CURSO DE

BUENAS PRACTICAS

EN REFRIGERACION

REFRIGERANTES

Refrigerantes 

Definición

Es  cualquier  cuerpo  o  sustancia  que  actúa  como agente  de  enfriamiento  absorbiendo  calor  de  otro cuerpo o sustancia.

Con  respecto  al  ciclo  compresión-vapor, el refrigerante  es  el  fluido  de  trabajo  del  ciclo  el  cuál 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  físicas,  químicas  y  termodinámicas  que lo hagan seguro durante su uso.

Propiedades Ideales •Baja temperatura de ebullición: Un  punto  de  ebullición por  debajo  de  la  temperatura  ambiente,  a  presión atmosférica. (evaporador).

•Alto calor latente de vaporización: Cuanto mayor sea el calor latente de vaporización, mayor será el calor absorbido por kilogramo de refrigerante en circulación.          

•Fácil detección y localización de pérdidas: Las pérdidas producen  la disminución del  refrigerante y  la contaminación del sistema.

•Inocuo para los aceites lubricantes:  La  acción  del refrigerante  en  los  aceites  lubricantes  no  debe  alterar  la acción de lubricación.

•Bajo punto de congelación:  La  temperatura  de congelación  tiene  que  estar  muy  por  debajo  de  cualquier temperatura a la cuál pueda operar el evaporador.

•No inflamable.

•No tóxico.

•Químicamente estable:  No  genere  reacciones  químicas con las sustancias o materiales dentro del sistema.

•Alta temperatura crítica: Un vapor que no se condense a temperatura  mayor  que  su  valor  crítico,  sin  importar  cuán elevada  sea  la  presión.  La  mayoría  de  los  refrigerantes poseen temperaturas críticas superiores a los 93°C.

•No corrosivo:  Para  asegurar  que  en  la  construcción  del sistema puedan usarse materiales comunes y  la  larga vida de todos los componentes.

•Moderadas presiones de trabajo:  las  elevadas presiones de condensación (mayor a 350 - 400 psig)  requieren  un  equipo  especialmente  diseñado.  La operación  en  vacío  (menor  a  0  psig)  introduce  la posibilidad de penetración de aire en el sistema.

•Moderado volumen específico de vapor:  Para reducir al mínimo el tamaño del compresor.

•Bajo costo: A fin de mantener el precio del equipo dentro  de  lo  razonable  y  asegurar  el  servicio adecuado cuando sea necesario.

CRITERIOS PARA SELECCIONAR UN REFRIGERANTE SUSTITUTO

Duración del refrigerante en la atmósfera.Potencial de agotamiento del ozono.Índice total equivalente de recalentamiento en la 

aplicación prevista.Toxicidad e inflamabilidad del refrigerante.Presión de trabajo del refrigerante.Características de transferencia de calor.Compatibilidad con los materiales del sistema.Miscibilidad y compatibilidad con los lubricantes.

Clasificación de los RefrigerantesClasificación de los Refrigerantes

Naturales.Amoníaco [NH3], Anhidrido carbónico [CO2], 

Hidrocarburos [HC]. Sintéticos

Halogenados (CFC).Derivados de Hidrocarburos, donde el 

Hidrógeno es reemplazado por Cloro, Flúor.

Parcialmente Halogenados (HCFC).R-22

Denominados Ecológicos (HFC).Cloro es reemplazado por Hidrógeno.

Definiciones.Definiciones.

Fluido Puro.

No cambia su composición cuando evapora o cuando condensa (un solo tipo de molécula).

CFC-11; CFC-12; HCFC-22; HFC-134a.

Mezclas.

Compuestos por más de un tipo de moléculas.

Refrigerantes series R400 y R500.

Criterios para la elección de los Criterios para la elección de los Componentes de una Mezcla.Componentes de una Mezcla.

Factores a tener en cuenta.Presión de VaporPropiedades para transportar lubricantes.Compatibilidad con lubricantes.Rendimiento termodinámico.Costo.Inflamabilidad.Toxicidad.Estabilidad.Alteración del medio ambiente.

Mezclas.Mezclas.

Azeotrópicas.

Se comportan como una sustancia pura cuando cambian de fase. Los componentes tienen la misma temperatura de evaporación a la presión de la mezcla.

