,4,5,5,5-hexafluoro-2-penteno, 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-metil-2-buteno, 3,3,4,5,5,5-hexafluoro-1 -penteno, 4,4,4-trifIuoro-2-(trifluorometil)-1 -buteno,1,1,2,3,3,4,4,5,5,6,6,6-dodecafluoro-1-hexeno, 1,1,1,2,2,3,4,5,5,6,6,6-dodecafluoro-3-hexeno, 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2,3-bis(trifluorometil)-2-buteno,1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-trifluorometil-2-penteno, 1,1,1,3,4,5,5,5-octafluoro-4-(trifluorometil)-2-penteno, 1,1,1,4,5,5,5-heptafluoro-4-(trifluorometil)-2-penteno, 1,1,1 ^Aõ.õ.e.e.e-decafluoro^-hexeno, 1,1,1,2,2,5,5,6,6,6-decafluoro-3-hexeno, 3,3,4,4,5,5,6,6,6-nonafluoro-1 -hexeno, 4,4,4-trifluoro-3,3-bis(trifluorometil)-1-buteno, 1,1,1 ^^^-hexafluoro-S-metil^-ítrifluorometil)^-buteno, 2,3,3,5,5,5-hexafluoro-4-(trifluorometil)-1-penteno, 1,1,1,2,4,4,5,5,5-nonafluoro-3-metil-2-penteno, 1,1,1,5,5,5-hexafluoro-4-(trifluorometil)-2-penteno, 3,4,4,5,5,6,6,6-octafluoro-2-hexeno, 3,3,4,4,5,5,6,6-octafluoro-2-hexeno, 1,1,1,4,4-pentafluoro-2-(trifluorometil)-2-penteno, 4,4,5,5,5-pentafluoro-2-(trifluorometil)-1 -penteno, 3,3,4,4,5,5,5-heptafluoro-2-metil-1 -penteno,1,1,1,2,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-tetradecafluoro-2-hepteno, 1,1,1,2,2,3,4,5,5,6,6,7,7,7-tetradecafluoro-2-hepteno, 1,1,1,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-tridecafluoro-2-hepteno,1,1,1,2,4,4,5,5,6,6,7,7,7-tridecafluoro-2-hepteno, 1,1,1,2,2,4,5,5,6,6,7,7,7-tridecafluoro-3-hepteno, 1,1,1,2,2,3,5,5,6,6,7,7,7-tridecafluoro-3-hepteno,4,4,5,5,6,6,6-heptafluoro-2-hexeno, 4,4,5,5,6,6,6-heptafluoro-1-hexeno,1,1,1,2,2,3,4-heptafluoro-3-hexeno, 4,5,5,5-tetrafluoro-4-(trifluorometil)-1-penteno, 1,1,1 ,2,5,5,5-heptafluoro-4-metil-2-penteno, 1,1,1,3-tetrafluoro-2-(trifluorometil)-2-penteno, 1,2,3,3,4,4-hexafluorociclobuteno, 3,3,4,4-tetrafluorociclobuteno, 3,3,4,4,5,5-hexafluorociclopenteno, 1,2,3,3,4,4,5,5-octafluorociclopenteno, 1,2,3,3,4,4,5,5,6,6-decafluorociclohexeno,1,1,1,2,3,4,5,5,5-nonafluoro-4-(trifluorometil)-2-penteno, pentafluoroetiltrifluorovinil éter, trifluorometil trifluorovinil éter.Fluidos de transferência de calor ou refrigerantes declorofluorocarbono representativos incluem triclorofluorometano (CFC-11),diclorodifluorometano (CFC-12), 1,1,1-triclorotrifluoroetano (CFC-113a), 1,1,2-triclorotrifluoroetano (CFC-113) e cloropentafluoroetano (CFC-115).
Fluidos de transferência de calor ou refrigerantes dehidroclorofluorocarbono representativos incluem clorodifluorometano (HCFC-22), 2-cloro-1,1,1 -trifluoroetano (HCFC-123), 2-cloro-1,1,1,2-tetrafluoroetano(HCFC-124) e 1-cloro-1,1-difluoroetano (HCFC-142b).
Fluidos de transferência de calor ou refrigerantes de fluoroéterrepresentativos incluem CF3OCHF2, CF3OCH3, CF3OCH2F, CHF2OCHF2, ciclo-(CF2CF2CF2O-), CF3CF2OCH3, CHF2OCHFCF3, CHF2CF2OCH3, C4F9OCH3,C4F9OC2H5, CF3OCF3, CF3OC2F5, C2F5OC2F5 e CF3OCF(CF3)CF(CF3)OCF3.
Fluidos de transferência de calor ou refrigerantes dehidrocarboneto representativos incluem isômeros de metano, etano, propano,ciclopropano, propileno, n-butano, ciclobutano, 2-metilpropano,metilciclopropano, n-pentano, ciclopentano, 2-metilbutano, metilciclobutano,2,2-dimetilpropano e dimetilciclopropano.
A presente invenção fornece perfluoropoliéteres na forma deaditivo que é miscível com fluidos de transferência de calor ou refrigerantes declorofluorocarbono e hidrofluorocarbono. Característica comum deperfluoropoliéteres é a presença de porções de perfluoroalquil éter.Perfluoropropil éter é sinônimo de perfluoropolialquil éter. Outros termossinônimos freqüentemente utilizados incluem "PFPE", "PFAE", "óleo de PFPE","fluido de PFPE" e "PFPAE". KRYTOX disponível por meio da DuPont1 porexemplo, é perfluoropoliéter que possui a fórmula CF3-(CF2)2-0-[CF(CF3)-CF2-O]j'-R'f. Na fórmula, j' é 2 a 100, inclusive, e R'f é CF2CF3, grupoperfluoroalquila C3 a C6 ou suas combinações.
Outros PFPEs que incluem os fluidos FOMBLIN e GALDEN,disponíveis por meio da Ausimont, Milão, Itália, e produzidos por meio defotooxidação de perfluoroolefinas, podem também ser utilizados. FOMBLIN-Ypode possuir a fórmula CF30(CF2CF(CF3)-0-)m(CF2-0-)n'-Rif. Também éapropriado CF30[CF2CF(CF3)0]m'(CF2CF20)o'(CF20)n'-Rif. Nas fórmulas, R1f éCF3, C2F5, C3F7 ou combinações de dois ou mais destes; (m' + n') é 8 a 45,inclusive; e m/n é 20 a 1000, inclusive; o' é 1; (m'+n'+o') é 8 a 45, inclusive; emVn' é 20 a 1000, inclusive.
FOMBLIN-Z pode possuir a fórmula CF30(CF2CF2-0-)p(CF2-0)q'CF3 em que (p' + q') é 40 a 180 e p'/q' é 0,5 a 2, inclusive.Fluidos DEMNUM, outra família de PFPE disponível por meio daDaikin Industries, Japão, podem também ser utilizados. Ele pode ser produzidopor meio de oligomerização seqüencial e fluoretação de 2,2,3,3-tetrafluorooxetano, gerando a fórmula F-[(CF2)3-0]t"R2f, em que R2f é CF3, C2F5ou suas combinações e t' é 2 a 200, inclusive.
