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Refrigerantes
Ing. Anabella GEI
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RefrigerantesRefrigerantes
Es el fluido de trabajo en las Instalaciones de refrigeración.
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nomenclatura
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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
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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
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•� 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.
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�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
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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.
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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.
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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.
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Clases de RefrigerantesClases de Refrigerantes
Naturales: Orgánicos: R290, R600Inorgánicos: R717, R744
SintéticosCFC: R11, R12, R502HCFC: R22, R123HFC: R134a, R404A, R507
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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.
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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.
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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
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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.
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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
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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)
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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
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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
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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
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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
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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
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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.
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DESCOMPOSICION DEL OZONO
+
RADIACIONULTRA VIOLETA
CFCl2
CFCl3
RADICAL DECLORO OZONO
( O3 )
MOLECULADE
OXIGENO( O2 )
MONOXIDODE CLORO
RADICALDE CLORO
LIBRE
REACCIONEN SERIE
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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.
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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
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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
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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
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