3 fluidos maq frigorif

YULENE LÓPEZ PRIETO

FLUIDOS PARA FLUIDOS PARA

MÁQUINAS FRIGORÍFICASMÁQUINAS FRIGORÍFICAS

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FLUIDOS PARA MÁQUINAS FLUIDOS PARA MÁQUINAS FRIGORÍFICASFRIGORÍFICAS

2.- 2.- CRITERIOS DE ELECCIÓN DE FLUIDOS FRIGORÍFICOSCRITERIOS DE ELECCIÓN DE FLUIDOS FRIGORÍFICOS

3.- 3.- PROPIEDADES ESPECÍFICAS DE LOS FLUIDOS EN PROPIEDADES ESPECÍFICAS DE LOS FLUIDOS EN REFRIGERACIÓNREFRIGERACIÓN

4.- 4.- PROBLEMÁTICAPROBLEMÁTICA

1.- 1.- CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS FRIGORÍFICOSCLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS FRIGORÍFICOS

5.- 5.- BIBLIOGRAFÍABIBLIOGRAFÍA

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1.1- Denominación

1.2.- Clasificación1.2.- Clasificación

1.3.- Nomenclatura

1.2.1- Orgánicos e Inorgánicos. Familias de gases refrigerantes.

•Resumen de equivalencias

1.- 1.- CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS FRIGORÍFICOSCLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS FRIGORÍFICOS

1.2.2.- Por deslizamiento. Mezcla de refrigerantes

1.2.3.- Según grado de seguridad

1.2.4.- Según presión de trabajo

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2.1- Termodinámicos

2.2.- Técnicos

2.3.- Seguridad

2.4.- Económicos2.4.- Económicos

- Presión a temperatura constante

- Temperatura crítica

- Presión condensación

- Producción volumétrica específica

- Temperatura congelación

- Calor latente de vaporización

- Calor específico de líquido

- Calor específico a calor constante

2.- 2.- CRITERIOS DE ELECCIÓN DEL FLUIDO FRIGORÍFICOCRITERIOS DE ELECCIÓN DEL FLUIDO FRIGORÍFICO

- Acción sobre metales y aleaciones

- Acción sobre plásticos y elastómeros

- Acción sobre aceites lubricantes

- Acción sobre medio a enfriar

- Comportamiento en presencia de agua

- Eficacia de los intercambios térmicos

- Tendencia a las fugas

- Detección de fugas

- Viscosidad

- Toxicidad

- Inflamabilidad

- El fluido frigorífico no debe formar mezclas explosivas con el aire


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3.1- Fluidos frigoríficos

3.2.- Fluidos frigoríferos3.2.- Fluidos frigoríferos

3.3.- Lubricantes 3.3.- Lubricantes

3.- 3.- PROPIEDADES ESPECÍFICAS DE LOS FLUIDOS EN PROPIEDADES ESPECÍFICAS DE LOS FLUIDOS EN REFRIGERACIÓNREFRIGERACIÓN

Definición y uso

Clasificación

Características

Función

Comportamiento

Características

Aceites utilizados


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4.1- Destrucción de la capa de ozono

4.2.- Contribución al efecto invernadero

4.3.- Sustitución de refrigerantes

4.4.- Protocolos

4.- 4.- PROBLEMÁTICAPROBLEMÁTICA

Calendario

Protocolo de Kyoto

Protocolo de Montreal


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CLASIFICACIÓN CLASIFICACIÓN

DE DE

LOS FLUIDOS FRIGORÍFICOSLOS FLUIDOS FRIGORÍFICOS


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1.1- DENOMINACIÓN

Fluidos frigoríficos, frigorígenos o refrigerantes:

“Fluidos que por sus propiedades físicas resultan adecuados para extraer y transportar calor”

Refrigerantes Primarios o Fluido frigorífico: Producen enfriamiento por evaporación.

Refrigerantes Secundarios o Fluido frigorígeno: Transportan el calor desde el producto a enfriar hasta el refrigerante primario. Ejemplo: agua, salmueras, glicoles que al estar siempre en fase líquida su coste de transporte y/o bombeo es bajo.


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1.2.1- ORGÁNICOS E INORGÁNICOS. FAMILIAS DE GASES REFRIGERANTES (I)

Clasificación:

ORGÁNICOS: CFC, HCFC, HFC e HC.

INORGÁNICOS: AMONÍACO.

Los CFC:

No contienen hidrógeno (son muy estables).

Potencial alto de destrucción del ozono.

Absorben menos humedad que los refrigerantes de nueva generación.

