BRPI0707052A2 - composição refrigerante - Google Patents
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Abstract
COMPOSIçãO REFRIGERANTE. Trata-se de uma composiçào refrigerante que consiste essencialmente em três componentes de hidrofluorocarbono selecionados entre HFC134a, HFCl25 e HFCl43a e um aditivo selecionado de um hidrocarboneto saturado ou insaturado ou de uma mistura dos mesmos com ponto de ebulição na faixa de -50 C e + 40 C.
Description
COMPOSIÇÃO REFRIGERANTE
A presente invenção refere-se a composiçõesrefrigerantes. A invenção refere-se particularmente acomposições refrigerantes que não têm nenhum efeito adversono ozônio estratosférico. A invenção também se refere acomposições que se prestam a ser utilizadas nos sistemas derefrigeração e de ar condicionado destinados à utilização deSubstâncias Esgotadoras de Ozônio (SEO) tais como HCFC22(clorodifluorometano) e também para serem utilizadas emequipamentos novos. Estas composições refrigerantes sãocompatíveis com os lubrificantes encontrados geralmente emsistemas de refrigeração e de ar condicionado e também oslubrificantes sintéticos novos (por exemplo, os óleos deéster de poliol).
Embora um cuidado considerável seja tomado paraimpedir o escapamento do refrigerante rumo à atmosfera, emocasiões isto realmente ocorre. Em alguns territórios aemissão dos hidrocarbonetos é regulada para minimizar ageração do ozônio troposférico causada pelo efeito da luzsolar nos hidrocarbonetos misturados com o oxigênio. Paraminimizar a contribuição do hidrocarboneto para a atmosferapelo vazamento de misturas que são o objeto da presenteinvenção, o teor de hidrocarboneto deve ser preferivelmentemenor do que 5%, e mais preferivelmente menor do que 3,5%.
As composições da presente invenção também podemser utilizadas em equipamento destinado a substâncias não-esgotadoras de ozônio.
É bem sabido que os clorofluorocarbonos (CFCs) taiscomo CFC12 e CFC502, e os hidroclorofluorocarbonos tal comoHCFC22, enquanto que são poupadores de energia, não-inflamáveis e de baixa toxicidade, migram para aestratosfera, onde são decompostos pela luz ultravioleta paraatacar a camada de ozônio. É desejável substituir essasSubstâncias Esgotadoras de Ozônio por alternativas não-esgotadoras de ozônio, tais como hidrofluorocarbonos (HFCs)que também são não-inflamáveis, eficientes e de baixatoxicidade. Há seis HFCs principais, a saber, HFC134a, HFC32,HFC125, HFC143a, HFC227ea e HFC152a, os quais, tantoindividualmente quanto misturados em misturas, podemsubstituir CFCs e HCFCs. Embora o HFC134a, o HFC227ea e oHFC152a possam ser utilizados para substituir SEOdiretamente, o HFC32, o HFC143a e o HFC125 são encontradosgeralmente em misturas como substitutos de SEO. No entanto,os HFCs não têm a solubilidade adequada em lubrificantestradicionais tais como óleos minerais e de alquil benzeno, demodo que lubrificantes sintéticos contendo oxigênio foramintroduzidos especificamente para equipamentos novos. Esteslubrificantes novos são caros e higroscópicos.
Misturas de refrigerantes tais como R404A, R507,R410A, R4 07C e outros têm sido comercializadas comosubstitutas de CFCs e HCFCs mas, devido ao fato que essascomposições contêm somente componentes de HFC, elas não podemser utilizadas com os lubrificantes tradicionais encontradosgeralmente em uso com CFCs e HCFCs. Se essas misturas tiveremque ser utilizadas para substituir CFCs e HCFCs emequipamentos existentes, os principais fabricantes deprodutos químicos recomendam que não mais do que 5% dolubrificante tradicional no sistema seja retido de modo queuma mudança virtualmente completa do lubrificante em umlubrificante sintético contendo oxigênio ou um retroajustecompleto possam ser requeridos. Isto é normalmentedispendioso e tecnicamente insatisfatório.
