Refrigerantes

Ing. Anabella GEI

RefrigerantesRefrigerantes

Es el fluido de trabajo en las Instalaciones de refrigeración.

nomenclatura

Características de los Características de los RefrigerantesRefrigerantes

Se deben buscar sustancias con adecuados valores de :

Punto de ebullición Presiones y temperaturas de trabajoPunto de congelaciónCapacidad caloríficaCOPEstabilidad química y resistencia a la humedadRelación refrigerante aceiteotras

El punto de ebullición de un refrigerante a la temperatura ambiente es fundamental a la hora escoger el equipo requerido y el tipo de servicio en el cual será utilizado.

Clasificación de Refrigerantes por P.F.:

•Temperaturas ultrabajas: < -50 ºC

•Temperaturas bajas: -50 ºC a –29 ºC

•Temperaturas intermedia: -29 ºC a 0 ºC

•Temperaturas altas: > 0 ºC

PUNTO DE EBULLICION

•� El refrigerante debe tener una temperatura crítica mayor que la más alta temperatura al salir del Compresor.

•La temperatura crítica de la mayoría de los refrigerantes está por encima de la temperatura de condensación..

TEMPERATURA Y PRESIÓN CRÍTICA.

�El coeficiente de performance (COP) de un refrigerante es la medida de su eficiencia en utilizar la energía gastada en el compresor, en relación con la energía absorbida durante la evaporación.

�

Mientras menos energía necesite el refrigerante para comprimirse, mayor será el C.O.P del sistema.

COEFICIENTE DE PERFORMANCE

Punto de Congelación.� Mientras que la mayoría de los refrigerantes

tienen un punto de congelación menor que el

punto de congelación del agua, cuando se

requieren temperaturas

extrabajas, se debe tener mucho cuidado al

escoger el refrigerante.

� El punto de congelación de un refrigerante

debe ser bastante menor que la más baja

temperatura obtenida en el evaporador.

Estabilidad Química y Efecto de la HumedadLos refrigerantes deben ser

•� Estables ante continuos cambios de presión y temperatura.

•� Estables a la descomposición por contaminación con Aire, aceite o agua.

•� No deben ser corrosivos. Algunos refrigerantes como el amoníaco reaccionan con la humedad formando el hidróxido de amonio de reacciona con las tuberías de Fe, Cu u aleaciones.

Relación Refrigerante – Aceite.�Los refrigerantes deben ser químicamente estables en

presencia de aceites lubricantes, y no afectar las

propiedades fisicoquímicas del lubricante.

Otras características a considerar:�Toxicidad

�Inflamabilidad

�Detección de fugas

�Olor

�Costo y Disponibilidad.

Clases de RefrigerantesClases de Refrigerantes

Naturales: Orgánicos: R290, R600Inorgánicos: R717, R744

SintéticosCFC: R11, R12, R502HCFC: R22, R123HFC: R134a, R404A, R507

Refrigerantes Clorofluorados,CFCs ó Freones

Los CFC´s, o freones, en un principio los

desarrolló Thomas Midgley en la década

de 1930 como sustitutos estables,no

tóxicos y no inflamables del amoníaco

gaseoso utilizado hasta el momento en la

refrigeración.

CFC´s

No son tóxicos, ni irritantes, o inflamables. En condiciones normales, no son corrosivos. Son incoloros, inodoros Son químicamente estables. No afectan a los lubricantes ni son afectados por

ellos, aunque sean más o menos miscibles. Mientras mayor sea el número de hidrógenos,

más inflamables serán. Tienen buenas cualidades térmicas.

Gases puros y MezclasGases puros y Mezclas

Gases puros y azeótropos Evaporan a presión constante. R22, R134a, R507

Mezclas zeotrópicas A una presión determinada no evaporan a

temperatura constante. R401A/B, R402A/B, R404A, R407C, R408

Mezclas ZeotrópicasMezclas Zeotrópicas

No evaporan a temperatura constante Son mezclas de dos o más componentes

a una concentración determinada. Son un fácil reemplazo de los

refrigerantes actuales. Su comportamiento puede variar cuando

se producen fugas y posteriores recargas.