R-11, R-12, R-13.

Está prohibido su uso.

Los HCFC o mezclas de transición:

Sustituyen una molécula de cloro por hidrógeno (menos estables).

Potencial más reducido de destrucción del ozono.

R-22, R-141b, R403B, R-408A, R-401A, R-401B, R-402A, R-402B y el R-409A.

Actualmente se prohíbe su empleo en equipos e instalaciones nuevas excepto para equipos de aire

acondicionado de potencia inferior a 100 kw.

DROP IN: Sustitución de un refrigerante por otro sin tener que sustituir el aceite.Volver a InicioVolver a Inicio

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1.2.1- ORGÁNICOS E INORGÁNICOS. FAMILIAS DE GASES REFRIGERANTES (II)

Los HFC o mezclas de sustitución:

No llevan cloro y hay más presencia de átomos de hidrógeno que en los HCFC.

No destruyen la capa de ozono. Recientemente se descubrió que incrementan el efecto invernadero

(por la presencia de flúor).

Muy higroscópicos (absorben mucha humedad).

R-134a*, R-413A, R-404A, R-507, R-407C*, R-417A y el R-410A*. (*: sustitutos R-22)

RETROFIT: Necesita una reconversión de la instalación: cambio en los equipos y cambio a aceites

orgánicos.

Los Hidrocarburos:

Necesita elevado nivel de seguridad (grupo tercero-baja seguridad).

No dañan la capa de ozono aunque sí contribuyen al efecto invernadero.

No tóxicos. Ejemplo: butano y propano.

Los Fluidos Naturales (Inorgánicos):

Amoníaco (muy barato) entre otros.

Posible alternativa futura por su ODP y GWP nulos.Volver a InicioVolver a Inicio

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RESUMEN DE EQUIVALENCIAS

USO O SERVICIO CFC/HCFC HFC

Limpieza R-11 R-141b

Temperatura media R-12 R-134a / R-409

Baja temperatura R-502 R-404 / R-408

Aire Acondicionado R-22 R-407C / R-410A

Aunque existan semejanzas en el funcionamiento en los equipos viejos que funcionan con refrigerantes

antiguos no pueden ser adaptados a los nuevos gases o su adaptación es extremadamente cara. Esto

conlleva, en ocasiones, a proceder al cambio completo del equipo.


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1.2.2.- CLASIFICACIÓN POR DESLIZAMIENTO. MEZCLA DE REFRIGERANTES

Se utilizan HFC y HCFC.

TIPOS DE MEZCLAS

AZEOTRÓPICAS: es una mezcla de dos o más gases refrigerantes en una proporción determinada con punto de ebullición similar que, al unirse, conforman una sustancia con características de funcionamiento especiales. Se comportan como una sustancia pura.

NO AZEOTRÓPICAS: están formadas por varios componentes, pero la mezcla no se comporta como una molécula de refrigerante puro. Aparece el deslizamiento, a la misma presión, la temperatura es diferente si está en estado gaseoso o en estado líquido. Por la diferente volatilidad de sus componentes, en caso de fugas no se puede saber qué cantidad de cada uno de los refrigerantes que componen la mezcla se ha perdido, por lo que es necesario llenar el circuito de nuevo con la carga total de refrigerante.

CUASI-ZEOTRÓPICAS: son mezclas formadas por varios componentes pero las características de estos componentes son muy similares, lo que produce que durante las fases de cambio de estado los refrigerantes se mantengan a temperatura constante. Algunas mezclas tienen pequeños deslizamientos que no son tenidos en cuenta


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1.2.3.- CLASIFICACIÓN SEGÚN GRADO DE SEGURIDAD

Refrigerantes grupo primero o de alta seguridad: Son los más utilizados. Se caracterizan por no ser combustibles y tener una acción tóxica muy baja, prácticamente nula. Ejemplo: R-134, R-407C y R-22.

Refrigerantes del grupo segundo o de seguridad media: Se encuentran fluidos frigoríficos que son tóxicos y corrosivos o que al mezclarse con el aire pueden ser combustibles o explosivos en proporciones superiores a un 3,5% del volumen total. El R-717 es un buen ejemplo.

Refrigerantes de grupo tercero o de baja seguridad: Son fluidos frigoríficos que al mezclarse con aire crean una mezcla combustible o explosiva con concentraciones menores al 3,5% del volumen total. Ejemplo: R-290 (propano) y el R-600 (butano).


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1.2.4.- CLASIFICACIÓN SEGÚN TENSIÓN DE VAPOR

Se clasifican como de baja tensión o de alta tensión de vapor.