Embora os fabricantes de equipamentos tenhamadaptado as suas unidades para que operem com misturas deHFC, foi verificado que os produtos comercialmentedisponíveis não são tão satisfatórios quanto os CFCs e osHCFCs. Em particular para assegurar o retorno adequado doóleo, os lubrificantes de hidrocarboneto, tal como o óleomineral, foram substituídos por lubrificantes contendooxigênio, principalmente ésteres de poliol e glicóis depolialquileno. Infelizmente, estes materiais são passíveis deabsorver a umidade atmosférica, especialmente durante amanutenção, o que pode contribuir para corrosão e desgasteexcessivos no equipamento. Isto pode reduzir a confiabilidadedo equipamento. Um objetivo da presente invenção consiste naapresentação de misturas de HFC/hidrocarboneto que permitam ouso continuado de óleos de hidrocarboneto em equipamentosexistentes e novos.
Na busca por uma mistura refrigerante que possa serprontamente utilizada para substituir R22 em equipamentosnovos e existentes, é especialmente importante que a novamistura tenha uma capacidade de refrigeração apropriada. Acapacidade deve ser pelo menos 90% daquela do fluido que elaestiver substituindo, mais preferivelmente pelo menos 95%daquela do fluido que estiver substituindo, e maispreferivelmente igual ou maior do que aquela do fluido queestiver substituindo sob condições operacionais similares. Apresente invenção refere-se a composições refrigerantes quetêm capacidades similares a R22 através da faixa deaplicações para ar condicionado e refrigeração detemperaturas altas a baixas onde o R22 é normalmenteencontrado.
Alguns refrigerantes, tal como o R4 07C, têm amplastransições de temperatura (> 4 °C) no evaporador e nocondensador. Os fabricantes de equipamentos, baseados em suaexperiência com fluidos simples de CFC/HCFC ou azeótropos,preferem refrigerantes com baixas transições. Um objetivoadicional da presente invenção é a apresentação de misturasde HFC/hidrocarboneto que podem ser substituídas no lugar demisturas de HCFC 22 e HFC, tal como R407C, a fim de permitiro uso continuado de lubrificantes de hidrocarboneto noequipamento e minimizar as transições de temperatura nostrocadores de calor pela provisão de formulações azeotrópicase quase azeotrópicas.
Vários termos foram utilizados na literatura depatentes para descrever misturas refrigerantes. As seguintesdefinições são tiradas da Norma 34 da American Society ofHeating, Refrigerating & Air Conditioning Engineers (ASHRAE):
Azeótropo: uma mistura azeotrópica é aquela quecontém dois ou mais refrigerantes cujas composições de fasesde vapor e de liquido em equilíbrio são as mesmas a umadeterminada pressão. As misturas azeotrópicas exibem algumasegregação de componentes em outras condições. A extensão dasegregação depende do azeótropo particular e da aplicação.
Temperatura azeotrópica: a temperatura em que asfases de líquido e de vapor de uma mistura têm o mesmofracionamento molar de cada componente em equilíbrio para umapressão específica.
Quase azeótropo: uma mistura zeotrópica com umatransição de temperatura suficientemente pequena que pode sernegligenciada sem erros conseqüentes na análise para umaaplicação específica.
Zeótropo: mistura que compreende componentesmúltiplos de volatilidades diferentes que, quando utilizadaem ciclos de refrigeração, muda a composição volumétrica e astemperaturas de saturação enquanto evaporam (fervem) oucondensam a uma pressão constante.
Transição da temperatura: o valor absoluto dadiferença entre as temperaturas inicial e final de umprocesso de mudança de fases por um refrigerante dentro de umcomponente de um sistema refrigerante, exclusivo de qualquersub-resfriamento ou de superaquecimento. Este termo descrevegeralmente a condensação ou a evaporação de um zeótropo.
A presente invenção refere-se a composiçõesrefrigerantes azeotrópicas e quase zeotrópicas, que não sãoinflamáveis sob todas as condições de fracionamento tal comodefinidas sob a Norma 34 da ASHRAE, e que podem serutilizadas para substituir SEO em uma unidade existente sem anecessidade de mudar o lubrificante ou fazer qualquer mudançasignificativa no hardware do sistema. No equipamento novo, ascomposições refrigerantes permitem o uso continuado de óleosde hidrocarboneto embora a unidade possa ser modificada paraotimizar o desempenho do refrigerante novo, por exemplo, aoselecionar os comprimentos mais apropriados dos tuboscapilares. Onde o ingresso de umidade ou outros problemas sãoexperimentados com óleos contendo oxigênio, as composiçõesnovas permitem que tais óleos sejam substituídos por óleos dehidrocarboneto.
