UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALAFACULTAD DE INGENIERALABORATORIO REFRIGERACIN Y AIRE ACONDICIONADOING. JORGE MARIO MUOZ PAZSECCIN: B

REFRIGERANTES

WILLMER JOSU VASQUEZ SANTOS2010-46076

ANTONIO DE JESS GARCA CAMACHO2012-12810

INDICE

Introduccin3REFRIGERANTES4TIPOS DE REFRIGERANTES5TRANSPORTE Y ALMACENAMIENTO DE REFRIGERANTES6CLASIFICACIN DE LOS REFRIGERANTES7APLICACIONES DE LOS REFRIGERANTES8CONTAMINACIN E IMPACTO AMBIENTAL8Sustancias agotadoras de la capa de ozono y sus sustitutos9Sustitutos9CONCLUSIONES10Bibliografa11ANEXOS12

Introduccin

La utilizacin de los procesos qumicos mediante mezclas refrigerantes se puede considerar como una etapa intermedia entre el frio natural y el frio artificial; y desde la antigedad se conoca que aadir ciertas sales como por ejemplo el nitrato sdico, el agua, se conseguir disminuir la temperatura. Este procedimiento era muy utilizado en el siglo IV.Un refrigerante es cualquier cuerpo o substancia que actu como agente de enfriamiento, absorbiendo calor de otro cuerpo o substancia. Desde el punto de vista de la refrigeracin mecnica por evaporacin de un lquido y la compresin de vapor, se puede definir al refrigerante como el medio para transportar calor desde donde lo absorbe por ebullicin, a baja temperatura y presin, hasta donde lo rechaza al condensarse a alta temperatura y presin.Los refrigerantes son los fluidos vitales en cualquier sistema de refrigeracin. Existe un nmero muy grande de fluidos refrigerantes, fcilmente licuables.Los refrigerantes se identifican por nmeros despus de la letra R, que significa refrigerante. El sistema de identificacin ha sido estandarizado por la ASHRAE (American Society of Heating and Air Conditioning engineers)

REFRIGERANTES

Es cualquier cuerpo o sustancia que acta como agente de enfriamiento absorbiendo calor de otro cuerpo o sustancia.Con respecto al ciclocompresin-vapor,el refrigerante es el fluido de trabajo del ciclo el cul 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 fsicas, qumicas y termodinmicas 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 aproximar al ideal, solo en tanto que sus propiedades satisfagan las condiciones y necesidades de la aplicacin para la que va a ser utilizado.PropiedadesPara tener uso apropiado como refrigerante, se busca que los fluidos cumplan con la mayora de las siguientes caractersticas: Baja temperatura de ebullicin:Un punto de ebullicin por debajo de la temperatura ambiente, a presin atmosfrica. (Evaporador) Fcilmente manejable en estado lquido:El punto de ebullicin debe ser controlable con facilidad de modo que su capacidad de absorber calor sea controlable tambin. Alto calor latente de vaporizacin:Cuanto mayor sea el calor latente de vaporizacin, mayor ser el calor absorbido por kilogramo de refrigerante en circulacin. No inflamable, no explosivo, no txico. Qumicamente estable:A fin de tolerar aos de repetidos cambios de estado. No corrosivo:Para asegurar que en la construccin del sistema puedan usarse materiales comunes y la larga vida de todos los componentes. Moderadas presiones de trabajo:las elevadas presiones de condensacin (mayor a 25-28kg/cm2) requieren un equipo extra pesado. La operacin en vaco (menor a 0kg/ Cm2) introduce la posibilidad de penetracin de aire en el sistema. Fcil deteccin y localizacin de prdidas:Las prdidas producen la disminucin del refrigerante y la contaminacin del sistema. Inocuo para los aceites lubricantes:La accin del refrigerante en los aceites lubricantes no debe alterar la accin de lubricacin. Bajo punto de congelacin:La temperatura de congelacin tiene que estar muy por debajo de cualquier temperatura a la cul pueda operar el evaporador. Alta temperatura crtica:Un vapor que no se condense a temperatura mayor que su valor crtico, sin importar cul elevada sea la presin. La mayora de los refrigerantes poseen crticas superiores a los 93C. Moderado volumen especfico de vapor:Para reducir al mnimo el tamao del compresor. Bajo costo:A fin de mantener el precio del equipo dentro de lo razonable y asegurar el servicio adecuado cuando sea necesario.

