ES2333193B1 - Composicion util como fluido refrigerante y su uso en un sistema de transferencia de calor. - Google Patents
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Abstract
Composición útil como fluido refrigerante y su
uso en un sistema de transferencia de calor.
La invención se refiere a una composición útil
como fluido refrigerante que comprende del 60 al 75% en peso del
agente refrigerante pentafluoroetano (R-125); del 15
al 30% en peso del agente refrigerante
1,1-difluoroetano (R-152a); del 2 al
15% en peso de un agente refrigerante seleccionado de un primer
grupo formado por 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropano
(R-227ea) y 1,1,1,2-tetrafluoroetano
(R-134a) o una mezcla de ambos; y del 0 al 4% en
peso de otro agente refrigerante seleccionado de un segundo grupo
formado por dimetiléter (DME) y propano (R-290) o
una mezcla de ambos. La invención se refiere también al uso de dicha
composición en un sistema de transferencia de calor.
Description
Composición útil como fluido refrigerante y su
uso en un sistema de transferencia de calor.
La presente invención se refiere a una
composición refrigerante, adaptada para ser usada como sustituto
del monoclorodifluorometano ó R-22. La invención
también se refiere a sistemas de refrigeración que comprenden tal
composición.
En los sistemas de refrigeración, o de forma más
genérica de transferencia de calor, se ha venido utilizando como
fluido refrigerante el monoclorodifluorometano
(R-22) que, por tratarse de un
hidrofluoroclorocarburo, resulta dañino para el medio ambiente
debido a su reactividad con el ozono de la capa estratosférica de la
atmósfera terrestre.
Debido a su actividad como agente destructor de
la capa de ozono, el R-22 deberá ser sustituido
totalmente en todos aquellos dispositivos y procedimientos en los
que es utilizado. Por ello, la industria ha desarrollado compuestos
y mezclas alternativas al mismo, tal como el
R-407c, que es una mezcla que comprende
1,1,1,2-tetrafluoroetano (52%), pentafluoroetano
(25%) y difluorometano (23%). Sin embargo, los aceites empleados en
los actuales sistemas de refrigeración son inmiscibles con esta
mezcla (R-407c). Con la finalidad de evitar este
problema de inmiscibilidad, la industria ha desarrollado nuevos
aceites a base de poliol-ester. Sin
embargo, dichos nuevos lubricantes son diez veces más higroscópicos
que los empleados con R-22.
Resulta altamente interesante la obtención de
mezclas refrigerantes que puedan trabajar con los lubricantes
tradicionales presentes en los sistemas que trabajan con
R-22 y que tengan un comportamiento similar a este
último.
Actualmente, las mezclas refrigerantes
existentes en el mercado, como el R-407c, no
presentan las características físico-químicas del
R-22 en todos sus campos de aplicación, puesto que
se comportan diferentemente a distintas temperaturas. Ello conlleva
que, en función de la aplicación, el R-22 deba ser
sustituido por mezclas distintas.
Mezclas o composiciones refrigerantes
sustitutivas de R-22 y aplicables directamente con
los aceites naturales o típicos de los sistemas de refrigeración,
son las descritas en el documento EP1184438 Al, donde se presentan
composiciones que contienen R-125
(pentafluoroetano), R-134a
(1,1,1,2-tetrafluoroetano) y DME (dimetiléter) que
son aplicables. Estos productos no se encuentran en la actualidad
en el mercado debido a que tienen un GLIDE (Deslizamiento de
temperatura) muy grande y no pueden sustituir una misma composición
tal y como R-22 en todas las condiciones, es decir
alta, media y baja temperatura, por lo que se necesitan varios
productos (diferentes composiciones) para cada rango de
temperaturas.
Otro ejemplo de composición sustitutiva de
R-22 aparece descrito en la solicitud WO2006038766.
En este documento se detallan mezclas refrigerantes de
R-290 (propano), R-134a
(1,1,1,2-tetrafluoroetano) y R-152a
(1,1-difluoroetano).