Os dois grupos terminais do perfluoropoliéter,independentemente, podem ser funcionalizados ou não funcionalizados. Emperfluoropoliéter não funcionalizado, o grupo terminal pode ser grupo terminalde radical perfluoroalquila de cadeia linear ou ramificada. Exemplos dessesperfluoropoliéteres podem possuir a fórmula C^F^+^-A-C^F^r·+!), em que cadar' é independentemente 3 a 6; A pode ser O-(CF(CF3)CF2-O)w', 0-(CF2-OMCF2CF2-OV, O-(C2F4O)W, O-(C2F4-O)x(C3F6-O)y-, 0-(CF(CF3)CF2-0)x(CF2-0)y, O-(CF2CF2CF2-O)W1 O-(CF(CF3)CF2-O)x(CF2CF2-O)y-(CF2-O)z. oucombinações de dois ou mais destes; preferencialmente, A é 0-(CF(CF3)CF2-OV, O-(C2F4-O)w-, O-(C2F4-O)x(C3F6-O)y-, O-(CF2CF2CF2-O)W ou combinaçõesde dois ou mais destes; w' é 4 a 100; x' e y' são, independentemente entre si, 1a 100. Exemplos específicos incluem, mas sem limitar-se a F(CF(CF3)-CF2-0)g-CF2CF3, F(CF(CF3)-CF2-O)9-CF(CF3)2 e suas combinações. Nesses PFPEs,até 30% dos átomos de halogênio podem ser halogênios diferentes de flúor,tais como átomos de cloro.
Os dois grupos terminais do perfluoropoliéter,independentemente, podem também ser funcionalizados. Grupo finalfuncionalizado típico pode ser selecionado a partir do grupo que consiste deésteres, hidroxilas, aminas, amidas, cianos, ácidos carboxílicos e ácidossulfônicos.
Grupos terminais éster representativos incluem -COOCH3, -COOCH2CH3, -CF2COOCH3, -CF2COOCH2CH3, -CF2CF2COOCH3, -CF2CF2COOCH2CH3, -CF2CH2COOCH3, -CF2CF2CH2COOCH3,CF2CH2CH2COOCH3, -CF2CF2CH2CH2COOCH3.
Grupos terminais hidroxila representativos incluem -CF2OH, -CF2CF2OH1 -CF2CH2OH, -CF2CF2CH2OH1 -CF2CH2CH2OH,CF2CF2CH2CH2OH.
Grupos terminais amina representativos incluem -CF2NR1R21 -CF2CF2NR1R21 -CF2CH2NR1R2, -CF2CF2CH2NR1R21 -CF2CH2CH2NR1R2, -CF2CF2CH2CH2NRiR21 em que R1 e R2 são independentemente H1 CH3 ouCH2CH3.
Grupos terminais amida representativos incluem -CF2C(O)NR R ,-CF2CF2C(O)NR1R21 -CF2CH2C(O)NR1R21 -CF2CF2CH2C(O)NR1R21CF2CH2CH2C(O)NR1R21 -CF2CF2CH2CH2C(O)NRiR21 em que R1 e R2 sãoindependentemente H1 CH3 ou CH2CH3.Grupos terminais ciano representativos incluem -CF2CN, -CF2CF2CN1 -CF2CH2CN1 -CF2CF2CH2CN1 -CF2CH2CH2CN1CF2CF2CH2CH2CN.
Grupos terminais ácido carboxílico representativos incluem -CF2COOH1 -CF2CF2COOH, -CF2CH2COOH1 -CF2CF2CH2COOH1CF2CH2CH2COOH1 -CF2CF2CH2CH2COOH.
Grupos terminais ácido sulfônico representativos incluem -S(O)(O)OR31 -S(O)(O)R41 -CF2OS(O)(O)OR31 -CF2CF2OS(O)(O)OR3, -CF2CH2OS(O)(O)OR31 -CF2CF2CH2OS(O)(O)OR3, -CF2CH2CH2OS(O)(O)OR3, -CF2CF2CH2CH2OS(O)(O)OR31 -CF2S(O)(O)OR3, -CF2CF2S(O)(O)OR31 -CF2CH2S(O)(O)OR31 -CF2CF2CH2S(O)(O)OR3, -CF2CH2CH2S(O)(O)OR3, -CF2CF2CH2CH2S(O)(O)OR3, -CF2OS(O)(O)R4, -CF2CF2OS(O)(O)R41 -CF2CH2OS(O)(O)R4, -CF2CF2CH2OS(O)(O)R4, -CF2CH2CH2OS(O)(O)R4, -CF2CF2CH2CH2OS(O)(O)R4, em que R3 é H, CH3, CH2CH3, CH2CF3, CF3 ouCF2CF3, R4 é CH3l CH2CH3, CH2CF3l CF3 ou CF2CF3.
A combinação de refrigerante e aditivo de perfluoropoliéter deacordo com a presente invenção melhora o desempenho de sistemas derefrigeração, ar condicionado e transferência de calor em um ou mais aspectos.Em um aspecto, ela permite o retorno de óleo adequado ao compressor, deforma que os níveis de óleo sejam mantidos no nível operativo apropriado,evitando acúmulo de óleo nas bobinas trocadoras de calor. Em outro aspecto, orefrigerante-perfluoropoliéter pode também melhorar o desempenho delubrificação de óleo mineral e óleos lubrificantes sintéticos. Em ainda outroaspecto, o refrigerante-perfluoropoliéter também aumenta a eficiência detransferência de calor e, desta forma, a eficiência energética. Também sedemonstrou que o refrigerante-perfluoropoliéter reduz a fricção e o desgaste nalubrificação de limites, o que se espera resultar em vida mais longa docompressor. As vantagens relacionadas acima não se destinam a serexaustivas.
Referência a "quantidade eficaz de perfluoropoliéter" no presentepedido indica quantidade de aditivo de perfluoropoliéter para fornecer retornode óleo suficiente para o compressor, a fim de manter ou melhorar odesempenho de lubrificação ou eficiência energética ou ambos, em que amencionada quantidade de perfluoropoliéter é ajustada pelos técnicos noassunto em nível apropriado para o sistema de refrigeração/transferência decalor individual (bobina, compressor etc.) e refrigerante empregado.
Em uma realização da presente invenção, a quantidade deperfluoropoliéter é de menos de 40% em peso com relação ao refrigerante oufluido de transferência de calor. Preferencialmente, a quantidade de aditivo deperfluoropoliéter é de menos de cerca de 20 a 30% em peso com relação aorefrigerante ou fluido de transferência de calor. De maior preferência, o aditivode perfluoropoliéter é menos de cerca de 10% em peso com relação aorefrigerante ou fluido de transferência de calor. De maior preferência, o aditivode perfluoropoliéter é menos de cerca de 1 a cerca de 2% em peso comrelação ao refrigerante ou fluido de transferência de calor. De maiorpreferência, o aditivo de perfluoropoliéter é cerca de 0,01% em peso a 1,0% empeso com relação ao refrigerante ou fluido de transferência de calor. Depreferência superior, o aditivo de perfluoropoliéter é cerca de 0,03 a 0,80% empeso com relação ao refrigerante ou fluido de transferência de calor.
