Brevet FR2860000A1 — publié le 20050325

SOLUTION DE NETTOYAGE La présente invention a pour objet une composition de rinçage (nettoyage). Elle a plus particulièrement pour objet une composition de nettoyage interne des systèmes de transfert de chaleur. Les systèmes de transfert de chaleur incluent notamment les réfrigérateurs, les pompes à chaleur et les systèmes d'air conditionné. Dans de tels dispositifs, un fluide frigorifique de point d'ébullition convenable est évaporé à basse pression, en prenant de la chaleur dans un premier milieu (ou zone) environnant. La vapeur ainsi formée est alors compressée au moyen d'un compresseur et passe ensuite dans un condenseur dans lequel elle est transformée à l'état liquide en donnant lieu à un dégagement de chaleur dans une deuxième zone environnante. Le liquide ainsi condensé circule ensuite dans un détendeur à la sortie duquel il se transforme en un mélange biphasique de liquide et de vapeur, lequel est enfin introduit dans l'évaporateur où le liquide est de nouveau évaporé à basse pression, ce qui complète le cycle. L'énergie mécanique requise pour assurer la compression de la vapeur et la circulation du fluide est assurée par un moteur électrique ou à combustion interne. Comme dans tout dispositif mécanique, il est nécessaire que les parties en mouvement soient convenablement lubrifiées. Les lubrifiants utilisés font partie intégrante du système de transfert de chaleur et conditionnent à la fois ses performances et sa durée de vie par le maintien dans le temps d'une lubrification convenable. En particulier, le fluide frigorifique qui est à chaque passage dans le compresseur en contact avec le lubrifiant présent sur ses parties mobiles, tend à en emporter une certaine quantité, laquelle accompagne le fluide frigorifique dans son cycle et se retrouve donc dans l'évaporateur. Or ce dernier est généralement porté à une basse température, à laquelle la viscosité du lubrifiant est particulièrement élevée, de telle sorte que ce dernier risque de s'accumuler dans l'évaporateur et n'a donc plus la possibilité de revenir vers le compresseur, ce retour étant qualifié dans le présent texte de "retour d'huile". Ainsi, si le retour d'huile est insuffisant, la quantité de lubrifiant présente sur les parties mobiles du compresseur ne peut être maintenue constante dans le temps, ce qui porte donc atteinte au fonctionnement convenable du dit compresseur et à sa durée de vie. Il est donc nécessaire d'utiliser un couple fluide frigorifique/huile qui soit parfaitement compatible, notamment en ce qui concerne le retour d'huile. Le R-22 ou monochlorodifluorométhane est un réfrigérant de type HCFC (HydroChloroFluoroCarbure) largement utilisé dans des applications de transfert de chaleur incluant la climatisation fixe, la réfrigération commerciale et industrielle, ainsi que pour les pompes à chaleur. Il existe actuellement de nombreux systèmes de transfert de chaleur conçus pour le R-22; les lubrifiants mis en oeuvre, car adaptés au R-22 notamment en ce qui concerne le retour d'huile, sont soit des huiles minérales soit des huiles alkylbenzène. Bien que le R-22 ait un potentiel de destruction d'ozone (ci-après ODP) très faible, son utilisation est cependant également l'objet de restriction, et de nouveaux produits à base d'HFC (HydroFluoroCarbures) ont été développés, particulièrement avantageux pour la couche d'ozone stratosphérique, puisque les HFC présentent un ODP nul. Parmi ces produits, le R-407C a notamment été développé pour remplacer le R-22 dans des applications de conditionnement d'air. Ce produit est un mélange associant les R-32, R-125, R-134a dans les proportions de 23/25/52 % en poids. Le R-32 est la dénomination usuelle dans le métier du difluorométhane, le R-125 est le pentafluoroéthane, et le R-134a désigne le 1,1,1,2-tétrafluoroéthane. Le R-407C possède des propriétés thermodynamiques qui