Sin embargo, estas composiciones del estado de
la técnica no tienen el mismo comportamiento que el
R-22, por lo que no pueden servir como sustitutorias
en todo el rango de temperaturas a las que pueden trabajar los
sistemas operables con R-22. De hecho, en la
solicitud de patente WO2006038766 arriba indicada, se citan
numerosos productos, los cuales pueden ser usados en una composición
refrigerante. Algunos de ellos son inflamables, así como sus
mezclas, por lo que si no se especifica qué mezcla concreta de
productos está propuesta, no se puede asegurar que ésta no sea
inflamable, así como no se puede conocer cual es el GLIDE de la
mezcla propuesta, o los rendimientos y potencias frigoríficas
obtenidos con dicha mezcla.
Existe por tanto en el estado de la técnica la
necesidad de formular una mezcla refrigerante alternativa al
R-22 que no resulte perjudicial por la capa de
ozono, que sea compatible con los aceites lubricantes utilizados con
el R-22; y que pueda ser usada en toda la gama de
temperaturas en la que era aplicable el R-22 y con
rendimientos equivalentes.
De la investigación exhaustiva y de un modo
sorprendente, se han descubierto nuevas composiciones refrigerantes,
que por el hecho de contener R-152 rebajan el
factor GWP (Global Warming Potencial), factor que representa uno de
los parámetros mas deseados en los nuevos productos. Además, este
factor esta intrínsecamente unido al rendimiento energético en
función de la fuente de producción eléctrica, por lo que el
rendimiento de la mezcla es asimismo un factor deseable e
imprescindible. Las mezclas propuestas tienen rendimientos parecidos
al R-22 en todos los campos, alta, media y baja
temperatura. En el estado actual de la técnica, no existe en el
mercado ningún producto polivalente, con rendimiento igual al
R-22 que lo pueda reemplazar.
Se ha formulado una composición que comprende
del 60 al 75% en peso del agente refrigerante pentafluoroetano
(R-125); del 15 al 30% en peso del agente
refrigerante 1,1-difluoroetano
(R-152a); del 2 al 15% en peso de un agente
refrigerante seleccionado de un primer grupo formado por
1,1,1,2,3,3,3-Heptafluoropropano
(R-227ea) y 1,1,1,2-tetrafluoroetano
(R-134a) o una mezcla de ambos; y del 0 al 4% en
peso de otro agente refrigerante seleccionado de un segundo grupo
formado por dimetiléter (DME) y propano (R-290) o
una mezcla de ambos.
Según otra característica de la invención, la
composición comprende del 65 al 75% en peso de
R-125; del 15 al 30% en peso de
R-152a; del 2 al 10% en peso de un agente
refrigerante seleccionado de un primer grupo formado por
R-227ea y R-134a o una mezcla de
ambos; y del 0 al 4% en peso de otro agente refrigerante
seleccionado de un segundo grupo formado por DME y propano
(R-290) o una mezcla de ambos.
Según una variante de la composición, la misma
comprende como agente refrigerante del primer grupo el compuesto
R-227ea.
Según otra variante de la composición, la misma
comprende como agente refrigerante del primer grupo el compuesto
R-134a.
Según otra variante de la composición, la misma
comprende como agente refrigerante del primer grupo una mezcla de
los compuestos R227ea y R-134a.
La composición, objeto de la invención, se
caracteriza porque comprende como agente refrigerante del segundo
grupo dimetiléter (DME).
Según otra variante de la composición, la misma
comprende como agente refrigerante del segundo grupo el compuesto
propano (R-290).
Según otra variante de la composición, la misma
comprende como agente refrigerante del segundo grupo una mezcla de
los compuestos DME y R-290.
Es también objeto de la invención una
composición que consiste esencialmente en un 70% en peso de
R-125; un 20% en peso de R-152a; un
7% en peso de R-227ea y un 3% en peso de DME.
Según otra característica de la invención, la
composición consiste esencialmente en un 68% en peso de
R-125; un 24% en peso de R-152a; un
5% en peso de R-227ea y un 3% en peso de DME.
