opciones tecnolÓgicas para hcfcs en refrigeraciÓn
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OPCIONES TECNOLÓGICAS PARA HCFCs EN REFRIGERACIÓN
Miguel W. Quintero Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo PNUDCon el apoyo del Ing. Roberto Peixoto
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Medidas de Control de HCFCs, Países Art. 5
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
140%
2008
2012
2016
2020
2024
2028
2032
2036
2040
Año
Nueva Base
Vieja Base
Tasa de Crecimiento Anual: 5 %
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Cronograma de Eliminación de los HCFCsPaíses Industrializados
BASE ANTERIOR
BASE: 2.8% CFC en 1989 más 100% HCFC 1989 CONGELAMIENTO - 1996 35% REDUCCIÓN EN 2004 65% REDUCCIÓN EN 2010 99,5% REDUCCIÓN EN 2020 * ELIMINACIÓN EN 2030
NUEVOS COMPROMISOS INALTERADO INALTERADO 75% REDUCCIÓN EN 2010 90% REDUCCIÓN EN 2015 INALTERADO INALTERADO
El valor promedio anual de 0,5% es sólo para mantenimiento de equipos de refrigeración y aire acondicionado en el período de 2020 – 2030 y sujeto a revisión en 2015.
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Eliminación de los HCFCs enlos países desarrollados
• En Europa HCFC-22 fue eliminado en nuevos equipos el 31 de Diciembre de 2003.
• En los Estados Unidos y el Japón el uso de HCFC-22 para nuevos equipos terminará en enero de 2010.
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Opciones de RefrigerantesPanorama General
• A partir del Protocolo de Montreal desarrollo de sustitutos para los refrigerantes CFCs y HCFCs.
• En los últimos 15 años: de CFC-11, CFC-12, HCFC-22 y R-502 a decenas de fluidos (HFCs, PFCs, NH3, CO2, y HCs).
• Fabricantes de equipos, proyectistas, instaladores y usuarios finales tienen que tomar decisiones sobre los refrigerantes a escoger para sustituir las SAOs.
• Implicaciones energéticas, ambientales y de seguridad
• ¡Nunca más… un número pequeño de soluciones posibles!
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Refrigerante Utilización HCFC-22 (R-22) (El refrigerante más utilizado actualmente)
• aire acondicionado residencial • equipos para aire acondicionado
comercial • bombas de calor • sistemas de aire acondicionado
central (“chillers”) • sistemas de refrigeración comercial
para supermercados, cámaras frías, etc.
HCFC-123 (R-123) • unidades de enfriamiento de
líquidos (“chillers”) centrífugos
Mezclas de HCFC (R-401 A&B, 402A&B, 405A, 406A, 408A, 409A, 411A&B, 414A&B y 416A
• equipos de refrigeración comercial • retrofit de sistemas que utilizan
CFC-12 y R-502
USOS DE HCFCs COMO FLUIDO REFRIGERANTE
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Consumo actual de HCFCs en los sectores de Refrigeración y A/A
SustanciaConsumo (toneladasmetricas)
Usos
Consumo estimado en refrigeración y A/A
Toneladas métricas % del total
HCFC-22 247,200 Refrigeración y A/A, Espuma 217,610 97.2%
HCFC-123 3,700 Refrigeración y A/A 3,700 1.7%
HCFC-124 940 Refrigeración y A/A 940 0.4%
HCFC142b 31,230 Espuma, refrigeración y A/A 1,640 0.7%Fuente: UNEP/Ozl.Pro/ExCom/55/47 anexo IV
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Criterios de Selección de Refrigerantes
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Alternativas para los HCFCs
• Dos grupos de alternativas :
– Refrigerantes halogenados: HFCs, mezclas de HFCs, mezclas de HFCs y HCs
– Refrigerantes naturales: CO2, hidrocarburos y amoniaco
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Alternativas -HFCs
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Legislación Europea sobre los HFCs
• Regulaciones "F-gas”
• Regulación No 842/2006 aplicada a ciertos gases de efecto invernadero fluorados cubre:– Contención a través del uso y manejo responsables– Reciclaje y recuperación al fin de la vida útil– Entrenamiento y certificación de personas involucradas con la
contención y recuperación de los F gases– Reportes de las cantidades producidas, proveídas, utilizadas
y emitidas– Etiquetas (sellos) en los productos y equipos
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La Opción de Refrigerantes Naturales
• Hidrocarburos, amoniaco, CO2, agua y aire: “refrigerantes naturales”
• Existen en ciclos de la naturaleza mismo sin intervención humana
• Innovación tecnológicas permitirá a los refrigerantes naturales ser una solución segura y económica
• Sistemas con "refrigerantes naturales" tendrán un papel cada vez más importante en el futuro
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Refrigerantes Naturales
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Refrigerantes Naturales
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Dióxido de Carbono ( CO2, R-744)
• Utilizado desde hace más de un siglo • Buena compatibilidad química• PAO = 0. PCG insignificante• Refrigerante A:
– No inflamable, – No tóxico en concentraciones moderadas por debajo
del 5% en volumen en el aire.• Bajo costo y alta disponibilidad• Propiedades conocidas y documentadas.
