¿QUE ES UN REFRIGERANTE DE UN CUARTO FRIÓ?

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Teóricamente es cualquier fluido ó sustancia que pueda absorber CALOR a una baja presión y a una baja temperatura, y que lo pueda liberar a una presión mayor y a una temperatura mayor.

EL REFRIGERANTE TRANSPORTA EL CALOR

Alta presión Baja presión

Alta temperatura Baja temperatura

COMPUESTOS PUROS
R-11 R-12 R-13 R-23 R-134a

Substancias formadas por un solo tipo de moléculas ó componente.

Las fugas del refrigerante no alteran su composición.

MEZCLAS AZEOTROPICAS

Cuartos fríos

cuartos frio

R-507 R-508B R-515A R-502 R-513A

Refrigerante formado por 2 ó mas tipos de moléculas ó componentes y tiene la misma composición en la fase líquida o en la fase gaseosa.
Las fugas no alteran su composición.

MEZCLAS ZEOTROPICAS

Refrigerante formado por 2 ó mas tipos de moléculas ó componentes y tiene diferente composición en la fase liquida que en la gaseosa.
Las fugas sí alteran su composición.
Ejemplos: R-410A, R-404A, R-407C.

Cuartos fríos

MEZCLAS CASI-AZEOTROPICAS

R-404A R-410A
Mezcla azeotrópica con un deslizamiento de temperatura muy pequeño.

CFCs

Los clorofluorocarbonos (CFCs) consiste en:

Cloro
Flúor
Carbono

Como no contienen hidrógeno, los refrigerantes CFC son químicamente muy estables, inclusive cuando son liberados a la atmósfera.
Pero debido a que contiene cloro en su composición, están dañando la capa de ozono.
Permanecen en la atmósfera de 60 a 1700 años.
El potencial de Agotamiento de la capa de Ozono de los clorofluorocarbonos varía de 0.5 a 1.0.

Cuartos fríos

REFRIGERANTES CFC

PAO - Potencial de Agotamiento de Ozono

PCG - Potencial de Calentamiento Global

R - 11

PAO - 1 PCG = 4750
Vida atmosférica 45 años

R-12

PAO - 0.82 PCG =10.900
Vida atmosférica 100 años.

HCFCs

Los hidro cloro fluorocarbonos (HCFCs) son la segunda categoría de refrigerantes que están vigentes actualmente.
Aunque contiene cloro, que daña la capa de ozono, los refrigerantes HCFCs también contiene hidrógeno, que los hace químicamente menos estables una vez que suben a la atmósfera.
Su potencial de agotamiento es muy abajo y varia de 0.001 a 0.11.
Para los países en desarrollo está permitido su uso hasta el año 2040.

Cuartos fríos

REFRIGERANTES HCFC

R-22

PAO = 0.05
PCG = 1810

R-401A

R22-53%/R152a-13%/R124-34%
PCG = 1200

R-401B

R22-61%/R152-11%/R124-28%
PCG = 1300

HFCs

Los hidrofluorocarbonos (HFCs) son la tercera categoría de refrigerantes que están vigentes actualmente.
Son sustancias que contienen hidrógeno, flúor y carbono.
No contienen cloro y por consiguiente no dañan la capa de ozono, su PAO es igual a cero.
Los HFCs que se utilizan comúnmente en nuestro país son:
R-134a, R-404A, R-410A, R-407C.

HFOs

Son la cuarta generación de refrigerantes sintéticos.
Los HFO no agotan la capa de ozono y tiene un bajo potencial de calentamiento global, pero tiene importantes riesgos ambientales y de seguridad humana asociados con estas nuevas sustancias.
Los HFO son ligeramente inflamables A2-L .
Cuando se quema, libera sustancias peligrosas, como el fluoruro de hidrógeno (HF), cuya toxicidad es elevada y es potencialmente letal para los humanos en espacios sin ventilación.

Cuartos fríos

HCs

Son utilizados en unidades condensadoras hechas en el norte de Europa, así como también indirectamente en sistemas rack como refrigerante primario.
Un numero en aumento de equipos auto contenidos utiliza R-290 en vez de R-134a.
Todos los refrigerantes de hidrocarburo son altamente inflamables.
Clasificación "A3" en el standdard 34 - 2010 de ASHRAE.
El equivale europeo a la clasificación "A3" que se utiliza en la norma EN 378 es "L3"
Independientemente de la inflamabilidad de refrigerante utilizado, existen números requisitos de seguridad que deben considerarse.

REFRIGERANTES NATURALES

Son sustancias producidas por por procesos bioquímicos de la naturaleza, no agotan la capa de ozono, tiene un muy bajo o nulo potencial de calentamiento global.