Baja tensión de vapor: su temperatura de evaporación a la presión atmosférica es lo suficientemente alta como para permanecer en estado líquido a temperatura ambiente. Algunos de estos refrigerantes, que además son muy disolventes, se utilizan para limpieza de circuitos frigoríficos. Se comercializan en bidones con tapa simple al no necesitar, para ser envasados, recipientes al vacío resistentes a las altas presiones. Ejemplo: R-11, R-113 y R-141b.

Alta tensión de vapor: Es una característica presente en la mayoría de los refrigerantes. A presión atmosférica entran en ebullición a muy bajas temperaturas. Por este motivo se almacenan en botellas resistentes a altas presiones sometidas a vacío. R-22, R-134a, R-407C, R-717, etc.


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1.3.- NOMENCLATURA (I)

R- X X X

CarbonoHidrogeno

Flúor


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1.3.- NOMENCLATURA (II)

Según la instrucción IF 002 del “Reglamento de Seguridad para Plantas e Instalaciones frigoríficas”.

1. DENOMINACIÓN DE LOS REFRIGERANTES

Los refrigerantes se denominarán o expresarán por su fórmula o denominación química, o si procede, por su denominación simbólica numérica, no siendo suficiente , en ningún caso, su nombre comercial.

Ejemplo:

Denominación simbólica numérica: R-22.

Nombre químico: di-cloro-flor-metano.

Fórmula: CHClF2.


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1.3.- NOMENCLATURA (III)

2. NOMENCLATURA SIMBÓLICA NUMÉRICA. (R-**)La denominación simbólica numérica de un refrigerante se establecerá a partir de su fórmula química, consistiendo en una expresión numérica en la que:

- La primera cifra de la derecha, en los compuestos que carezcan de bromo, indicará el número de átomos de flúor de su molécula. (*R-22: dos átomos de flúor)- A la izquierda de la anterior se indicará con otra cifra el número de átomos de hidrógeno de su molécula más uno. (*R-22: un átomo de hidrógeno + 1)- A la izquierda de la anterior se indicará con otra cifra el número de átomos de carbono de su molécula menos uno. (*R-22: un átomo de carbono – 1, no se indica)Si resultara cero no se indicará. - El resto de los enlaces se completará con átomos de cloro. - Si la molécula contiene átomos de bromo se procederá de la manera indicada hasta aquí, añadiendo luego a la derecha una B mayúscula, seguida del número de dichos átomos. - En los compuestos isómeros, el más simétrico (en pesos atómicos) se indicará sin letra alguna a continuación de los números. Al aumentar la asimetría, se colocarán las letras a, b, c, etc. - Los compuestos no saturados seguirán las letras anteriores, anteponiendo el número 1 como cuarta cifra, contada desde la derecha. - Los azeótropos o mezclas determinadas de refrigerantes se expresarán mediante las denominaciones de sus componentes, intercalando, entre paréntesis, el porcentaje en peso correspondiente a cada uno. Los azeótropos también pueden designarse por un número de la serie 500 completamente arbitrario. - Los números de identificación de los refrigerantes de los compuestos inorgánicos se obtienen añadiendo a 700 los pesos moleculares de los compuestos. (*R-717)Cuando dos o más refrigerantes inorgánicos tienen los mismos pesos moleculares se utilizan las A, B, C, etc. , para distinguirlos entre ellos. - Si la mezcla es no azeotrópica se utilizará la serie 400. Las letras A, B, C a la derecha del número se utilizarán para diferenciar mezclas con los mismos componentes pero diferente proporción. (*R-401A, R-401B, R-401C)


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1.3.- NOMENCLATURA (IV)

3. EJEMPLOS

Los enlaces se agrupan alrededor del carbono:

1 átomo de C => 4 enlaces C2 átomo de C => 6 enlaces3 átomo de C => 8 enlacesR-22

2 átomos de flúor1 átomo de hidrógeno +1 =21 átomo de carbono -1= 0 No se indicaPuede crear duda de si tiene o no. Sin embargo todos los refrigerantes orgánicos tienen carbono.Como el carbono dispone de 4 enlaces y sobra uno, este refrigerante tiene un átomo de cloro.