É sabido no estado da técnica que a adição de umapequena quantidade de hidrocarboneto a uma composiçãorefrigerante que contém um HFC ou misturas de HFC poderesultar em hidrocarboneto suficiente sendo dissolvido nolubrificante a ser transportado em torno do sistema de modoque a lubrificação do compressor seja mantida o tempo todo. Éóbvio que, quanto maior o teor de hidrocarboneto dacomposição, maior a capacidade do refrigerante de transportarde volta o lubrificante ao compressor. No entanto, um teordemasiadamente elevado de hidrocarboneto pode conduzir amisturas inflamáveis. Embora os refrigerantes inflamáveissejam aceitáveis em algumas aplicações, a presente invençãorefere-se a composições não inflamáveis para serem utilizadasem equipamentos onde os refrigerantes inflamáveis sãoproibidos. No entanto, não está bem compreendido como seobtém composições não-inflamáveis sob todas as condiçõesincluindo o fracionamento das composições refrigerantes quepode ocorrer durante um vazamento do refrigerante do sistemaou durante a armazenagem. A inflamabilidade em ambas as faseslíquida e gasosa precisa ser levada em consideração.
Nem todos os HFCs são não-inf lamáveis tal comodefinido sob a Norma 34 da ASHRAE. O HFC143a e o HFC32 nãoreceberam uma avaliação não-inflamável feita pela ASHRAE. Apresente invenção refere-se a composições de refrigerantesque cobrem não somente as misturas de HFCs não-inflamáveiscom hidrocarbonetos, mas também as misturas de HFCsinflamáveis, de HFCs não-inflamáveis e de hidrocarbonetos nasproporções selecionadas que são selecionadas de modo quetodas tais composições sejam não-inflamáveis durante ofracionamento enquanto são obtidos efeitos refrigerantessimilares e desempenhos termodinâmicos como as misturas quede SEO e de HFC que elas substituem.
Embora a presente invenção esteja relacionada àscomposições refrigerantes que podem ser utilizadas comlubrificantes tradicionais tais como óleos minerais e dealquilbenzeno, elas também são apropriadas para seremutilizadas com lubrificantes sintéticos contendo oxigênio.
Na formulação de misturas de HFC/hidrocarbonetopara substituir HCFC22 em aplicações especificas, algumasvezes é necessário utilizar um ou mais HFCs de baixo ponto deebulição, com um ou mais HFCs de pontos de ebulição maisaltos. Neste contexto preferido, os HFCs de pontos deebulição mais baixos são o HFC143a e o HFC125, e o HFC deponto de ebulição mais alto é o HFC134a.
Para evitar a inflamabilidade na mistura, ou em umafração gerada por um vazamento, por exemplo, tal comodefinido pela Norma 34 da ASHRAE, a quantidade total dehidrocarboneto deve ser minimizada. Ao mesmo tempo, aquantidade da mistura de hidrocarboneto dissolvida no óleoprecisa ser maximizada para o bom retorno do óleo,especialmente nos locais no circuito onde o óleo está no seuponto mais viscoso, por exemplo, o evaporador. Um doscomponentes de HFC da presente invenção, ou seja, o HFC143a,tem uma classificação de segurança ASHRAE de A2 que torna aquantidade de HFC143a utilizado e a seleção do hidrocarbonetocríticas para a obtenção de uma avaliação não-inflamável deAl para a mistura. Um hidrocarboneto de ponto de ebuliçãomais alto simples, tal como pentano ou iso-pentano, irá seconcentrar na fase líquida. Isto é demonstrado pelos testesde vazamento realizados em uma mistura de HFC134a, HFC125 epentano, tal como mostrado no Exemplo 1.