approchent étroitement celles du R-22. De ce fait, le R-407C peut être utilisé dans les anciens systèmes conçus pour fonctionner avec le R-22, permettant ainsi le remplacement d'un fluide HCFC par un fluide HFC plus sûr vis à vis de la couche d'ozone stratosphérique, dans le cadre d'une procédure de conversion de ces anciens systèmes. Ces nouveaux produits à base d'HFC, et notamment le R-407C, ne sont cependant pas compatibles avec les huiles minérales ou alkylbenzène utilisées pour les systèmes fonctionnant avec le R-22 en ce qui concerne la lubrification des organes mécaniques, notamment en raison d'un retour d'huile insuffisant. Ils nécessitent ainsi l'utilisation de nouvelles huiles, de type PolyOlEster (POE) ou PolyalkylèneGlycol (PAG). Le remplacement du R-22, dans les nombreux systèmes de transfert de chaleur existants qui ont été conçus pour fonctionner avec du R-22, par un fluide présentant des performances thermodynamiques proches et un potentiel de destruction de l'ozone égale à 0, nécessite donc, outre le remplacement du fluide frigorigène, le changement de l'huile de lubrification, voire des changements de certains composants du circuit frigorifique tels que les joints et tuyaux de connexion. Une telle procédure de conversion nécessite plusieurs rinçages avec la nouvelle huile pour éliminer la totalité de l'ancienne huile. La préconisation actuelle la plus courante est que le taux d'huile ancienne (minérale ou AlkylBenzene) dans l'huile nouvelle (POE ou PAG) soit inférieur à 5 voire 1% en poids après les rinçages On connaît le R-141 b ( 1,1-dichloro,l -fluoroéthane) un HCFC comme solution de nettoyage. Suite à sa disparition du fait des diverses réglementations une composition comprenant le R-134a et une huile du type POE a été proposée en application nettoyage. Toutefois cette composition s'avère peu performante. Plusieurs compositions de rinçage (ou nettoyage) ont été proposées. Ainsi, le brevet US 5 750 046 décrit une composition contenant 75 % en poids d'oléate de butyle, 12,5 % en poids de polyoxypropylène éthoxylé ayant un poids moléculaire de 2000, 10 0/0 en poids d'un ester d'alcool phosphaté et éthoxylé sous la forme de son sel de potassium et de 2,5 % d'un tensioactif tel que l'éther de nonylphénol et de polyéthylène glycol. Une composition comprenant un mélange de tetrafluoroéthane, 2,3dihydroperfluoropentane et d'un polyol ester a également été décrite dans le brevet US 6 403 540. La présente invention a pour objet une composition de nettoyage interne des systèmes de transfert de chaleur. Elle a également pour objet une composition de nettoyage pour éliminer ou réduire le taux d'impuretés ( débris de soudure ou de brassure, de souillures solides) se trouvant dans le circuit des systèmes de transfert de chaleur. Elle a plus particulièrement pour objet une composition de nettoyage pour éliminer ou réduire le taux de l'ancienne huile dans la procédure de conversion. La composition de rinçage, selon la présente invention, comprend un ou plusieurs propulseur(s) (A) de type HFC ininflammable et un ou plusieurs composé(s) (B) choisi(s) parmi le propane, le butane, I'isobutane, le propylène, le trans 1,2-dichloroéthylène, le chlorure d'éthyle, l'éther de diméthyle ou méthoxyméthane et le dioxyde de carbone. Le propulseur (A) peut être choisi parmi le R-134a, le R-125 et le R227ea (1,1,1,2,3,3,3 - heptafluoropropane). La composition de rinçage, selon la présente invention, comprend de préférence 80 à 99 % en poids de propulseur(s) (A) et de 1 à 20 % en poids de composé(s) (B). Avantageusement, elle comprend de 90 à 99 % en poids de (A) et de 1 à 10 % en poids de (B). Comme composition de rinçage, on peut citer notamment les compositions suivantes: le R-134a et l'isobutane, le R-134a et le dioxyde de carbone et le R-134a et le 30 trans 1,2-dichloroéthylène. La composition de rinçage peut comprendre en outre une ou