sistemas de refrigeracion-2015

SISTEMAS DE REFRIGERACION

TERMODINÁMICA QUIMICA IUES-FIA-EIQA. Dcrp-2015

General

Text Box

QL= evaporador QH=condensador


La refrigeración es el proceso de “producir” frío en realidad de extraer calor.

A diferencia del calor, el frío no se puede producir.

Tampoco puede convertir o transformar la energía calórica o energía térmica en otra forma de energía llamada “energía fría”.

Pero si se pueden aprovechar las diferencias de temperatura para generar energía a baja temperatura.

Para “producir frío” lo que se hace es transportar el calor de un lugar a otro, así en el lugar en que se extrae el calor, se genera frío


El objetivo de la refrigeración es mantener una región en el espacio a una Tº < Tº ambiente.

Sus aplicaciones son conocidas y de uso diario en hogares, oficinas, industria, etc. entre éstas:

-Conservación de Alimentos y fármacos. Refrigeración casera y Refrigeración industrial. Uso de refrigerantes con HFC, NH3, entre otros.

-Refrigeración y aire acondicionado de locales.

-Aplicaciones industriales como CRIOGÉNICA, uso de N2.

-Transporte con refrigeración, como gas licuado (CH4), hielo seco (CO2).

MEDIDAS DE REFRIGERACION

En el sistema SI, la potencia de los sistemas de refrigeración se mide en vatios , Watts.

En el sistema técnico de unidades, para medir potencia de refrigeración se utiliza la FRIJORÍA /HORA,que tiene la misma definición que caloría/hora, pero se utiliza para medir la extracción de calor.

En la práctica comercial la potencia de refrigeración o Capacidad de refrigeración se mide en TONELADAS DE REFRIGERACION, donde

1 TON de refrigeración es la que se produce al fundir 1 ton de hielo (2000 lb, 908 Kg ) a (32º F, 0 oC), en 24 hr.

Es el índice de eliminación del calor que equivale a suprimir 12,000 BTU/h, 200 BTU/min, 12,652.416 KJ/h

REFRIGERANTES

La generación de refrigeración requiere del uso de sustancias denominadas refrigerantes, cuyas características y propiedades termodinámicas, los hacen propios para este fín, entre las características de los refrigerantes se tienen.

REFRIGERANTES DE USO COMÚN

R-dcba SUSTANCIA FORMULAMOLECULAR

Grupo

R-717 Amoníaco NH3 Inorgánico-Criogénico

R-744 Dióxido de carbono CO2 Inorgánico-Criógenico

R-12 Dicloro difluor metano CCl2F2 CFC

R-13 Trifluorclorometano CClF3 CFC

R-22 Cloro difluor metano CHClF2 HCFC

R-50 Metano CH4 Inorgánico-Criogénico

R-115 Cloro pentafluor etano C2ClF5 CFC

R-134a Tetrafluor etano C2F4H2 HFC

R-728 Nitrógeno N2 Inorgánico-Criogénico

R-1270 Propileno C3H6 HC

R-3130 Isobutano C4H10 HC

CLASIFICACION DE SUSTANCIAS REFRIGERANTES

Por su composición:

Los inorgánicos, como el agua o el amoníaco.

Los de origen orgánico(hidrocarburos y derivados):◦ Los Clorofluorcarbonos (CFC), perjudiciales para la

capa de ozono.

◦ Los Hidroclorofluorcarbonos (HCFC)

◦ Los Hidrofluorcarbonos (HFC)

◦ Las mezclas, azeotrópicas o no azeotrópicas de éstos.

PROPIEDADES DE SUSTANCIAS REFRIGERANTES

Por su grado de seguridad:◦ GRUPO 1: no son combustibles ni tóxicos.

◦ GRUPO 2: tóxicos, corrosivos o explosivos a concentraciones mayores de 3,5% en volumen mezclados con el aire.

◦ GRUPO 3: tóxicos, corrosivos o explosivos a concentraciones menores o iguales a 3,5% en volumen.


