CURSO DE

BUENAS PRACTICAS

EN REFRIGERACION

REFRIGERANTES

Refrigerantes 

Definición

Es cualquier cuerpo o sustancia que actúa como agente de enfriamiento absorbiendo calor de otro cuerpo o sustancia.

Con respecto al ciclo compresión-vapor, el refrigerante es el fluido de trabajo del ciclo el cuál alternativamente se vaporiza y se condensa absorbiendo y cediendo calor, respectivamente. Para que un refrigerante sea apropiado y se le pueda usar en el ciclo antes mencionado, debe poseer ciertas propiedades físicas, químicas y termodinámicas que lo hagan seguro durante su uso.

Propiedades Ideales •Baja temperatura de ebullición: Un punto de ebullición por debajo de la temperatura ambiente, a presión atmosférica. (evaporador).

•Alto calor latente de vaporización: Cuanto mayor sea el calor latente de vaporización, mayor será el calor absorbido por kilogramo de refrigerante en circulación.          

•Fácil detección y localización de pérdidas: Las pérdidas producen la disminución del refrigerante y la contaminación del sistema.

•Inocuo para los aceites lubricantes: La acción del refrigerante en los aceites lubricantes no debe alterar la acción de lubricación.

•Bajo punto de congelación: La temperatura de congelación tiene que estar muy por debajo de cualquier temperatura a la cuál pueda operar el evaporador.

•No inflamable.

•No tóxico.

•Químicamente estable: No genere reacciones químicas con las sustancias o materiales dentro del sistema.

•Alta temperatura crítica: Un vapor que no se condense a temperatura mayor que su valor crítico, sin importar cuán elevada sea la presión. La mayoría de los refrigerantes poseen temperaturas críticas superiores a los 93°C.

•No corrosivo: Para asegurar que en la construcción del sistema puedan usarse materiales comunes y la larga vida de todos los componentes.

•Moderadas presiones de trabajo: las elevadas presiones de condensación (mayor a 350 - 400 psig) requieren un equipo especialmente diseñado. La operación en vacío (menor a 0 psig) introduce la posibilidad de penetración de aire en el sistema.

•Moderado volumen específico de vapor: Para reducir al mínimo el tamaño del compresor.

•Bajo costo: A fin de mantener el precio del equipo dentro de lo razonable y asegurar el servicio adecuado cuando sea necesario.

CRITERIOS PARA SELECCIONAR UN REFRIGERANTE SUSTITUTO

Duración del refrigerante en la atmósfera.Potencial de agotamiento del ozono.Índice total equivalente de recalentamiento en la

aplicación prevista.Toxicidad e inflamabilidad del refrigerante.Presión de trabajo del refrigerante.Características de transferencia de calor.Compatibilidad con los materiales del sistema.Miscibilidad y compatibilidad con los lubricantes.

Clasificación de los RefrigerantesClasificación de los Refrigerantes

Naturales.

Amoníaco [NH3], Anhidrido carbónico [CO2], Hidrocarburos [HC].

SintéticosHalogenados (CFC).

Derivados de Hidrocarburos, donde el Hidrógeno es reemplazado por Cloro, Flúor.

Parcialmente Halogenados (HCFC).R-22

Denominados Ecológicos (HFC).Cloro es reemplazado por Hidrógeno.

Definiciones.Definiciones.

Fluido Puro.

No cambia su composición cuando evapora o cuando condensa (un solo tipo de molécula).

CFC-11; CFC-12; HCFC-22; HFC-134a.

Mezclas.

Compuestos por más de un tipo de moléculas.

Refrigerantes series R400 y R500.

Criterios para la elección de los Criterios para la elección de los Componentes de una Mezcla.Componentes de una Mezcla.

Factores a tener en cuenta.Presión de VaporPropiedades para transportar lubricantes.Compatibilidad con lubricantes.Rendimiento termodinámico.Costo.Inflamabilidad.Toxicidad.Estabilidad.Alteración del medio ambiente.

Mezclas.Mezclas.

Azeotrópicas.

Se comportan como una sustancia pura cuando cambian de fase. Los componentes tienen la misma temperatura de evaporación a la presión de la mezcla.

R-50750% HFC125 + 50% HFC143a

MEZCLAS AZEOTRÓPICAS

Son mezclas de dos o más sustancias químicas que adquieren las características de un refrigerante único.

Se identifican por un número de tres cifras que comienza con la cifra “5”.Ejemplos: R-500; R-502; etc.

