Gases refrigerantes.docx

CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE
INDUSTRIAS ALIMENTARIAS
ASIGNATURA: REFRIGERACIÓN Y CONGELACIÓN DE
ALIMENTOS
TRABAJO DE INVESTIGACIÓN
GASES REFRIGERANTES Y SUS NOMBRES
ALUMNA: RAMÍREZ FLORES MIRIANEDELMIRA
CICLO ACADÉMICO:IX
DOCENTE:Ing. NÚÑEZ ALEJOS,Luis Alberto
FECHA DE ENTREGA: 02/05/ 2017
JAÉN – PERÚ
2017
UNIVERSIDAD NACIONAL DE JAÉN

Industrias Alimentarias-IX Refrigeración y Congelación de Alimentos.
Universidad Nacional De Jaén Página 2
ÍNDICE
I..
INTRODUCCIÓN……………………………………………………………..
3
II. OBJETIVOS……………………………………………………………… 4
2.1. Objetivo General……………………………………………………… 4
2.2. Objetivos Específicos………………………………………………… 4
III. MARCO TEORICO………………………………………………………… 4
3.1. GASES REFRIGERANTES…………..………………………………. 4
3.1.1. Definición……….………………………………………………. 4
3.1.2. Efecto frigorífico de los refrigerantes………………………. 4
3.1.3. Volumen de desplazamiento del refrigerante……………….. 5
3.1.4. Número de identificación del refrigerante……………………. 6
3.1.5. Nombre y formula química del refrigerante………………….. 6
3.1.6. Refrigerantes………………………….………………………… 6
3.1.7. Deslizamiento de Temperatura………….……………………. 11
3.1.8. O.D.P. (Ozone Depletion Potencial)…………………………. 12
3.1.9. G.W.P. (Global Warming Potencial)…………………………. 13
3.1.10. Códigos de los colores para los cilindros refrigerantes…... 13
3.1.11. Propiedades de los Refrigerantes………………………….. 14
3.1.12. Clasificación de los Refrigerantes…………………………. 18
3.1.13. Gases Refrigerantes…………………………………………. 19
3.1.14. clasificación de los gases refrigerantes por grupos de
seguridad…………………………………………………………
20
IV. CONCLUSIONES………………………………………………………… 23
V. BIBLIOGRAFÍA……………………………………………………………. 24
VI. ANEXOS…………………………………………………………………….

I. INTRODUCCIÓN
En el sector comercial, la refrigeración asegura la conservación y congelación
de los alimentos. Estos sistemas forman parte del proceso de exhibición y
venta en los grandes, medianos y pequeños centros comerciales. Conocemos
los muebles, mostradores, congeladores, botelleros y consolas refrigeradas.
En la transportación y distribución de alimentos, tanto terrestre, marítimo como
el aéreo, la refrigeración garantiza la congelación y conservación durante la
travesía. El almacenamiento de los alimentos se realiza en cámaras
refrigeradas, tanto para su congelación, como para la conservación de los
mismos.
Por último como conclusión conoceremos el impacto que tienen los gases
refrigerantes en el medio ambiente, la capa de ozono.

GASES REFRIGERANTES Y SUS NOMBRES
II. OBJETIVOS
2.1.Objetivo General
 Identificar los gases refrigerantes empleados en los sistemas de
refrigeración aplicados a la conservación de alimentos.
2.2.Objetivos específicos.
 Conocer las propiedades fisicoquímicas de los gases refrigerantes.
 Reconocer la influencia de los gases refrigerantes con el medio
ambiente.
 Identificar sus nombres y formas químicas de los gases refrigerantes.
III. MARCO TEORICO
3.1. Gases Refrigerantes
3.1.1. Definición:
Es el fluido frigorífico que contiene una instalación frigorífica y cuya
misión es la de absorber calor en la fuente fría a baja presión y
temperatura, para cederlo a la fuente caliente a alta presión y
temperatura. Todo ello con cambio de estado de líquido a vapor y
viceversa
3.1.2. Efecto frigorífico de los refrigerantes.
El efecto frigorífico de un gas refrigerante viene dado por su
capacidad frigorífica efectiva respecto al volumen por metro cubico
de refrigerante aspirado del evaporador por el compresor. También