Los fluidos refrigerantes no deben ser tóxicos, ni inflamables, ni corrosivos

No deben contribuir en el efecto invernadero ni a la destrucción de la capa de ozono.

Los primeros refrigerantes y utilizados por muchos años han contribuido a acelerar éstos problemas. Entre los de mayor problema están los CFC. Siendo el mayor problema las moléculas de cloro en su composición.


Por su función:

Primario: si es el agente transmisor en el ciclo frigorífico, y por lo tanto realiza un intercambio térmico principalmente en forma de calor latente.

Secundario: realiza un papel de intercambio térmico intermedio entre el refrigerante primario y el medio exterior. Realiza el intercambio principalmente en forma de calor sensible.

REFRIGERACION POR COMPRESION

En el Ciclo Termodinámico Básico de REFRIGERACION POR COMPRESION, se requiere aplicar trabajo al sistema para que se dé la trasferencia de calor de la fuente de baja temperatura a la fuente de alta temperatura, es decir se requiere extraer el calor para que se genere el espacio refrigerado.

En el ciclo termodinámico se dá la transferencia de calor al nivel de baja presión y baja temperatura, para generar el espacio refrigerado con la evaporación del refrigerante.

Con el compresor se aplica trabajo al sistema para que el refrigerante pase al nivel de presión alto, para luego liberar el calor en la fuente de alta temperatura, con un proceso de condensación.

Para luego ser retornado al evaporador al nivel de baja presión, por medio de una válvula extranguladora.

Cambiando así el estado del refrigerante entre la fase vapor y la fase líquida para completar el ciclo termodinámico ideal , en dos procesos de transferencia de calor a presión y temperatura constantes ; un proceso de compresión isoentrópico de la presión baja a la presión alta y un proceso de expansión de la presión alta a la presión baja en condiciones isoentálpicas.

Ciclo básico de refrigeración por compresión


TEMPERATURA DE REFRIGERANTES

Hay tres temperaturas que son importantes para un refrigerante y que deben ser consideradas al hacer la selección. Estas son:

Tempertura de ebullición

Temperatura Crítica y

Tempertura de congelación.


Temperatura de Ebullición

En un refrigerante, siempre es referida a la presión atmosférica normal de 101.3 kPa (0 psig). Se puede decir, que el punto de ebullición de cualquier líquido, es la temperatura a la cual su presión de vapor es igual a la atmosférica.

El punto de ebullición de un refrigerante debe ser bajo, para que aún operando a presiones positivas, se pueda tener una temperatura baja en el evaporador.

El evaporador debe tener una temperatura más baja, que la que se desea tener en el espacio refrigerado (se necesita una diferencia de temperaturas para que exista el flujo de calor).

Normalmente, cuando el sistema está en operación, la temperatura de ebullición del refrigerante líquido dentro del evaporador, es aproximadamente 6°C más baja que la temperatura del espacio refrigerado.


TEMPERATURA CRITICA.

Otra temperatura a considerar cuando se selecciona un refrigerante, es la temperatura crítica, sobre todo para el diseño del condensador, ya que ningún vapor se condensa a una temperatura mayor de la crítica, aunque la presión sea muy grande.

En el caso de condensadores enfriados por aire, es conveniente que el refrigerante tenga una temperatura crítica mayor de 55°C.


Temperatura de Congelación.

Debe ser inferior a cualquier temperatura que existe en el sistema, para evitar congelaciones en el evaporador. El fluido corre en el sistema entre la fase vapor y la fase líquida.

La temperatura de condensación, a la presión máxima de trabajo debe ser la menor posible. Minimiza costos de compresión.

Temperatura de Operación < Tc, de lo contrario no se generarán los cambios de fase.

Temperaturas características

de refrigertantes


NIVELES DE PRESION

Las presiones que actúan en un sistema de refrigeración, son extremadamente importantes. En primer término, se debe operar con presiones positivas; es decir, las presiones tanto en el condensador como en el evaporador, deben ser superiores a la presión atmosférica.