O programa Refleak do National Institute forStandards & Technology (NIST) - que é amplamente utilizadopara determinar o fracionamento de misturas refrigerantes sobtodas as condições conforme necessário pela Norma 34 daASHRAE - foi executado para as misturas que compreendemHFC134a, HFC143a e R125 com butano e isobutano que produziramos resultados mostrados no Exemplo 2, 0 acúmulo de butano nafase líquida até o final do vazamento era significativo emmais de 60% em comparação ao isobutano em aproximadamente 15%.
O programa Refleak também foi executado para asmisturas que compreendem HFC134a, HFC143a e R125 comisobutano somente, tal como mostrado no Exemplo 3, é mostradoque o acúmulo de isobutano é consideravelmente menor do que ode butano na fase líquida no fracionamento no pior dos casos.Na patente número EP12380 39B1, Roberts ensina a inclusão de2-metil propano (isobutano) nas misturas que contêm HFCsdevido aos problemas de inflamabilidade no fracionamento nopior dos casos. Surpreendentemente, foi verificado que o usode isobutano nas misturas que contêm HFC134a, HFC143a eHFC125 resulta em não-inflamabilidade no fracionamento nopior dos casos sob a Norma 34 da ASHRAE.A presente invenção permite que um HFC inflamáveltal como HFC143a seja utilizado em uma mistura refrigerantenão-inflamável, desse modo incrementando substantivamente oseu desempenho, particularmente a sua capacidade.
De acordo com a presente invenção uma composiçãorefrigerante consiste essencialmente em:
um componente do hidrofluorocarbono que consiste emuma mistura de:
R134a, R125 e R143a
e um aditivo selecionado de um hidrocarbonetosaturado ou insaturado ou uma mistura dos mesmos com ebuliçãona faixa de -50°C e +40°C.
Nas realizações preferidas, a composição consisteem uma mistura do componente de hidrofluorocarbono e nocomponente de hidrocarboneto de modo que nenhuma quantidadesubstancial de quaisquer outros componentes ou outros gasesesteja presente.
Em uma outra realização preferida, o hidrocarbonetoestá presente em uma quantidade de 0,1% a 5% e em que acomposição é não-inflamável quando completamente na fase devapor.
Em uma outra realização preferida, o hidrocarbonetoestá presente em uma quantidade de 0,1 a 5% e em que quando acomposição está em um recipiente onde ambos o vapor e olíquido estão presentes, nem a fase de vapor nem a fase delíquido é inflamável.
As adições de hidrocarboneto podem ser selecionadasdo grupo que consiste em 2-metilpropano, propano, 2,2-dimetilpropano, n-butano, 2-metilbutano, ciclopentano,hexano, etano, 2-metilpentano, 3-metilpentano, 2,2-dimetilbutano, metilciclopentano, propeno, n-buteno,isobuteno, e as misturas destes.
Em uma realização adicional, uma composiçãorefrigerante que pode encontrar aplicação para substituir R22compreende:
(i) de aproximadamente 10 a 35 por cento em peso deHFC134a, pref erivelmente de 10 a 25 por cento em peso deHFC134a; e
(ii) de aproximadamente 30 a 79,9 por cento em pesode HFC125, preferivelmente de 46 a 74,7 por cento em peso deHFCl25; e
(iii) de aproximadamente 10 a 30 por cento em pesode HFC143a, pref erivelmente de 15 a 25 por cento em peso deHFC143a; e
(iv) de aproximadamente 0,1 a 5 por cento em pesode butano ou isobutano ou propano, preferivelmente de 0,3 a 4por cento em peso de butano ou isobutano ou propano.