R-13B11 átomo de bromo3 átomos de flúorNo posee hidrógenoTiene al menos 1 átomo de carbono puesto que es orgánico (sale 0). Necesita 4 enlaces, como no sobran no hay cloroVolver a InicioVolver a Inicio

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CRITERIOS DE ELECCIÓNCRITERIOS DE ELECCIÓN

DEDE

LOS FLUIDOS FRIGORÍFICOSLOS FLUIDOS FRIGORÍFICOS


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2.1- CRITERIOS TERMODINÁMICOS (II)

La elección del fluido no se debe hacer considerando la potencia frigorífica específica (la relación entre la potencia frigorífica de la máquina y la potencia eléctrica absorbida), ya que para todos los fluidos que trabajan lejos del punto crítico, potencia frigorífica específica no varía mucho de uno a otro para las mismas condiciones de funcionamiento.

1. CRITERIOS TERMODINÁMICOS

La presión correspondiente a la temperatura de evaporación debe ser un poco mayor a la atmósfera para que en caso de fuga el refrigerante salga del circuito. Esto se hace para evitar una entrada de aire exterior (aire seco + humedad) que podría dar lugar a taponamientos en los circuitos a bajas temperaturas si el agua solidificase (siempre que la temperatura de evaporación sea menor que 0ºC), y además provoca un aumento de la temperatura de condensación, al introducirse en el circuito una cierta cantidad de in-condensables.

Temperatura crítica: debe ser mucho mayor a la presión de condensación, para conseguir la condensación del fluido frigorífico puesto que si trabajamos en regimenes súper críticos, el trabajo eléctrico aumenta y la producción frigorífica específica disminuye.


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2.1- CRITERIOS TERMODINÁMICOS (II)

La presión de condensación: debe ser lo más pequeña posible, sin olvidar considerar las temperaturas del agente de enfriamiento (agua o aire) disponible. De esta forma se garantiza que el intercambio se pueda realizar a temperatura ambiente.

La relación de compresión en las condiciones de funcionamiento debe ser pequeña, para que el calentamiento del fluido al final de la compresión sea lo más pequeña posible. Además el valor del recalentamiento al final de la compresión sea menor cuanto más pequeño sea el valor de τ.

Producción frigorífica volumétrica específica (Kcal./m3), es decir, la cantidad de frío producida en el evaporador por unidad de volumen de vapores aspirados por el compresor, debe ser lo más grande posible, lo que implica que :

La producción frigorífica específica sea elevada.

El volumen específico a la entrada del compresor sea pequeño.

ev

c

P

P


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2.1- CRITERIOS TERMODINÁMICOS (III)

Temperatura de congelación muy inferior a la mínima de funcionamiento.

Calor latente de vaporización lo más elevado posible. Es el que produce el efecto frigorífico deseado.

Calor específico del líquido lo menor posible, ya que así el subenfriamiento se realizará más fácilmente.

Calor específico a presión constante de vapor lo mayor posible ya que así nos evitaremos recalentamientos del evaporador, aunque nos cueste más la condensación.


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2.2- CRITERIOS TÉCNICOS (I)

2. CRITERIOS TÉCNICOS

Acción sobre los metales y sus aleaciones, tanto del fluido puro como de la mezcla con el agua o impurezas. No debe reaccionar.Por ejemplo, el amoníaco ataca al cobre y sus aleaciones como el latón.

Acción sobre materiales plásticos y elastómeros.

Acción sobre los aceites lubricantes. Los fluidos frigoríficos se comportan frente a los aceites:

Sin mezcla, no miscibles (caso del aceite con el amoniaco).Miscibles en todas proporciones, todas las propiedades del fluido frigorífico se ven afectadas por la presencia del aceite (R-12 + aceite).Miscibles en ciertas condiciones, dependiendo de la naturaleza del aceite, de la temperatura o del contenido de aceite en la mezcla (R-22 + aceite, R502 + aceite).

El fluido frigorífico no debe reaccionar químicamente con el aceite. La miscibilidad entre ellos en estado líquido debe ser buena.

Acción sobre el medio a enfriar: si existe fuga, el fluido no debe actuar químicamente con el medio.


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2.2- CRITERIOS TÉCNICOS (II)

. Comportamiento en presencia de agua.Es deseable que tengan una alta capacidad de absorción de agua, reduciéndose la posibilidad de que aparezca libre en el circuito frigorífico.

Eficacia de los intercambios térmicos.Los coeficientes de transmisión deben ser lo más grandes posible, tanto en estado líquido como en vapor. Concepto importante a la hora de dimensionar los intercambiadores y que influye mucho en su precio.

Tendencia a las fugas.Una instalación que sea estanca para un refrigerante, puede no serlo para otro, ya que depende de su tensión superficial.