conocido como factor de potencia frigorífica, depende en gran
parte de las propiedades físicas del propio fluido.
Como veremos más adelante, existen gases refrigerantes de nueva
generación, (HFC), con un gran efecto frigorífico, como es el R-
410A, que con menor volumen en circulación en el sistema,
(volumen desplazado), consiguen mayor efecto frigorífico respecto
a otros fluidos. Comparando el R-410A con el R-22, vemos la
diferencia de efecto frigorífico que existe entre ambos fluidos según
su temperatura de evaporación o gases aspirados por el
compresor:
3.1.3. Volumen de desplazamiento del refrigerante.
Es el que debe circular en metro cubico por hora por el circuito para
conseguir la potencia frigorífica deseada bajo las condiciones
previstas de temperatura de evaporación y condensación. Para un
determinado refrigerante se deberá hacer circular más kilos por
hora cuanto mayor sea la potencia frigorífica deseada. De esto se
deduce fácilmente que el compresor empleado en nuestro sistema
ha de ser capaz de trasegar dicho volumen de refrigerante. A mayor
volumen de desplazamiento, mayor potencia de compresor.

3.1.4. Número de identificación del refrigerante.
Un refrigerante nunca se debe nombrar por su nombre comercial,
aunque existan distribuidores que lo hagan para diferenciarlos de
otras marcas fabricadas (freon, Puron, Isceon ). La forma correcta
de nombrar un refrigerante y de identificar el equipo de refrigeración
o aire acondicionado es por su número R-22, R-407C.
Evitaremos problemas graves teniendo bien identificado el
refrigerante que usa cada equipo procurando, en cualquier caso,
no destruir las placas o etiquetas de características técnicas del
mismo y si fuera necesario colocando nosotros mismos de alguna
forma indeleble y claramente visible el número de refrigerante
usada.
3.1.5. Nombre y formula química del refrigerante
Cada refrigerante posee su nombre y su fórmula química, los
cuales nos indican su composición. Por ejemplo: el R-22 tiene por
nombre químico clorodifluormetano y su fórmula química es
CHCIF2, lo cual nos indica que posee un átomo de carbono, un
hidrogeno, uno de cloro y dos de flúor y que su peso molecular es
de 86,5.
3.1.6. Refrigerantes.
3.1.6.1. Refrigerantes CFC
Son los refrigerantes que contienen cloro, (2 átomos), flúor
y carbono en su molécula. Conocidos como
clorofluorcarbonados, fueron prohibidos, tanto su venta
como uso el 1 de octubre de 2000 por el reglamento
europeo (CE) n° 2037/2000, por ser sustancias que agotan
la capa de ozono. Entre ellos se encuentra el R-12,
refrigerante utilizando para aire acondicionado en
automoción.

- Refrigerante R-11:
El tricloromonofluormetano es un gas pesado (4,74 veces el
peso del aire), relacionado al grupo de los CFCs. Se
caracteriza por un alto potencial de agotamiento del ozono
(ODP = 1). De acuerdo con el protocolo de Montreal desde
enero de 1996, debió detenerse la producción del R-11. Para
el organismo humano el R-11 es inofensivo, no es explosivo,
se disuelve en toda proporción en aceites minerales.
Es insoluble en agua, permitiendo una proporción de humedad
en masa no mayor que 0,0025%. El refrigerante deshidratado
se comporta de manera neutra frente a todos los metales,
excepto a las aleaciones que contienen más de un 20% de
Magnesio. La temperatura de ebullición normal es de 23,8 ºC.
El efecto refrigerante volumétrico del R-11 es bajo, es usado
en máquinas de refrigeración bajo temperatura de ebullición
por encima de -20 ºC, fue ampliamente usado en aires
acondicionados industriales, compresores de turbinas de
potencia media y alta.
El diclorodifluormetano es un representante del grupo CFC.
Está caracterizado por presentar un ODP alto (=1) y un elevado
potencial de calentamiento global (GWP = 8500). Es un gas
claro con un olor específico, 4,18 veces más pesado que el
aire. Es uno de los más difundidos y seguros en la operación
de los refrigerantes. En una atmósfera que contiene una
fracción en volumen mayor a un 30% del R-12, la asfixia tiene
lugar como resultado de la falta del oxígeno.
Se caracteriza por una alta fluidez que facilita su penetración a
través de los pequeños poros del hierro comercial. Al mismo
tiempo, gracias a la alta fluidez del R-12 los aceites
refrigerantes penetran a través de las partes gomosas y reduce