As composições de acordo com a presente invenção podemcompreender adicionalmente cerca de 0,01% em peso a cerca de 5% em pesode estabilizante, extrator de radicais livres ou antioxidante. Esses outrosaditivos incluem, mas sem limitar-se a nitrometano, fenóis obstruídos,hidroxilaminas, tióis, fosfitos ou lactonas. Podem ser utilizados aditivos isoladosou combinações.
Opcionalmente, podem ser adicionados, se desejado, aditivos desistema de refrigeração ou ar condicionado comumente utilizados acomposições de acordo com a presente invenção, a fim de melhorar odesempenho e a estabilidade do sistema. Estes aditivos são conhecidos nocampo de refrigeração e ar condicionado e incluem, mas sem limitar-se aagentes antidesgaste, lubrificantes sob pressão extrema, inibidores da corrosãoe oxidação, desativadores da superfície metálica, extratores de radicais livres eagentes de controle de espuma. Geralmente, esses aditivos podem estarpresentes nas composições de acordo com a presente invenção em pequenasquantidades com relação à composição geral. Tipicamente, são utilizadasconcentrações de menos de cerca de 0,1% em peso até cerca de 3% em pesode cada aditivo. Estes aditivos são selecionados com base nas exigências desistema individual. Estes aditivos incluem membros da família de fosfato detriarila de aditivos de Iubricidade sob EP (pressão extrema), tais como fosfatosde trifenila butilados (BTPP), ou outros ésteres de fosfato de triarila alquilados,tais como Syn-O-Ad 8478 da Akzo Chemicals, fosfatos de tricresila ecompostos relacionados. Além disso, os ditiofosfatos de dialquila metálicos(tais como dialquil difosfato de zinco (ou ZDDP), Lubrizol 1375 e outrosmembros desta família de substâncias podem ser utilizados em composiçõesde acordo com a presente invenção. Outros aditivos antidesgaste incluemóleos de produtos naturais e aditivos de lubrificação poli-hidroxila assimétricos,tais como Synergol TMS (International Lubricants). De forma similar,estabilizantes tais como antioxidantes, extratores de radicais livres e extratoresde água podem ser empregados. Os compostos desta categoria podem incluir,mas sem limitar-se a hidróxi tolueno butilado (BHT) e epóxidos.
Os lubrificantes utilizados na presente invenção incluem óleoslubrificantes naturais e sintéticos. Exemplo preferido de óleo lubrificante naturalé óleo mineral. Outros óleos lubrificantes sintéticos, que incluem alquilbenzeno,poliol éster, polialquileno glicóis, polivinil éteres, carbonatos e polialfaolefina,podem também ser utilizados. Em um aspecto da presente invenção,perfluoropoliéter é utilizado junto com óleo mineral. Em outro aspecto dapresente invenção, perfluoropoliéter é utilizado junto com óleos lubrificantessintéticos.
Em uma realização da presente invenção, a quantidade deperfluoropoliéter é de menos de 50% em peso com relação ao óleo mineral.
Preferencialmente, a quantidade de perfluoropoliéter é de menosde 20% em peso com relação ao óleo mineral. De maior preferência, aquantidade de perfluoropoliéter é de menos de 5% em peso com relação aoóleo mineral. De preferência superior, a quantidade de perfluoropoliéter é demenos de 3% em peso com relação ao óleo mineral.
Em realização da presente invenção, a composição derefrigeração ou fluido de troca de calor compreende óleo mineral,perfluoropoliéter e fluido de transferência de calor ou refrigeração selecionadoa partir do grupo que consiste de R-407C, R-422A, R-417A, R-404A, R-410A,R-507A, R-508A, R-422A, R-417A e HFC-134a.
Em outra realização da presente invenção, a composição derefrigeração ou fluido de transferência de calor compreende perfluoropoliéter efluorocarbono insaturado tal como 1,2,3,3,3-pentafluoro-1-propeno, 1,1,3,3,3-pentafluoro-1 -propeno, 1,1,2,3,3-pentafluoro-l-propeno, 1,2,3,3-tetrafluoro-1-propeno, 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propeno, 1,3,3,3-tetrafluoro-1-propeno, 1,1,2,3-tetrafluoro-1-propeno, 1,1,3,3-tetrafluoro-1-propeno, 1,2,3,3-tetrafluoro-1-propeno, 1,1,1,2,3,4,4,4-octafluoro-2-buteno, 1,1,1,2,4,4,4-heptafluoro-2-butenoou 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno.
A presente invenção refere-se ainda a método de uso dascomposições de refrigeração ou fluido de transferência de calor de acordo coma presente invenção para produzir refrigeração ou aquecimento, em que ométodo compreende a produção de refrigeração por meio de evaporação damencionada composição nas proximidades de corpo a ser resfriado e, emseguida, condensação da mencionada composição; ou produção de calor pormeio de condensação da mencionada composição nas proximidades do corpoa ser aquecido e evaporação em seguida da mencionada composição.
A presente invenção refere-se ainda a processo de transferênciade calor de fonte de calor para sifão de calor, em que as composições deacordo com a presente invenção servem de fluidos de transferência de calor. Omencionado processo de transferência de calor compreende a transferênciadas composições de acordo com a presente invenção de fonte de calor parasifão de calor.
Fluidos de transferência e calor são utilizados para transferir,mover ou remover calor de um espaço, local, objeto ou corpo para espaço,local, objeto ou corpo diferente por meio de radiação, condução ou convecção.Fluido de transferência de calor pode funcionar como resfriador secundário pormeio do fornecimento de meios de transferência de resfriamento (ou calor) desistema de refrigeração (ou aquecimento) remoto. Em alguns sistemas, o fluidode transferência de calor pode permanecer em estado constante ao longo detodo o processo de transferência (ou seja, sem evaporar nem condensar).
Alternativamente, processos de resfriamento evaporativos podem tambémutilizar fluidos de transferência de calor.
Fonte de calor pode ser definida como qualquer espaço, local,objeto ou corpo do qual é desejável transferir, mover ou remover calor.
Exemplos de fontes de calor podem ser espaços (abertos ou fechados) quenecessitam de refrigeração ou resfriamento, tais como caixas de congeladoresou refrigeradores em supermercados, espaços de construções que necessitamde ar condicionado ou compartimento de passageiros de automóvel quenecessita de ar condicionado. Sifão de calor pode ser definido como qualquerespaço, local, objeto ou corpo capaz de absorver calor. Sistema de refrigeraçãopor compressão de vapor é um exemplo desse sifão de calor.
A presente invenção refere-se ainda a método de uso deperfluoropoliéter para manter ou aumentar o retorno de óleo, lubrificação oueficiência energética do sistema de refrigeração, ar condicionado etransferência de calor. O método compreende a adição de quantidade eficaz deperfluoropoliéter ao aparelho de refrigeração ou ar condicionado. Isso pode serrealizado por meio de mistura do perfluoropoliéter com as composiçõesrefrigerantes ou de fluido de transferência de calor de acordo com a presenteinvenção e introdução em seguida da combinação no aparelho.