Si la presión en el evaporador es negativa, es decir, que se estétrabajando en vacío, hay riesgo de que por una fuga entre aire al sistema. Por esto, el refrigerante debe tener una presión de evaporación lo más baja posible, pero ligeramente superior a la presión atmosférica.

Por otra parte, la presión de condensación debe ser lo suficientemente baja, ya que esto determina la robustez del compresor y del condensador. Mientras más alta sea la presión, se requiere un equipo más robusto, y por lo tanto, más caro.

Presiones de operación de Refrigerantes comerciales. Los valores presentados con asterisco, indican pulgadas de vacío.


Por sus Presiones de trabajo:

Baja , Media, Alta y Muy alta.

5, 10, 20 bar

70, 140, 280 psi

Se seleccionan en base a los niveles de presión definidos por el ciclo termodinámico de refrigeración, entre su temperatura de vaporización y su temperatura de condensación.

Nivel de presión bajo Pº a la Tbº debe ser < Patm,

para garantizar que no habrá filtración de aire, ni de humedad en el sistema.


Calor latente de evaporación. Debe de ser lo más alto posible para que una pequeña cantidad de líquido absorba una gran cantidad de calor.

Volumen específico.- El volumen específico debe de ser lo más bajo posible para evitar grandes tamaños (diámetros) en las líneas de aspiración y compresión

Densidad. Deben de ser elevadas para usar líneas de líquidos de diámetros, pequeños.


Miscibilidad. Dado que deben interaccionar con el lubricante del compresor, deben ser miscibles en fase líquida y no nocivos con el aceite.

Conductividad Eléctrica. Los refrigerantes, se aprovechan en muchos sistemas para refrigerar también el motor del compresor, normalmente un motor eléctrico, por lo que deben ser buenos dieléctricos, es decir, tener una baja conductividad eléctrica.

SIMBOLOGIA DE REFRIGERANTES

Los refrigerantes son conocidos comercialmente por su simbología comercial, siendo la clave para su identificación R-d-c-b-a, donde:

a = Número de fluor

b = Número de H + 1

c = Número de C – 1

d = Número de dobles enlaces.

El resto son cloruros.


Ejemplo R-12 (Freón 12, CFC)

Dicloro difluor metano CCl2F2

a = Número de fluor = 2

b = Número de H + 1 = 0 + 1 = 1

c = Número de C – 1 = 1 – 1 = 0

d = Número de dobles enlaces = 0


R d c b a

R 0 0 1 2

R-12


Ejemplo R-13 (Freón 13, CFC)

Trifluor Cloro metano CClF3


b = Número de H + 1 = 0 + 1 = 1

c = Número de C – 1 = 1 – 1 = 0



R d c b a

R 0 0 1 3

R-13


Ejemplo R-134-a. (HFC)

Tetrafluor Etano C2H2F4


b = Número de H + 1 = 2 + 1 = 3

c = Número de C – 1 = 2 – 1 = 1



R d c b a

R 0 1 3 4

R-134-a


Los refrigerantes que empiezan con 7, indican que son fluidos inorgánicos. Por ejemplo:

El amoniaco (NH3) que se denomina R-717

El Dióxido de Carbono es el R-744

El anhídrido sulfuroso (SO2) es el R-764

Los que empiezan con 6 son los isobutanoscomo el R-600, se emplean en instalaciones domésticas. Son altamente inflamables

SIMBOLOGIA DE REFRIGERANTES Los refrigerantes pueden ser puros o mezcla de diferentes

gases, las mezclas pueden ser azeotrópicas o no azeotrópicas.

Las mezclas azeotrópicas están formadas por dos o más componentes, tienen la misma composición en la fase líquida y en la fases vapor, por lo que se comportan como una molécula de refrigerante puro. Empiezan con 5 (R-500, R-502).

Las mezclas no azeotrópicas están formadas por varios componentes pero la mezcla no se comporta como una molécula de refrigerante puro. Por lo tanto la carga de refrigerante que funciona con estos gases se ha de tener siempre como líquido ya que cada gas se comporta diferente en estado gaseoso.

Empiezan con 4 (R-404, R-408, R-409).