Em uma realização adicional, uma composiçãorefrigerante que pode encontrar aplicação para substituir R22compreende:
(i) de aproximadamente 10 a 35 por cento em peso deHFC134a, preferivelmente de 10 a 25 por cento em peso, e maispreferivelmente de 15 a 20 por cento em pesos de HFC134a; e
(ii) de aproximadamente 25 a 79,8 por cento em pesode HFC125, preferivelmente de 42 a 74,4 por cento em peso deHFC125, e mais preferivelmente de 53 a 67,4 por cento em pesode HFC125; e
(iii) de aproximadamente 10 a 3 0 por cento em pesode HFC143a, pref erivelmente de 15 a 25 por cento em peso deHFC143a, e mais preferivelmente de 17 a 22 por cento em pesode HFC143a; e
(iv) misturas de butano de aproximadamente 0,1 a 5por cento em peso de isobutano, de aproximadamente 0,1 a 5por cento em peso, ou misturas de butano (0,1 a 5%) e deisopentano (0,1 a 5%) ou misturas de butano (0,1 a 5%) e depropano (0,1 a 5%) ou misturas de isobutano (0,1 a 5%) e depropano (0,1 a 5%), preferivelmente de 0,3 a 4 por cento empeso de misturas de butano (0,3 a 4%) e de isobutano (0,3 a4%) ou misturas de butano (0,3 a 4%) e de isopentano (0,3 a4%) ou misturas de butano (0,3 a 4%) e de propano (0,3 a 4%)ou misturas de isobutano (0,3 a 4%) e de propano (0,3 a 4%),mais preferivelmente uma mistura de 0,3 a 3 por cento em pesoisobutano e de 0,3 a 2 por cento em peso de propano ou umamistura de 0,3 a 3 por cento em peso de butano e de 0,3 a 2por cento em peso de propano.
Em uma realização adicional, uma composiçãorefrigerante que pode encontrar aplicação para substituir R22compreende:
(i) de aproximadamente 10 a 35 por cento em peso deHFC134a, preferivelmente de 10 a 25 por cento em peso deHFC134a; e
(ii) de aproximadamente 20 a 79,7 por cento em pesode HFC125, preferivelmente de 38 a 74,1 por cento em peso deHFCl25; e
(iii) de aproximadamente 10 a 3 0 por cento em pesode HFC143a, preferivelmente de 15 a 25 por cento em peso deHFC14 3a; e
(iv) misturas de butano de aproximadamente 0,1 a 5por cento em peso e de isobutano de aproximadamente 0,1 a 5por cento em peso, e de propano de aproximadamente 0,1 a 5por cento em peso, de preferivelmente de 0,3 a 4 por cento empeso de misturas de butano (0,3 a 4%) e de isobutano (0,3 a 4 %) e de propano (0,3 a 4 %) .
Uma composição que pode encontrar aplicação como umsubstituto para R22 consiste essencialmente em:
R134a 16%
R125 60%
R143a 21%
Isobutano 2%Propano 1%
Ainda uma outra composição que pode encontraraplicação como um substituto para R22 consiste essencialmenteem:
R134a 16%
R125 60%
R143a 21%
Butano 2%
Propano 1%
Uma composição preferida consiste essencialmenteem:
R134a 10 a 35%
R125 79,9a 30%
R143a 10 a 30%
Butano 0,1 a 5%
Uma composição preferida consiste essencialmenteem:
R134a 10 a 25%
R125 74,7 a 46%
R143a 15 a 25%
Butano 0,3 a 4%
Uma composição preferida consiste essencialmente
em:
R134a 10 a 35%
R125 79,9 a 30%
R143a 10 a 30%
Isobutano 0,1 a 5%
Uma composição preferida consiste essencialmenteem:
R134a 10 a 25%
R125 74,7 a 46%
R143a 15 a 25%
Isobutano 0,3 a 4%Uma composição preferida consiste essencialmenteem:
R134a 10 a 35%
R125 79,9 a 30%
R143a 10 a 30%
Propano 0,1 a 5%
Uma composição preferida consiste essencialmenteem:
R134a 10 a 25%
R125 74,7 a 46%
R143a 15 a 25%
Propano 0,3 a 4 %
Uma composição preferida consiste essencialmenteem:
R134a 10 a 35%
R125 79,8 a 25%
R143a 10 a 30%
Butano 0,1 a 5%
Isobutano 0,1 a 5%
Uma composição preferida consiste essencialmenteem:
R134a 10 a 25%
R125 74,4 a 42%
R143a 15 a 25%
Butano 0,3 a 4%
Isobutano 0,3 a 4%
Uma composição preferida consiste essencialmenteem:
R134a 10 a 35%
R125 79,8 a 25%
R143a 10 a 30%
Butano 0,1 a 5%
Isopentano 0,1 a 5%Uma composição preferida consiste essencialmenteem:
R134a 10 a 25%
R125 74,4 a 42%
R143a 15 a 25%
Butano 0,3 a 4 %
Isopentano 0,3 a 4%
Uma composição preferida consiste essencialmenteem:
R134a 10 a 35%
R125 79,8 a 25%
R143a 10 a 30%
Butano 0,1 a 5%
Propano 0,1 a 5%
Uma composição preferida consiste essencialmenteem:
R134a 10 a 25%
R125 74,4 a 42%
R143a 15 a 25%
Butano 0,3 a 4%
Propano 0,3 a 4 %
Uma composição preferida consiste essencialmenteem:
R134a 10 a 35%
R125 79,8 a 25%
R143a 10 a 30%
Isobutano 0,1 a 5%
Propano 0,1 a 5%
Uma composição preferida consiste essencialmenteem:
R134a 10 a 25%
R125 74,4 a 42!