Los refrigerantes naturales más usados son:

Amoníaco (NH3)
Dióxido de carbono (CO2)

Los hidrocarburos.

Propano/R-290
Isobutano / R-600a).

Cuartos fríos

DIÓXIDO DE CARBONO CO2

PCG= 1

Ventajas

No tiene cloro
Su PCG es la unidad
No es inflamable
En aplicaciones subcríticas se puede usar el CO2 como fluido secundario en un sistema en cascada.

Cuartos fríos

Desventajas

La presión de descarga es extremadamente alta en operación transcrita con presiones superiores al as 1450.38 PSI.
Tiene limitaciones de uso en países de temperatura ambiente promedio anual de los 25°C.

SUBCRITICO; CO2 COMO FLUIDO SECUNDARIO.

En el primer estado el HFC o HC enfría el CO2, del segundo estado manteniendo el CO2 liquido.
El CO2 se enfría hasta los 26°F (275 psig) para MT.
El CO2 se enfría hasta los -13°F (181psig) para BT
La bomba mantiene al CO2 circulando.
El CO2 es volátil, por lo que siempre se está evaporando.
Todas las tuberías deben de estar aisladas.

SISTEMA EN CASCADA

Cuartos fríos

Primer estado HFC o HC

Este suministra enfriamiento al segundo estado.
Absorbe el calor que transporta el CO2 en el intercambiador de calor intermedio, liberándolo en el condensador.

Segundo estado CO2

La temperatura de condensación del CO2 se mantiene por debajo del punto critico.
Las presiones del CO2 se expanden en la válvula de expansión antes de entrar al evaporador.
El compresor es de tipo subcrítico.
Las líneas de liquido deben estar aisladas.
Las válvulas electrónicas de expansión con EEVs para mantener el sobrecalentamiento constante.

SISTEMA CON BOOSTER EN OPERACIÓN TRANSCRÍTICA

El CO2 circula por el lado de MT y el BT.
En el enfriador de gas opera en modo supercrítico
El intercambiador de calor opera en modo subcrítico.

USO DEL SISTEMA DE R744

El transcrito se usa en areas donde la temperatura ambiente promedio anual es generalmente baja.

20°C a 25°C como el norte de Europa y Canadá.

Los sistemas en cascadas y secundarios (subcríticos R744) se usan en ambientales altas.
Sur de Europa, los estados unidos, gran parte de américa central y del sur, el sudeste de así, África y Australia.

ESTÁNDAR 34 ASHRAE

Clasificación de números estándar

Serie - 000 Metano R-12
Serie - 100 Etano R-134a
Serie - 200 Propano R-290 Hidrocarburo
Serie - 400 Zeotropos R-410A
Serie - 500 Azeótropos R-507
Serie - 600 Compuestos orgánicos diversos. Hidrocarburo R-600a (Isobutano)
Serie -700 Compuestos Inorgánicos R-744 R-717
Serie -1000 Compuestos Orgánicos no saturados, HFO R- 1234yf Hidrofluorolefina.

DENSIDAD DE LIQUIDO

Cuartos fríos

Cada refrigerante tiene una densidad específica de liquido a una temperatura dada.
Cuando la densidad de un refrigerante de reemplazo es diferente a la del refrigerante original, las cargas van a ser diferentes.
Cuando usemos una báscula para carga el gas, debemos de seguir las recomendaciones del fabricante.

EL REFRIGERANTE LÍQUIDO SE CONVIERTE EN VAPOR CUANDO:

Eleva su temperatura

Absorbe calor

Baja su presión

Se expande.

Cuartos fríos

TEMPERATURA DE SATURACIÓN

PRESIÓN TEMPERATURA

El vapor y el liquido pueden existir simultáneamente.

TEMPERATURA SATURADA DE EVAPORACIÓN

Temperatura ambiente del cuarto frio.
-10°f
= Temperatura saturada de evaporación

El vapor del refrigerante que sale del evaporador viaja a través de la linea de succión hacia la entrada de compresor.

El vapor del refrigerante que sale del evaporador viaja a través de la linea de succión hacia la entrada del compresor.

COMPRESOR RECIPROCANTE HERMÉTICO

El compresor toma el vapor a baja presión y lo comprime aumentando tanto su presión como su temperatura.

CALOR DE COMPRESIÓN

GASES DE CUARTOS FRÍOS

cuartos fríos refrigerantes

Se define como el calor agregado al gas refrigerante que resulta de la energía de trabajo usado en el compresor, puesto que el aceite debe pasar por los cilindros del compresor para lubricarlos siempre circula una pequeña cantidad de aceite con el refrigerante. Puesto que el aceite debe pasar por los cilindros del compresor para lubricarlos, siempre circula una pequeña cantidad de aceite con el refrigerante.