Mezclas no azeotrópicas: Aparte este tipo de mezclas tiene deslizamiento,

lo que quiere decir que a la misma presión la temperatura es diferente si está en estado gaseoso o en estado líquido. Este deslizamiento puede ser desde 1º hasta 7ºC.

Estos gases no son tóxicos en estado normal pero desplazan el oxígeno produciendo asfixia. Cuando están en contacto con llamas o cuerpos incandescentes el gas se descompone dando productos altamente tóxicos y capaces de provocar efectos nocivos en pequeñas concentraciones y corta exposición.

TIPOS DE REFRIGERANTES

REFRIGERANTES DE USO COMÚN

R-dcba SUSTANCIA FORMULAMOLECULAR

Grupo

R-717 Amoníaco NH3 Inorgánico-Criogénico

R-744 Dióxido de carbono CO2 Inorgánico-Criógenico

R-12 Dicloro difluor metano CCl2F2 CFC

R-13 Trifluorclorometano CClF3 CFC

R-22 Cloro difluor metano CHClF2 HCFC

R-50 Metano CH4 Inorgánico-Criogénico

R-115 Cloro pentafluor etano C2ClF5 CFC

R-134a Tetrafluor etano C2F4H2 HFC

R-728 Nitrógeno N2 Inorgánico-Criogénico

R-1270 Propileno C3H6 HC

R-3130 Isobutano C4H10 HC

REFRIGERANTES CARACTERISTICAS Y MEDIO AMBIENTE

Existen en la actualidad tres tipos de refrigerantes de la familia de los hidrocarburos halogenados:

CFC: Clorofluorocarbonos totalmente halogenados, no contiene hidrógenos en su molécula química y por lo tanto es muy estable, esta estabilidad hace que permanezca durante largo tiempo en la atmósfera afectando seriamente la capa de ozono y es una de las causas del efecto invernadero.(R-11, R-12, R-115).

Esta prohibida su fabricación desde 1995.


HCFC: Hidroclorofluor carbonos, Es similar al anterior pero con átomos de hidrógeno en su molécula.

La presencia de Hidrógeno le confiere menos estabilidad, en consecuencia, se descompondrá en la parte inferior de la atmósfera y no llegará a la estratosfera.

Posee un potencial reducido de destrucción de la capa de ozono. De acuerdo a los convenios internacionales, su desaparición está prevista para el año 2015 Ejem (R-22).


HFC: (Hidrofluorcarbonos), Es un Fluor carbono, sin cloro, con átomos de hidrógeno, sin potencial destructor del ozono dado que no contiene cloro. Ejem: (R-134a, R-141b).

El R-134a (HFC-134a) ha sido desarrollado para convertirse en uno de los sustitutos clave de los refrigerantes CFC y HCFC.


FREONES: R-12, R-13 El freón 12 y el F-13 del grupo de los CFC, fueron por

muchos años los refrigerantes comerciales de mayor uso en refrigeración comercial y aire acondicionado. Estos están siendo sustituidos con el respaldo del protocolo de MONTREAL, debido a su efectos adversoan en la capa de ozono. Entre los sustitutos actuales se tiene el R-134-a. (HFC)

R-22 En aire acondicionado el R-22 ha sido el de mayor

uso; pero por ser un HCFC daña la capa de ozono. El sustituto ideal por su propiedades termodinámicas es el R-407c.


R407c“Es el llamado refrigerante ecológico, se obtiene el mismo rendimiento y un comportamiento muy parecido al R22.

El R407c es un compuesto formado por la mezcla NO azeotrópica de tres gases con volatilidades diferentes compuesta de R-32 (23%), R-125 (25%) y R-134a (52%). Tiene un deslizamiento de temperatura (Glide) de 7,4 ºC y su punto de ebullición a -43,9 ºC por tanto, un escape en zona bifásica podría variar estas proporciones ya que todos los gases no escaparían en la misma proporción.

La preocupación por las fugas indica que aunque los refrigerantes ecológicos no degradan la capa de ozono, sí que contribuyen a la extensión del efecto invernadero (con potenciales 1.700 veces superiores a los del dióxido de carbono en el caso del R407c) (Ref. Navarro, Universidad de Cantabria).