Las propiedades ms importantes del refrigerante que influyen en su capacidad y eficiencia son: El calor latente de Evaporacin La relacin de compresin El calor especfico del refrigerante tanto en estado lquido como de vaporExcepto para sistemas muy pequeos, es deseable tener un valor alto de calor latente para que sea mnimo el peso del refrigerante circulando por unidad de capacidad. Cuando se tiene un valor alto del calor latente y un volumen especfico bajo en la condicin de vapor, se tendr un gran aumento en la capacidad y eficiencia del compresor, lo que disminuye el consumo de potencia. Y permite el uso de un equipo pequeo y ms compacto. En los sistemas pequeos, si el valor del calor latente del refrigerante es muy alto, la cantidad de refrigerante en circulacin ser insuficiente como para tener un control exacto del lquido.Es mejor tener un calor especfico bajo en el lquido y un valor alto en el vapor en tanto que ambos tiendan a aumentar el efecto refrigerante por unidad de peso, el primero se logra aumentando el efecto de subenfriamiento y el ltimo disminuyendo el efecto de sobrecalentamiento. Cuando se cumplen estas condiciones en un fluido simple, se lograr mejorar la eficiencia del cambiador de calor lquido-succin.

TIPOS DE REFRIGERANTESExisten muchos tipos de refrigerantes, algunos de los cuales se usan comnmente. En las primeras instalaciones de refrigeracin se empleaban, por lo general, el amoniaco, bixido de azufre, propano, etano y cloruro de etilo, los cuales an se usan en varias aplicaciones. Sin embargo, debido a que estas sustancias son txicas, peligrosas o tienen caractersticas no deseadas, han sido reemplazadas por otras creadas especialmente para usarse en refrigeracin.Los clorofluorocarbonos CFC"SComo su nombre lo indica, los clorofluorocarbonos (CFC"s) consisten en cloro, flor y carbono. Como no contienen hidrgeno, los refrigerantes CFC son qumicamente muy estables, inclusive cuando son liberados a laatmsfera. Pero debido a que contienen cloro en su composicin, estn daando la capa de ozono. Permanecen en la atmsfera de 60 a 1700 aos.Los hidroclorofluorocarbonos HCFC"sLos hidroclorofluorocarbonos (HCFC"s) son la segunda categora de refrigerantes que estn vigentes actualmente. Aunque contienen cloro, que daa la capa de ozono, los refrigerantes HCFC's tambin contienen hidrgeno, que los hace qumicamente menos estables una vez que suben a la atmsfera.Mezclas zeotrpicasEstn formadas por dos o ms sustancias simples o puras, que al mezclarse en las cantidades preestablecidas generan una nueva sustancia, la cual tiene temperaturas de ebullicin y condensacinvariables.Mezcla azeotrpicasSe identifica por un nmero de tres cifras que comienza con el 5.Est formada por dos o ms sustancias simples o puras que tienen un punto de ebullicin constante y se comportan como una sustancia pura, logrando mejores caractersticas dedesempeo.Los Hidrofluorocarbonos (HFC"s)Son sustancias que contienen hidrgeno, flor y carbono. No contienen cloro y por consiguiente no daan la capa de ozono,

TRANSPORTE Y ALMACENAMIENTO DE REFRIGERANTES

El almacenamiento de refrigerantes sigue algunas normas. Los contenedores utilizados para el manejo de refrigerantes ya sea a granel, en tambores, latas o cilindros retornables o desechables, se codifican con algn color. En aos recientes, con el surgimiento de una gran cantidad de nuevos refrigerantes para reemplazar a los CFC's y algunos HCFC's, la codificacin de colores no se hace arbitrariamente. La mayora de los fabricantes se apegan a los lineamientos establecidos por el ARI (Air Conditioning and Refrigeration Institute), para la asignacin de colores a los contenedores de refrigerantes.

