ENCC Centros Datos

La Estrategia Nacional del Cambio
Climático en los Centros de Datos

www.datacenterdynamics.com

Gildardo Yañez, Ingeniero
www.ingenierogildardo.com
Twitter: @ingenieroyanez
Octubre 2013

1

PCG de un refrigerante

4

2

ENCC

Cese de producción

3
Refrigerantes

© Derechos de Autor Gildardo Yañez www.ingenierogildardo.com

Un poco de historia
• En el año de 1830 inicia la refrigeración mecánica
• En 1921, Willis Haviland Carrier obtiene la patente
del primer enfriador centrífugo.
• Según el History Channel:
– La refrigeración es el invento No. 27 de los 101
inventos que cambiaron al mundo
– El aire acondicionado de ventana es el invento No. 6
de los pequeños inventos que cambiaron al mundo



¿Que es el Potencial de Calentamiento
Global de un Refrigerante?
• El PCG del R-22 = 1810
• Significa que una tonelada métrica de R-22
equivale a 1810 toneladas métricas de CO2
• Liberar 1kg de R-22 equivale a liberar 1810 kgs
de CO2 durante un umbral de cien años.



Relación entre las SAO y los
Gases de Efecto Invernadero
Sustancias Agotadoras de la
Capa de Ozono

Gases de Efecto
Invernadero
N2O

Metil Cloroformo
(CH3Cl)

H-1301
H-1211

Bromuro de Metilo
(CH3Br)

Tetracloruro de Carbono
(CCl4)

PFCs
Perfluorocarbonos

R-141b
R-22
CFC-11
CFC-12
CFC-502

CO2

HFC-404A
HFC-134a
HFC-410A

CH4
Metano

SF6
Hexafluoruro de Azufre

Regulaciones en México
• La Secretaría de Medio Ambiente y Recursos
Naturales anunció que ejecutará planes para
disminuir de forma gradual los gases fluorados (F)
que se utilizan para aire acondicionado y
refrigeración, a través de Acciones de Mitigación
Nacionalmente Apropiadas (Nama - siglas en
inglés).
• México cumple actualmente con el plan de
eliminación de Hidroclorofluorocarbonos (HCFCs)
que espera terminar en su primera fase con la
eliminación del 30% del consumo nacional para los
años entre 2013 y el 2018.


Cese de producción
Gases

México

EU

Europa

CFC

2005

1995

1995

HCFC

2030
Equipo Nuevo

2010 Equipo Nuevo
2020 Servicio

2000 Equipo Nuevo
2010 Servicio

Ninguno

2011 – 134a autos
nuevos A/C sistema

HFC


Ninguno


Calendario establecido
para reducir el consumo de HCFC
Sustancia agotadora de la
Capa de Ozono
Hidroclorofluorocarbonos
(HCFC)

Línea base

Compromiso de reducción

Consumo promedio de los
años 2009-2010
Año base 2013=100%

10% a partir de 2015
35% a partir de 2020
67.5% a partir de 2025
97.5% a partir de 2030
Consumo de 2.5% en el
periodo 2030-2040 con
revisión en 2020

Calendario de reducción para los
Hidroclorofluorocarbonos de los países artículo 5
Referencia: Protocolo de Montreal
Datos al: 26 de Julio del 2010



Tendencia de los Refrigerantes
1930-1990
Mejoras de seguridad

Refrigerantes
Naturales, HFOs

1830-1930
Lo que funcione

INCIO
AHORA

Protección al Ozono

1990-2010

Protección del Cambio Climático


2010- ¿

?

Tendencias en Refrigerantes
Movimiento hacia una 4a generación
Protocolo de Montreal

Protocolo de Kyoto

Eliminación de SAO

Reducción de PCG

1a.
Generación

2a.
Generación

3a.
Generación

4a.
Generación

R-11
R-12
R-502

R-22
R-408A
R-409A
R-401A
R-402B

Cero SAO
R-134a
R-407C
R-410A
R-404A

Bajo PCG
Cero SAO
R-1234yf
R-1234ze
R-32



Clasificación establecida por el TEAP
TEAP: Panel de Evaluación Económica ONU

• Bajo PCG: < 300
– PCG < 30
– PCG < 100

ultra bajo
muy bajo

• PCG Moderado: 300-1,000
• PCG Elevado: > 1,000
– PCG > 3,000
– PCG > 10,000

muy elevado
ultra elevado
Referencia: UNEP OEWG-30 - TF Decisión XXI/9



El NIST ha logrado identificar 1,234
refrigerantes potenciales
http://www.nist.gov/mml/acmd/refrigerants-091812.cfm

• Método de Evaluación:
• Estructura molecular, el método predice la eficiencia
radiativa y la vida atmosférica para poder estimar el
PCG.
• Se aplican filtros de toxicidad, inflamabilidad y de
estabilidad química.