R143a 15 a 25%em:
<table>table see original document page 15</column></row><table>
Uma composição preferida consiste essencialmente
<table>table see original document page 15</column></row><table>
Uma composição preferida consiste essencialmenteem:
<table>table see original document page 15</column></row><table>
Uma composição preferida consiste essencialmenteem:
<table>table see original document page 15</column></row><table>
Uma composição preferida consiste essencialmenteem:
<table>table see original document page 15</column></row><table>
Uma composição preferida consiste essencialmenteem:
R134a 16%
R125 60%
R143a 21%
Isobutano 2%
Propano 1%
Uma composição preferida consiste essencialmente
em:
R134a 16%
R125 60%
R143a 21%
Butano 2%
Propano 1%
Em uma realização, o isobutano está presente em umaquantidade de 0,6% a 4% e em que, quando a composição está emum recipiente onde ambos o vapor e o líquido estão presentes,nem a fase de vapor nem a fase líquida é inflamável.
Em uma segunda realização preferida, ohidrocarboneto está presente em uma quantidade de 0,6 a 3,5%.
Em uma realização particularmente preferida, umacomposição refrigerante que pode encontrar aplicação parasubstituir R22 compreende:
R134a 15,7%
R125 63%
R143a 18%
Butano 3,3%
Ainda uma outra composição preferida que podeencontrar aplicação como um substituto para R22 consisteessencialmente em:
R134a 15,8%
R125 63%
R143a 18%
Isobutano 3,2%Uma outra composição refrigerante preferidacompreende:
R134a 15,9%
R125 63%
R143a 18%
Isobutano 3,1%
Uma composição refrigerante preferida compreende:
R134a 16%
R125 63%
R143a 18%
Isobutano 3%
Uma outra composição refrigerante preferidacompreende:
R134a 16,1%
R125 63%
R143a 18%
Isobutano 2,9%
Ainda uma outra composição refrigerante preferidacompreende:
R134a 16,2%
R125 63%
R143a 18%
Isobutano 2,8%
Uma outra composição refrigerante preferidaadicional compreende:
R134a 16,3%
R125 63%
R143a 18%
Isobutano 2,7%
Uma outra composição refrigerante preferidacompreende:
R134a 16,4%
R125 63%<table>table see original document page 18</column></row><table>
Ainda uma outra composição refrigerante preferidacompreende:
<table>table see original document page 18</column></row><table>
Ainda uma outra composição refrigerante preferidacompreende:
<table>table see original document page 18</column></row><table>
Ainda uma outra composição refrigerante preferidacompreende:
<table>table see original document page 19</column></row><table>
Ainda uma outra composição refrigerante preferidacompreende:
<table>table see original document page 19</column></row><table>
Ainda uma outra composição refrigerante preferidacompreende:
<table>table see original document page 19</column></row><table>R143a 16%
Isobutano 2,5%
Uma outra composição refrigerante preferida compreende:
R134a 15, 7%
R125 67%
R143a 14%
Butano 3,3%
Ainda uma outra composição refrigerante preferidacompreende:
R134a 15, 8%
R125 67%
R143a 14%
Isobutano 3%
Ainda uma outra composição refrigerante preferidacompreende:
R134a 15, 9%
R125 67%
R143a 14%
Isobutano 3, 1%
Uma outra composição refrigerante preferida
compreende:
R134a 16%
R125 67%
R143a 14%
Isobutano 3%
Uma outra composição refrigerante preferidacompreende:
R134a 16,1%
R125 67%
R143a 14%
Isobutano 2, 9%
Ainda uma outra composição refrigerante preferidacompreende:
R134a 16, 2%
R125 67%
R143a 14%
Isobutano 2,8%
Ainda uma outra composição refrigerante preferidacompreende:
R134a 16, 3%
R125 67%
R143a 14%
R134a 2,7%
Uma outra composição refrigerante preferidacompreende:
R134a 16, 4%
R125 67%
R143a 14%
Isobutano 2,6%
Uma outra composição refrigerante preferida compreende:
R134a 16, 5%
R125 67%
R143a 14%
Isobutano 2,5%
As porcentagens e outras proporções indicadas nesterelatório descritivo são em peso, a menos que esteja indicadode alguma outra maneira, e são selecionadas para totalizar100% dentro das faixas apresentadas.