plusieurs huile(s) de lubrification, de type polyolester (POE) ou type polyalkylèneglycol (PAG). La quantité totale d'huile(s) de lubrification dans la composition de rinçage représente de préférence 5 à 85 % en poids. Un moyen de mettre en oeuvre l'invention consiste à brancher un récipient contenant la composition de nettoyage à tout ou partie de l'installation frigorifique. Ainsi préssurisée par la présence du propulseur (A), la composition (solution) de nettoyage circule dans l'installation en entraînant salissures ( impuretés) et ancienne huile. Le mélange de propulseur(s) (A) et de composé(s) (B) est extractible par tirage sous vide de l'installation. II peut réduire facilement le taux d'huile minérale ou alkylbenzène résiduel dans la nouvelle huile POE ou PAG adaptée aux HFC. Exemples: Diverses compositions selon la présente invention ont été préparées et soumises aux tests suivants. Retour d'huile: Une charge de 10 g d'huile minérale Suniso 3GS est introduite dans un serpentin réfrigéré (1) placé dans un cryostat (2) à 0 C. Ce serpentin est relié en amont, par l'intermédiaire d'une conduite munie d'une vanne d'arrêt (3) et d'un capteur de pression (4) à une bouteille (5) contenant la composition selon l'invention à tester, équipée d'un tube plongeur et placée dans un bain à 30 C. Le serpentin est prolongé en aval par une conduite munie d'une vanne de régulation (6) et d'une vanne d'arrêt (7) qui arrive dans la partie inférieure d'une bouteille de récupération (8) placée dans un bain chauffant à 60 C. Une conduite issue de la partie supérieure de la bouteille de récupération est munie d'un compteur à gaz (9). Le circuit décrit sur la figure 1 est représentatif d'un circuit frigorifique au voisinage de l'évaporateur, et le test de retour d'huile consiste à mesurer la fraction de la charge d'huile placée dans le serpentin qui est emportée par la composition de nettoyage. On fait circuler pendant 15 minutes, par ouverture initiale de la vanne d'arrêt (7) puis de la vanne d'arrêt (3), un courant de la composition selon l'invention à tester ou de R-134a, à raison d'un débit d'environ 1 m3/h mesuré à température ambiante et sous 1 atmosphère, à travers le circuit décrit précédemment et notamment dans le serpentin contenant la charge d'huile. A la fin de l'essai, la quantité d'huile récupérée dans la bouteille (8) est pesée. Le taux de récupération ou "retour d'huile" (exprimé en pourcentage) est égal au poids de l'huile ainsi récupérée divisée par le poids de la charge d'huile placée initialement dans le serpentin. Tableau 1 Exemples n 1 2 3 4 Compositions (en poids 0/0) R-134a 100 95 90 95 R-600a 5 Dioxyde de carbone 10 Transdichloroéthylène 5 Quantité d'huile minérale Suniso 3GS sortant du serpentin (balayage min, base 100 = R134a pur) 200 136 204 Les résultats de ce tableau montrent que l'ajout de R-600a ( isobutane), de CO2 ou de 5 transdichloroéthylène accroît la quantité d'huile minérale entrainée par le R-134a pur REVENDICATIONS 1. Composition de rinçage comprenant un ou plusieurs propulseur(s) (A) de type HFC ininflammable et un ou plusieurs composé(s) (B) choisi(s) parmi le propane, le butane, l'isobutane, le propylène, le trans 1,2dichloroéthylène, le chlorure d'éthyle, l'éther de diméthyle ou méthoxyméthane et le dioxyde de 1 o carbone. 2. Composition selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comprend 80 à 99 % en poids de (A) et de 1 à 20 % en poids de B et de préférence de 90 à 99 % de (A) et de 1 à 10% de (B). 3. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle comprend une ou plusieurs huile(s) de type polyolester (POE) ou type polyalkylèneglycol ( PAG). 4. Composition selon la revendication 3 caractérisée en ce que la quantité totale d'huile représente 5 à 85 % en poids. 5. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que le propulseur A est choisi parmi le R-134a, le R125 et le 25 R-227ea.