• Resultados:
• 56,230 refrigerantes potenciales a considerar.
• 1,234 han sido identificados como posibles Bajo PCG.



AHRI
Programa de evaluación de refrigerantes alternativos con bajo potencial de
calentamiento global

• AHRI evalúa gases de PCG.
• En conjunto con:
• 16 empresas y organizaciones de los EU
• 05 empresas y organizaciones internacionales.

• Seis fabricantes de gases refrigerantes han enviado a la
fecha 38 gases refrigerantes de bajo PCG.
• Entre los que se encuentran los refrigerantes naturales y
los refrigerantes hechos con la molécula HFO.
AHRI Low Global Warming Potential Alternative Refrigerants Evaluation Program,
Xudong Wang and Karim Amrane, Air-Conditioning, Heating, and Refrigeration
Institute, 2013 ASHRAE Winter Conference.


Tendencias de los Refrigerantes
• Refrigerantes de alta
presión de trabajo
• Usan compresores de
menor potencia ó
consumo eléctrico



Tendencias de los Refrigerantes

• Refrigerantes de Bajo
Potencial de
Calentamiento Global



Standard 34-2010



Estándar 34-2010 ASHRAE
Clasificación de números en el Estándar
•
•
•
•
•
•

Serie - 000
Serie - 100
Serie - 200
Serie - 400
Serie - 500
Serie - 600

Metano
R-12
Etano
R-134a
Propano
R-290 Hidrocarburo
Zeotropos
R-404A
Azeótropos
R-502
Compuestos Orgánicos Diversos
Hidrocarburo R-600a (Isobutano)
• Serie - 1000 Compuestos Orgánicos No saturados
HFO
R- 1234yf
Hidrofluorolefina


Número Retrofit OEM
ASHRAE

R-22
R-404A
R-407A
R-407C
R-410A
R-417A
R-421A
R-422A
R-422B
R-422C
R-422D
R-424A
R-427A
R-428A
R-434A
R-507A

OEM
OEM
Retrofit
OEM
OEM
Retrofit
Retrofit
Retrofit
Retrofit
Retrofit
Retrofit
Retrofit
Retrofit
Retrofit
Retrofit
OEM

PCG
Presiones de Operación comparadas
Potencial de
contra la de otros gases
Calentamiento
Global
1810
-3922
Elevada
1700
Elevada
1525
Ligeramente Elevada
2088
Elevada
1950
Baja
2170
Ligeramente más baja
2530
Elevada
2080
Ligeramente más baja
2490
Elevadas
2230
Similares
2020
Baja
1830
Similares
3060
Elevadas
2660
Elevadas
3300
Elevadas

Min/Ab = Mineral / Alkilbenzeno

POE = Polyolester

Referencia: The R-22 phase out. Do you have a plan? RSES Journal 2008 Páginas 20-24



Lubricante
Recomendado

Min/Ab
POE
POE
POE
POE
Min/Ab
Min/Ab
Min /Ab
Min/Ab
Min/Ab
Min/Ab
Min/Ab
Min/Ab/POE
Min/Ab
Min/Ab
POE

OEM = Equipo Nuevo

TEWI Total Equivalent Warming Impact
Evaluación del Impacto Ambiental Total Durante la Vida Útil, en Masa
Equivalente de CO2

Calentamiento Global Directo

Emisiones de gas refrigerante a la
atmósfera debido a fugas en los
sistemas de refrigeración


Calentamiento Global Indirecto

Emisiones de CO2 que se
producen al generar la
energía eléctrica necesaria
para que funcionen los
equipos de refrigeración y de
© Derechos de Autor Gildardo Yañez www.ingenierogildardo.com aire acondicionado

R-410A
R-32=50%, R-125=50%, PCG=2088 Elevado
Ventajas:
• Mezcla de R-32 y de R125 que
forman un mezcla casi
azeotrópica.
• Tiene un deslizamiento muy bajo
y no tiende a separase
• Este refrigerante produce una
presión de descarga 60% mayor a
la del R-22 en sistemas de aire
acondicionado.
• Los sistemas diseñados para
R-410A utilizan compresores de
menor caballaje comparándolos
con los compresores de R-22 de la
misma capacidad de
enfriamiento.