A invenção também é descrita por meio de exemplos,mas não em um sentido limitador. As seguintes abreviaturassão empregadas.
CF - Composição de mistura Conforme Formulada
FPC - A Formulação no Pior dos Casos: a FPC édefinida como a composição que contém os componentesinflamáveis mais elevados (porcentagem) dentro da faixa detolerância de manufatura e a quantidade mais baixa decomponente não-inflamável.
FFPC - A Formulação Fracionada no Pior dos Casos:quando uma mistura passa por um vazamento de um conjunto ousistema, um ou mais componentes inflamáveis podem seconcentrar nas fases líquida ou de vapor devido aofracionamento. A fim de avaliar corretamente o risco possívelde inflamabilidade de uma mistura, a composição da formulaçãono pior dos casos (FPC) é submetida a um teste de vazamentopadrão tal como especificado pelo protocolo 34 da ASHRAE.
Este teste de vazamento pode ser experimental ou simulado aoutilizar um programa de computador tal como Refleak da NIST.
Exemplo 1
Uma mistura que contem 88% de R134a, 10% de R125 e2% de pentano foi colocada para passar por um vazamento dafase do vapor de um cilindro sob condições isotérmicas. 0peso do cilindro foi monitorado e as fases líquida e de vaporforam analisadas através de cromatografia de gás-líquido. Aprimeira análise foi feita após uma perda de refrigerante de2%. Cada análise subseqüente foi feita depois que 10% dorefrigerante restante no cilindro tinham vazado, tal comomostrado na Tabela 1. A experiência foi continuada até quenenhum líquido permaneceu no cilindro.
Tabela 1<table>table see original document page 23</column></row><table>
Exemplo 2
Uma mistura com uma composição de CF de 63% deR125, 18% de 143a, 15,7% de R134a e 3,3% de isobutano tem umacomposição de FPC de 62% de R125, 18,9% de R143a, 15,7% deR134a e 3,4% de isobutano. 0 programa Refleak da NIST foiutilizado para calcular o fracionamento desta mistura de FPCpara vazamentos isotérmicos de uma fase de vapor a 540C e -34°C. As composições de FFPC sob estas condições sãomostradas na Tabela 2.
Tabela 2
<table>table see original document page 24</column></row><table>
Exemplo 3
Uma mistura com uma composição do CF de 63% R125,18% de 143a, 16% de R134a, 0,6% de butano e 2,4% de isobutanotem uma composição de FPC de 62% de R125, 18,8% de R143a, 16%de R134a, 0,7% de butano e 2,5% de isobutano. O programaRefleak da NIST foi utilizado para calcular o fracionamentodesta mistura de FPC para vazamentos isotérmicos de uma fasede vapor a 54°C e -34,4°C. As composições de FFPC sob estascondições são mostradas na Tabela 3.
Tabela 3
<table>table see original document page 24</column></row><table>Exemplo 4
Misturas de R125, R143a, R134a e R600a foramavaliadas em um aparelho de ar condicionado hermético ousemi-hermético típico ao empregar o programa CYCLE D da NIST.
<table>table see original document page 25</column></row><table>
Os resultados da análise dos desempenhos em umaunidade de ar condicionado ao utilizar estes parâmetrosoperacionais são mostrados na Tabela 4, mais R22 para acomparação.<table>table see original document page 27</column></row><table>Exemplo 5
Misturas de R125, R143a, R134a e R600a foramavaliadas em uma unidade de refrigeração de compressor abertotípica ao empregar o programa CYCLE D da NIST.