R-502 = 48,8% de HCFC-22 + 51,2% de CFC-115

MEZCLAS ZEOTRÓPICAS

Mezcla de sustancias químicas que mantienen algunas características de los componentes originales. (Por ejemplo, temperaturas de ebullición de los componentes originales).

Se identifican por un número de tres cifras que comienza por “4”. Diferentes composiciones de las mismas sustancias químicas se distinguen con una letra al final.

Ejemplos: R-401 A

R-401 A = 53% R-22 + 13% R-152a + 34% R-124.

Mezclas Mezclas Zeotrópicas..Líquido/Vapor tiene distinta concentración de componentes cuando se condensa/evapora. A presión constante, la temperatura de evaporación y condensación cambian con la concentración de cada uno de los componentes. (a este fenómeno se lo denomina “deslizamiento”).El nivel de “deslizamiento” es su desviación respecto de un azeotrópico.

R407C52% R134a + 25% R125 + 23% R32

Punto de Burbujeo.

Punto de Rocío.

Ciclo de Refrigeración de un Ciclo de Refrigeración de un Refrigerante Zeotrópico.Refrigerante Zeotrópico.

Pre

sio

nes

Entalpías.

Punto de Rocío.

Punto de Burbujeo.

pc

pe

Punto Crítico

Vapor Húmedo

Nuevas MezclasNuevas Mezclas

Refrigerante Composición Deslizamiento

R-401A MP39 R22/152a/124 5.2 K

R-401B MP66 R22/152a/124 4.9 K

R-402A HP80 R22/125/290 1.6 K

R-402B HP81 R22/125/290 1.6 K

R-404A HP62 R143a/125/134a <1 K

R-407A KLEA60 R32/125/134a 4.9 K

R-407B KLEA61 R32/125/134a 2.9 K

R-407C AC9000 R32/125/134a 4.4 K

R-408A FX10 R-22/143a/125 <1 K

R-409A FX56 R22//142b/124 6.7 K

R-410A AZ-20 R32/125 <1 K

R-410B AC9100 R32/125 <1 K

R-507 AZ-50 R143a/125 0

Elevado Deslizamiento

Carga de Refrigerante.Carga de Refrigerante.El refrigerante puede cambiar de fase

en el cilindro.

AzeotrópicoNo hay problemas.

ZeotrópicosPuede haber cambios significativos.

No pasa nada si se carga todo el cilindro, de lo contrario solo debe cargarse en fase líquida.

SIGNIFICADO DE LA NOMENCLATURA

SUSTANCIAS QUÍMICAS SIMPLESSUSTANCIAS QUÍMICAS SIMPLESEjemplo:

Una unidad menos que el número de átomos de carbono. (En el ejemplo: 1+1= 2 átomos de carbono).Una unidad más que el número de átomos de

hidrógeno. (en el ejemplo: 3-1= 2 átomos de hidrógeno).

Número de átomos de fluor. (en el ejemplo: 4 átomos de

fluor).La “a”

indica que se trata de un isómero del 134.(disposición de los átomos diferente).

R-134a

FORMULA QUÍMICA: C2H2Fl4

OTROS FLUIDOS REFRIGERANTES

R-717 – Amoníaco (NH3).

R-718 – Agua (H2O).

R-290 – Propano (C3H8).

R-600a – Isobutano (C4H10).

R-744 – Dióxido de carbono (CO2).

Otros, etc.

REFRIGERANTESDENOMINACIÓN ASHRAE

TIPO LUBRICANTE

TEMPERATURA EVAPORACIÓN APLICACIONES

ALTA MEDIA BAJA

SUSTITUTOS DE R12 – DICLORODIFLUOROMETANO – CCl2F2

R134a HFC POE

X X REFRIGERADORES Y CONGELADORES DOMÉSTICOSREFRIGERACIÓN COMERCIALCHILLERSAIRE ACONDICIONADO AUTOMOTRIZ

R401A HCFC

ACEITE MINERAL O ALKILBENCENO

X X EQUIPO DE REFRIGERACIÓN DE DESPLAZAMIENTO POSITIVOSISTEMAS DE SUPERMERCADO DE TEMPERATURA MEDIACÁMARAS DE CONSERVACIÓN TIPO “WALK IN”