Esta codificacin, permite a los tcnicos y contratistas identificar rpida y fcilmente el refrigerante, por el color del contenedor, evitando mezclar accidentalmente diferentes refrigerantes en un sistema.Otras consideraciones que deben tomarse para almacenar refrigerantes son que los cilindros debern almacenarse en el exterior y nunca en establecimientos residenciales. Segn lo disponga la autoridad que tenga jurisdiccin, los cilindros pueden conservarse en establecimientos comerciales o industriales de acuerdo con las siguientes pautas de almacenamiento: Las cantidades que se almacenen debern colocarse en reas o cajas especiales y especficas. El acceso a las zonas de almacenamiento deber estar restringido "nicamente para personal autorizado". Estos lugares debern sealizarse con avisos que prohban fumar y la utilizacin de fuentes potenciales de ignicin. Los cilindros que contengan refrigerantes debern almacenarse al nivel del suelo, nunca en stanos. Los cilindros debern almacenarse en posicin vertical y debern contar con un fcil acceso.

CLASIFICACIN DE LOS REFRIGERANTES Los refrigerantes se clasifican de tres maneras: por la designacin numrica por la que se conocen los qumicos o sus mezclas; por nivel de toxicidad; y por inflamabilidad.NumeracinLos refrigerantes son generalmente conocidos por la letra R y un nmero. El nmero se relaciona con la frmula qumica del mismo. El dgito del extremo derecho denota el nmero de tomos de flor (F), el segundo nmero desde la derecha es la cantidad de tomos de hidrgeno ms uno (H), el tercer dgito desde la derecha denota el nmero de tomos de carbn menos uno (C) y el dgito final denota el nmero de uniones entre carbones no saturados en el compuesto. Por ejemplo, CHClF2 se llama R2 y CCl2FCClF2 se denomina R113. Un a, b o c a veces se agrega al nmero. Esto se refiere a los diferentes ismeros (formas estructurales) del mismo refrigerante.

ToxicidadLa letra A (unida al nmero de inflamabilidad) luego de un refrigerante significa que est en la clase menos toxicolgica (no txica en concentraciones menores a 400 partes por milln (ppm)). La letra B significa que est en una clase toxicolgica ms alta (txica en niveles menores a 400 ppm).

InflamabilidadLos refrigerantes de clase 1 no son inflamables a 21 grados celsius y bajo presin atmosfrica normal. Los de clase 2 son inflamables en presiones de ms de 0.10 kilogramos por metro cbico (kg/m^3) y los de clase 3 son altamente inflamables, en presiones menores a 0.10 kg/m^3.APLICACIONES DE LOS REFRIGERANTES

Las aplicaciones de la refrigeracin son entre muchas: La Climatizacin, para alcanzar un grado de confort trmico adecuado para la habitabilidad de un edificio. La Conservacin de alimentos, medicamentos u otros productos que se degraden con el calor. Los Procesos industriales que requieren reducir la temperatura de maquinarias o materiales para su correcto desarrollo.