Detección de fugas.Si el fluido frigorífico tiene un olor característico (amoníaco) puede detectarse rápidamente y taponarse. En caso de carencia de olor, se habrá de detectar por la progresiva disminución de carga y la localización se hace con lámparas especiales, jabón, etc.

Viscosidad.Lo más pequeña posible, para rebajar lo más posible el trabajo de circulación y las pérdidas de carga.


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2.3- CRITERIOS DE SEGURIDAD

Peligro 1

Sin ser tóxicos, desplazan el aire.

Debemos tener la precaución de tener elementos de ventilación como puertas o rejillas en las salas donde existan máquinas cargadas con grandes cantidades de refrigerante.

Peligro 2

Aunque la formula química de los compuestos para refrigeración es muy estable, cuando están es contacto con llamas o cuerpos muy calientes el gas se descompone dando productos altamente tóxicos y capaces de provocar efectos nocivos en pequeñas concentraciones y con corta exposición.

Para evitar que esto pueda ocurrir, antes de aplicar calor a las tuberías de cualquier circuito frigorífico, debemos asegurarnos de que no queda refrigerante en su interior.

Peligro 3

No debe formar mezclas explosivas con el aire


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PROPIEDADES ESPECÍFICASPROPIEDADES ESPECÍFICAS

DE LOS FLUIDOS DE LOS FLUIDOS

EN REFRIGERACIÓNEN REFRIGERACIÓN


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3.1- FLUIDOS FRIGORÍFICOS

1. REFRIGERANTES CFC.

2. REFRIGERANTES HCF y sus mezclas.

3. REFRIGERANTES HFC y sus mezclas.

4. LOS HIDROCARBUROS.

5. REFRIGERANTES INORGÁNICOS.


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3.2- FLUIDOS FRIGORÍGENOS (I): Definición y uso

1. DEFINICIÓN Y USOTransfieren el efecto frigorífico desde un circuito primario de refrigeración (desde el evaporador) al producto a enfriar.

Se utilizan en grandes instalaciones donde el volumen de las mismas es importante y se necesita gran cantidad de fluido frigorífico (industriales y sistemas centralizados de climatización).

También usados cuando se quiere evitar el contacto del refrigerante primario con el medio a enfriar.

El uso de un refrigerante secundario permite confinar el circuito primario en una sala de máquinas alejada de la zona de enfriamiento final.

En instalaciones comerciales dónde el refrigerante tiene que ser llevado hasta los expositores que se encuentran alejados de la sala de máquinas.

En la industria de los alimento, cuando se requiere contacto directo del refrigerante con el producto para un enfriamiento rápido, sin que éstos alteren sus características.


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3.2- FLUIDOS FRIGORÍGENOS (II): Clasificación

2. CLASIFICACIÓN

El agua. Se utiliza siempre que las temperaturas de trabajo se mantengan por encima de los 4ºC, para evitar la congelación en el evaporador.

Si se llega a congelar el agua en el evaporador el hielo podría romper los tubos de la instalación entrando dentro del circuito.

Salmueras. Son mezclas de agua con sales de cloruro cálcico o de cloruro sódico. Al añadir una cierta cantidad de sal al agua, se logra una temperatura de congelación inferior a 0ºC.

Su temperatura de congelación depende de la concentración de sal (a más sal menor pto de congelación). El inconveniente es que al aumentar la concentración de sal aumenta la viscosidad (mayor gasto energético de las bombas de circulación).

Solución de agua y propilenglicol. Se utiliza en instalaciones de media temperatura hasta -15ºC.


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3.2- FLUIDOS FRIGORÍGENOS (III): Clasificación

Solución de agua y etilenglicol. Se utiliza en instalaciones de media temperatura hasta -15ºC. Su factor de transmisión de calor es casi dos veces superior al del propilen-glicol. Es tóxico.

Solución agua-amoníaco. Se puede utilizar como refrigerante secundario y también como primario. Tiene un factor de transmisión de calor elevado y un cierto nivel de toxicidad.

Congelación a -21,7ºC para una concentración del 14%.

El CO2. Se puede utilizar como refrigerante secundario y también como primario. En su uso como refrigerante secundario se bombea en estado líquido con caudales y presiones elevadas para evitar la evaporación durante el intercambio térmico.

Ice Slurry (solución de hielo en suspensión). Son pequeños cristales de hielo en suspensión en una solución acuosa que le da la apariencia de gel. Elevado coeficiente de transferencia de calor. Elevado coste.


