refrigerantes1

8/8/2019 REFRIGERANTES1

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REFRIGERANTES

REFRIGERACIN INDUSTRIAL


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Definicin Todo aquel fluido que se utiliza para

transmitir el calor en un sistema frigorficoy que absorbe calor a bajas temperatura ypresin, y lo cede a temperatura y presinms elevadas, generalmente con cambios

de estado del fluido.


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Definicin

Los refrigerantes se identifican por su frmulaqumica o por una denominacin simblica

numrica; no es suficiente identificarlos slo porsu nombre comercial.

Se clasifican en tres grupos segn su grado deseguridad o peligrosidad.


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Grupo Primero Comprende los refrigerantes que no son

combustibles y que poseen una accintxica muy pequea o nula.

R 12, R22, R 502 , R134


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Grupo Segundo Comprende los refrigerantes que son

txicos o corrosivos, o que al combinarsecon el aire, en una proporcin de 3,5 % oms en volumen, puede formar unamezcla combustible o explosiva.

R 717 ( Amonaco)


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Grupo Tercero Comprende los refrigerantes que, al

combinarse con el aire en proporcininferior al 3,5 % en volumen, puedanconstituir una mezcla combustible oexplosiva.

R 600 : Butano R 290 : Propano.


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Caractersticas a considerar Propiedades qumicas :

Inflamabilidad

Explosividad

Toxicidad

Estabilidad


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Caractersticas a considerar

Propiedades fsicas Punto de ebullicin Punto de congelamiento Volumen especfico Densidad

Presin crtica Temperatura crtica Miscibilidad con el aceite


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ToxicidadGRUPO LIMITACIONES REFRIGERANTES

1

Concentracin de

vapores o gases de 0,5% - 1 % por cerca de 5

min, es capaz de

producir lesin seria o

muerte.

Dixido de azufre

20,5 1 % por cerca de 30min, puede producir

lesin grave o muerte.

Amonaco


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3

2 2,5 % cerca de 1 hora, puede

producir lesin seria o muerteCloroformo

4

2 2,5 % cerca de 2 horas, puede

producir lesin seria o muerte.Metil cloruro

5

Gases o vapores que son menos

txicos que los del grupo4 , pero

ms txicos que los del grupo 6 Refrigerantes 11, 22,

502, butano

6

Concentracin cerca de 20 %, por

perodos de 2 horas,

aparentemente no lesionaRefrigerantes R12,

114


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Calor latente de vaporizacin

El nmero de caloras a obtener en suebullicin a de ser muy elevado a fin de

emplear la menor cantidad posible derefrigerante.


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Temperatura y presin crtica Todos los refrigerantes tienen un punto de

fusin en que no condensan, por grande quesea la presin que se les aplique.

Refrigerante P. Crtica ( psia) T crtica F

R 12 596,6 233,6

R 22 721,9 204,8

R 502 591 179,9R 134a 589,9 214


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Volumen especfico El volumen especfico del refrigerante

evaporado es el espacio que ocupa el

refrigerante en estado de vapor, el cual hade procurarse que sea el ms bajoposible.


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Denominacin simblica El cdigo va precedido de una letra R

(mayscula). A continuacin va unas

cifras :a) La primera cifra despus de la R indica

el nmero de tomos de C menos 1 ( si

es cero no se indica).


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b) A continuacin se indica el nmero detomos de H ms uno. ( H + 1 ).

c) Luego, la cifra que indica el nmero detomos de Fluor.Ej. : R 12

tomos de C : 1tomos de H : 0 (0 + 1 = 1)tomos de F : 2

Denominacin simblica


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CF F

Cl

Cl

CF F

H

Cl

R12 R 22


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Criterio de ASHRAE Derivados halogenados saturados

Derivados halogenados insaturados

Mezclas de refrigerantes

Hidrocarburos saturados

Hidrocarburos insaturados


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Derivados halogenados saturados

Proceden del metano, etano y propanopor sustitucin parcial o total de los

tomos de H por tomos de Cl, F. CFC : Contienen Cl, F y C en su molcula.

Se denominan clorofluorocarbonados.


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Derivados halogenados saturados

HCFC :Contienen H, Cl, F y C en sumolcula. Se denominan

hidroclorofluorocarbonados. HFC: Contienen H, F y C en su molcula.

Se denominan hidrofluorocarbonados. No

perjudican la capa de ozono.


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Halones:Contienen H, Br, F y C en sumolcula. Les afecta la misma prohibicin

que a los que contienen cloro en sumolcula.


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Mezclas de refrigerantesa.a. Mezclas azeotrpicas :Mezclas azeotrpicas :

Se denominan a las mezclas de 2 o ms

refrigerantes en una proporcin tal que nocambian su composicin cuando se estnevaporando o condensando desde que loscomponentes tienen el mismo punto deebullicin o de condensacin a cualquierpresin.


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Mezclas de refrigerantes

Se comportan como una sustancia pura.

Esto se logra solo si la la mezcla tiene la

concentracin correcta en peso de cadacomponente, de lo contrario se evaporan o secondensan a diferentes temperaturas, una antesque la otra.


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Mezclas de refrigerantesb. Mezclas zeotrpicas :b. Mezclas zeotrpicas :

Se denominan as a las mezclas de 2 o

mas refrigerantes que se evaporan o secondensan a diferentes temperaturas, sinlograr en ningn momento uncomportamiento como si se tratase de unsolo fluido.