Alternativamente, isso pode ser realizado por meio da introdução direta deperfluoropoliéter em aparelho de refrigeração ou ar condicionado que contémrefrigerante e/ou fluido de transferência de calor para combinação in situ com orefrigerante. A composição refrigerante pode ser utilizada no aparelho derefrigeração ou ar condicionado.
A presente invenção refere-se ainda a método de uso doperfluoropoliéter para manter ou aumentar o retorno de óleo, lubrificação oueficiência energética por meio da substituição dos refrigerantes ou fluidos detransferência de calor existentes sem alterar os lubrificantes existentes noaparelho de refrigeração ou ar condicionado. O método compreende a remoçãodo refrigerante ou fluido de transferência de calor existente do aparelho derefrigeração ou ar condicionado sem fluxo de saída do lubrificante existente. Omencionado aparelho de refrigeração ou ar condicionado é cheio em seguidacom composição previamente misturada que compreende perfluoropoliéter e ascomposições refrigerantes ou de fluido de transferência de calor de acordo coma presente invenção.
As composições de acordo com a presente invenção podem serutilizadas em ar condicionado estático, bombas de calor ou sistemas derefrigeração e ar condicionado móveis. Aplicações de bomba de calor e arcondicionado estacionário incluem janelas, sem dutos, com dutos, terminalembalado, resfriadores e comerciais, incluindo topo de teto embalado.
Aplicações de refrigeração incluem refrigeradores e congeladores domésticos,máquinas de gelo, resfriadores e congeladores embutidos, geladeiras econgeladores industriais e sistemas de supermercado, bem como sistemas derefrigeração de transporte.
Em uma realização da presente invenção, as composições deacordo com a presente invenção (tais como composição que compreende óleomineral, perfluoropoliéter e fluido de refrigeração ou transferência de calorselecionado a partir do grupo que consiste de R-704C, R-422A, R-417A, R-404A, R-410A, R-507A, R-508A e HFC-134a) podem ser utilizadas em bombade calor com "superfícies de transferência de calor ampliadas internamente", ouseja, bombas de calor com ranhuras finas cortadas em espiral ou padrão defenda cruzada sobre a superfície interna do tubo.
Conforme demonstrado pelos Exemplos abaixo, a adição deperfluoropoliéter ao refrigerante aumentou o retorno de óleo, eficiênciaenergética ou capacidade de resfriamento do refrigerador e sistema detransferência de calor. Em realização preferida da presente invenção, Krytox®157FSH é suficientemente miscível com refrigerantes de HFC que incluem R-134a, R-125, R-32, de tal forma que o Krytox® possa ser misturado com amistura refrigerante e carregado para o aparelho de refrigeração ou arcondicionado na forma de líquido homogêneo.
Exemplos
Exemplo 1
A capacidade de mistura de 1,1,1,2-tetrafluoroetano (HFC-134a)com membros representativos da família de perfluoropoliéteres Krytox®,incluindo Krytox® 1531, Krytox® GPL-103, Krytox® 157 FSM e Krytox® 143AZfoi demonstrada por meio da adição de 1,0 grama do PFPE a frascos desubstâncias químicas de vidro individuais sob alta pressão. Cada frascorecebeu válvula de adição selada que poderia ser acoplada a bureta depressão a partir da qual poderia ser adicionado refrigerante liqüefeito ao frasco.
Isso foi seguido pela adição de parcelas de HFC-134a, em primeiro lugar umgrama, depois cerca de dois gramas por parcela adicional, para gerar razõesde mistura cada vez mais altas do HFC1 até o máximo de 99 gramas de HFC-134a em cada frasco. Após a adição de cada parcela, o frasco e o seuconteúdo foram agitados para mistura, observou-se em seguida indicação desinais de insolubilidade, tais como a formação de opacidade, nebulosidade ousegunda camada de líquido. Em todos os casos, o conteúdo do frascopermaneceu uma única fase líquida transparente em todas as composições.
Demonstrou-se que, à temperatura ambiente, cada um dos perfluoropoliéteresera totalmente solúvel no HFC-134a ao longo de uma série de razões demistura que variam de 50% até cerca de 1% em HFC-134a.
Exemplo 2
Testes de circulação de óleo de refrigeração de linha base foramconduzidos em frigorífico do tipo comercial fabricado pela Zero Zone, Inc. de110 North Oak Ridge Drive, North Prairie WI1 modelo n° 2SMCP26. Ocompressor Copeland na unidade (Copeland modelo n° ARE59C3CAA-901)recebeu tubo indicador do nível de óleo (vidro de observação) que exibiu onível de óleo lubrificante no cárter do compressor. O refrigerador foi instaladoem sala sob temperatura constante na qual a temperatura ambiente foiregulada a 32 0C constantes. Na linha base conduzida com R-22(clorodifluorometano) e óleo mineral Suniso 4GS, o nível de óleo nocompressor permaneceu constante após pequena redução inicial nainicialização, o que indica que o óleo que deixou o compressor com orefrigerante circulou através do sistema e retornou com o gás de sucção e,desta forma, foi mantido nível em estado firme constante no interior do cárterdo compressor. Este nível de óleo constante garantiu lubrificação adequada evedação das partes internas do compressor, enquanto alguma quantidadepequena de óleo que deixou o compressor com o gás refrigerante comprimidocirculou através do condensador, da válvula de expansão térmica e da bobinaevaporadora antes de retornar para o compressor com o gás de sucção. Issoindicou operação normal do circuito de resfriamento. Ao longo de toda aduração deste teste de 24 horas, o refrigerador manteve temperatura constantede 3 0C na zona de resfriamento.
Exemplo 3 (Comparativo)
O mesmo tipo de teste de circulação de óleo descrito no Exemplo2 acima foi conduzido, mas desta vez o refrigerante R-22 (clorodifluorometano)foi removido e substituído com Refrigerante R-422A, mistura de HFC-125(85,1% em peso), HFC-134a (11,5% em peso) e isobutano (3,4% em peso).
Quando esse refrigerante foi conduzido no refrigerador Zona Zero, o nível deóleo no cárter caiu de forma estável ao longo do tempo à medida que o sistemaoperava para manter temperatura padrão de 3 0C na caixa refrigerada. Emperíodo de seis horas, o nível de óleo havia caído para o nível mínimopermissível no interior do cárter e a condução necessitou ser encerrada paraevitar danos ao compressor. Isso demonstrou que, com esta combinação derefrigerante e lubrificante, o lubrificante foi lentamente bombeado para fora docompressor e não retornou.
Exemplo 4 (Comparativo)
Após o término do teste de retorno de óleo descrito no Exemplo 3acima, o sistema refrigerante recebeu fluxo de R-22 (clorodifluorometano) pararemover o excesso de óleo dos trocadores de calor e operação de linha basenormal foi demonstrada com R-22. Após a nova verificação da linha base,novamente o refrigerante R-22 foi removido e substituído com carga nova de R-422A e óleo mineral Suniso 4GS conforme acima, ao qual adicionou-sepequena quantidade, equivalente a cerca de 0,1% em peso, com relação àcarga de refrigerante, do perfluoropoliéter Krytox® GPL-101. O refrigerador foireiniciado e permitiu-se a sua condução conforme descrito no Exemplo 3acima. Surpreendentemente, o sistema funcionou com exibição de óleoadequada no vidro de observação por dezoito horas, três vezes mais que noExemplo 3, que não continha adição de perfluoropoliéter.