La composición objeto de la invención está
caracterizada porque consiste esencialmente en un 70% en peso
de
R-125; un 22% en peso de R-152a; un 5% en peso de R-227ea y un 3% en peso de DME.
R-125; un 22% en peso de R-152a; un 5% en peso de R-227ea y un 3% en peso de DME.
Según otra característica de la invención la
composición consiste esencialmente en un 67% en peso de
R-125, un 15% en peso de R-152a; un
15% en peso de R-134a; y un 3% en peso de DME.
Otro objeto de la presente invención es el uso
de una composición según se ha descrito anteriormente como fluido
refrigerante sustituto del R-22 en un sistema de
transferencia de calor.
La presente invención tiene por objeto un
sistema de transferencia de calor, adaptado para
R-22, que comprende una composición según se ha
descrito anteriormente.
Concretamente, los sistemas de transferencia de
calor corresponden a sistemas frigoríficos y sistemas de
acondicionamiento de aire con bombas de calor, siendo preferidos
los sistemas de acondicionamiento de aire.
Con la finalidad de ilustrar mejor las ventajas
y propiedades de la composición objeto de la invención, se adjuntan
a modo de ejemplos no limitativos, unas gráficas de presión en las
que se representa, a distintas temperaturas, cuál es la presión de
vapor, comparándose el mismo rango con los datos obtenidos con
monoclorodifluorometano (R-22). Así, en dichas
gráficas o diagramas de dependencia
presión-temperatura:
La Fig. 1 muestra el comportamiento de una
composición según la invención;
La Fig. 2 corresponde al mismo tipo de gráfico
que el de la Fig. 1 pero con una composición según una primera
invención alternativa;
La Fig. 3 corresponde al mismo tipo de gráfico
que el de la Fig. 1 pero con una composición según una segunda
invención alternativa;
La Fig. 4 corresponde al mismo tipo de gráfico
que el de la Fig. 1 pero con una composición según una tercera
invención alternativa.
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También se adjuntan a modo de ejemplos no
limitativos, unas gráficas de las potencias frigoríficas,
caloríficas y absorbidas obtenidas con dos tipos de instalaciones
diferentes y en diferentes condiciones de temperaturas exteriores e
interiores utilizando algunas composiciones refrigerantes según la
invención y comparándose el mismo rango con los datos obtenidos con
el monoclorodifluorometano (R-22).
Así, en dichas gráficas de dependencia
potencia-temperatura:
La Fig. 5 muestra las potencias frigoríficas de
una instalación de aire acondicionado con bomba de calor, obtenidas
con dos composiciones según la invención y con el R22 en función de
las temperaturas interiores y exteriores en condiciones de
verano;
La Fig. 6 muestra las potencias absorbidas de
una instalación de aire acondicionado con bomba de calor, obtenidas
con dos composiciones según la invención y con el R22 en función de
las temperaturas interiores y exteriores en condiciones de
verano;
La Fig. 7 muestra las potencias frigoríficas de
una instalación de aire acondicionado con bomba de calor, obtenidas
con dos composiciones según la invención y con el R22 en función de
las temperaturas interiores y exteriores en condiciones de
invierno;
La Fig. 8 muestra las potencias absorbidas de
una instalación de aire acondicionado con bomba de calor, obtenidas
con dos composiciones según la invención y con el R22 en función de
las temperaturas interiores y exteriores en condiciones de
invierno;
La Fig. 9 muestra las potencias frigoríficas
obtenidas con dos composiciones según la invención y con el R22 con
una instalación de refrigeración con agua glicolada y aire en el
condensador en función de temperaturas exteriores entre 15ºC y 35ºC
y de temperaturas de glicol entre 0ºC y -30ºC; y
La Fig. 10 muestra las potencias absorbidas
obtenidas con dos composiciones según la invención y con el R22 con
una instalación de refrigeración con agua glicolada y con aire en
el condensador en función de temperaturas exteriores entre 15ºC y
35ºC y de temperaturas de glicol entre 0ºC y -30ºC.
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Con la finalidad de ilustrar el comportamiento
de las composiciones refrigerantes, objeto de la invención, a
continuación se describen las composiciones preferidas y las
características físico-químicas de las mismas.