El R-134a (HFC-134a) ha sido desarrollado para convertirse en uno de los sustitutos clave de los refrigerantes CFC y HCFC.

El R-134a es un sustituto a largo plazo, seguro para el medio ambiente e inocuo para la capa de ozono.

Como refrigerante, tiene similares características de rendimiento energético y capacidad que el R-12, y su toxicidad es intrínsicamente baja.

El R-134a es el refrigerante alternativo preferido para el aire acondicionado de automóviles. Se puede utilizar en refrigeración doméstica y comercial así como en aire acondicionado comercial e industrial.


Amoniaco NH3 (R-717)

El amoniaco NH3 es usado normalmente en grandes plantas de refrigeración. Su punto de ebullición es de -33°C. El amoniaco tiene un olor característico incluso en pequeñas concentra-ciones con el aire.

No arde, pero es explosivo cuando se mezcla con el aire en un porcentaje en volumen de 13-28. Es corrosivo el cobre y aleaciones de cobre no se pueden emplear en plantas de amoniaco


USO O SERVICIO CFC/HCFC Sustitutos HFC

Limpieza R-11 R-141-b

Refrigeración a Temperatura media

R-12 R-134-a, R-409

Refrigeracíon a Temperatura baja

R-502 R-404, R-408

Aire acondicionado R-22 R-407-C

REFRIGERANTES ECOLOGICOS-Dupont REFRIGERANTES NATURALES Bondades de los HC- HC: 100% ecológico 100% compatibles con sistemas actuales Ahorro de hasta 30% de energía eléctrica Tecnología mas duradera Zero ODP (Ozono Depletion Potencial) Zero GWP (Global Warming Potencial) No son tóxicos al ser humano Curvas de Presiones-Temperaturas prácticamente iguales a los gases que

sustituye, CFC´s, HFC´s, y HCFC´s; solo en bajas presiones, herramienta utilizada en el proceso de llenado de refrigerante.

Densidad de <50%. Provocando menor esfuerzo del compresor = menor consumo de energía de los equipos hasta en un 30%.

Ventaja adicional, se libera capacidad eléctrica instalada. Su peso molecular es más ligero que los gases refrigerantes químicos. Trabaja a presiones mas bajas Su tamaño molecular es mas grande, lo que disminuye las probabilidades de

fugas.

CaracteristicasGenerales de Refrigerantes de Mezclas Azeotrópicas

Para Aire acondicionado, tanto el R407C como el R410A poseen un alto rendimiento energético que les hace idóneos para su uso en aparatos de climatización, no son tóxicos y están libres de cloro por lo que los convierte en respetuosos con la capa de ozono.


EL DIOXIDO DE CARBONOrefrigeranteco2.pdf

Llamado HIELO SECO. Es uno de los refrigerantes más antiguos en su uso, en el que se ha puesto interés nuevamente por el problema de los freones en el daño a la capa de ozono.

refrigeranteco2.pdf


EL AMONIACO. Como refrigerante, el amoniaco ofrece tres claras

ventajas sobre otros refrigerantes comúnmente utilizados.

Primero, el amoniaco es compatible con el medio ambiente. No destruye la capa de ozono y no contribuye al calentamiento global de la tierra.

Segundo, el amoniaco tiene propiedades termodinámicas superiores, lo que da como resultado que los sistemas de refrigeración con amoniaco consuman menos energía eléctrica.

Tercero, el olor característico del amoniaco es su mayor cualidad de seguridad. A diferencia de otros refrigerantes industriales que no tienen olor, la refrigeración con amoniaco tiene un historial probado de seguridad en parte porque las fugas son detectadas fácil y rápidamente.


EL AMONIACO. Es uno de los de mayor uso en refrigeración industrial. A pesar de su toxicidad en el manejo, pero con una instalación segura, facilita los procesos de refrigeración en plantas industriales.