Exemplo 5 (Comparativo)
Após o término do teste de retorno de óleo descrito no Exemplo 4acima, o sistema refrigerante recebeu fluxo de R-22 para remover o excesso deóleo e qualquer perfluoropoliéter restante dos trocadores de calor e operaçãode linha base normal foi demonstrada com R-22 e óleo mineral Suniso 4GS.
Após a nova verificação de linha base, novamente o refrigerante R-22 foiremovido e substituído com carga nova de R-422A e óleo mineral Suniso 4GSconforme acima, ao qual adicionou-se pequena quantidade, equivalente acerca de 0,1% em peso, com relação à carga de refrigerante, doPerfluoropoliéter Krytox® 157FSL. O refrigerador foi reiniciado e mantido emfuncionamento conforme descrito no Exemplo 3 acima. Surpreendentemente, osistema funcionou com exibição de óleo adequada no vidro visor por 24 horas,quatro vezes mais que no Exemplo 3, que não continha adição deperfluoropoliéter. Houve ainda exibição de nível de óleo adequado no vidrovisor ao término da condução.
Exemplo 6 (Comparativo)
O frigorífico comercial ZeroZone descrito acima foi novamenteequipado com válvula de expansão térmica para permitir a sua operação com orefrigerante HFC R-404A (mistura de 44% em peso de HFC-125, 52% em pesode HFC-143a e 4% em peso de HFC-134a) e óleo mineral Suniso 4GS. Esterefrigerador foi operado sob temperatura de caixa interna de 3 0C mediantemonitoramento do consumo de energia. Como anteriormente, o teste foiconduzido com o refrigerador em sala sob temperatura constante que foicontrolada sob temperatura constante de 32 0C. Durante período de teste detrês horas, o consumo de energia do refrigerador foi medido em taxa de 22,65kWh por dia.
Exemplo 7 (Comparativo)
O Teste estabelecido e descrito no Exemplo 6 acima foimodificado por meio de remoção da carga de refrigerante e recarga commistura de refrigerante R-404A e óleo mineral Suniso 4GS que continha 0,2%em peso, com relação à carga de refrigerante, de Krytox® 157 FSH. A câmarade teste foi novamente estabilizada a 32 0C e permitiu-se a operação dorefrigerador. Por período de três horas, a temperatura da caixa interna foimantida a 3,1 0C. O uso médio de energia do refrigerador durante este períodode teste foi medido em taxa de 21,83 kWh por dia. Este foi uso de energia demenos 3,6% que o medido no Exemplo 6, quando não havia Krytox® norefrigerante.
Exemplo 8
Testes de lubrificação de camada de limite foram conduzidosutilizando pino FALEX sobre geometria de teste de bloco em V, de acordo comprotocolo de teste com base no método de teste de Carga até a Falha ASTM2670-95. Neste teste, pino de aço giratório foi espremido entre dois blocospadrão de alumínio metálico. Os blocos de alumínio foram fabricados comentalhes em forma de V e montados em suporte, de tal forma que os entalhesem forma de V ficassem em contato com o pino de aço. O conjunto de pino ebloco foi imerso em recipiente de lubrificante e motor acoplado por meio demedidor de força de torção girou o pino. Os blocos foram ajustados até levecontato com a superfície do pino giratório sob carga baixa de pressão de 250libras por período de condução inicial de cinco minutos. A carga de forçaaplicada aos blocos aumentou lentamente em seguida em velocidade estávelde mais 200 libras por minuto por fixador mecânico que espremeu o pinogiratório entre os dois blocos em V. A carga aumentou até algum limitepreviamente determinado ou até a ocorrência de falha mecânica de uma daspeças de teste. Com óleo mineral Suniso 4GS puro, o teste falhou no primeirominuto, enquanto a carga mecânica sobre o conjunto de pino e bloco era deapenas 250 Ib. Surpreendentemente, ao repetir-se este teste com mistura de0,5% em peso de Krytox® 157 FSL disperso no óleo mineral Suniso 4GS, acondução do teste prosseguiu por nove minutos, durante o quê a cargamecânica havia aumentado para nível de 2100 libras. Nesse momento, aspartes mecânicas não haviam falhado, mas o nível de fumaça gerado tornou-seexcessivo e, portanto, o teste foi encerrado. Isso demonstrou que a presençade pequena quantidade de Krytox® 157 FSL dispersa no óleo mineralaumentou a capacidade de condução de carga do óleo mineral em condiçõesde lubrificação de limites em mais de 800%.
Exemplo 9
Bomba de aquecimento Carrier de sistema dividido foi utilizadapara avaliar o desempenho de refrigerante e lubrificante em modos deaquecimento e ar condicionado. O sistema consistiu de uma unidade decondensação, Modelo 38YXA03032, e uma unidade evaporadora, ModeloFX4ANF030, e foi avaliada em capacidade de resfriamento nominal de 2,5toneladas de refrigerante com R-410A. O sistema foi operado no interior decâmara psicrométrica com duas câmaras, com uma câmara regulada emcondições externas de acordo com as condições do teste de Resfriamento AARI 210/240 padrão e a outra câmara regulada em condições de teste internasde Resfriamento A. Esta unidade também foi modificada de forma que ocompressor pudesse ser alterado do compressor avaliado R-410A padrão paracompressor dimensionado para operação com R-407C. Nos testesmencionados na Tabela 1 abaixo, as conduções 1, 2 e 3 foram elaboradasutilizando ο compressor R-410A. As conduções 4, 5, 6 e 7 foram elaboradascom o compressor R-407C.
A tubulação de cobre nas bobinas evaporadora e condensadoradeste sistema de ar condicionado vem da fábrica com função denominada"superfície de transferência de calor amplificada internamente", função que égeralmente conhecida e utilizada em toda a indústria. Esta função incluiranhuras finas cortadas em espiral ou padrão de fenda cruzada sobre asuperfície interna do tubo. Estas ranhuras causam rompimento das camadasde fluxo laminar perto da superfície de tubo. Acredita-se que o resultado desterompimento seja transferência de calor aprimorada do refrigerante emevaporação no interior dos tubos de cobre para os próprios tubos e asbarbatanas anexas que compreendem a unidade evaporadora. Acredita-se quea transferência de calor para o ar que flui através das barbatanas doevaporador seja aumentada desta forma, com a criação de processo decondicionamento de ar ou aquecimento com uso de energia mais eficiente.Novamente, o uso de superfícies de tubo aprimoradas internamente é bemconhecido e amplamente aplicado nas indústrias de ar condicionado e bombade aquecimento. Sistemas com eficiência mais alta empregam tubulação desuperfície aprimorada em evaporadores e condensadores.