Así, una composición que comprende del 60 al 75%
en peso de pentafluoroetano (R-125); del 15 al 30%
en peso de R-152a
(1,1-difluoroetano); del 2 al 15% en peso de un
agente refrigerante seleccionado de un primer grupo formado por
1,1,1,2,2,3,3,3-heptafluoropropano
(R-227ea) y 1,1,1,2-tetrafluoroetano
(R-134a) o una mezcla de ambos; y del 0 al 4% en
peso de otro agente refrigerante seleccionado de un segundo grupo
formado por DME y propano o una mezcla de ambos, se obtiene
añadiéndose cada uno de los compuestos que integran la mezcla, por
orden de menor a mayor presión de vapor, en un recipiente que
presenta vacío absoluto (< 1 mbar). El citado depósito se coloca
sobre una báscula contrastada para poder pesar de manera precisa la
cantidad de compuesto añadido en cada paso.
En los Ejemplos adjuntos se detallan algunas de
las composiciones preferidas.
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Se preparan 500 Kg de la mezcla en la que los
compuestos R-125, R-152a,
R-227ea y DME están presentes en las siguientes
proporciones en peso 70% de R-125, 20% de
R-152a, 7% de R-227ea y 3% de DME.
Para ello, se dispone un reactor sobre una báscula contrastada y se
establece una presión de 0,5 mbar. A continuación se introducen los
compuestos antes citados por bombeo en función de su presión de
vapor (de menor a mayor), esto es, en el siguiente orden:
R-227ea, R-152a, DME y
R-125.
Una de las composiciones preferidas es la
correspondiente a este Ejemplo 1. Esta mezcla del Ejemplo 1
presenta una presión de vapor de 9,1 bar (9,5 x 10^{5} Pa) a 20ºC
y tiene una densidad a 20ºC de 1220 Kg/m^{3} en estado líquido y
una densidad de 35,5 Kg/m^{3} en estado gaseoso a 20ºC. El calor
latente a 0ºC es de 207 KJ/Kg.
Según puede apreciarse en la Fig. 1, la mezcla
del Ejemplo 1 presenta propiedades físicas y termodinámicas
comparables a las de R-22. En esta Fig. 1, se ha
representado a las distintas temperaturas de trabajo, cuál es la
presión de vapor de la composición del Ejemplo 1 (marcas rómbicas)
y se ha comparado con las presiones de vapor del
R-22 a las mismas temperaturas (marcas cuadradas).
Estos resultados se han obtenidos empíricamente. La coincidencia de
las curvas denota un comportamiento paralelo entre las
composiciones.
De igual modo que en el Ejemplo 1, se preparan
500 Kg de una mezcla refrigerante con las siguientes proporciones en
peso finales: 68% de R-125, 24% de
R-152a, 5% de R-227ea y 3% de DME.
Esta mezcla del Ejemplo 2 tiene una densidad a 20ºC de 1208
Kg/m^{3} en estado líquido y una densidad de 34,5 Kg/m^{3} en
estado gaseoso a 20ºC. El calor latente a 0ºC es de 214 KJ/Kg.
La mezcla obtenida presenta unas presiones de
vapor mostradas en la Fig. 2. La mezcla del Ejemplo 2 presenta
propiedades físicas y termodinámicas comparables a las de
R-22. En esta Fig. 2, se ha representado a las
distintas temperaturas de trabajo cuál es la presión de vapor de la
composición del Ejemplo 2 (marcas rómbicas) y se ha comparado con
las presiones de vapor del R-22 a las mismas
temperaturas (marcas cuadradas). La coincidencia de las curvas
denota otra vez este comportamiento paralelo entre las
composiciones.
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De igual modo que en el Ejemplo 1, se preparan
500 Kg de una mezcla refrigerante con las siguientes proporciones en
peso finales: 70% de R-125, 22% de
R-152a, 5% de R-227ea y 3% de DME.