su escape. Ya que el R- 12 es un buen disolvente de muchas
sustancias orgánicas, durante la manufactura de almohadillas
se usan gomas especiales, sevanita o paronita. En los equipos
de refrigeración, el R-12 fue ampliamente usado para obtener
temperaturas medias
Una mezcla azeotrópica de los refrigerantes R-22 y R-115. La
proporción en masa de R-22 constituye el 48,8%, y de R-115,
el 51,2%. Está relacionado con el grupo de los CFCs. Tiene las
siguientes características ecológicas: ODP = 0,33; GWP =
4300. No es explosivo, tiene baja toxicidad y es químicamente
inerte a los metales. El R-502 se mezcla en aceites, los
coeficientes de transferencia de calor durante la ebullición y
condensación son cercanos a los valores correspondientes al
R-22. R-502 es muy poco soluble en agua.
La concentración de tolerancia de este refrigerante en el aire
es de 3000 mg/m3. Su efecto de refrigeración volumétrico es
más alto y la temperatura de descarga es aproximadamente
20ºC más baja que la del R-22, que se manifiesta
positivamente sobre la temperatura de la bobina del motor
eléctrico durante la operación del compresor de refrigeración
hermético. El R-502 fue usado en dispositivos de refrigeración
de compresión a temperatura baja.
3.1.6.2. Refrigerantes HCFC
Son los refrigerantes que contienen hidrogeno, cloro, fluor
y carbono. Conocidos como hidrofluorcarbonados los
cuales han sido prohibidos el 1 de enero del 2014 para su
uso en cuanto a fabricación de equipos tanto de frio como
de bomba de calor y prohibido su uso en todos los casos,
incluido mantenimiento, el 1 de enero del 2015, según su
reglamento europeo (CE) n° 2037/2000, para ser

sustancias que agotan la capa de ozono. Entre ellos se
encuentra el R-22, refrigerante utilizado para equipos de
aire acondicionado de todas las potencias.
El difluorclorometano se relaciona con el grupo de los
HCFCs. Tiene un bajo potencial de agotamiento de la capa
de ozono (ODP = 0,05) y unpotencial de calentamiento
global no muy alto GWP = 1700, es decir las características
ecológicas del R-22 son mejores que las del R-12 o del R-
502. Es un gas claro con un débil olor a cloroformo, más
venenoso que el R-12, no es explosivo ni combustiona en
atmósfera de oxígeno.
Comparado con el R-12, y el R-22 es menos soluble en
aceite, pero fácilmente penetra a través de los poros y es
inerte a los metales. La industria de refrigeración produce
aceites de alta calidad para el R-22. A temperaturas más
altas que 330ºC, el R-22 se descompone en presencia de
metales produciendo las mismas sustancias que el R-12.
Es poco soluble en agua. La fracción de humedad en él no
debe exceder 0,0025%. El coeficiente de transferencia de
calor durante la ebullición y condensación es 25% - 30 %
más alto que el de R-12.
3.1.6.3. Refrigerantes HFC
Son los refrigerantes que no contienen cloro, y que
contienen hidrogeno, fluor y carbono en su molecula.
Denominados, por lo tanto, hidrofluorcarbonados. Su ODP
es cero. Son sustancias que no perjudican en absoluto la
capa de ozono, (R-134 a, R-407C, R-410 A.

3.1.6.4. Refrigerantes simples.
Son sustancias químicas que, por si solas, pueden
utilizarse como refrigerantes. Muy pocas sustancias se
utilizan como fluido frigorífico, en la práctica debido
principalmente a las condiciones exigibles de seguridad y
rendimiento energético. Entre los principales refrigerantes
simples o puros se encuentra el R-12, R-22, R-134 a, R-
125.
Son por lo tanto, refrigerantes azeotropicos o normales, en
cuanto que, como ahora veremos, poseen un punto de
evaporación constante
3.1.6.5. Mezclas Azeotropicas.
Son los refrigerantes compuestos de dos o tres sustancias,
(binarias o ternarias), pero que se comportan como o casi
un refrigerante puro o simple. Las diferentes sustancias
que los componen son totalmente miscibles entre si,
comportándose durante la evaporación y la condensación
como sustancia pura, (punto de evaporación y
condensación constantes).

