REFRIGERANTESUn refrigerante es un producto químico sea este liquido o gas, que se emplea para producir refrigeración. Los principales usos son los refrigeradores y los acondicionadores de aire. Un refrigerante es cualquier cuerpo o sustancia que actúa como agente de enfriamiento absorbiendo calor de otro cuerpo o sustancia.
Con respecto al ciclo compresión-vapor, el refrigerante es el fluido de trabajo del ciclo el cuál alternativamente se vaporiza y se condensa absorbiendo y cediendo calor, respectivamente.
Para que un refrigerante sea apropiado y se le pueda usar en el ciclo antes mencionado, debe poseer ciertas propiedades físicas, químicas y termodinámicas que lo hagan seguro durante su uso.
No existe un refrigerante “ideal” ni que pueda ser universalmente adaptable a todas las aplicaciones. Entonces, un refrigerante se aproximará al “ideal”, solo en tanto que sus propiedades satisfagan las condiciones y necesidades de la aplicación para la que va a ser utilizado.  Lata de refrigerante R-134a. PROCESO DE REFRIGERACIÓN
La refrigeración consiste en retirar y reubicar el calor. De manera que para refrigerar algo, hay que quitarle el calor, encontrar la manera de exponerlo a temperaturas aun más bajas y la naturaleza se ocupará del resto. Es ahí donde son utilizados los refrigerantes, porque se evaporaran a menor temperatura que el agua.
El proceso en que el refrigerante interviene para producir la refrigeración es el siguiente:
El compresor consiste de una bomba por compresión de vapor que utiliza pistones u otro método para comprimir el gas del refrigerante y lo envía al condensador.
El condensador es un intercambiador de calor que disipa el calor del gas comprimido y le permite condensarse y convertirse en líquido.
Luego, se introduce el refrigerante de líquidos dentro del dispositivo de medición. Este dispositivo retiene el caudal forzando al refrigerante a pasar por un pequeño agujero que disminuye la presión.
Cuando disminuye la presión, el punto de ebullición es menor y se hace más fácil la evaporación del liquido. El líquido absorberá el calor del área que lo rodea Así opera la refrigeración. Todo esto se produce en el evaporador.
El refrigerante se vuelve a introducir al compresor para completar el ciclo. Se vuelve a utilizar el refrigerante una y otra vez para absorber el calor de un área y reubicarlo en otra. Este el propósito de refrigeración (retirar y reubicar el calor).
PROPIEDADES DE LOS REFRIGERANTES:
Un refrigerante ideal a de cumplir las siguientes propiedades:
Los refrigerantes son nombrados por un R y tres cifras:
Por ejemplo la fórmula del R-245 sería:
Carbono: 2+1=3 átomos
Hidrógeno: 4-1=3 átomos
Flúor: 5 átomos
El resto de valencias cubiertas con cloro no existen.
Cuando sólo aparezcan dos cifras se entiende que la primera no escrita será cero. Así tendríamos:
R-11
Carbono: 0+1= 1 átomo Cl
Hidrógeno: 1-1= 0 átomo Cl C F
Flúor: 1 átomo Cl
Resto: Cloro
CLASIFICACIÓN DE LOS REFRIGERANTES:
a) POR SU COMPOSICIÓN:
Los orgánicos, como el agua o el amoníaco
Los de origen inorgánico (hidrocarburos y derivados):
Los CFC's, perjudiciales para la capa de ozono
Los HCFC's.
Los HFC's.
Las mezclas, azeotrópicas o no azeotrópicas.
b) 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.
c) POR SUS PRESIONES DE TRABAJO:
Baja
Media
Alta
Muy alta
d) POR SU FUNCIÓN:
Primario: si es el agente trasmisor en el sistema 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.
TIPOS DE REFRIGERANTES EN EL SECTOR INDUSTRIAL:
AMONÍACO
Aunque el amoníaco es tóxico, algo inflamable y explosivo bajo ciertas condiciones, sus excelentes propiedades térmicas lo hacen ser un refrigerante ideal para fábricas de hielo, para grandes almacenes de enfriamiento, etc., donde se cuenta con los servicios de personal experimentado y donde su naturaleza tóxica es de poca consecuencia.
El amoníaco es el refrigerante que tiene más alto efecto refrigerante por unidad de peso.
El punto de ebullición del amoníaco bajo la presión atmosférica estándar es de -2,22°C, las presiones en el evaporador y el condensador en las condiciones de tonelada estándar es de -15°C y 30°C son 34,27 libras por pulgada y 169,2 libras por pulgada abs. , respectivamente, pueden usarse materiales de peso ligero en la construcción del equipo refrigerante. La temperatura adiabática en la descarga es relativamente alta, siendo de
98,89°C para las condiciones de tonelada estándar, por lo cuál es adecuado tener enfriamiento en el agua tanto en el cabezal como en el cilindro del compresor.
En la presencia de la humedad el amoníaco se vuelve corrosivo para los materiales no ferrosos.
El amoníaco no es miscible con el aceite y por lo mismo no se diluye con el aceite del cárter del cigüeñal del compresor. Deberá usarse un separador de aceite en el tubo de descarga de los sistemas de amoníaco.