Observou-se que, quando lubrificante que não é miscível com orefrigerante é utilizado nesse sistema aprimorado, a melhoria de desempenhonormalmente imposta pela superfície de tubo aprimorada é perdida. Acredita-seque o lubrificante não miscível seja depositado nas ranhuras finas por meio deação capilar, criando efetivamente superfície mais macia. Acredita-se que estasuperfície mais macia cause retorno ao menos parcial para o fluxo laminarmenos eficiente do refrigerante no interior do tubo. Além disso, acredita-se quea camada de óleo sobre a superfície do tubo reduza a capacidade do tubo decobre de permitir transferência de calor, de forma a reduzir adicionalmente aeficiência da operação. Conforme exibido na Tabela 1, a adição de pequenaquantidade de PFPE ao refrigerante no nosso sistema de bomba deaquecimento reduzirá substancialmente o déficit de desempenho resultante douso de lubrificante não miscível, tal como óleo mineral, com refrigerante deHFC tal como R-410A ou R-407C. Esta capacidade da bomba de aquecimentode operar com refrigerante HFC e óleo mineral não miscível com excelenteeficiência é exibida pelos dados da Tabela 1 abaixo.
Tabela 1
Impacto da Adição de PFPE à Bomba de Calor Condutora
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Observe-se que, nesta tabela, os lubrificantes "32-3MA" e"RL32H" são lubrificantes POE comerciais utilizados em sistemas de arcondicionado Carrier. Estes lubrificantes POE são miscíveis com osrefrigerantes utilizados no exemplo. O lubrificante 3GS é óleo mineral naftênicocomercial disponível por meio da Sonneborn1 Inc. O lubrificante óleo mineralnão é miscível com refrigerantes HFC.
Na Tabela 1, observe-se que, quando o lubrificante não miscívelSuniso 3GS, óleo mineral, é utilizado com refrigerante HFC R-410A (conduçãon° 2), o EER é reduzido em 12,8% e a capacidade é reduzida em 12,6% emcomparação com a Condução n° 1 com lubrificante POE. Quando pequenaquantidade do PFPE Krytox® 157 FSL é adicionada ao refrigerante (Conduçãon° 3), entretanto, o EER é restaurado para até cerca de 2,1% do atingido comPOE e a capacidade é restaurada para até cerca de 1,5% da atingida comPOE. Os déficits causados pelo uso do óleo mineral não miscível são quasecompletamente eliminados pelo uso de PFPE.
Merece observação adicional na Tabela 1 que, com o refrigeranteHFC R-407C, ao utilizar-se óleo mineral, a eficiência e a capacidade sãoreduzidas em cerca de 3,3% e 4,5%, respectivamente, contra POE (conduções4 e 5). Na condução n° 6, observa-se que a adição de 1% Krytox® 157 FSLaumenta o EER e a capacidade para até 1,7% e 1,0%, respectivamente, dosvalores obtid
os com o lubrificante POE. Novamente, os déficits causados pelo uso delubrificante não miscível são em grande parte eliminados pelo uso do PFPE.
Observe-se, por fim, que, ao adicionar-se Krytox 157 FSL aosistema de R-407C e POE (condução 6), o EER aumentou até 1% melhor queo obtido na Condução 4 sem PFPE e a capacidade era de até 1% da condução4, a caixa da linha base de POE.
As diversas vantagens e características da presente invenção sãoevidentes a partir do relatório descritivo detalhado acima e pretende-se com eleque as reivindicações anexas cubram todas as características e vantagens quese encontrem dentro do espírito e escopo da presente invenção. Em resumo, orelatório descritivo acima é ilustrativo da presente invenção e não se destina aindicar limitações sobre ela. Ao relacionar-se faixa numérica acima, porexemplo, pretende-se que a faixa inclua e descreva expressamente nopresente todos os números entre os limites superior e inferior, de forma que afaixa de cerca de 1 a cerca de 10 também incluiria os números 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8e 9. Numerosas modificações e variações ocorrerão facilmente para ostécnicos no assunto e não se deseja limitar a presente invenção à composição,método e usos exatos descritos acima e, conseqüentemente, todas asmodificações apropriadas e equivalentes podem ser empregadas eenquadram-se dentro do escopo da presente invenção descrito nasreivindicações.

Claims (41)

Reivindicações
1. COMPOSIÇÃO, que compreende:a. fluido de transferência de calor ou refrigerante selecionado apartir do grupo que consiste de fluorocarbonos saturados, fluorocarbonosinsaturados, clorofluorocarbonos, hidroclorofluorocarbonos, fluoroéteres,hidrocarbonetos, dióxido de carbono, dimetil éter, amônia e suas combinações;eb. perfluoropoliéter.
2. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, quecompreende adicionalmente óleo lubrificante que é óleo mineral ou óleosintético selecionado a partir do grupo que consiste de alquilbenzeno, polioléster, polialquileno glicóis, polivinil éteres, carbonatos, polialfaolefina e suascombinações.
3. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, quecontém quantidade eficaz do mencionado perfluoropoliéter.
4. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 3, em que amencionada quantidade de perfluoropoliéter é de menos de 40% em peso comrelação ao mencionado refrigerante ou fluido de transferência de calor.
5. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 3, em que amencionada quantidade de perfluoropoliéter é de menos de 10% em peso comrelação ao mencionado refrigerante ou fluido de transferência de calor.
6. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 3, em que amencionada quantidade de perfluoropoliéter é de menos de 1% em peso comrelação ao mencionado refrigerante ou fluido de transferência de calor.
7. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, em quepelo menos um dos grupos terminais do mencionado perfluoropoliéter é grupofuncionalizado selecionado a partir do grupo que consiste de ésteres,hidroxilas, aminas, amidas, cianos, ácidos carboxílicos e ácidos sulfônicos.
8. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 7, em quepelo menos um dos grupos terminais do mencionado perfluoropoliéter é ácidocarboxílico.
9. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 7, em quepelo menos um dos grupos terminais do mencionado perfluoropoliéter é ácidosulfônico.
10. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, em que omencionado refrigerante ou fluido de transferência de calor é selecionado apartir do grupo que consiste de R-407C, R-422A, R-417A, R-404A, R-410A, R--507A, R-508A e HFC-134a.
11. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, em que omencionado refrigerante ou fluido de transferência de calor é fluorocarbonoinsaturado.
12. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 11, em queo mencionado refrigerante ou fluido de transferência de calor é selecionado apartir do grupo que consiste de 1,2,3,3,3-pentafluoro-1-propeno, 1,1,3,3,3-pentafluoro-1-propeno, 1,1,2,3,3-pentafluoro-1-propeno, 1,2,3,3-tetrafluoro-1-propeno, 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propeno, 1,3,3,3-tetrafluoro-1-propeno, 1,1,2,3-tetrafluoro-1 -propeno, 1,1,3,3-tetrafluoro-1 -propeno, 1,2,3,3-tetrafluoro-1 -propeno, 2,3,3-trifluoro-1-propeno, 3,3,3-trifluoro-l-propeno, 1,1,2-trifluoro-1-propeno, 1,1,3-trifluoro-1-propeno, 1,2,3-trifluoro-1-propeno, 1,3,3-trifluoro-1-propeno, 1,1,1,2,3,4,4,4-octafluoro-2-buteno, 1,1,2,3,3,4,4,4-octafluoro-l-buteno, 1,1,1,2,4,4,4-heptafluoro-2-buteno, 1,2,3,3,4,4,4-heptafluoro-1 -buteno,-1,1,1,2,3,4,4-heptafluoro-2-buteno, 1,3,3,3-tetrafluoro-2-(trifluorometil)-2-propeno, 1,1,3,3,4,4,4-heptafluoro-1-buteno, 1,1,2,3,4,4,4-heptafluoro-l-buteno,-1,1,2,3,3,4,4-heptafluoro-1-buteno, 2,3,3,4,4,4-hexafluoro-1-buteno, 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno, 1,3,3,4,4,4-hexafluoro-1-buteno, 1,2,3,4,4,4-hexafluoro-1-buteno, 1,2,3,3,4,4-hexafluoro-1-buteno, 1,1,2,3,4,4-hexafluoro-2-buteno,-1,1,1,2,3,4-hexafIuoro-2-buteno, 1,1,1,2,3,3-hexafluoro-2-buteno, 1,1,1,3,4,4-hexafluoro-2-buteno, 1,1,2,3,3,4-hexafluoro-1 -buteno, 1,1,2,3,4,4-hexafluoro-1 -buteno, 3,3,3-trifluoro-2-(trifluorometil)-1-propeno, 1,1,1,2,4-pentafluoro-2-buteno, 1,1,1,3,4-pentafluoro-2-buteno, 3,3,4,4,4-pentafluoro-1-buteno,-1,1,1,4,4-pentafluoro-2-buteno, 1,1,1,2,3-pentafluoro-2-buteno, 2,3,3,4,4-pentafluoro-1 -buteno, 1,1,2,4,4-pentafluoro-2-buteno, 1,1,2,3,3-pentafluoro-1-buteno, 1,1,2,3,4-pentafluoro-2-buteno, 1,2,3,3,4-pentafluoro-1 -buteno,-1.1.3.3.3-pentafluoro-2-nnetil-1-propeno, 2-(difluorometil)-3,3,3-trifluoro-1-propeno, 3,3,4,4-tetrafluoro-1 -buteno, 1,1,3,3-tetrafluoro-2-metil-1 -propeno,- 1,3,3,3-tetrafluoro-2-metil-1-propeno, 2-(difluorometil)-3,3-difluoro-1-propeno,-1,1,1,2,-tetrafluoro-2-buteno, 1,1,1,3-tetrafluoro-2-buteno, 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-decafluoro-2-penteno, 1,1,2,3,3,4,4,5,5,5-decafluoro-1 -penteno, 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-(trifluorometil)-2-buteno, 1,1,1,2,4,4,5,5,5-nonafluoro-2-penteno,-1,1,1,3,4,4,5,5,5-nonafluoro-2-penteno, 1,2,3,3,4,4,5,5,5-nonafluoro-1 -penteno,-1,1,3,3,4,4,5,5,5-nonafluoro-1-penteno, 1,1,2,3,3,4,4,5,5-nonafluoro-1-penteno,-1,1,2,3,4,4,5,5,5-nonafluoro-2-penteno, 1,1,1,2,3,4,4,5,5-nonafluoro-2-penteno,-1,1,1,2,3,4,5,5,5-nonafluoro-2-penteno, 1,2,3,4,4,4-hexafluoro-3-(trifluorometil)--1-buteno, 1,1,2,4,4,4-hexafluoro-3-(trifluorometil)-1-buteno, 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-3-(trifluorometil)-2-buteno, 1,1,3,4,4,4-hexafluoro-3-(trifluorometil)-1 -- buteno, 2,3,3,4,4,5,5,5-octafluoro-1-penteno, 1,2,3,3,4,4,5,5-octafluoro-1-penteno, 3,3,4,4,4-pentafluoro-2-(trifluorometil)-1-buteno, 1,1,4,4,4-pentafluoro--3-(trifluorometil)-1-buteno, 1,3,4,4,4-pentafluoro-3-(trifluorometil)-1-buteno,-1.1.4.4.4-pentafluoro-2-(thfluorometil)-1-buteno, 1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-penteno, 3,4,4,4-tetrafluoro-3-(trifluorometil)-1-buteno, 3,3,4,4,5,5,5-heptafluoro-1-penteno, 2,3,3,4,4,5,5-heptafluoro-1-penteno, 1,1,3,3,5,5,5-heptafluoro-1 -penteno, 1,1,1,2,4,4,4-heptafluoro-3-metil-2-buteno, 2,4,4,4-tetrafluoro-3-(trifluorometil)-1-buteno, 1,4,4,4-tetrafluoro-3-(trifluorometil)-1-buteno, 1,4,4,4-tetrafluoro-3-(trifluorometil)-2-buteno, 2,4,4,4-tetrafluoro-3-(trifluorometil)-2-buteno, 3-(trifluorometil)-4,4,4-trifluoro-2-buteno, 3,4,4,5,5,5-hexafluoro-2-penteno, 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-metil-2-buteno, 3,3,4,5,5,5-hexafluoro-1-penteno, 4,4,4-trifluoro-2-(trifluorometil)-1-buteno,-1,1,2,3,3,4,4,5,5,6,6,6-dodecafluoro-1-hexeno, 1,1,1,2,2,3,4,5,5,6,6,6--dodecafluoro-3-hexeno, 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2,3-bis(trifluorometil)-2-buteno,-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-trifluorometil-2-penteno, 1,1,1,3,4,5,5,5-octafluoro--4-(trifluorometil)-2-penteno, 1,1,1,4,5,5,5-heptafluoro-4-(trifluorometil)-2-penteno, 1,1,1,4,4,5,5,6,6,6-decafluoro-2-hexeno, 1,1,1,2,2,5,5,6,6,6-decafluoro-3-hexeno, 3,3,4,4,5,5,6,6,6-nonafluoro-1 -hexeno, 4,4,4-trifluoro-3,3-bis(trifluorometil)-1 -buteno, 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-3-metil-2-(trifluorometil)-2-buteno, 2,3,3,5,5,5-hexafluoro-4-(trifluorometil)-1-penteno, 1,1,1,2,4,4,5,5,5-nonafluoro-3-metil-2-penteno, 1,1,1,5,5,5-hexafluoro-4-(trifluorometil)-2-penteno, 3,4,4,5,5,6,6,6-octafluoro-2-hexeno, 3,3,4,4,5,5,6,6-octafluoro-2-hexeno, 1,1,1,4,4-pentafluoro-2-(trifluorometil)-2-penteno, 4,4,5,5,5-pentafluoro--2-(trifluorometil)-1 -penteno, 3,3,4,4,5,5,5-heptafluoro-2-metil-1 -penteno,-1,1,1,2,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-tetradecafluoro-2-hepteno, 1,1,1,2,2,3,4,5,5,6,6,-7,7,7-tetradecafluoro-2-hepteno, 1,1,1,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-tridecafluoro-2-hepteno, 1,1,1,2,4,4,5,5,6,6,7,7,7-tridecafluoro-2-hepteno, 1,1,1,2,2,4,5,5,6,6,7,-7,7-tridecafluoro-3-hepteno, 1,1,1,2,2,3,5,5,6,6,7,7,7-tridecafluoro-3-hepteno,-4,4,5,5,6,6,6-heptafluoro-2-hexeno, 4,4,5,5,6,6,6-heptafluoro-1 -hexeno,-1,1,1,2,2,3,4-heptafluoro-3-hexeno, 4,5,5,5-tetrafluoro-4-(trifluorometil)-1-penteno, 1,1,1,2,5,5,5-heptafluoro-4-metil-2-penteno, 1,1,1,3-tetrafluoro-2-(trifluorometil)-2-penteno, 1,2,3,3,4,4-hexafluorociclobuteno, 3,3,4,4-tetrafluorociclobuteno, 3,3,4,4,5,5-hexafluorociclopenteno, 1,2,3,3,4,4,5,5-octafluorociclopenteno, 1,2,3,3,4,4,5,5,6,6-decafluorociclohexeno,-1,1,1,2,3,4,5,5,5-nonafluoro-4-(trifluorometil)-2-penteno, pentafluoroetiltrifluorovinil éter, trifluorometil trifluorovinil éter.
13. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 12, em queo mencionado refrigerante ou fluido de transferência de calor é selecionado apartir do grupo que consiste de 1,2,3,3,3-pentafluoro-1-propeno, 1,1,3,3,3-pentafluoro-1-propeno, 1,1,2,3,3-pentafluoro-1-propeno, 1,2,3,3-tetrafluoro-1-propeno, 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propeno, 1,3,3,3-tetrafluoro-1-propeno, 1,1,2,3-tetrafluoro-1-propeno, 1,1,3,3-tetrafluoro-1-propeno, 1,2,3,3-tetrafluoro-1-propeno, 1,1,1,2,3,4,4,4-octafluoro-2-buteno, 1,1,1,2,4,4,4-heptafluoro-2-butenoe 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno.
14. COMPOSIÇÃO, que compreende:a. óleo mineral; eb. perfluoropoliéter.
15. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 14, quecontém quantidade eficaz do mencionado perfluoropoliéter.
16. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 15, em quea mencionada quantidade de perfluoropoliéter é de menos de 50% em pesocom relação ao mencionado óleo mineral.
17. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 15, em quea mencionada quantidade de perfluoropoliéter é de menos de 20% em pesocom relação ao mencionado óleo mineral.
18. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 15, em quea mencionada quantidade de perfluoropoliéter é de menos de 5% em peso comrelação ao mencionado óleo mineral.
19. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 14, quecompreende adicionalmente refrigerante ou fluido de transferência de calorselecionado a partir do grupo que consiste de fluorocarbonos saturados,fluorocarbonos insaturados, clorofluorocarbonos, hidroclorofluorocarbonos,fluoroéteres, hidrocarbonetos, dióxido de carbono, dimetil éter, amônia e suascombinações.
20. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 19, em queo mencionado refrigerante ou fluido de transferência de calor é selecionado apartir do grupo que consiste de R-407C, R-422A, R-417A, R-404A, R-410A, R--507A, R-508A e HFC-134a.
21. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 14, em quepelo menos um dos grupos terminais do mencionado perfluoropoliéter é grupofuncionalizado selecionado a partir do grupo que consiste de ésteres,hidroxilas, aminas, amidas, cianos, ácidos carboxílicos e ácidos sulfônicos.
22. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 21, em quepelo menos um dos grupos terminais do mencionado perfluoropoliéter é ácidocarboxílico.
23. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 21, em quepelo menos um dos grupos terminais do mencionado perfluoropoliéter é ácidosulfônico.
24. MÉTODO DE PRODUÇÃO DE REFRIGERAÇÃO, em queo mencionado método compreende a evaporação da composição de fluido detransferência de calor ou refrigerante de acordo com qualquer dasreivindicações 1, 2 ou 19 nas proximidades de corpo a ser resfriado e, emseguida, condensação da mencionada composição.
25. MÉTODO DE PRODUÇÃO DE CALOR, em que omencionado método compreende a condensação da composição de fluido detransferência de calor ou refrigerante de acordo com qualquer dasreivindicações 1, 2 ou 19 nas proximidades do corpo a ser aquecido e, emseguida, evaporação da mencionada composição.
26. PROCESSO DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR, em que omencionado processo compreende a transferência das composições de acordocom qualquer das reivindicações 1, 2 ou 19 de fonte de calor para sifão decalor.
27. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 26, em que asmencionadas composições compreendem:a. óleo mineral;b. perfluoropoliéter; ec. fluido de transferência de calor selecionado a partir do grupoque consiste de R-407C, R-422A, R-417A, R-404A, R-410A, R-507A, R-508A eHFC-134a.
28. PROCESSO, que compreende a adição deperfluoropoliéter a sistemas de refrigeração ou ar condicionado.
29. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 28, em quepelo menos um dos grupos terminais do mencionado perfluoropoliéter é grupofuncionalizado selecionado a partir do grupo que consiste de ésteres,hidroxilas, aminas, amidas, cianos, ácidos carboxílicos e ácidos sulfônicos.
30. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 29, em quepelo menos um dos grupos terminais do mencionado perfluoropoliéter é ácidocarboxílico.
31. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 29, em quepelo menos um dos grupos terminais do mencionado perfluoropoliéter é ácidosulfônico.
32. PROCESSO DE SUBSTITUIÇÃO DE REFRIGERANTE OUFLUIDO DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR, que compreende a remoção derefrigerante ou fluido de transferência de calor existente do sistema derefrigeração ou ar condicionado, introdução no mencionado sistema derefrigeração ou ar condicionado de composição que compreende:a. refrigerante ou fluido de transferência de calor substitutoselecionado a partir do grupo que consiste de fluorocarbonos saturados,fluorocarbonos insaturados, hidroclorofluorocarbonos, fluoroéteres,hidrocarbonetos, dióxido de carbono, dimetil éter, amônia e suas combinações;eb. quantidade eficaz de perfluoropoliéter.
33. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 32, em que amencionada quantidade de perfluoropoliéter é de menos de 40% em peso comrelação ao mencionado refrigerante ou fluido de transferência de calor substituto.
34. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 32, em que amencionada quantidade de perfluoropoliéter é de menos de 10% em peso comrelação ao mencionado refrigerante ou fluido de transferência de calor substituto.
35. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 32, em que amencionada quantidade de perfluoropoliéter é de menos de 1% em peso comrelação ao mencionado refrigerante ou fluido de transferência de calorsubstituto.
36. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 32, em quepelo menos um dos grupos terminais do mencionado perfluoropoliéter é grupofuncionalizado selecionado a partir do grupo que consiste de ésteres,hidroxilas, aminas, amidas, cianos, ácidos carboxílicos e ácidos sulfônicos.
37. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 36, em quepelo menos um dos grupos terminais do mencionado perfluoropoliéter é ácidocarboxílico.
38. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 36, em que opelo menos um dos grupos terminais do mencionado perfluoropoliéter é ácidosulfônico.
39. APARELHO DE REFRIGERAÇÃO, que utiliza composiçãode acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 19.
40. APARELHO DE AR CONDICIONADO, que utilizacomposição de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 19.
41. APARELHO DE BOMBA DE AQUECIMENTO COMSUPERFÍCIES DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR, aprimoradas internamenteque utiliza composição de acordo com a reivindicação 19.
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