Al ser azeotropicos mantienen la misma composición en la
fase de vapor y en la de líquido y en sus cambios de estado.
De los nuevos refrigerantes mezcla utilizados en el campo
del aire acondicionado y refrigeración ninguno es
azeotropicos, salvo el R-507 y el R-410 A, al que se le
puede considerar casi azeotropicos, como más adelante
veremos. También se puede considerar casi azeotropicos
el R-404 A.
3.1.6.6. Mezclas zeotropicas
Evidentemente son mezclas que no son azeotropicas, por
lo que no tienen una evaporación ni condensación
constante a una presión determinada. Digamos que
durante la evaporación del refrigerante zeotropico cada uno
de sus componentes lo hace a temperaturas diferentes
provocando lo que es conocido como deslizamiento de
temperatura de evaporación, (glide).
Por lo tanto este tipo de refrigerantes no mantiene la misma
composición en la fase de vapor que en la del líquido. Se
debe prestar mucha atención a este hecho, ya que implica
que este tipo de refrigerante solo se puede cargar a la
instalación de aire acondicionado o refrigeración en fase
liquida y por otra parte, en caso de fuga y como veremos
posteriormente, se hará necesario reponer totalmente la
carga. Entre estos refrigerantes nuevos tenemos el R-407
C, R-417 A y R-423 a.
3.1.7. Deslizamiento de temperatura.
Conocido internacionalmente como glide es, como hemos
comentado anteriormente, las diferencias que existen entre los
diferentes componentes de un refrigerante zeotropico en cuanto a
temperaturas de evaporación a una presión dterminada. Visto este
comportamiento en el refrigerante R-407 C en un diagrama
entalpico.

Vemos que cada componente de la mezcla zeotropica, en este caso,
el R-407 C, al cambiar de estado de líquido a vapor, (evaporación),
cada componente lo hace a presiones diferentes.
3.1.8. O.D.P. (Ozone Depletion Potencial).
Es el coeficiente por el que se mide la capacidad destructiva de un
fluido refrigerante frente a la capa de ozono. Se mide utilizando
como medida patrón la unidad atribuida al R-11 ya que es el más
destructivo para la capa de ozono al poseer 3 átomos de cloro en
su molécula.
Los refrigerantes exentos de cloro en su composicióntienen por los
tanto un ODP igual a cero. Cuando un átomo de cloro choca con el
ozono, separa un átomo de oxigeno convirtiéndose así un oxígeno
y un átomo de oxigeno libre y provocando así el agujero en la capa
de ozono. Por ese agujero entraran a la atmosfera los rayos
ultravioletas emitidos por el sol, lo que nos provocara entre otras
lindezas, cáncer de piel, debilitamiento del sistema inmunitario,
cataratas, afección a los cultivos, a la vida acuática e incluso al
sistema radiactivo de la atmosfera.

3.1.9. G.W.P. (Global Warming Potencial).
Es la forma de medir el efecto invernadero que producen los
refrigerantes utilizados y el dióxido de carbono. Medido en Kg de
dióxido de carbono que deben ser liberados a la atmosfera para
provocar el mismo efecto invernadero recalcamiento global que 1
kg de fluido refrigerante en nuestro caso. O mejor dicho: a lo largo
de un periodo de tiempo de emisión de 1 kg de un gas de efecto
invernadero comparada al efecto de 1kg de dióxido de carbono en
el mismo periodo de tiempo. Así pues el efecto invernadero
recalentamiento global de la atmosfera viene producido por dos
causas que nos afectan.
3.1.10. Código de colores para los cilindros de Refrigerantes.
Los contenedores utilizados para el manejo de refrigerantes ya
sea a granel, en tambores, latas o cilindros retornables o
desechables, se codifican con algún color.

3.1.11. Propiedades de los Refrigerantes
3.1.11.1. Propiedades Termodinámicas
i. Presión.
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 esté trabajando 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. Un ejemplo claro de alta
presión de condensación es el R-170, para el cual se
requiere un equipo extremadamente robusto para soportar
presiones superiores a 4660 kPa. Los refrigerantes R-30 y
R-123, trabajarían en vacío en el evaporador a esta
temperatura. El R-134a trabaja a presiones más próximas
a lo ideal, ya que su presión de evaporación es muy baja,

sin llegar al vacío, y su presión de condensación no es tan
alta, por lo que no requiere un equipo muy robusto.
ii. Temperatura:
Hay tres temperaturas que son importantes para un
refrigerante y que deben ser consideradas al hacer la
selección. Estas son: la de ebullición, la crítica y la de
congelación. La temperatura de ebullición de un
refrigerante, siempre es referida a la presión atmosférica
normal de 101.3 kPa. 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 aun
operando a presiones positivas, se pueda tener una
temperatura baja en el evaporador.
iii. Volumen.:
El volumen específico de un refrigerante en fase vapor, no
es otra cosa, que el volumen en metros cúbicos (m³) o en
litros (l) que ocupará un kilogramo de refrigerante a
condiciones normales; esto es, a una temperatura de 20°C
y a la presión atmosférica de 101.3 kPa. En un sistema de
refrigeración, al agregar calor al refrigerante, aumenta su
temperatura y su volumen específico, pero su presión
permanece constante; ya que, en el evaporador, en la línea
de succión y en el condensador, la temperatura de

