dr. pablo amigo martín. sistemas de refrigeración
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MÁQUINA FRIGORÍFICA DE COMPRESION MECÁNICA
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TERMINOLOGIA
REFRIGERANTE & FRIGORÍGENO
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Sistema directo
Condensador
BombaDepósito defrigorífero
Cámara
Intercambiador
Sistema indirecto
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Diagrama de los sistemas de refrigeración.
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Ejemplos de un sistema directo y otro indirecto cerrado
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Ejemplo de un sistema indirecto abierto (parte superior).
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Ejemplo de un sistema indirecto abierto (parte inferior).
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Características de cada uno de
los sistemas.Sistemas directos• Mayor eficiencia energética.• Menores pérdidas.• Instalación más sencilla y económica• Líneas de expansión largas problemáticas.• Problemas medioambientales y legales.
Sistemas indirectos• Mayor flexibilidad en cuanto a la hermeticidad.• Posibilidad de acumular frío en horas valle.• Confieren un margen de seguridad en caso de
interrupción del suministro eléctrico.• Menor eficiencia energética ( +30% en
supermercados).• Instalación más compleja.
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Demandas sociales y secuencia de frigorígenos.
1.- Siglo XIX .- Aparición del frío industrial.- Cerveza El comercio de carnes.
Primera generación.-Frigorígenos inorgánicos (refrigerantes naturales). Amoniaco. Dióxido de carbono. Anhídrido sulfuroso.
Fuente: Máquinas. STRANDH
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Primeras cámaras de conservación dotadas de frío
mecánico
Fuente: Máquinas. STRANDH
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Demandas sociales y secuencia de frigorígenos.
(Continuación)
2.-Siglo XX (1935).- Preocupación por la SEGURIDAD de uso.
Segunda generación .-Frigorígenos orgánicos…....CFCs y HCFCs.
R-12
R-22
3.-Siglo XX ( 1985 ) .- Se descubren los EFECTOS MEDIOAMBIENTALES.
Tercera generación……HFCs y HCs
R-134a
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Demandas sociales y secuencia de frigorígenos.
(Continuación)
4.- Siglo XXI……EL EFECTO INVERNADERO.
Reglamento 842/2006(17-mayo)-GASES FLUORADOS DE EFECTO INVERNADERO.
HFC
PFC (Perfluorocarburos).
SF6 (Hexafluoruro de azufre).
Control de fugas
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3º/ Hidroflorocarbonados.- HFCs
Fluidos que carecen de cloro en su molécula.
Ejemplo: R-134ª
F H
F C C F
F H
Propiedad.- al no tener cloro en su molécula, no atacan la capa de ozono.
4º/ PFC – Perfluorocarburos: F
F C F
F
5º/ Hidrocarburos.- HC
Ejemplo: Butano.
Propiedad: Baja seguridad. Peligrosos.
6º/ Amoniaco.- Inorgánico.
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Propiedades generales de los frigorígenos
1.- Seguridad
• Atoxicidad por vías digestiva,respiratoria y cutánea.
• Inflamabilidad, puros o mezclados con el aire.
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Clasificación de los refrigerantes según su seguridad.
Grupo I.- Refrigerantes de
alta seguridad: * Toxicidad muy pequeña o nula
* No combustibles.
* R-11
* R-12* R-22* R-113
* R-744
Grupo II.- Refrigerantes de
seguridad media: * Tóxicos y corrosivos.
* Mezclados con el aire en
proporción mayor del 3,5%
dan mezcla explosiva.
R- 40
R-717
R-764
Grupo III.- Refrigerantes de
baja seguridad: * Combustibles y explosivos.
* Con el aire, en proporción menor
del 3’5%
* Dan mezclas explosivas.
R-170
R-290
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2.- Comportamiento medioambiental
• Ozono……..ODP(Ozone Deplenting Potential)…R-11
• Efecto invernadero…GWP
• (Global Warning Potential)
• TEWI (Total Equivalent Warming Impact)
Propiedades generales de los frigorígenos
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n. Denominación de los refrigerantes
(RSF.- R.D. 3099/77).
Los refrigerantes se expresan: a/ Por su fórmula.
b/ Por su denominación química.
c/ Por su denominación simbólica.
Denominación simbólica.- P. orgánicos:
R C-1 H+1 F
Se utilizará la letra R, seguida de tres dígitos.
a/ Primer dígito de la derecha= nº de átomos de fluor.
b/ Segundo dígito por la derecha= nº átomos hidrógeno +1
c/ Tercer dígito por la derecha= nº átomos de carbono -1. (si sale cero, se omite).
d/ Si en la molécula lleva algún átomo de bromo, a continuación de la fórmula anterior se coloca una B, seguido del número de átomos de dicho elemento que contiene.
e/ Si se trata de un compuesto cíclico, la letra R se sustituye por la C.
Denominación simbólica de fluidos frigoríficos inorgánicos:
A la masa molecular se le suma 700.
Si la masa molecular de varios refrigerantes coincide, se los distingue colocándoles las letras A, B, C, ……
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Amoniaco.- R-717
En condiciones ordinarias, es un gas, de olor penetrante característico.
Condiciones de seguridad.
Refrigerante del 2º grupo, seguridad media.
1.- Inflamabilidad. Mezclado con el aire en proporciones del orden del 20% o superiores, puede explotar, si bien son raros estos accidentes porque se detecta fácilmente debido a su olor.
2.- Toxicidad.- Es un gas tóxico.
3.- Comportamiento en los lubricantes y demás materiales: No se mezcla con el aceite, separándose por densidad.
Ataca al cinc, al cobre y a algunos barnices, por lo que los equipos e instalaciones que vayan a estar en contacto con él deberán ser de hierro.
Factores medio ambientales.
ODP= 0 GWP= 0
Propiedades físicas.
Punto de ebullición a 0’1 mPa ………….. – 33ºC.
Punto de congelación ……………………. – 78ºC.
Temperatura crítica ………………………. 132ºC.
Comportamiento frente al agua …. Se mezcla en cualquier proporción.
Aplicaciones.
Se utiliza mucho por sus excelentes propiedades físicas y térmicas, ya que su efecto refrigerante es muy elevado.
Se emplea en grandes instalaciones, pistas de patinaje, etc.
Las botellas que lo contienen llevan una franja verde.
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h
Pc
31 ºC
73,8 bar
35 bar
Ciclo termodinámico del CO2, transcrítico.
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Condensador CO2
Evaporador NH3
Condensador NH3
Evaporador CO2
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-1 ºC
34 bar
8 bar-46ºC
73,8 bar
31ºC
Esquema de un sistema en cascada NH3 / CO2.
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ODP = 0’95 GWP = 3’1
Factores medio ambientales.
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APLICACIONES
Ha sido el frigorígeno más utilizado para todo tipo de aplicaciones.
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ODP = 0’055 GWP = 0’36
Factores medio ambientales.
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6.- Calor latente de vaporización mayor que el R-12 y vapor más denso, lo que conlleva menores compresores.
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00’25
Factores medio ambientales.
Sustituto del R-12
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