El amoníaco es fácil de conseguir y es el más barato de los refrigerantes.
Su estabilidad química, afinidad por el agua y no-miscibilidad con el aceite, hacen al amoníaco un refrigerante ideal pare ser usado en sistemas muy grandes donde la toxicidad no es un factor importante.
REFRIGERANTE 22
Conocido con el nombre de Freón 22, se emplea en sistemas de aire acondicionado domésticos y en sistemas de refrigeración comerciales e industriales incluyendo: cámaras de conservación e instalaciones para el procesado de alimentos: refrigeración y aire acondicionado a bordo de diferentes transportes; bombas de calor para calentar aire y agua.
Se pude utilizar en compresores de pistón, centrífugo y de tornillo.
El refrigerante 22 (CHCIF ) tiene un punto de ebullición a la presión atmosférica de 40,8°C.
Las temperaturas en el evaporador son tan bajas como 87°C. Resulta una gran ventaja el calor relativamente pequeño del desplazamiento del compresor.
La temperatura en la descarga con el refrigerante22 es alta, la temperatura sobrecalentada en la succión debe conservarse en su valor mínimo, sobre todo cuando se usan unidades herméticas motor-compresor. En aplicaciones de temperatura baja, donde las relaciones de compresión altas, se recomienda tener en enfriamiento con agua al cabezal y a los cilindros del compresor. Los condensadores enfriados por aire empleados con el refrigerante 22, deben ser de tamaño generoso.
Aunque el refrigerante 22 es miscible con aceite en la sección de condensación a menudo suele separársele del aceite en el evaporador.
No se han tenido dificultades en el retorno de aceite después del evaporador cuando se tiene el diseño adecuado del serpentín del evaporador y de la tubería de succión. Siendo un fluorcarburo, el refrigerante 22 es un refrigerante seguro.
Se comercializa en cilindros retornables (CME) de 56,7 Kg, cilindros desechables de 22,68 kg, cilindros desechables de 13,61 kg y cajas de 12 latas de 5,10 kg cada una.
REFRIGERANTE 123
Es un sustituto viable para el freón 11 como refrigerante.
Las propiedades termodinámicas y físicas del refrigerante 123 en conjunto con sus características de no-inflamabilidad lo convierte en un reemplazo eficiente del Freón 11 en chillers centrífugos.
El refrigerante 123 fue diseñado para trabajar en equipos nuevos existentes. Cuando se considere u reacondicionamiento para refrigerante 123 de un equipo existente, debe considerarse el ciclo de vida útil del equipo, la diferencia de costo de operación y mantenimiento y el costo de reacondicionamiento.
Los equipos nuevos que han sido diseñados para trabajar con el refrigerante 123 tienen menor costo de operación comparada con los equipos existentes.
Debido a que tiene un olor tan leve que no se puede detectar por medio del olfato es necesaria una verificación frecuente de fugas y la instalación de detectores de fugas por áreas cerradas utilizadas por el personal. Se comercializa en tambores de 283,5kg, tambores de 90,72kg y tambores de 45,36kg. Su composición en peso es de 100% HFC-123.
REFRIGERANTE 134-A
El refrigerante marca Suva134a, ha sido introducido por DuPont, como reemplazo de los clorofluorocarbonos (CFC) en muchas aplicaciones. La producción de CFC es reemplazada por el hidrofluorucarbono HFC-134ª.
Este refrigerante no contiene cloro y puede ser usado en muchas aplicaciones que actualmente usan CFC-12. Sin embargo en algunas ocasiones se requieren cambios en el diseño del equipo para optimizar el desempeño del Suva 134ª en estas aplicaciones.
Las propiedades termodinámicas y físicas del Suva 134ª y su baja toxicidad lo convierten en un reemplazo seguro y muy eficiente del CFC-12 en muchos segmentos de la refrigeración industrial mas notablemente en el aire acondicionado automotriz, equipos domésticos, equipo estacionario pequeño, equipo de supermercado de media temperatura y chillers, industriales y comerciales. El Suva134a ha mostrado que es combustible a presiones tan bajas como 5,5 psig a 177°C cuando se mezclan con aire a concentraciones generalmente mayores al 60% en volumen de aire. A bajas temperaturas se requieren mayores presiones para la combustibilidad. No deben ser mezclados con el aire para pruebas de fuga. En general no se debe permitir que estén presentes con altas concentraciones de aire arriba de
la presión atmosférica. Se comercializan en cilindros retornables (CME) de 56,7kg, cilindros desechables de 13,61kg, y cajas de 12 latas de 3,408kg cada una. Temperatura del evaporador -7°C a 7°C. Su composición en peso es de 100% HFC-134ª.
REFRIGERANTE 407C/410 A
DuPont los comercializa con el nombre de Suva 9100 respectivamente.