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3.2- FLUIDOS FRIGORÍGENOS (IV): Características

3. CARACTERÍSTICASTransfieren el efecto frigorífico desde un circuito primario de refrigeración (desde el evaporador) al producto a enfriar.

Su punto de congelación debe ser igual o inferior al del agua. Para temperaturas por encima de 4ºC sólo se utiliza agua como refrigerante secundario.

Elevada capacidad de intercambio térmico para reducir el tamaño de las instalaciones.

Temperaturas de congelación entre 4 y 8ºC inferiores a la temperatura del medio a enfriar.

Baja viscosidad que asegura mayor transferencia de calor y menor pérdida de carga en el circuito.

Compatibilidad con los materiales de la instalación.

No deben ser agresivos con el medio ambiente.


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3.3- LUBRICANTES (I): Función

En el compresor existen piezas en movimiento que están en contacto mutuo lo que produce rozamientos entre las diferentes superficies metálicas. Esto provoca desgastes e importantes aumentos de temperatura que son perjudiciales.

1. FUNCIÓN

Reducir considerablemente el rozamiento entre las partes del compresor en movimiento.

Absorber el calor desprendido por el rozamiento.

Actuar como sello evitando la comunicación en el compresor de las zonas de alta y baja presión.

Inhibir la corrosión del sistema.

Evacuar las virutas metálicas producto del rozamiento de las superficies.

Reducir el nivel de ruido del compresor (cuando más viscoso más reducción).

Durante el funcionamiento el lubricante entra en contacto con el refrigerante en el compresor y es arrastrado por el mismo a través de todo el sistema, de ahí lo importante de conocer las

compatibilidades entre los diferentes refrigerantes y aceites del mercado.Volver a InicioVolver a Inicio

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3.3- LUBRICANTES (II): Comportamiento

2. COMPORTAMIENTO

Al producirse la descarga de los vapores hacia el condensador, éstos arrastran gotas de aceite, por lo que su nivel en el compresor irá descendiendo paulatinamente hasta el punto de hacer peligrar la lubricación del mismo. Es importante asegurar el retorno del aceite.

Al llegar al condensador, el refrigerante cede calor iniciando el cambio de estado de vapor a líquido. Si no es capaz de mezclarse con el lubricante en estado líquido, éste se irá almacenando en el condensador, haciendo imposible por una parte recuperar el aceite para el compresor y por otra disminuyendo la superficie del condensador. Esto reduce su capacidad provocando altas presiones y temperaturas de condensación. Por ejemplo, el amoníaco dónde es obligatorio el uso de un separador de aceite en la descarga del compresor.

Si la mezcla no es total, existe peligro de que circule aceite libre por el circuito pudiendo taponar el elemento laminador.

Aceite y refrigerante deben ser miscibles para que formen una sola sustancia en el condensador y se garantice la circulación hacia el evaporador.


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3.3- LUBRICANTES (III): Comportamiento

Al evaporador lo que realmente llega es una mezcla de aceite y refrigerante. Este último al recibir calor cambia de estado a vapor, sin embargo, el lubricante permanece líquido, separándose ambas sustancias. El inconveniente es que la baja temperatura aumenta la viscosidad del aceite y le cuesta “fluir”.

El aceite comienza a quedarse en el evaporador ocupando espacio y generando un aumento de temperatura en el recinto a enfriar.

Este proceso es cíclico ya que al evaporarse el refrigerante va quedando una mezcla cada vez más rica en aceite que aumenta su viscosidad, aumentando la dificultad para retornar al compresor.

Debemos evitar que esto ocurra bien mediante el uso de sifones o separador de aceite.


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3.3- LUBRICANTES (IV): Comportamiento - Sifón

USO DEL SIFÓN

Es en la línea de aspiración dónde se producen los mayores problemas de retorno de aceite.

El sifón se convierte en una trampa dónde se acumula paulatinamente el lubricante provocando una reducción de la sección.

El efecto resultante es el aumento de la velocidad de los vapores del refrigerante, lo que provoca el arrastre del aceite acumulado en el sifón.

Los sifones se pueden obtener en el mercado o fabricarse durante la instalación.


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3.3- LUBRICANTES (V): Comportamiento - Sifón

USO DEL SIFÓN

Es en la tubería de líquido (entre el condensador y el evaporador) no hay problemas de arrastre de aceite debido a que el refrigerante y el lubricante forman una única sustancia.

El la tubería de descarga (unión entre compresor y condensador) el problema se presenta en las paradas cuando el condensador está situado a una altura superior a la del compresor. Existe peligro de que el aceite descienda por gravedad hacia la descarga del compresor produciéndose un golpe de líquido en el arranque.

