clase sobre refrigerante. Realizado por el bachiller Eduardo Jose Ossorio Riverol. IUTAJS

1. REFRIGERANTES

2. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGÍA
“ANTONIO JOSÉ DE SUCRE”
EXTENSIÓN SAN FELIPE
REFRIGERANTES
Autor: Eduardo José Ossorio
San Felipe, Noviembre de 2016

3. REFRIGERANTE
Es un fluido que actúa como agente de enfriamiento,
el cuál alternativamente se vaporiza y se condensa
absorbiendo y cediendo calor, respectivamente
Los primeros refrigerantes utilizados (en las
primeras máquinas de producción mecánica de frío
en 1867) fueron el amoniaco (NH3), el dióxido de
carbono (CO2) y el dióxido de azufre (SO2). Pero por
ser tóxicos, explosivos y corrosivos, su utilización
estaba restringida a usos industriales

4. Amoníaco (NH3)
Sigue siendo uno de los refrigerantes mas empleados en
instalaciones de gran tamaño (fábricas de hielo, grandes
almacenes de refrigeración y/o congelación, etc.), debido a que
es el refrigerante conocido que tiene el mayor efecto frigorífico
(alto calor latente de evaporación). Es uno de los más baratos y
fáciles de conseguir y tiene gran estabilidad química, no afecta
el medio ambiente y no contribuye al efecto invernadero. Como
inconveniente es que es irritante para el humano y puede llegar
a ser explosivo en grandes concentraciones, pero puede ser
detectado fácilmente por el olor por lo que se emplea en
industrias con alto nivel de control
CO2
A pesar de los efectos en el calentamiento de la atmósfera, la
industria de la refrigeración está considerando al CO2 como uno
de los refrigerantes del futuro, como medida tendiente a la
conservación de la energía

5. A partir de 1928, se empezó el empleo de hidrocarburos
halogenados llamados “freones”
Los freones son un grupo de refrigerantes de bajo peso molecular
fundamentalmente derivados del metano y el etano en los que
alguno o todos sus átomos de H se han sustituidos por halógenos
normalmente flúor, cloro y bromo. En función de su composición
estos refrigerantes pueden clasificarse en tres grupos:
Refrigerantes CFC (clorofluorocarburos) Ejemplo R-12 y R-500
Refrigerantes HCFC (hidroclorofluorocarburos) Ejemplo R-22
Refrigerantes HFC (hidrofluorocarburos) Ejemplo R- 134A, R-407C
Entre 1928 y 1980, los refrigerantes más usados fueron los
freones R-12 y R-22. El primero era empleado para pequeños
refrigeradores y el segundo para refrigeradores y congeladores
comerciales y residenciales

6. POTENCIAL DE DESTRUCCIÓN DE OZONO
(ODP)
El ODP (Ozone Depletion Potential) es la medida
de la capacidad destructiva de un compuesto
químico frente a la capa de ozono
Cuando se elimina la capa de ozono se crea un
“agujero” por donde entran a la atmósfera los
rayos UV emitidos por el sol y que provocan en el
ser humano diversos trastornos (cáncer de piel,
debilitamiento del sistema inmunológico,
cataratas), pero también afectan los ecosistemas,
los cultivos, la vida acuática e incluso el sistema
radiactivo de la atmósfera

7. En la década de los 80’s se postuló que los CFC
(clorofluorocarburos) tenían efectos dañinos
para la capa de ozono
Debido a su alta estabilidad, tienden a migrar
hacia las capas superiores de la atmósfera
donde por efecto de la luz se libera un átomo de
cloro como radical libre (radical cloro) altamente
reactivo y con gran afinidad por el ozono, que al
reaccionar con éste, rompe la molécula de
ozono. La reacción es catalítica, se estima que
un solo átomo de cloro destruye hasta 30, 000
moléculas de ozono
El CFC permanece aproximadamente 2 años en
la atmósfera donde se encuentra el ozono

8. El refrigerante R-11 (triclorofluorometano CCl3F) es el
más destructivo de los refrigerantes por tener 3 átomos
de cloro y se le ha dado un valor arbitrario de ODP =1
El Protocolo de Montreal, (Canadá, 1987) acuerdo
internacional para la protección de la capa de ozono,
estableció primero la eliminación de los CFC
(clorofluorocarburos) de mayor contenido en cloro (R-12
y R-11) (a partir de 2002) y posteriormente la retirada gradual
de los HCFC (hidroclorofluorocarburos) (R-22) (hasta el 2040)
Los HFC (hidrofluorocarburos) no poseen cloro en su
molécula por que tienen un ODP=0 y no tienen actualmente
ninguna limitación para su uso debido a su nulo efecto
sobre la capa de ozono. Los HFC son conocidos con el
nombre de "refrigerantes verdes", ejemplos el R-407C, el
R-134A y el R-410A