Reemplazan el HCFC-22 en el aire acondicionado doméstico en aplicaciones en el calentamiento de bombas. El Suva 9000 sirve para equipos nuevos o en servicio, tiene un desempeño similar del HCFC-22 en el aire acondicionado. El Suva 9100 sirve solo para equipos nuevos y es un reemplazo del Freón 22 de mayor capacidad. Se comercializa en cilindros desechables de 6,8kg y en cajas de 12 latas de 3,408kg cada una. Su composición en peso es de 60% HCFC-22, 23% HFC-152ª y 27% HCFC-124.
REFRIGERANTE 401ª
Comercializado por DuPont con el nombre de Suva MP39. Algunas aplicaciones de este refrigerante son refrigeradores domésticos, congeladores, equipos de refrigeración para alimentos de media temperatura de humidificadores, máquinas de hielo y máquinas expendedoras de bebidas.
Tiene capacidades y eficiencia comparables a las del Freón 12, en sistemas que operan con una temperatura de evaporación de -23°C (-10°F) y superiores.
Se comercializan en cilindros retornables (CGT) de 771kg, cilindros retornables de 56,7kg, cilindros desechables de 6,8kg y cajas de 12 latas de 3,408kg cada una. Su composición en peso es de 60% HCFC-22, 13% HCF-152ª y 27% HCFC-124.
REFRIGERANTE 401-B
Comercializado por DuPont con el nombre de Suva MP66, provee capacidades comparables al CFC-12 en sistemas que operan a temperatura de evaporación debajo de los -23°C (-
10°F), haciéndolo adecuado para el uso en equipos de transporte refrigerado y en congeladores domésticos y comerciales. También puede sr utilizado para reemplazar en equipos que usan R-500. Se comercializa en cilindros retornables (CGT) de 771kg, cilindros retornables de 56,7kg y cilindros desechables de 13,61kg. Sus composición en peso es de
60% HCFC-22, 13% HFC-152ª y 27% HCFC-124.
REFRIGERANTE 402ª
Comercializado por DuPont con el nombre de Suva HP80, reemplaza al R-502 en sistemas de media y baja temperatura. Tiene aplicaciones muy variadas en la industria de la refrigeración. Es usado ampliamente en aplicaciones de supermercados, almacenamiento y transporte de alimentos en sistemas de cascada de temperatura. Ofrece buena capacidad y eficiencia sin sufrir los incrementos de presión y temperatura en la descarga del compresor, lo cual si sucede cuando un equipo es convertido HCFC-22. Se comercializa en cilindros retornables (CME) de 49,9kg y cilindros desechables de 13.25 kg. Su composición en peso es de 60% HCFC-22, 38,5% HFC-125 y 2% de propano.
REFRIGERANTE 402B
Comercializado por DuPont con el nombre de Suva HP81, todos los refrigerantes designados
HP fueron diseñados para reemplazar al R-502 en sistemas de refrigeración de temperatura media y baja. Está diseñado para el reacondicionamiento de equipos como máquinas de hielo. Además ofrece más alta eficiencia comparado con el R-502 y una capacidad relativamente mejor. Sin embargo el mayor contenido de HCFC-22 resulta en temperaturas de descarga de compresor en un rango de 14°C (25°F). Se comercializa en cilindros desechables de 5,9kg. Su composición en peso es de 60% HCFC-22, 38% HFC-125 y 2% de propano.
RECUPERACIÓN Y RECICLAJE DE REFRIGERANTES:
Cada día es más importante la recuperación y el reciclaje de los refrigerantes, para evitar las emisiones de gases afectan al medio ambiente.
Estación automática de recuperación, reciclado
Para eso se emplean unidades de recuperación que extraen el gas de la instalación, lo deshidratan y extraen el aceite. Después este gas se puede emplear otra vez o almacenarse para su destrucción en el caso de los CFC.
Estos equipos llevan un pequeño compresor hermético, normalmente rotativo, además de los separadores de aceite y los filtros separadores, cuando más grande más rápido extrae el refrigerante y más pesado.
ESTABILIZANTE DE TEMPERATURAS.-
Un estabilizante es un ingrediente que prolonga la vida y el rendimiento y mejora el aspecto del producto. Agente o sustancia retardante que mantiene un equilibrio químico.
PROBLEMAS MEDIOAMBIENTALES
 Está probado que la capa de ozono de la atmósfera actúa a modo de escudo frente a la radiación ultravioleta procedente del sol. También es una realidad la reducción progresiva de la concentración de ozono, especialmente en determinadas zonas, motivada principalmente por la utilización de compuestos CFC (Clorofluorocarburos) presentes tanto en aerosoles como en refrigerantes.
El cloro de los CFC actúa como catalizador de las reacciones de destrucción del ozono (ciclo cloro catalítico del ozono), bajo la acción de la energía de la radiación solar, transformando dos moléculas de ozono en tres de oxígeno y dando lugar a una reacción en cadena.
Cl3CF + hv (l < 230 nm)--> Cl2CF + Cl
2 Cl + 2 O3 --> 2 ClO + 2 O2
2 ClO + 2 O --> 2 Cl + 2 O2
Además, la presencia de estos compuestos en la atmósfera también contribuye al conocido efecto invernadero. Dada la gravedad de este problema, las diferentes naciones comenzaron a plantear restricciones legales a la producción y comercialización de estas sustancias.
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