R-50750% HFC125 + 50% HFC143a

MEZCLAS AZEOTRÓPICAS

Son mezclas de dos o más sustancias químicas que adquieren las características de un refrigerante único. 

Se identifican por un número de tres cifras que comienza con la cifra “5”.Ejemplos: R-500; R-502; etc.

R-502 = 48,8% de HCFC-22 + 51,2% de CFC-115 

MEZCLAS ZEOTRÓPICAS

Mezcla de sustancias químicas que mantienen algunas características de los componentes originales. (Por ejemplo, temperaturas de ebullición de los componentes originales).

Se identifican por un número de tres cifras que comienza por “4”. Diferentes composiciones de las mismas sustancias químicas se distinguen con una letra al final.

Ejemplos: R-401 A

R-401 A    =    53% R-22  +  13% R-152a  +        34% R-124.

Mezclas Mezclas Zeotrópicas..Líquido/Vapor tiene distinta concentración de componentes cuando se condensa/evapora. A presión constante, la temperatura de evaporación y condensación cambian con la concentración de cada uno de los componentes. (a este fenómeno se lo denomina “deslizamiento”).El nivel de “deslizamiento” es su desviación respecto de un azeotrópico.

R407C52% R134a + 25% R125 + 23% R32

Punto de Burbujeo.

Punto de Rocío.

Ciclo de Refrigeración de un Ciclo de Refrigeración de un Refrigerante Zeotrópico.Refrigerante Zeotrópico.

Pre

sio

nes

Entalpías.

Punto de Rocío.

Punto de Burbujeo.

pc

pe

Punto Crítico

Vapor Húmedo

Nuevas MezclasNuevas Mezclas

Elevado Deslizamiento

Carga de Refrigerante.Carga de Refrigerante.El refrigerante puede cambiar de fase

en el cilindro.

AzeotrópicoNo hay problemas.

ZeotrópicosPuede haber cambios significativos.

No pasa nada si se carga todo el cilindro, de lo contrario solo debe cargarse en fase líquida.

SIGNIFICADO DE LA NOMENCLATURA

SUSTANCIAS QUÍMICAS SIMPLESSUSTANCIAS QUÍMICAS SIMPLESEjemplo: 

Una unidad menos que el número de átomos de carbono.  (En el ejemplo: 1+1= 2 átomos de carbono).Una unidad más que el número de átomos de 

hidrógeno. (en el ejemplo: 3-1= 2 átomos de hidrógeno).

Número de átomos de fluor.    (en el ejemplo: 4 átomos de fluor).

La “a” indica que se trata de un isómero del 134.(disposición de los átomos diferente).

R-134a

FORMULA QUÍMICA: C2H2Fl4

OTROS FLUIDOS REFRIGERANTES

R-717 – Amoníaco (NH3).

R-718 – Agua (H2O).

R-290 – Propano (C3H8).

R-600a – Isobutano (C4H10).

R-744 – Dióxido de carbono (CO2).

Otros, etc.

REFRIGERANTESDENOMINACIÓN ASHRAE

TIPO LUBRICANTETEMPERATURA EVAPORACIÓN APLICACIONES

ALTA MEDIA BAJA

SUSTITUTOS DE R12 – DICLORODIFLUOROMETANO – CCl2F2

R134a HFC POEX X REFRIGERADORES Y CONGELADORES 

DOMÉSTICOSREFRIGERACIÓN COMERCIALCHILLERSAIRE ACONDICIONADO AUTOMOTRIZ

R401A HCFCACEITE MINERAL O ALKILBENCENO

X X EQUIPO DE REFRIGERACIÓN DE DESPLAZAMIENTO POSITIVOSISTEMAS DE SUPERMERCADO DE TEMPERATURA MEDIACÁMARAS DE CONSERVACIÓN TIPO “WALK IN”

R401B HCFCACEITE MINERAL O ALKILBENCENO

X X MEJOR OPCIÓN PARA SUSTITUIR R12 EN CONGELADORESSUSTITUCIÓN DE R12 EN EQUIPO DE TRANSPORTE REFRIGERADO

R409A HCFCACEITE MINERAL O ALKILBENCENO

X X EQUIPO DE REFRIGERACIÓN DE DESPLAZAMIENTO POSITIVOSISTEMAS DE SUPERMERCADO DE TEMPERATURA MEDIACÁMARAS DE CONSERVACIÓN TIPO “WALK IN”