Esta mezcla del Ejemplo 3 tiene una densidad a 20ºC de 1210
Kg/m^{3} en estado líquido y una densidad de 35 Kg/m^{3} en
estado gaseoso a 20ºC. El calor latente a 0ºC es de 210 KJ/Kg.
La mezcla obtenida presenta unas presiones de
vapor según se puede apreciar en la Fig. 3. La mezcla del Ejemplo 3
presenta propiedades físicas y termodinámicas comparables a las de
R-22. En esta Fig. 3, se ha representado a las
distintas temperaturas de trabajo cuál es la presión de vapor de la
composición del Ejemplo 3 (marcas rómbicas) y se ha comparado con
las presiones de vapor del R-22 a las
mismas temperaturas (marcas cuadradas). La coincidencia de las
curvas denota de nuevo este comportamiento paralelo entre
composiciones.
\vskip1.000000\baselineskip
Siguiendo también el mismo esquema procedimental
que en los ejemplos anteriores, se preparan 500 Kg de una
composición que contenía un 67% de R-125; un 15% de
R-152a; un 15% de R-134a y un 3% de
DME. Esta mezcla del Ejemplo 4 tiene una densidad a 20ºC de 1220
Kg/m^{3} en estado líquido y una densidad de 35,5 Kg/m^{3} en
estado gaseoso a 20ºC. El calor latente a 0ºC es de 195 KJ/Kg.
Se determinan empíricamente las presiones de
vapor de la mezcla a distintas temperaturas y seguidamente se
comparan los valores obtenidos con aquellos propios del
R-22. Según se muestra en la Fig. 4, donde se han
representado las presiones de vapor a distintas temperaturas de una
composición según este Ejemplo 4 (marcas rómbicas) y los mismos
datos para R-22 (marcas cuadradas), el
comportamiento de dicha mezcla del Ejemplo 4 es idéntico al del
R-22, por lo que resulta una composición apta para
ser utilizada en los sistemas de refrigeración que contienen el
R-22 que debe sustituirse.
Todas estas mezclas de los Ejemplos 1 a 4 se
comportan como un refrigerante casi azeotrópico y presentan un
deslizamiento ("glide" o rango de temperaturas de evaporación)
del orden de 1ºC a 4ºC en función de la temperatura de trabajo. Como
es sabido, si existe un deslizamiento significa que la mezcla tiene
un rango de temperatura de evaporación en lugar de un punto
(temperatura) de evaporación. Dicho deslizamiento reduce la
eficiencia refrigerante. El valor observado en las composiciones de
la invención está muy por debajo de los de otras mezclas
sustitutorias de R-22, tal como el
R-407c, que presenta un deslizamiento del orden de
6ºC.
Debe destacarse que las composiciones de la
invención presentan una reactividad nula con el ozono y son
compatibles con los aceites que se emplean en los sistemas
adaptados para trabajar con R-22.
De hecho, todas las composiciones de acuerdo con
la invención mantienen un comportamiento mimético con el
R-22 en todo el rango de temperaturas de aplicación,
tal como se ha ilustrado anteriormente.
Para efectuar la sustitución del
R-22 en un sistema de refrigeración o aire
acondicionado por una de las mezclas descritas, no es necesario
realizar ninguna modificación en las instalaciones, únicamente debe
contemplarse que el filtro de secado sea compatible con los
hidrofluorocarburos empleados en tal mezcla. La mezcla debe ser
cargada en fase líquida, por tratarse de compuestos con distintas
presiones de vapor independientes; y la cantidad cargada en la
instalación puede ser exactamente la misma que de
R-22.
\newpage
Seguidamente, se procede a listar los ensayos
que se han llevado a cabo con las composiciones de los Ejemplos 1 y
4, en los que puede apreciarse la reactividad (inflamabilidad) de
las mismas, deduciéndose que ambas composiciones resultan seguras
para su uso en sistemas de refrigeración, tanto domésticos como
industriales.
\vskip1.000000\baselineskip
Se procedió a estudiar el comportamiento de las
composiciones de los Ejemplos 1 y 4, en el caso simulado en que las
mismas fueran vertidas durante una operación de manejo o comercial.