Desventajas:
• Este refrigerante se puede utilizar
únicamente en equipo nuevo
diseñado para poder trabajar con
las presiones elevadas de este
gas.
• R-410A se lubrica con polyolester
POE.
• Bajo ninguna circunstancia no se
deben actualizar sistemas de R22 con este refrigerante.


R-407C
R-32=23%, R-125=25%, R-134a=52%, PCG=1525 Elevado
Ventajas
• Propiedades similares al R-22 en
sistemas de aire acondicionado.
• El R-407C tiene las mejores
características para una
actualización (retrofit) para
sustituir al R-22 en un sistema de
aire acondicionado comparado
contra otras mezclas.
• Se puede utilizar también en
sistemas de media temperatura
que utilizan R-22.
• Los nuevos sistemas que usan
R-407C vienen precargados con
polyolester.


Desventajas
• No se mezcla bien con los aceites
minerales o alkylbenzenos por lo
cual se tienen que sustituir (95%
mínimo) por aceite
polyolester que es complejo en su
manejo.
• Es una mezcla zeotropica por lo
cual tiene que ser cargado al
sistema en fase líquida.
• Tiene un deslizamiento de
temperatura mínimo de
10 °F.


Sustitutos del R-22
Comparación de Rendimiento
R-22

R-404A

R-407C

R-407A

R-422D

Btu’s/hr

13476
(100%)

12450
(90.6%)

12891
(93.8%)

13375
(97.3%)

10431
(75.9%)

C.O.P.

1.42
(100%)

1.18
(83%)

1.34
(94.4%)

1.34
(94.4%)

1.14
(80.3%)

Flujo Másico
(lb/min)

3.53
(100%)

4.67
(132.3%)

3.46
(98%)

3.90
(110.5%)

4.11
(116.4%)

Temperatura
Descarga
(°F)

217
(0°F)

179
(-38°F)

193
(-24°F)

192
(-25°F)

170
(-47°F)

Presión
Descarga
(psig)

211
(0 psig)

256
(+45 psig)

223
(+11 psig)

242
(+31 psig)

214
(+3 psig)

Datos obtenidos a una temperatura ambiente de 26.6°C, temperatura de la cámara -1.1°C
Se utilizó una válvula de expansión para R-22 y se fue ajustando según el tipo gas
Referencia: The R-22 phase out. Do you have a plan? RSES Journal 2008 Páginas 20-24


¿En donde entra la Estrategia
Nacional del Cambio Climático?



Algunos de los ejes de acción
de la ENCC
• Transitar a modelos de ciudades sustentables,
con sistemas de movilidad inteligentes, gestión
integral de residuos y edificaciones de baja
huella de carbono.
• Disminuir las emisiones de contaminantes de
vida corta, como el carbono negro, metano los
HCFC y los HFC.



Líneas de acción
• M5.3
• Busca acelerar la penetración de refrigerantes de
bajo potencial de calentamiento global en
diferentes sectores que incluyen aires
acondicionados, refrigeración, espumantes, reducir
fugas, manejo y disposición adecuada de HFC
• M5.4
• Apunta a fortalecer los programas de buenas
prácticas de refrigeración, recuperación y
disposición final de CFC, HFC, y HCFC


NOM-161-SEMARNAT-2011
• Establece los criterios para clasificar a los
Residuos de Manejo Especial y determina
cuáles están sujetos al Plan de Manejo.
– El listado de los mismos.
– El procedimiento para la inclusión o exclusión.
– Los elementos y procedimientos para la
formulación de los planes de manejo.



NOM-161-SEMARNAT-2011
• Esta norma apareció publicada en el Diario
Oficial de la Federación el 1 de febrero de 2013
– Esta norma ya respalda la línea de acción M 5.4

• Los refrigeradores y los aires acondicionados
aparecen en el listado de los residuos de
manejo especial
• Estos quedan sujetos a Plan de Manejo.



http://sissao.semarnat.gob.mx/



¿Qué sigue adelante?



Opciones disponibles para el aire
acondicionado fijo
R-32
R-410A

HFO
R-22
R-290
R-407C

R-744 CO2

* La línea continua representa los
reemplazos disponibles actuales
* La línea punteada representa los
posibles reemplazos disponibles
en el futuro


Conclusiones
Consideraciones de seguridad el evaluar
el refrigerante

Nivel de Toxicidad

Nivel de Inflamabilidad

Presiones de Trabajo


Conclusiones
Consideraciones ambientales al evaluar
el refrigerante

Calentamiento Global Directo

Calentamiento Global Indirecto

Mejor Relación Costo Beneficio


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