CONTAMINACIN E IMPACTO AMBIENTALLa destruccin de la capa de ozono ha sido uno de los problemas ambientales ms graves en los ltimos aos.La problemtica ambiental desatada por la destruccin de la capa de ozono ha llevado a que pases, motivados por este fin, tomen medidas a travs de convenios internacionales que permitan reducir el impacto causado por losCompuestos contaminantes involucrando tanto a pases desarrollados como a pases en desarrollo.El convenio de Viena, el protocolo de Montreal y el protocolo de Kyoto, han sido instrumentos determinantes para canalizar el compromiso y la participacin de los pases desarrollados y en va de desarrollo.Convenio de VienaEl Convenio de Viena, aprobado en marzo de 1985, represent el primer paso mundial para la proteccin de la capa de ozono, puesto que busca unificar el trabajo de varios pases en la bsqueda de alternativas a travs de la investigacin.A mayo de 2006, 190 pases han firmado y ratificado el Convenio de Viena.Protocolo de MontrealMediante el protocolo de Montreal, aprobado en septiembre de 1987 y actualizado mediante enmiendas de Londres (1990), Copenhague (1992), Viena (1995), Montreal (1997), Beijing (1999), se establecieron las fechas de control de las sustancias agotadoras de la capa de ozono, restricciones de importacin y exportacin de las mismas y adopcin de un mecanismo de financiacin.Mxico en 1987.

Sustancias agotadoras de la capa de ozono y sus sustitutosEntre los principales compuestos agotadores de la capa de ozono se encuentran los siguientes:Los CFC(clorofluorocarbonos), los cuales han sido altamente utilizados en el contexto mundial para refrigeracin, acondicionamiento de aire yEspumacin, como solventes, esterilizantes y propulsores en aerosol.En promedio untomode cloro es capaz de destruir hasta 100.000 molculas de ozono.Los Halonestambin producen un efecto an ms crtico que los CFC ya que el bromo puede reaccionar con el ozono entre diez y cien veces ms que el cloro.Otras sustancias, como el bromuro de metilo, se utilizan con gran frecuencia y representa una amenaza para la capa de ozono.SustitutosLos hidroclorofluorocarbonos (HCFC), los hidrofluorocarbonos (HFC), los hidrocarburos (HC) y algunos refrigerantes naturales como el amoniaco y el dixido de carbono (CO2).Otras opciones de sustitucin son el amonaco y las sustancias orgnicas, cuyas emisiones directas tienen efecto muy reducido en elclima, aunque sus emisiones indirectas pueden afectar el sistema.Usos Refrigeracin domstica. Refrigeracin comercial. Transporte refrigerado. Aires acondicionados. Aire acondicionado mvil. Aerosoles. Espumas.

CONCLUSIONES

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.Los refrigerantes a pesar de que son de gran importancia tanto en el hogar como en la industria no siempre son recomendables debido a que se ha llegado a la conclusin que muchos de ellos tienen efectos nocivos en la capa de ozono, ya que se ha comprobado que las altas emisiones de gases como los CFC han degradado considerablemente la capa de ozono provocando como consecuencia inmediata el calentamiento global.Sera de gran importancia sustituir los refrigerantes nocivos por otros ms amigables con el medio ambiente, aunque esto represente un gasto adicional o importante en la industria, pues de no hacerlo, provocaremos daos en la vida de nuestro planeta y es un problema que a todos nos compete.

BibliografaeHow. (2015). eHow. Obtenido de http://www.ehowenespanol.com/clasificacion-refrigerantes-hechos_74091/REFRIGERANTES. (2015). Obtenido de http://www.monografias.com/trabajos87/refrigerantes/refrigerantes.shtmlSpitler, M. (s.f.). REFRIGERACIN . En M. Spitler, Calefaccin, Ventilacin y aire acondicionado (pgs. 537-541). Limusa Wiley.Wikipedia. (2015 ). Refrigerante. Obtenido de http://es.wikipedia.org/wiki/Refrigerante