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Mezclas de refrigerantesc. Mezclas cuasi azeotrpicas :c. Mezclas cuasi azeotrpicas :

Son mezclas zeotrpicas que presentan

en algn punto de su concentracin unacercamiento entre sus curvas desaturacin.

Esto hace que su comportamiento seacerque al de una mezcla azeotrpica.


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Cuasi azeotropasREFRIG. COMP. EN PESO REEMP. FAB.

R- 401 A 53 % R22 13 % R152 A

34 % R124

R 12 DUPONTMP 39

R 401 B 61 % R22 11 % R 152A

28 % R124

R 12 DUPONTMP 66

R 401 C 33 % R22 15 % R152 A

52 % R124

R 12 DUPONTMP 52


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AzeotropasREFRIGERANTE COMPOSICINEN PESO

R 500 73,8 % R 12 26,2% R152 A

R 501 75% R 22 25% R 12

R 502 48,8% R 22 51,2% R 115


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Miscibilidad del aceite Facultad del refrigerante para disolverse

en el aceite, o viceversa.

La miscibilidad del aceite o su carencia,generalmente no es un factor principalpara la seleccin del refrigerante.


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Uno de los principales efectos de unrefrigerante miscible en el aceite, es el de

diluirse en el aceite del crter delcompresor, bajando la viscosidad delaceite y reduciendo sus cualidades de

lubricacin.

Capacidad lubricante


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Una de las principales funciones dellubricante es evitar el desgaste del

compresor. En los sistemas derefrigeracin que trabajan con fren estono es crtico, pues dicho gas tiene

capacidad lubricante (Clorofluorocarbono).


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El fren en s se comporta como unaefectiva sustancia antidesgaste que ayudaal lubricante a proteger las piezas mvilesdel compresor.


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En el caso de los sistemas con amoniacola situacin es diferente, pues el amoniaco

no tiene ninguna capacidad lubricante y,por el contrario, promueve el desgaste.


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Es importante tambin tener en cuentaque la formacin de espuma reduce la

capacidad lubricante del aceite. En el casode los sistemas con fren esto no es unproblema, pues el aceite es miscible con

el refrigerante.


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Sin embargo, en los sistemas conamoniaco, el aceite, al no ser miscible con

el refrigerante, debe considerar losproblemas de formacin de espuma.


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El proceso de compresin del amoniacose hace a mayores temperaturas que el

del fren. Es por eso que el aceite paracompresores de amoniaco debe tener unabuena resistencia contra la oxidacin.


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Los aceites minerales son miscibles con elfren, es por ello que el aceite puede ser

arrastrado por el gas refrigerante a lasalida del compresor y llevado por todo elsistema sin que este se deposite hasta ser

devuelto al compresor.


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En sistemas de amoniaco esto es crtico,pues el aceite es parcialmente soluble conel refrigerante, lo que causa que el aceitearrastrado fuera del compresor sedeposite en el evaporador, disminuyendo

la eficiencia del mismo


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En este caso se requiere ms energapara lograr la misma capacidad

refrigerante. Para reducir este problemase utiliza un tanque separador a la salidadel compresor.


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El problema con el aceite es mayor en elevaporador, dado que la temperatura se

reduce y el aceite se hace ms viscoso.

Caractersticas a bajas temperaturasCaractersticas a bajas temperaturas


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En el lado de baja temperatura del sistema derefrigeracin el aceite no debe solidificarse o

formar depsitos de cera que pueden obstruir lavlvula de expansin, adems de que losdepsitos en el evaporador reducenconsiderablemente la eficiencia del sistema.


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En los sistemas de refrigeracin quetrabajan con fren el desempeo del

aceite se mide a travs de su Floc Point(temperatura a la cual 10 % del aceitemezclado con Fren R-12 forma ceras).


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En los sistemas con amoniaco esteparmetro no es representativo, pues

existe una pobre miscibilidad entre elaceite y el refrigerante.


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En este caso, para medir el desempeodel aceite se utiliza su punto de fluidez, el

cual debe ser lo suficientemente bajocomo para evitar la formacin de ceras.


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La siguiente transparencia muestra latolerancia de un aceite al cobre, el tubo de

ensayo de lado derecho muestra que haydisolucin del cobre en el aceite.


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Las siguientes muestras nos indican elgrado de miscibilidad del aceite con el

refrigerante. Un buen aceite es aquel que presenta una

buena miscibilidad, a diversidad de

refrigerantes y temperaturas de operacin.


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Principales tipos de lubricantes

Lubricantes minerales : MO

Lubricantes alquilbencnicos : AB

Lubricantes poli alquil glicoles : PAG

Lubricantes poliol ester : POE


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R12 mezclado con el aceite mineral oR12 mezclado con el aceite mineral o

sinttico (miscibilidad perfecta)sinttico (miscibilidad perfecta)


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El R 134a no se mezcla con los aceites minerales oEl R 134a no se mezcla con los aceites minerales o

sintticos (inmiscible)sintticos (inmiscible)


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Aceites ester fueron desarrollados especialmenteAceites ester fueron desarrollados especialmente

para trabajar con el R134a (miscibilidad aceptable)para trabajar con el R134a (miscibilidad aceptable)


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Reaccin qumica del R134a entre contaminantes yReaccin qumica del R134a entre contaminantes y

aceite steraceite ster


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Reaccin qumica entre el aceite ster y laReaccin qumica entre el aceite ster y la

humedadhumedad

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