Concretamente, se contempla el caso hipotético en que hubiera un
derrame de líquido, desde el interior de un sistema de refrigeración
al exterior, el cuál pasaría a vapor al entrar en contacto con la
presión y temperatura atmosféricas.
Las composiciones de los Ejemplos 1 y 4 junto
con aire fueron administradas en la línea de entrada de un sistema
integrado por un tubo de vidrio de 173 cm de longitud y 5 cm de
diámetro. Los gases son forzados a pasar a través del tubo desde la
parte inferior mediante un Controlador de Massa Brooks (tipo 5850) y
durante la aplicación el tubo se cierra por medio de una válvula por
su parte inferior y se abre mediante otra válvula sita en la parte
superior. Se insertan dos electrodos de chispa en el tubo,
aproximadamente a 8 cm de la base o parte inferior del tubo. Se
genera un potencial de 10 kV entre el espacio de los electrodos
mediante un generador de alto voltaje y durante aproximadamente 5
segundos, dicho potencial actuando como iniciador de la
combustión.
En el tubo se insertan también tres termopares
que pueden indicar el progreso o iniciación de la llama, aunque una
observación visual del tubo resulta suficiente para detectar que no
existe llama (Ignición de tipo 1); que se inicia una pequeña llama o
resplandor alrededor de los electrodos (Ignición de tipo 2); o que
se inicia y propaga una llama por el tubo (Ignición de tipo 3).
Únicamente en el caso que la llama avance se considera que existe
ignición y por tanto presencia de atmósfera combustible.
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\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa página
siguiente)
\newpage
Los resultados obtenidos para las mezclas de los
Ejemplos 1 y 4 se detallan en la Tabla 1 adjunta:
\vskip1.000000\baselineskip
Según se desprende de esta Tabla 1, en ninguna
de las combinaciones se observó una ignición de tipo 3, o lo que es
lo mismo, de propagación de llama.
Aunque no se refleja en los resultados de la
Tabla 1, los experimentos llevados a cabo con la composición del
Ejemplo 4, esto es, con un 67% de R-125; un 15% de
R-152a; un 15% de R-134a y un 3% de
DME, en los casos donde había una ignición de tipo 2 el tubo de
vidrio quedaba deteriorado de las zonas proximales a los
electrodos. Durante la ignición local se libera ácido fluorhídrico
HF que graba el tubo. Aparentemente, en la composición del Ejemplo
4, hay un compuesto más reactivo, el R-134a, que
aunque no conduce a una ignición positiva, puede ocasionar la
aparición de radicales peligrosos y otros productos de reacción. De
todas forma y muy ventajosamente, la composición propuesta en el
Ejemplo 4 no resulta en una ignición positiva o de tipo 3, a pesar
de que la literatura indica que mezclas de DME y R152a a las que se
añade R-134a aumentan sus límites de inflamabilidad,
aumentando la reactividad de las
mezclas.
mezclas.
También se pudo comprobar con las mezclas
detalladas en la Tabla 1 que cuando las composiciones de los
Ejemplos 1 y 4 son vertidas o pulverizadas hacia una llama, no se
observa ignición.
Se montan dos tipos de instalaciones o sistemas
de transferencia de calor: una para aire acondicionado con bomba de
calor, y otra de refrigeración con agua glicolada y aire en el
condensador. Estos sistemas de refrigeración y aire acondicionado se
prueban a distintas condiciones simulando situaciones reales.
Concretamente, el sistema de aire acondicionado
con como bomba de calor, se prueba en condiciones de verano
(T^{a} interior comprendida entre 22ºC y 28ºC y con un 50% de
humedad relativa HR y una T^{a} exterior comprendida entre 25ºC y
40ºC), midiendo las potencias frigoríficas y las potencias
absorbidas en función de las temperaturas. El sistema de aire
acondicionado con bomba de calor se prueba también en condiciones
de invierno (T^{a} interior comprendida entre 19ºC y 23ºC y con
un 75% de humedad relativa HR y una T^{a} exterior comprendida
entre -10ºC y 10ºC), midiendo esta vez las potencias caloríficas y
las potencias absorbidas en función de las temperaturas.
