109 refrigerantes
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Refrigeration andAir Conditioning
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Módulo no. 5
“ Refrigerantes, conocimientos básicos ”
Refrigerantes
Refrigeration andAir Conditioning
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Cuando el hombre comenzó a conservar los alimentos pronto se descubrió que esta conservación dependía principalmente de la temperatura ambiente, los alimentos duran mas tiempo en buen estado a menor temperatura.
Hay otros métodos de conservación de los alimentos como secarlos, salarlos, ahumarlos o mantener a los animales vivos hasta su consumo.
Historia de los Refrigerantes
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Se comenzó a buscar nuevos modos de mantener la temperatura mas baja que la temperatura ambiente.
Uno de los primeros métodos fue introducir el agua en vasijas de cerámica. La evaporación que se producía en el interior mantenía la temperatura mas baja que la temperatura ambiente.
Egipto >1000 a.C
Historia de los Refrigerantes
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Por mucho tiempo se ha utilizado el hielo para mantener los alimentos, bebida y personas a baja temperatura.
Este modo de enfriar se ha utilizado en todo el mundo, pero ahora se ha cambiado el hielo por la refrigeración mecánica.
Historia de los Refrigerantes
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Se descubrió que a través de la evaporación se “cogía” el calor de los alrededores disminuyendo la temperatura.
Esto se puede comparar con lo que ocurre cuando ponemos alcohol en la mano, se puede sentir el frío que se produce al evaporarse el alcohol.?
Evaporación
- en la mano
- parte del líquido
(alcohol) desaparece
Transporte de calor
- alto calor de vaporización
- buen contacto térmico
- frío útil
¿Como producir frío constantemente ?
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Refrigerantes: punto de ebullición
• Presión de vapor de agua– punto de ebullición normal
• +100 °C• a 1013 mbar
– presión a NN
NN
100°C
3000 m89°C
Como resumen decir que a medida que evaporamos reducimos la temperatura del medio.
¿Como producir frío constantemente ?
• Presión de vapor de agua– diferentes puntos de ebullición
• +89 °C• a 675 mbar
– 3000 m sobre NN
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Refrigerante Punto de ebullición Nombres
R 718 +100 °C AguaR 600a -11.7 °C Iso-ButanoR 717 -33.3 °C AmoniacoR 290 -42.1 °C Propano
R 11 +23.8 °C CFCR 12 -29.8 °C CFCR 13 -81.4 °C CFCR 22 -40.8 °C H- CFCR 500 -33.5 °C CFCR 502 -45.4 °C CFC
R 134a -26.1 °C Libre Cl, sustituye R 12R 125 -48.6 °C Libre Cl, sustituye R 502R 32 -51.8 °C Libre ClR 404A -45.8 / -46.6 °C Libre Cl, sustituye R22/R502R 407C -36.7 / -43.8 °C Libre Cl, sustituye R 22 en ACR 410A -51.5 / -51.6 °C Libre Cl, nuevo para ACR 507 -47.1 °C Libre Cl, sustituye R22/R502
Refrigerantes: puntos de ebullición
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A finales del siglo XIX la refrigeración mecánica fue inventada por ingenieros en diversos lugares del mundo como:• USA• Europa• Australia
El enfriamiento mecánico solo es posible si el refrigerantes cumple una serie de requisitos.
El proceso debía realizarse en un sistema cerrado.
Proceso de Refrigeración Continuo
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Compresor
Condensador Evaporador
Expansión
Lado de baja presiónLado de alta presión
Sistema de Refrigeración Simple
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Existen muchos requisitos que deben cumplir los refrigerantes sobre todo los que tienen relación con su manejo por el hombre.
Esto significa que las personas que trabajan en la instalación de la planta, en mantenimiento y servicio deben conocer los riesgos que ocasiona trabajar con refrigerantes.
Esto significa que el refrigerante no debe tener efectos perjudiciales sobre el medioambiente.
Requisitos Generales
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El refrigerante no debe ser venenoso ni tóxico:Cuando esto es imposible, el refrigerante debe oler de una forma característica o debe dejar rastro en caso de fuga para que pueda verse rapidamente.
El refrigerante no debe ser inflamable ni explosivo:Cuando esta condición no se cumple se deben tomar las mismas precauciones que en el primer punto y si no es posible, conocer bien las instruciones de manejo.
Requisitos especiales de los Refrigerantes
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El refrigerante debe tener una presión un poco mayor que la presión atmosferica a la temperatura de trabajo normal en el evaporador.
Para evitar diseños excesivamente robustos, la presión a la cual le corresponde la presión de condensación y presión de diseño no deben ser demasiado altas..
Si el refrigerante tiene la presión de trabajo muy alta, los componentes se deben diseñar y aprobar de acuerdo a esta presión.
Requisitos especiales de los Refrigerantes
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Se buscará un alto calor latente de vaporización (diferencia de entalpía) para que la transmisión de calor se realice con la menor cantidad posible de refrigerante en circulación.
El vapor del refrigerante no debe tener un volumen especifico elevado ya que limita las condiciones de trabajo en un campo determinado.
El refrigerante debe ser quimicamente estable a las temperaturas y presiones normales de la planta de refrigeración.
Requisitos especiales de los Refrigerantes
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El refrigerante no debe ser corrosivo, tanto en líquidocomo en vapor, para no atacar la estructura de los materiales.
El refrigerante debe ser compatible con el aceite.
El refrigerante debe ser facil de obtener y manejar.
El refrigerante no debe ser demasiado caro.
Requisitos especiales de los Refrigerantes
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Los primeros refrigerantes fueron:
NH3, AmoniacoCO2, Dióxido de CarbonoH2SO3, Ácido sulfurosoCH3Cl, R-40, Cloruro de Metilo
Sin embargo no tenían propiedades adecuadas para la refrigeración comercial.
Aún así, el R-40 se utilizo muchos años para este propósito.
Los últimos 100 años de Refrigerantes
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En los años 20 y 30 se crearon los refrigerantes ”seguros” :
CFC’s y HCFC’s
Mucha gente conoció entonces el Freon, el cual es un nombre comercial pero muy utilizado en refrigeración.
Los últimos 100 años de Refrigerantes
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Hoy en día los nuevos refrigerantes:
Son los HFC’s como R-134a, R-404a, ect….
Estos refrigerantes no contienen cloro con lo cual son menos nocivos con la capa de Ozono.
Los últimos 100 años de Refrigerantes
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Ozono y efecto invernadero
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Ahora se vuelven a utilizar los Refrigerantes Naturales porque respetan el Medio Ambiente.
Agua - Amoniaco - Dióxido de Carbono - Hidrocarburos
Es fácil ver como se repite la misma historia.
La razón podría ser que la gente con una amplia experiencia se ha ido jubilando, y los problemas eventuales de hace tiempo se han olvidado.
de nuevo
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Refrigerantes Naturales