La solución sería una válvula de retención en la descarga, un sifón o una válvula electrónica.


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3.3- LUBRICANTES (VI): Comportamiento - Separador de aceite

USO DEL SEPARADOR DE ACEITE

Ubicado en la descarga del compresor es la mejor solución sobretodo con refrigerantes no miscibles con el lubricante como el amoníaco.

Para el resto de fluidos frigoríficos se utilizará:

Instalación a baja temperatura (demasiada viscosidad en el aceite).Instalaciones de capacidad variable o de gran capacidad.Instalaciones con más de un compresor en paralelo.Instalaciones con recorridos de aspiración ascendentes.

Este tipo de solución no es eficiente 100% por lo que se deberán tomar el resto de medidas adicionales.


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3.3- LUBRICANTES (VII): Características

3. CARACTERÍSTICAS

Deben ser estables a alta temperatura, puesto que es en el compresor dónde mayor temperatura hay.

Deben ser estables a baja temperatura. Será en el evaporador dónde el lubricante deberá soportar temperaturas muy bajas sin perder propiedades (separación de componentes-materia sólida).

Alta estabilidad química para evitar su reacción con alguna sustancia presente en el circuito.

Punto de inflamación y combustión alto puesto que está expuesto a altas temperaturas.

Punto de congelación lo más bajo posible (evaporador).

Punto de floculación bajo. Es la temperatura a partir de la cual aparecen parafinas y ceras en estado sólido. Cuanto menor sea la temperatura mayor será el peligro de precipitación.


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3.3- LUBRICANTES (VIII): Características

Viscosidad inferior a las señaladas para cada clase de refrigerante. Es la resistencia del aceite a “fluir”. Si es muy alta crea problemas de retorno de aceite y si es muy alta la lubricación del compresor será mala. (Recomendaciones del fabricante).

Bajo nivel higroscópico (humedad – contacto con la atmósfera).

Miscibilidad con los refrigerantes. Importante que se mezcle con el fluido frigorífico en estado líquido para garantizar que retorne al compresor después de pasar por el evaporador.

Ausencia de ácidos, asfalto, humedad y sólidos en suspensión.

Bajo coste.


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3.3- LUBRICANTES (IX): Aceites utilizados

Existen dos grupos:

Aceites minerales tipo AM: son un producto del proceso de refinación del petróleo y su uso se remonta al inicio de las técnicas frigoríficas.

Aceites sintéticos: son más recientes y se desarrollaron para mejorar los problemas de solubilidad del aceite mineral con algunos refrigerantes como el R-22 o el R-134a.

Existen tres tipos básicos:

Lubricantes del tipo POE.

Lubricantes del tipo PAG.

Lubricantes del tipo AB.


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3.3- LUBRICANTES (X): Aceites utilizados

ACEITES MINERALES AM

Sólo miscibles con los CFC como el R-12 e hidrocarburos.

Su miscibilidad disminuye cuando se utiliza con los HCFC (R-22) y por eso se recomienda separador de aceite.

No tienen buena miscibilidad con los aceites sintéticos POE y PAG.

Buena miscibilidad con los aceites AB.

Nivel higroscópico aceptable.

Se pueden mezclar aceites minerales de diferentes fabricantes, siempre que tengan la misma viscosidad.


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3.3- LUBRICANTES (XI): Aceites utilizados

ACEITES AB

Son una modificación de los AM a los que se realiza una variación en la calidad de sus componentes y se les agrega antiespumantes para que mezclen bien con los HCFC y evitar la formación de espuma al arrancar con el cárter del compresor a baja temperatura.

Alta estabilidad térmica.

Buena miscibilidad con HCFC y mezcla de éstos.

No son miscibles con los refrigerantes HFC.

No son miscibles con los lubricantes PAG y POE.

Su nivel higroscópico es aceptable.

Se pueden mezclar aceites AB de diferentes fabricantes, siempre que tengan la misma viscosidad.


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3.3- LUBRICANTES (XII): Aceites utilizados

ACEITES PAG

Son aceites sintéticos con un bajo punto de floculación.

No son miscibles con los CFC ni con los HCFC.

No son miscibles con los aceites minerales AM ni con los de tipo AB.

Su capacidad de absorber humedad es extremadamente alta, por lo que sólo se utiliza en la industria del automóvil.


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3.3- LUBRICANTES (XIII): Aceites utilizados

ACEITE POE

Aceites sintéticos que se obtienen a partir de una reacción que consiste en unir alcohol con un ácido dando como resultado agua y éster.