R 22R 22

Es un gas puro Es un HCFC, por lo tanto se lo debe eliminar

en la 2ª fase del Protocolo de Montreal Su punto de ebullición a 0 psig es -40.81ºC Su presión de condensación a 44ºC es de

245 psia

Gases AlternativosGases Alternativos

•Ha surgido una nueva familia de gases halogenados conocidos como HFCs

Entre estos gases encontramos:•R 134a•R 404A•R 407C•R 410•R 507

•Gases naturales (CO2)

R 134aR 134a

Es un gas puro. Es un HFC, por lo tanto es una solución

definitiva. Su punto de ebullición a 0 psig es -26.67 Su presión de condensación a 44ºC es de

164 psia

R 404AR 404A

Es una mezcla zeotrópica compuesta por R125, R134a y R143a (44-4-52).

Es un HFC, por lo tanto es una solución definitiva. Su punto de ebullición a 0 psig es -46ºC (se la

considera casi azeotrópica, porque tiene un deslizamiento del orden de los 0,6ºC)

Su presión de condensación a 44ºC es del orden de 290 psia

R 407CR 407C

Es una mezcla zeotrópica formada por R32, R125 y R134a (23-25-52).

Es un HFC, por lo tanto es una solución definitiva.

Su punto de burbuja a 0 psig es de -43.8ºC y el de rocío es de -36.7ºC

Su presión de condensación a 44ºC es de 247 psia

R 410AR 410A

Es una mezcla zeotrópica compuesta por R32 y R125 (50-50).

Es un HFC, por lo tanto es una solución definitiva.

Su punto de ebullición a 0 psig es -51.5ºC (se la considera casi azeotrópica)

Su presión de condensación a 44ºC es de 390 psia

COCO22

•Es un gas natural que se halla en forma abundante en la atmósfera

•A 30,98ºC se encuentra el punto crítico y su presión es de 73,77 bares.

•A presión atmosférica pasa del estado sólido al gaseoso en un proceso de sublimación

CFC´s y la capa de ozono

¿Cómo es que los CFCs, tan valiosos por su estabilidad, pueden ser responsables de la destrucción del ozono estratosférico?

De hecho, tal y como predijo Mario J. Molina y F. Sherwood Rowland en 1974, es su estabilidad la que les hace ser tan peligrosos

Los CFCs son virtualmente indestructibles en la troposfera (cerca del suelo) y por eso difunden muy lentamente a la estratosfera pueden ser degradados por la radiación ultravioleta en átomos de cloro libres y diversos radicales.

DESCOMPOSICION DEL OZONO

+

RADIACIONULTRA VIOLETA

CFCl2

CFCl3

RADICAL DECLORO OZONO

( O3 )

MOLECULADE

OXIGENO( O2 )

MONOXIDODE CLORO

RADICALDE CLORO

LIBRE

REACCIONEN SERIE

Protocolo de MontrealProtocolo de Montreal

Es un tratado internacional que controla la producción de sustancias que dañan a la capa de ozono, que incluyen a los refrigerantes.

Fue firmado en 1987 y sufrió sucesivas enmiendas conocidas como de Londres, Copenhague, Montreal y Beijing.

Fue ratificado por 172 países.

Protocolo de MontrealProtocolo de Montreal

CFCs 1° de enero de 1996: fecha límite de producción

HCFCs 1° de enero de 2004: reducción de producción al

65% 1° de enero de 2030 : eliminación final Art. 5°: plazo de 10 años de gracia

Efecto InvernaderoEfecto Invernadero

Es el aumento de temperatura que se produce en el planeta a causa de ciertos gases que retienen el calor, sin permitir que este sea disipado.

Los refrigerantes halogenados contribuyen en manera importante para esto.

No hay ninguna reglamentación que los limite

Sustitución de refrigerantesSustitución de refrigerantes

El proceso de recambio de un refrigerante CFC a uno de los nuevos gases HFC, implica un procedimiento que involucra un costo importante y gran trabajo.

El cambio a una mezcla transitoria, como puede ser una de las mezclas zeotrópicas es un proceso mucho mas sencillo, y menos costoso