R401B HCFC

ACEITE MINERAL O ALKILBENCENO

X X MEJOR OPCIÓN PARA SUSTITUIR R12 EN CONGELADORESSUSTITUCIÓN DE R12 EN EQUIPO DE TRANSPORTE REFRIGERADO

R409A HCFC

ACEITE MINERAL O ALKILBENCENO

X X EQUIPO DE REFRIGERACIÓN DE DESPLAZAMIENTO POSITIVOSISTEMAS DE SUPERMERCADO DE TEMPERATURA MEDIACÁMARAS DE CONSERVACIÓN TIPO “WALK IN”

REFRIGERANTESDENOMINACIÓN ASHRAE

TIPO LUBRICANTE

TEMPERATURA EVAPORACIÓN APLICACIONES

ALTA MEDIA BAJA

SUSTITUTOS DE R22 – MONOCLORODIFLUOROMETANO – CHClF2

R407C HFC POLIOLÉSTER X

EQUIPO DE AIRE ACONDICIONADO DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO.EQUIPOS NUEVOS DE AIRE ACONDICIONADO COMERCIAL Y SERVICIO LIGERO.SERVICIO DE EQUIPOS DE AIRE ACONDICIONADO RESIDENCIAL Y AIRE ACONDICIONADO COMERCIAL Y SERVICIO LIGERO

CONSULTAR SIEMPRE AL FABRICANTE DEL EQUIPO.

R410AHFC POLIOLÉSTER X

EQUIPO DE AIRE ACONDICIONADO DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO.EQUIPOS NUEVOS DE AIRE ACONDICIONADO RESIDENCIAL Y COMERCIAL Y BOMBAS DE CALOR DISEÑADOS PARA R410A.PUEDE SER USADO EN ALGUNOS SISTEMAS DISEÑADOS PARA R22, PERO REQUIERE CAMBIOS MAYORES

CONSULTAR SIEMPRE AL FABRICANTE DEL EQUIPO

REFRIGERANTESDENOMINACIÓN ASHRAE

TIPO LUBRICANTE

TEMPERATURA EVAPORACIÓN APLICACIONES

ALTA MEDIA

BAJA

SUSTITUTOS DE R502 – MEZCLA AZEOTRÓPICA – CHClF2 + CClF2CF3

R404A HFC POLIOLÉSTER X X X EQUIPO NUEVO Y REEMPLAZO DE R502 EN EQUIPO DE TRANSPORTE COMERCIAL DE SUSTANCIAS REFRIGERADAS.

R507 HFC POLIOLÉSTER X X X EQUIPO NUEVO Y REEMPLAZO DE R502 EN EQUIPO DE TRANSPORTE COMERCIAL DE SUSTANCIAS REFRIGERADAS.

R408A HCFC ACEITE MINERAL O ALKILBENCENO

X X X EQUIPO DE REFRIGERACIÓN COMERCIAL EXISTENTE.

R402A HCFC ACEITE MINERAL O ALKILBENCENO

X X X EQUIPO DE REFRIGERACIÓN COMERCIAL EXISTENTE.

R402B HCFC ACEITE MINERAL O ALKILBENCENO

X X MÁQUINAS FABRICADORAS DE HIELO Y OTRAS APLICACIONES SELECCIONADAS.

REFRIGERANTESDENOMINACIÓN ASHRAE

TIPO LUBRICANTE

TEMPERATURA EVAPORACIÓN APLICACIONES

ALTA MEDIA BAJA

SUSTITUTO DE R11 – TRICLOROFLUOROMETANO – CCl3F

R123 HCFC ACEITE MINERAL

X X CHILLERS CENTRÍFUGOS NUEVOS Y EXISTENTES.

CONSULTAR SIEMPRE AL FABRICANTE DEL EQUIPO.

SUSTITUTO DE R114 – DICLOROTETRAFLUOROETANO – C2Cl2F4

R124 HCFC ALKILBENCENO X X REFRIGERACIÓN INDUSTRIAL Y AIRE ACONDICIONADOAIRE ACONDICIONADO EN ALTA TEMPERATURA AMBIENTE.

SUSTITUTO DE R13 / R23 / R503 –

R508B PFC POLIOLÉSTER POR DEBAJO DE -40ºF

EQUIPO NUEVO Y Y EXISTENTE CON TEMPERATURAS DE EVAPORACIÓN POR DEBAJO DE -40ºF

SUSTITUTO DE R500 – MEZCLA AZEOTRÓPICA – CCl2F2 + CH3CHF2

R401B HCFC ACEITE MINERAL O ALKILBENCENO

X X PRESENTA LA MAYOR SIMILITUD CON EL R500.