<table>table see original document page 28</column></row><table>
Os resultados da análise dos desempenhos em umaunidade de refrigeração ao utilizar estes parâmetrosoperacionais são mostrados na Tabela 5, mais R22 e R502 paraa comparação.<table>table see original document page 30</column></row><table>
Claims (14)
1. COMPOSIÇÃO REFRIGERANTE, caracterizada pelofato de consistir essencialmente em um componente dohidrofluorocarbono que consiste em:R134a 25 a 10%R125 30 a 79, 9%R143a 10 a 30%e um aditivo de hidrocarbonoeto presente em umaquantidade de 0,6 a 4% e que consiste em um ou dois compostosselecionados do grupo que consiste em: 2-metilpropano,propano, 2,2-dimetilpropano, n-butano, propeno, n-buteno eisobuteno;sendo que a composição, quando pode vazar sob ascondições especificadas pelo padrão 34 da ASHRAE não gera umamistura de líquido ou vapor com um teor de hidrocarboneto demais de 5% em peso,
2. COMPOSIÇÃO REFRIGERANTE, de acordo com areivindicação 1, caracterizada pelo fato de consistiressencialmente em:R134a 14 a 17%R125 71,4 a 59%R143a 14 a 20%Isobutano 0,6 a 4%
3. COMPOSIÇÃO REFRIGERANTE, de acordo com areivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o componentede hidrofluorocarbono consiste essencialmente em:R134a 14 a 16%R125 60,2 a 69,2%R143a 16,2 a 19,8%
4. COMPOSIÇÃO REFRIGERANTE, de acordo com areivindicação 1, caracterizada pelo fato de consistiressencialmente em:R134a 16,2%<table>table see original document page 32</column></row><table>
5. COMPOSIÇÃO REFRIGERANTE, de acordo com areivindicação 1, caracterizada pelo fato de consistiressencialmente em uma das seguintes composições: <table>table see original document page 32</column></row><table><table>table see original document page 33</column></row><table><table>table see original document page 34</column></row><table><table>table see original document page 35</column></row><table>
6. COMPOSICAO REFRIGERANTE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de consistiressencialmente em: <table>table see original document page 35</column></row><table>
7. COMPOSIÇÃO REFRIGERANTE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de consistiressencialmente em: <table>table see original document page 35</column></row><table>
8. COMPOSIÇÃO REFRIGERANTE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de consistiressencialmente em: <table>table see original document page 35</column></row><table>R125 79,8 a 25%R143a 10 a 30%Butano 0,1 a 5%Isobutano 0,1 a 5%
9. COMPOSIÇÃO REFRIGERANTE, de acordo com areivindicação 1, caracterizada pelo fato de consistiressencialmente em:R134a 10 a 25%R125 74,4 a 42%R143a 15 a 25%Butano 0,3 a 4%Isobutano 0,3 a 4%
10. COMPOSIÇÃO REFRIGERANTE, de acordo comqualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelofato de que, quando pode escapar sob as condiçõesespecificadas pelo padrão 34 da ASHRAE, não gera uma misturade líquido ou vapor com um teor de hidrocarboneto de mais de 4% em peso.
11. COMPOSIÇÃO REFRIGERANTE, de acordo comqualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelofato de que a porcentagem em peso de hidrocarboneto não variaem mais de 0,5% quando a composição sob vapor isotérmico vazaa 23°C.
12. COMPOSIÇÃO REFRIGERANTE, de acordo comqualquer reivindicação precedente, caracterizado pelo fato deser utilizado em uma unidade de ar condicionado ou derefrigeração com um lubrificante contendo mineral ou um óleode alquilbenzeno, hidrocarboneto sintético ou o oxigêniosintético.
13. COMPOSIÇÃO REFRIGERANTE, de acordo comqualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelofato de ser utilizado em uma unidade de ar condicionado ou derefrigeração em que o lubrificante é uma mistura delubrificantes contendo hidrocarboneto e oxigênio.
14. COMPOSIÇÃO REFRIGERANTE, de acordo comqualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelofato de ser utilizado em uma unidade de refrigeração em que olubrificante é uma mistura de lubrificantes contendohidrocarboneto e oxigênio.
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