Para el sistema de refrigeración, se testa en
condiciones de temperatura exterior comprendida entre 15ºC y 35ºC en
la zona de condensación y con agua glicolada comprendida entre 0ºC y
-30ºC en la zona de evaporación.
En todos estos experimentos las instalaciones se
cargan con la composición pertinente y se dejan en reposo durante
al menos una hora. Seguidamente se ponen en marcha los sistemas y se
realizan medidas a partir de los 30 minutos. Una vez en estado
estacionario se toman medidas de potencia frigorífica, potencia
absorbida y potencia calorífica en distintos puntos de las
instalaciones. Concretamente, en la entrada y salida de mezcla
refrigerante, en el codo intermedio y en la entrada y salida de
aire. Para el circuito de agua glicolada se toman muestras en la
entrada y salida de refrigerante, en un punto medio del serpentín y
en la propia agua glicolada.
En las tablas siguientes, se muestran los
valores medidos para la potencia frigorífica, la potencia absorbida
y la potencia calorífica en distintos puntos de las instalaciones
de los dos sistemas de transferencia de calor y en diferentes
condiciones de temperatura.
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En la Fig. 5, se han representado las potencias
frigoríficas de la instalación de aire acondicionado, arriba
referenciadas en la Tabla 2, obtenidas con la composición del
Ejemplo 1 y con la composición del Ejemplo 4 en función de las
temperaturas interiores y exteriores en condiciones de verano y se
han comparado con las potencias frigoríficas del
R-22 en las mismas condiciones. La coincidencia de
las curvas denota un comportamiento paralelo entre las
composiciones.
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En la Fig. 6, se han representado las potencias
absorbidas de la instalación de aire acondicionado, arriba
referenciadas en la Tabla 3, obtenidas con la composición del
Ejemplo 1 y con la composición del Ejemplo 4 en función de las
temperaturas interiores y exteriores en condiciones de verano y se
han comparado con las potencias frigoríficas del
R-22 en las mismas condiciones. La coincidencia de
las curvas confirma otra vez un comportamiento paralelo entre las
composiciones.
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En la Fig. 7, se han representado las potencias
caloríficas de la instalación de aire acondicionado, arriba
referenciadas en la Tabla 4, obtenidas con la composición del
Ejemplo 1 y con la composición del Ejemplo 4 en función de las
temperaturas interiores y exteriores en condiciones de invierno y se
han comparado con las potencias caloríficas del
R-22 en las mismas condiciones. La coincidencia de
las curvas confirma de nuevo un comportamiento paralelo entre las
composiciones.
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En la Fig. 8, se han representado las potencias
absorbidas de la instalación de aire acondicionado, arriba
referenciadas en la Tabla 5, obtenidas con la composición del
Ejemplo 1 y con la composición del Ejemplo 4 en función de las
temperaturas interiores y exteriores en condiciones de invierno y se
han comparado con las potencias caloríficas del
R-22 en las mismas condiciones. La coincidencia de
las curvas confirma aquí también este comportamiento paralelo entre
las composiciones.
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En la Fig. 9, se han representado las potencias
frigoríficas de una instalación de refrigeración con agua glicolada
y aire en el condensador, obtenidas con las composiciones de los
Ejemplos 1 y 4 en función de temperaturas exteriores entre 15ºC y
35ºC y de temperaturas de glicol comprendidas entre 0ºC y -30ºC, y
se han comparado con los valores obtenidos con el R22 en las mismas
condiciones.
En la Fig. 10, se han representado las potencias
absorbidas de la instalación de refrigeración con agua glicolada y
con aire en el condensador, obtenidas con las composiciones de los
Ejemplos 1 y 4 en función de temperaturas exteriores comprendidas
entre 15ºC y 35ºC y de temperaturas de glicol comprendidas entre 0ºC
y -30ºC, y se han comparado con los valores obtenidos con el R22 en
las mismas condiciones.