saturación es lo que controla la presión del vapor
sobrecalentado. Inversamente, si disminuye la temperatura
del refrigerante, disminuye su volumen específico.
iv. Entalpía:
Es la propiedad que representa la cantidad total de energía
térmica o contenido de calor, en un fluido. Sus unidades son
kcal/kg. Para la mayoría de los refrigerantes, se considera
que su entalpía es cero a una temperatura de saturación de
-40°C. Entonces, el calor agregado o sustraído de un
refrigerante, desde ese punto, se considera que es su
entalpía total. En la mayoría de los trabajos de transferencia
de calor, se manejan los cambios de entalpía que ocurren
durante un proceso. Generalmente, no hay necesidad de
conocer el contenido de energía absoluta.
v. Densidad:
La mayoría de los refrigerantes en estado líquido, tienen
una densidad más alta que el agua (gravedades específicas
superiores a 1.0). La densidad de cada refrigerante varía
con la temperatura. Puesto que por regla, los líquidos se
expanden al calentarse, su densidad a altas temperaturas
es menor que a bajas temperaturas.

3.1.11.2. Propiedades Físicas y Químicas.
a. Efecto sobre otros materiales.
Los materiales empleados en la construcción de equipos de
refrigeración, generalmente no son directamente de interés
para el técnico de servicio, puesto que la elección de esos
materiales la hacen los fabricantes de equipo. Sin embargo,
a continuación se mencionarán los efectos de algunos
refrigerantes sobre varios materiales representativos, tales
como metales, plásticos y elastómeros
b. Compatibilidad con Metales:
Debe seleccionarse un refrigerante que no tenga ningún
efecto sobre los metales. Algunos refrigerantes,
afortunadamente muy pocos, bajo ciertas condiciones,
tienen efectos corrosivos sobre algunos metales o
producen reacciones químicas que forman productos
indeseables o contaminantes.
A continuación se mencionan algunos ejemplos; Los
refrigerantes halogenados, bajo condiciones normales de
operación, pueden utilizarse satisfactoriamente con la
mayoría de los metales que comúnmente se usan en los
sistemas de refrigeración, tales como: acero, hierro fundido,
bronce, cobre, estaño, plomo y aluminio.

c. Compatibilidad con Elastómeros.
Existe una variación considerable, en cuanto a los efectos
producidos por los refrigerantes en los elastómeros y hules
utilizados, tales como anillos, juntas, sellos, empaques y
demás. Esto se debe a que los elastómeros contienen,
además del polímero base, plastificantes y otros productos
.
d. Compatibilidad con Plásticos.
La mayoría de los materiales plásticos, no son afectados
por los refrigerantes halogenados, por lo que se pueden
utilizar en forma satisfactoria en la mayoría de las
aplicaciones. Una excepción es el poli estireno, ya que
algunos refrigerantes como el R-11 y el R-22, lo disuelven;
el R-12 también, pero en menor grado.
3.1.12. Clasificación de los refrigerantes.
Se pueden clasificar en función de varios criterios: inflamabilidad
y toxicidad. Y en función de su peligrosidad para el medio
ambiente.
Según los efectos sobre la salud y la seguridad los refrigerantes
se clasifican en estos tres grupos de seguridad.
a) Grupo de alta seguridad (L1): refrigerantes no inflamables
y de acción toxica ligera o nula.
b) Grupo de media seguridad (L2=): refrigerantes de acción
toxica o corrosiva o inflamable o explosivos mezclados con
aire en un porcentaje en volumen igual o superior a 3,5 por
cien.
c) Grupo de baja seguridad (L3): refrigerantes inflamables o
explosivos mezclados con aire en un porcentaje en volumen
inferior al 3,5 por cien.

3.1.13. Gases refrigerantes

IV. CONCLUSIONES
 Concluimos que un gas refrigerantes es el fluido frigorífico que contiene
una instalación frigorífica y cuya misión es la de absorber calor en la
fuente fría a baja presión y temperatura, para cederlo a la fuente caliente
a alta presión y temperatura
 También los refrigerantes son vitales en el desarrollo de la vida del ser
humano, ya que nos permiten tener el control sobre la temperatura en
diversos aspectos necesarios, desde el hogar hasta procesos industriales.
V. BIBLIOGRAFÍA.
 http://www.indubel.com.ar/pdf/gases/refrigerantes.pdf.
 PLAZAS MONROY, Juan Refrigerantes y el medio ambiente.
VI. ANEXOS
- Gases Refrigerantes

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