REFRIGERANTESDENOMINACIÓN ASHRAE

TIPO LUBRICANTETEMPERATURA EVAPORACIÓN APLICACIONES

ALTA MEDIA BAJA

SUSTITUTOS DE R22 – MONOCLORODIFLUOROMETANO – CHClF2

R407C HFC POLIOLÉSTER X

EQUIPO DE AIRE ACONDICIONADO DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO.EQUIPOS NUEVOS DE AIRE ACONDICIONADO COMERCIAL Y SERVICIO LIGERO.SERVICIO DE EQUIPOS DE AIRE ACONDICIONADO RESIDENCIAL Y AIRE ACONDICIONADO COMERCIAL Y SERVICIO LIGEROCONSULTAR SIEMPRE AL FABRICANTE DEL EQUIPO.

R410AHFC POLIOLÉSTER X

  EQUIPO DE AIRE ACONDICIONADO DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO.EQUIPOS NUEVOS DE AIRE ACONDICIONADO RESIDENCIAL Y COMERCIAL Y BOMBAS DE CALOR DISEÑADOS PARA R410A.PUEDE SER USADO EN ALGUNOS SISTEMAS DISEÑADOS PARA R22, PERO REQUIERE CAMBIOS MAYORESCONSULTAR SIEMPRE AL FABRICANTE DEL EQUIPO

REFRIGERANTESDENOMINACIÓN ASHRAE

TIPO LUBRICANTETEMPERATURA EVAPORACIÓN APLICACIONES

ALTA MEDIA

BAJA

SUSTITUTOS DE R502 – MEZCLA AZEOTRÓPICA – CHClF2 + CClF2CF3

R404A HFC POLIOLÉSTER X X X EQUIPO NUEVO Y REEMPLAZO DE R502 EN EQUIPO DE TRANSPORTE COMERCIAL DE SUSTANCIAS REFRIGERADAS. 

R507 HFC POLIOLÉSTER X X X EQUIPO NUEVO Y REEMPLAZO DE R502 EN EQUIPO DE TRANSPORTE COMERCIAL DE SUSTANCIAS REFRIGERADAS. 

R408A HCFC ACEITE MINERAL O ALKILBENCENO

X X X EQUIPO DE REFRIGERACIÓN COMERCIAL EXISTENTE.

R402A HCFC ACEITE MINERAL O ALKILBENCENO

X X X EQUIPO DE REFRIGERACIÓN COMERCIAL EXISTENTE.

R402B HCFC ACEITE MINERAL O ALKILBENCENO

X X MÁQUINAS FABRICADORAS DE HIELO Y OTRAS APLICACIONES SELECCIONADAS.

REFRIGERANTESDENOMINACIÓN ASHRAE

TIPO LUBRICANTETEMPERATURA EVAPORACIÓN APLICACIONES

ALTA MEDIA BAJA

SUSTITUTO DE R11 – TRICLOROFLUOROMETANO – CCl3F

R123 HCFC ACEITE MINERAL

X X CHILLERS CENTRÍFUGOS NUEVOS Y EXISTENTES.CONSULTAR SIEMPRE AL FABRICANTE DEL EQUIPO.

SUSTITUTO DE R114 – DICLOROTETRAFLUOROETANO – C2Cl2F4

R124 HCFC ALKILBENCENO X X REFRIGERACIÓN INDUSTRIAL Y AIRE ACONDICIONADOAIRE ACONDICIONADO EN ALTA TEMPERATURA AMBIENTE.

SUSTITUTO DE R13 / R23 / R503 –

R508B PFC POLIOLÉSTER POR DEBAJO DE -40ºF

EQUIPO NUEVO Y Y EXISTENTE CON TEMPERATURAS DE EVAPORACIÓN POR DEBAJO DE -40ºF

SUSTITUTO DE R500 – MEZCLA AZEOTRÓPICA – CCl2F2 + CH3CHF2

R401B HCFC ACEITE MINERAL O ALKILBENCENO

X X PRESENTA LA MAYOR SIMILITUD CON EL R500.