El Amoníaco en altas concentraciones es extremadamente tóxico, pero su fuerte olor es una excelente alarma. La concentración de amoníaco donde su olor no puede ser soportado (alrededor del 0.03% en volumen), no es dañino, siempre y cuando se esté expuesto a él sólo por un periodo de tiempo limitado (aún después de más de una hora, no hay efectos negativos notorios en la salud de las personas).

El costo del amoníaco es mucho menor que cualquier refrigerante sintético, de manera general cuesta de un 10 a un 20% menos en instalación. Termodinámicamente, el amoníaco es de 3 a 10% más eficiente que los otros refrigerantes; como resultado, un sistema de refrigeración de amoníaco tiene menor consumo eléctrico.

El costo del amoníaco por sí mismo es significativamente menor que el de los otros refrigerantes, y se requiere de una menor cantidad para la misma aplicación que otros refrigerantes y al ser una sustancia natural, no tiene una fecha límite en que se pueda producir o usar, a diferencia de otros refrigerantes sintéticos cuyo uso o producción está limitada a una cierta cantidad de años.

ANALISIS TERMODINAMICO DE SISTEMAS DE REFRIGERACION

Los sistemas de Refrigeración se pueden construir en procesos de


REFRIGERACION POR ABSORCION


Los arreglos tecnológicos de la Refrigeración por Compresión pueden presentarse como:

Ciclo Simple de Refrigeración

Sistema de Refrigeración en Cascada

Sistema de Refrigeración Múltiple Etapa.

Diagrama T-S de CICLO SIMPLE IDEAL DE SISTEMAS DE REFRIGERACION POR COMPRESION

Diagramas T-S y P-H de Ciclo Simple Real de SISTEMAS DE REFRIGERACION POR COMPRESION

En el ciclo real por compresión se dan pérdidas de presión en las tuberías entre un 1 y 3%, lo que depende de los accesorios en las mismas.

El proceso de compresión no es isoentrópico, siempre habrá un aumento de entropía.

Se sugiere un ligero subenfriamiento en el condensador, para aumentar la capacidad de refrigeración.

Por igual la salida del evaporador ligeramente sobrecalentado para evitar entrada de líquido al compresor.

Diagramas T-S y P-H de Ciclo Simple Real de SISTEMAS DE REFRIGERACION POR COMPRESION

Refrigeración Mutiple etapa en Cascada

La Refrigeración múltiple etapa en cascada, se aplica cuando se requieren rangos de trabajo en niveles de presión altos, y que no se logran con un mismo fluido refrigerante.

Se divide el proceso en etapas con uso de dos o más compresores, válvulas y dos o más fluidos refrigerantes.

Se incorpora además un intercambiadores de calor de contacto indirecto entre etapas, que funcionan con evaporación en la corriente de baja presión y como condensador en la de alta presión.

El esquema del proceso en el diagrama T-S, indica que al hacerlo en cascada se ahorra trabajo de compresión, comparado con el mismo proceso entre los mismos niveles de presión en una sola etapa, y al mismo tiempo se dá un aumento en el efecto refrigerante.

Refrigeración Mutiple etapa en Cascada

Refrigeración en Cascada NH3-CO2

Refrigeración por Compresión MultipleEtapa, un solo fluido refrigerante

En la refrigeración múltiple etapa con un mismo fluido refrigerante, se busca también disminuir el trabajo de compresión y aumentar el efecto refrigerante.

Al sistema se le incorpora otro compresor, otra válvula extranguladora, una cámara flash y un intercambiador de calor de contacto directo.

La cámara flash, separa las fases líquido y vapor saturado, procedentes del condensador, para enviar la fase vapor al compresor de alta presión, previo intercambio de calor con el vapor procedente del evaporador. Donde le disminuye su contenido entálpico, al vapor que entrará al evaporador. La fase líquida pasa a la otra válvula extranguladora para su función en el evaporador del sistema.