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• La diferencia entre CO2 y los otros refrigerantes es su relación presión-temperatura. Particularmente su alta presión a temperaturas normales y la baja temperatura crítica de ~31 oC
Dióxido de Carbono (CO2, R-744)
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ciclo transcrítico
Enthalpy
Pres
sure
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Enthalpy
CompressorInput
Heating Capacity
Pres
sure
Cooling Capacity
EnergyRecovered byExpander
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• El ciclo transcrítico básico: potencialmente menos eficiente que un ciclo de compresión convencional
• Esfuerzos significativos de I&D en curso para aumentar la eficiencia del ciclo, a través del desarrollo de sistemas específicos de expansión.
• El CO2 considerado en sistemas para supermercados en sistemas de expansión directa y en sistemas en cascada (CO2 en el circuito de baja temperatura y amoniaco o R404A en el circuito de media temperatura)
Dióxido de Carbono (CO2, R-744)
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Compresores para CO2
http://www.r744.com/products.
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• De 1930 a 1990 las legislaciones para construcción de edificios y equipos de refrigeración comercial y de AA desarrollada para refrigerantes halogenados
• NH3 para refrigeración industrial
• Excelentes propiedades termodinámicas en sistemas de refrigeración por compresión de vapor. Consumo menor de energía en sistemas industriales de refrigeración de gran tamaño
• Higiene Industrial: Tóxico pero fácilmente reconocible por el olor y detectable
Amoniaco (NH3, R-717)
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• Refrigeración Industrial e comercial: sistemas en cascada NH3/CO2
• Refrigeración Comercial para Supermercados. Sistemas Indirectos (típicos para amoniaco)
• Fluidos secundarios» Dióxido de Carbono
Amoniaco (NH3, R-717)
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• Introducidos a comienzos del siglo XX (en Alemania en 1916).
• En 1920/30, refrigeradores desarrollados utilizando Isobutano (R-600a)
• CFCs sustituyeron todos los otros refrigerantes. Cambio mundial R-12 .
• HCs restringidos a grandes plantas de refrigeración industrial en las industrias de petróleo y de gas.
Hidrocarburos (HCs)
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• Incoloros y casi inodoros. PAO= 0 y PGB < 25
• Atención considerable en Alemania en 1990/1991
• En 1993: venta de refrigeradores utilizando una mezcla de propano y isobutano
• Greenpeace y el aumento de conciencia ambiental convirtieron a los HCs en una opción real
Hidrocarburos (HCs)
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• Técnicamente viables para todos los tipos de sistemas
• Inflamables. Medidas adecuadas de seguridad durante manejo, fabricación, mantenimiento, asistencia técnica y disposición final del equipamiento
• Existen legislación y normas técnicas sobre las limitaciones de uso y de los aspectos de seguridad necesarios.
Hidrocarburos (HCs)
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• Carga pequeña e sistema con menos fugas
• Sistemas en cascada
• Circuitos secundarios (Refrigeración Supermercados)
Hidrocarburos (HCs)
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Situación Internacional
www.refrigerantsnaturally.com
Refrigerants, Naturally is supported by Greenpeace and the United Nations Environmental Programme and recognised as a "Partnership for Sustainable Development" by the UN Commission on Sustainable Development
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Eurammon• Eurammon:Iniciativa conjunta de empresas, instituciones y
personas comprometidas con el uso de refrigerantes naturales
• Centro de competencia para el uso de fluidos naturales en refrigeración
• Plataforma de información y conocimientos para desarrollar sistemas de refrigeración natural dentro del concepto del desarrollo sostenible
www.eurammon.com/englisch/html/index.html
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Natural Refrigerants - GTZ
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CONCLUSIONES
• No existe un refrigerante ideal. Cada sistema es particular• Alternativas a CFCs y HCFCs: diversos desafíos técnicos,
incluyendo cuestiones de seguridad• El regreso a un un pequeño número de refrigerantes no se
visualiza en un futuro cercano• Interés creciente en los refrigerantes naturales• Uso de NH3 (R-717), CO2 ( R-744) y HCs (R-600a, R-290, R-
1270) aumentando por sus características ambientales y de desempeño
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Sistemas Indirectos de Refrigeración
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NH3CO2
-30C -30C +30C
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Natural Refrigerants - GTZ
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Sistema Cascada con CO2/R-404A
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Fluidos Refrigerantes Candidatos