ANEXOS

Clasificacin de los refrigerantes

Aplicacin

REFRIGERANTESUn refrigerante es cualquier cuerpo o sustancia que acta como agente de enfriamiento absorbiendo calor de otro cuerpo o sustancia.PropiedadesPara tener uso apropiado como refrigerante, se busca que los fluidos cumplan con la mayora de las siguientes caractersticas:Baja temperatura de ebullicin:Un punto de ebullicin por debajo de la temperatura ambiente, a presin atmosfrica. (Evaporador)Fcilmente manejable en estado lquido:El punto de ebullicin debe ser controlable con facilidad de modo que su capacidad de absorber calor sea controlable tambin.Alto calor latente de vaporizacin:Cuanto mayor sea el calor latente de vaporizacin, mayor ser el calor absorbido por kilogramo de refrigerante en circulacin.No inflamable, no explosivo, no txico.Qumicamente estable:A fin de tolerar aos de repetidos cambios de estado.No corrosivo:Para asegurar que en la construccin del sistema puedan usarse materiales comunes y la larga vida de todos los componentes.Moderadas presiones de trabajo:las elevadas presiones de condensacin (mayor a 25-28kg/cm2) requieren un equipo extra pesado. La operacin en vaco (menor a 0kg/ Cm2) introduce la posibilidad de penetracin de aire en el sistema.Fcil deteccin y localizacin de prdidas:Las prdidas producen la disminucin del refrigerante y la contaminacin del sistema.Inocuo para los aceites lubricantes:La accin del refrigerante en los aceites lubricantes no debe alterar la accin de lubricacin.Bajo punto de congelacin:La temperatura de congelacin tiene que estar muy por debajo de cualquier temperatura a la cul pueda operar el evaporador.Alta temperatura crtica:Un vapor que no se condense a temperatura mayor que su valor crtico, sin importar cul elevada sea la presin. La mayora de los refrigerantes poseen crticas superiores a los 93C.Moderado volumen especfico de vapor:Para reducir al mnimo el tamao del compresor.Bajo costo:A fin de mantener el precio del equipo dentro de lo razonable y asegurar el servicio adecuado cuando sea necesario.

Las propiedades ms importantes del refrigerante que influyen en su capacidad y eficiencia son:El calor latente de EvaporacinLa relacin de compresinEl calor especfico del refrigerante tanto en estado lquido como de vapor

Clasificacin: Por NumeracinLos refrigerantes son generalmente conocidos por la letra R y un nmero. El nmero se relaciona con la frmula qumica del mismo. El dgito del extremo derecho denota el nmero de tomos de flor (F), el segundo nmero desde la derecha es la cantidad de tomos de hidrgeno ms uno (H), el tercer dgito desde la derecha denota el nmero de tomos de carbn menos uno (C) y el dgito final denota el nmero de uniones entre carbones no saturados en el compuesto. Por ejemplo, CHClF2 se llama R2 y CCl2FCClF2 se denomina R113. Un a, b o c a veces se agrega al nmero. Esto se refiere a los diferentes ismeros (formas estructurales) del mismo refrigerante.Por ToxicidadLa letra A (unida al nmero de inflamabilidad) luego de un refrigerante significa que est en la clase menos toxicolgica (no txica en concentraciones menores a 400 partes por milln (ppm)). La letra B significa que est en una clase toxicolgica ms alta (txica en niveles menores a 400 ppm).Por InflamabilidadLos refrigerantes de clase 1 no son inflamables a 21 grados celsius y bajo presin atmosfrica normal. Los de clase 2 son inflamables en presiones de ms de 0.10 kilogramos por metro cbico (kg/m^3) y los de clase 3 son altamente inflamables, en presiones menores a 0.10 kg/m^3.

Grupo de seguridadMayor inflamabilidadA3B3Menos inflamabilidadA2B2Sin propagacin de la flamaA1B1Toxicidad ms bajaToxicidad ms alta

Las aplicaciones de la refrigeracin son entre muchas:La Climatizacin, para alcanzar un grado de confort trmico adecuado para la habitabilidad de un edificio.La Conservacin de alimentos, medicamentos u otros productos que se degraden con el calor.Los Procesos industriales que requieren reducir la temperatura de maquinarias o materiales para su correcto desarrollo.