Son totalmente miscibles con cualquier refrigerante.

Su punto de floculación es bajo.

Son altamente higroscópicos, aunque menos que los PAG.

La humedad puede afectar su composición química que se convierte en alcohol y ácido que ataca y destruye los componentes del circuito.

Requieren mayores niveles de seguridad, por lo que hay que evitar inhalación prolongadas y contacto con la piel.


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3.3- LUBRICANTES (XIV): Aceites utilizados

MISCIBILIDAD ENTRE FLUIDOS FRIGORÍFICOS Y LUBRICANTES

LUBRICANTES

REFRIGERANTES AM AB POE PAG

CFC Alta Alta Alta Nula

HCFC Media Alta Alta Nula

HCFC + HFC Baja Alta Alta Nula

HFC Nula Nula Alta Alta


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PROBLEMÁTICAPROBLEMÁTICA


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4.1- DESTRUCCIÓN DE LA CAPA DE OZONO

Esta capa es un filtro de los rayos ultravioleta. La presencia de cloro destruye las moléculas de ozono y una mayor cantidad de radiación ultravioleta alcanza la tierra, produciendo efectos sobre los seres vivos, como afecciones en la piel, vista, etc.

El factor de destrucción de la capa de ozono se llama ODP. Es un valor comparativo con el efecto del R-11, cuyo ODP=1.

RefrigeranteContenido de cloro

(%)ODP Vida (años)

R-11 (CFC) 77,4 1 60

R-12 (CFC) 58,6 0,95 130

R-22 (HCFC) 41 0.05 15

R-134a (HFC) 0 0 16

Se decidió a nivel mundial eliminar los CFC y sustituirlos temporalmente por HCFC y finalmente por los HFC.


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4.2- CONTRIBUCIÓN AL EFECTO INVERNADERO

Parte de la energía recibida del sol es absorbida por la tierra que se calienta e irradia,

a su vez, calor hacia el espacio.

Algunos vapores (CO2, vapor de agua, el metano, los CFC, etc.) presentes en la

atmósfera retienen parte de la radiación, por lo que la tierra se calienta al recibir más

energía que la que trasmite. Es lo que se llama el efecto invernadero.

La influencia sobre el efecto invernadero es el índice GWP, que mide la acción directa

del refrigerante.

El índice TEWI tiene en cuenta las emisiones gaseosas que se generan por el

funcionamiento de la máquina (tiene importancia el COP y el tipo de energía

consumida).


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4.3- SUSTITUCIÓN DE REFRIGERANTES-Calendario

1 de enero de 2001: Prohibición de utilizar HCFC como refrigerantes en la fabricación de cualquier equipo de aire acondicionado y refrigeración producido después del 31 de diciembre de 2000, con excepción de equipos sólo frío de una capacidad inferior a 100 Kw. y equipos bomba de calor.

1 de julio de 2002: Prohibida la utilización de HCFC como refrigerantes en la fabricación de cualquier equipo de aire acondicionado sólo frío excepto equipos bomba de calor.

1 de enero de 2004: Prohibición de fabricar todo tipo de equipos con HCFC.

1 de enero de 2010: Prohibido utilizar los HCFC "nuevos", tanto para mantenimiento como recarga de equipos de refrigeración y aire acondicionado existentes en aquella fecha.


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4.4- PROTOCOLOS

Protocolo de MONTREAL relativo a Sustancias agotadoras de la Capa de Ozono. Evaluación continua que indica que las medidas son insuficientes.

Firmado el 16 de septiembre de 1987. Su última revisión fue en Beijing en el año 1999.

Protocolo de KYOTO sobre el cambio climático. Su objetivo es reducir las emisiones de seis gases que provocan el calentamiento global:

Dióxido de carbono CO2.

Metano CH4.

Óxido nitroso N2O.

Hidroflúorocarbonos HFC.

Perfluorocarbonos PFC.

Hexafluoruro de azufre SF6.

Firmado en 1997, su última revisión fue en el año 2005.Volver a InicioVolver a Inicio

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5.- 5.- BIBLIOGRAFÍABIBLIOGRAFÍA

Reglamento de seguridad para plantas e instalaciones frigoríficas.

RAPIN, P.J., JACQUARD, P. Instalaciones frigoríficas II – Tecnología. Madrid: Marcombo.

RODRÍGUEZ RODRÍGUEZ, Ernesto. (2005) Los refrigerantes en las Instalaciones Frigoríficas. Madrid: Thomson Paraninfo.


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