Tal como se desprende de estas Tablas 2 a 7 y de
las Figuras 5 a 10, las diferencias entre las potencias
frigoríficas, caloríficas y absorbidas son mínimas, lo que
corrobora que las composiciones objeto de la invención son útiles
como refrigerantes y perfectas alternativas al R-22
que se irá sustituyendo en todos aquellos equipos que lo
contienen.
Los mejores resultados se han obtenido con la
misma carga en peso de composición refrigerante, ya sea
R-22 o las composiciones de los Ejemplos 1 y 4, con
únicamente una oscilación máxima del 1,5% en peso, valor que no debe
considerarse significativo.
Claims (15)
1. Composición que comprende del 60 al 75% en
peso del agente refrigerante pentafluoroetano
(R-125); del 15 al 30% en peso del agente
refrigerante 1,1-difluoroetano
(R-152a); del 2 al 15% en peso de un agente
refrigerante seleccionado de un primer grupo formado por
1,1,1,2,3,3,3-Heptafluoropropano
(R-227ea) y
1,1,1,2-tetrafluoroetano (R-134a) o
una mezcla de ambos; y del 0 al 4% en peso de otro agente
refrigerante seleccionado de un segundo grupo formado por
dimetiléter (DME) y propano (R-290) o una mezcla de
ambos.
2. La composición de la reivindicación 1,
caracterizada porque comprende del 65 al 75% en peso del
agente refrigerante pentafluoroetano (R-125); del 15
al 30% en peso del agente refrigerante
1,1-difluoroetano (R-152a); del 2 al
10% en peso de un agente refrigerante seleccionado de un primer
grupo formado por 1,1,1,2,3,3,3-Heptafluoropropano
(R-227ea) y 1,1,1,2-tetrafluoroetano
(R-134a), o una mezcla de ambos; y del 0 al 4% en
peso de otro agente refrigerante seleccionado de un segundo grupo
formado por dimetiléter (DME) y propano o una mezcla de ambos.
3. La composición según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende
como agente refrigerante del primer grupo el compuesto
1,1,1,2,3,3,3-Heptafluoropropano
(R-227ea).
4. La composición según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque comprende como
agente refrigerante del primer grupo el compuesto
1,1,1,2-tetrafluoroetano
(R-134a).
5. La composición según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque comprende como
agente refrigerante del primer grupo una mezcla de los compuestos
1,1,1,2,3,3,3-Heptafluoropropano
(R-227ea) y
1,1,1,2-tetrafluoroetano
(R-134a).
6. La composición según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende
como agente refrigerante del segundo grupo el compuesto dimetiléter
(DME).
7. La composición según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque comprende como
agente refrigerante del segundo grupo el compuesto propano
(R-290).
8. La composición según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque comprende como
agente refrigerante del segundo grupo una mezcla de los compuestos
dimetiléter (DME) y propano (R-290).
9. La composición según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque consiste
esencialmente en un 70% en peso de pentafluoroetano
(R-125); un 20% en peso de
1,1-difluoroetano (R-152a); un 7% en
peso de 1,1,1,2,3,3,3-Heptafluoropropano
(R-227ea) y un 3% en peso de dimetiléter (DME).
10. La composición según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque consiste
esencialmente en un 68% en peso de R-125; un 24% en
peso de R-152a; un 5% en peso de
R-227ea y un 3% en peso de DME.
11. La composición según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque consiste
esencialmente en un 70% en peso de R-125; un 22% en
peso de R-152a; un 5% en peso de
R-227ea y un 3% en peso de DME.
12. La composición según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque consiste
esencialmente en un 67% en peso de R-125, un 15% en
peso de R-152a; un 15% en peso de
R-134a; y un 3% en peso de DME.
13. Uso de una composición según una cualquiera
de las reivindicaciones anteriores como fluido refrigerante
sustituto del monoclorodifluorometano (R-22) en un
sistema de transferencia de calor.
14. Sistema de transferencia de calor que
comprende una composición según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 12 como fluido refrigerante, sustituto del
monoclorodifluorometano (R-22).
15. Aparato para el acondicionamiento de aire
que utiliza el sistema de transferencia de calor según la
reivindicación 14.
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