9. Los nuevos refrigerantes HFC están sustituyendo a los CFC y HCFC:
USO O SERVICIO CFC/HCFC
(prohibido)
HFC (sustituto)
Refrigeración Comercial y
Doméstica
R-12 (CFC) R-134A, R-409,
R-401A, R-401B
Refrigeración y Congelación
Comercial y Doméstica
R-22 (HCFC) R-407C
Transporte Refrigerado R-500 (CFC) R-401B
Cámaras de Enfriamiento
Vitrinas de Súper Mercados
Aplicaciones Industriales
Transporte refrigerado
R-502 (CFC) R-404A, R-408,
R-402A

10. Por otra parte, el GWP o Global Warning Potencial mide la
capacidad de una sustancia para producir efecto invernadero o de
calentamiento global del planeta. Convencionalmente se ha
establecido un valor de GWP para el CO2 =1
Todos los gases refrigerantes contribuyen al calentamiento de la
tierra. A partir del Protocolo de Kyoto existen compromisos por
parte de la Unión Europea y muchos países mas para reducir las
emisiones de gases de efecto invernadero.
Los gases que pertenecen al grupo de los HFC
(hidrofluorocarburos) contribuyen al efecto invernadero y al
recalentamiento del planeta, debido a que tienen capacidad para
absorber los rayos infrarrojos. Incluso son más severos que las
emisiones de CO2 (Ej: R-134 tiene un GWP =1300) por lo que se usan
sólo en circuitos cerrados.
Es necesario seguir regulando la producción de estos refrigerantes
y establecer que refrigerantes se utilizarán en el futuro.

11. Característica del
refrigerante
Propiedades
Seguridad No tóxico, no explosivo y no
inflamable
- GRUPO 1: No son combustibles ni tóxicos. Incluye
todos los refrigerantes halogenados más utilizados.
(R11,R12, R22, R113, R114, R500, R502)
- GRUPO 2: Tóxicos, corrosivos o explosivos a
concentraciones mayores de 3,5% en volumen
mezclados con el aire. (Amoniaco, Anhídrido Sulfuroso
(SO2), cloruro de metilo)
- GRUPO 3: Tóxicos, corrosivos o explosivos a
concentraciones menores o iguales a 3,5% en volumen.
(Butano, Propano, Isobutano, Etano, Etileno, Propileno y
Metano).
No dañino al ambiente - No dañino a la capa de ozono
- Sin efecto invernadero
- Fácil detección de
fugas (por olfato)
- Fácilmente desechable
Buenas propiedades
físicas y termodinámicas
- Alto calor latente
- Bajo volumen del vapor
- Baja temperatura de
congelación
-Una pequeña cantidad de fluido absorbe
gran cantidad de calor
- Equipos mas pequeños (líneas de
aspiración y compresión)
- Evitar congelación en el evaporador
Bajo costo - Bajo costo por kilogramo
- Alto radio calor latente
/costo
- Fácil disponibilidad
Cuando el calor latente es alto, la masa del refrigerante
circulando es pequeña y si el volumen específico del
vapor es bajo, se tendrá un gran aumento en la
capacidad y eficiencia del compresor, lo que disminuye
el consumo de potencia y permite el uso de un equipo
pequeño y mas compacto.
Funcionalidad - Estabilidad química
- No corrosivo
- Que soporte repetidos cambios de estado
- Que no ataque el material del sistema
Los refrigerantes deben reunir ciertas características:

12. Nomenclatura: Los refrigerantes pueden identificarse por un código (una R y 3 cifras)
adoptado internacionalmente siguiendo las siguientes reglas:
La primera cifra indica el número de átomos de Carbono menos 1 (C-1)
La segunda es el número de átomos de Hidrógenos más 1 (H + 1)
La tercera se refiere al número de átomos de fluor (F)
R-(C-1)-(H+1)-(F).
El resto de valencias, salvo que se indique lo contrario, quedan cubiertas con cloro.
Si la molécula contiene átomos de Bromo se procede a añadir a la derecha una B seguida
del número de dichos átomos.
Cuando sólo aparezcan dos cifras se entiende que la primera no escrita será cero.
EJEMPLO: R-11 (C Cl3 F) (Triclorofluorometano)
Carbonos: 1-1 = 0
Hidrógenos: 0+1 = 1 R-011 ⇒ R-11
Flúor: 1
(Resto: 3 átomos de Cloro)
Las mezclas de refrigerantes azeótropos (disolución de 2 o más líquidos cuya composición
no cambia por destilación) se expresan por las denominaciones de sus componentes
intercalando entre paréntesis el porcentaje en peso correspondiente a cada uno. También
pueden designarse por un número de la serie 500 completamente arbitrario. (R-500, R-502).
Las mezclas no azeotrópicas se designan con la serie 400 (R-404, R-408, R-409).
Los refrigerantes de los compuestos inorgánicos corresponden a la serie 700 y se
identifican añadiendo al 700 el peso molecular del compuesto. Por ejemplo, el amoniaco
(NH3) que se denomina R-717, el anhídrido carbónico (CO2) es el R-744 y el anhídrido
sulfuroso (SO2) se denomina R- 764.
Los de la serie 600 son derivados del isobutano como el R-600