Refrigeración por Compresión Múltiple Etapa, un solo fluido refrigerante

Eficiencia de Plantas de Refrigeración

La eficiencia de las Plantas de Refrigeración se mide en términos del COEFICIENTE DE OPERACIÓN ( COP, ß )

Eficiencia de Plantas de Refrigeración

CAPACIDAD DE REFRIGERACION Y TONELADAS DE REFRIGERACION

En la práctica comercial la potencia de refrigeración o Capacidad de refrigeración se mide en TONELADAS DE REFRIGERACION, donde

1 TON de refrigeración es la que se produce al fundir 1 ton de hielo (2000 lb, 908 Kg ) a (32º F, 0 oC), en 24 hr.

Es el índice de eliminación del calor que equivale a suprimir 12,000 BTU/h, 200 BTU/min, 11376 KJ/h

COP y ton de Refrigeración

Cantidad de Refrigerante


En la refrigeración por Absorción, el refrigerante no es comprimido mecánicamente, sino absorbido por un líquido solvente en un proceso exotérmico y transferido a un nivel de presión superior mediante una simple bomba.

La energía necesaria para aumentar la presión de un líquido mediante una bomba es despreciable en comparación con la energía necesaria para comprimir un gas en un compresor.

La desventaja con respecto a la compresión son los niveles de temperatura logrados.


Los ciclos de Refrigeración por Absorción, utilizan las disoluciones agua-amoníaco (H2O-NH3) y bromuro de litio-agua (BrLi-H2O).

En el primer caso el agua es el absorbente y el amoníaco el refrigerante. En el segundo, el bromuro de litio es el absorbente y el agua el refrigerante.

El amoníaco y el agua son refrigerantes que no destruyen el ozono estratosférico ni contribuyen al efecto invernadero directo.

Pueden sustituir a todos los refrigerantes orgánicos en el rango de temperaturas -50ºC a +50ºC: el agua a temperatura mayor que cero y el amoniaco desde –60ºC.

Ciclo de Refrigeración por Absorción de Amoníaco


En plantas de refrigeración por absorción el compresor mecánico es sustituido por un compresor químico o térmico. El vapor de baja presión procedente del evaporador, en vez de ser comprimido por un compresor mecánico, es absorbido por una solución diluida de amoníaco y agua en el absorbedor. La solución cuya concentración ha aumentado es bombeada al desorbedor, donde será calentada hasta su ebullición.

Siendo el amoníaco el componente más volátil en el desorbedor se produce vapor de amoníaco, que condensa en el condensador cerrando así el ciclo de refrigeración. El calor producido en el condensador y en el absorbedor suele ser disipado mediante torres de refrigeración, mientras que el calor aportado en el desorbedor es calor residual procedente, por ejemplo de una planta de cogeneración.

El amoníaco como refrigerante tiene la gran ventaja de poder producir refrigeración a temperaturas de hasta -70°C. Para alcanzar estas temperaturas hacen falta sistemas de compresión de varias etapas, por lo que dichas plantas son relativamente complejas. Así la operación en continuo de dichas plantas es una problemática, pues prácticamente no existen aceites compatibles con el amoníaco, que tengan cualidades lubricantes a la temperatura de los compresores y una baja viscosidad a -60°C.


El aceite que suele acumularse en evaporadores únicamente puede decantarse si se eleva temporalmente la temperatura. Todo ello encarece las plantas de compresión y hace necesario un mantenimiento muy riguroso para poder garantizar la fiabilidad necesaria. Especialmente a estas temperaturas las plantas de refrigeración por absorción tienen grandes ventajas comparadas con las de refrigeración por compresión. Por una parte pueden alcanzar temperaturas de hasta -70°C en una simple etapa y por otra parte no precisan aceites lubricantes por lo que pueden operar en continuo sin necesidad de paradas.

Tradicionalmente siempre se han empleado plantas de refrigeración por absorción con amoniaco en los sectores industriales en los que se precisa refrigeración a bajas temperaturas y en los que la disponibilidad de refrigeración continua es de gran importancia; en estos sectores generalmente puede aplicarse la trigeneración.

Ciclos de Refrigeración por Absorción

REFRI ABSORCION NH3-SOLAR.pdf



Diagrama P-H del CO2

Diagrama P-H, del R-134a

sistemas de refrigeracion-2015

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