seminario refrigerantes alternos a los cfc_parte 2
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¿Qué es un refrigerante?
• Teóricamente es cualquier fluido ó sustancia que pueda absorber CALOR a una baja presión y a una baja temperatura, y que lo pueda liberar a una presión mayor y a una temperatura mayor.
Baja PresiónBaja Temperatura
Alta PresiónAlta Temperatura
El refrigerante transporta el calor
Lo puede hacer porque cambia de estado
Compuestos Puros
• Substancias formadas por un solo tipo de moléculas ó componente.
• Las fugas del refrigerante no alteran su composición.
Mezclas Azeotropicas
• Refrigerante formado por 2 ó mas tipos de moléculas ó componentes y tiene la misma composición en la fase líquida o en la fase gaseosa.
• Las fugas no alteran su composición.
Mezclas Zeotropicas
• Refrigerante formado por 2 ó mas tipos de moléculas ó componentes y tiene diferente composición en la fase liquida que en la gaseosa.
• Las fugas sí alteran su composición.• Ejemplos: R-401A, R-413A, R-409A, R-406A
(disponibles en el país).
Mezclas Casi-Azeotropicas
• Mezcla Zeotropica con una estabilización rápida de temperatura en el evaporador (bajo deslizamiento de temperatura, low glide, por sus siglas en inglés)
Gases Refrigerantes
R-134aR-22R-507
Los gases puros o los gases azeotropicosse cargan al sistema en fase gaseosa ó líquida
R-134a“a” minúscula
es gas puro
R-404A“A” mayúscula
es mezcla
Letra al final
Serie 500Azeotropica,
se puede cargar en fase líquida o
gaseosa
Serie 400Zeotropica,
se debe cargar en fase líquida
NúmeroMezclas
ASHRAE®
La Asociación Americana de Ingenieros en Calefacción,
Refrigeración y Aire Acondicionado (ASHRAE)
Bajo el Standard 34, asigna números a los
refrigerantes
Opciones de Cambio
Gases Refrigerantes Sin Cloro
denominados mezclas. Con opción de
sustitución directa (Drop In)
Objetivos primarios
• Reducir la destrucción de la Capa de Ozono y su impacto al Medio Ambiente, pues con la técnica “drop in” se requiere menor carga de gas refrigerante
• Bajo costo de conversión.
Reemplazo del R-12 en mezclas con opción de sustitución directa (drop in)
Mezcla Zeotropica
Mezcla Zeotropica
R-409A (Forane)
Mezcla Zeotropica
R-413A (ISCEON
MO-49)
R-401A (MP-39)
R-406A
Mezcla Zeotropica
Se puede actualizarDe R-12 a cualquiera de las
mezclas
El R401A es de mejor arrastre con aceite
Alquibenceno, pero en instalaciones pequeñas puede usarse siempre
el mineral.
El R409A arrastra con Alquibenceno. Algunos
fabricantes sugieren que también opera con el mineral y poliolester
El R413A, trabaja para todos los aceites; MO
(Múltiple Oil)
El R406A es compatible con aceite mineral
Los 4 refrigerantes se cargan
en fase líquida
R-409A (Forane)
R-413A (ISCEON MO-49)
R-401A (MP-39)
R-406A
SUSTITUTO DEL R-12
R-401A (MP-39)HCFC-22=53%, HCFC-124=34%, HFC-152a=13%
Ventajas• Es un reemplazo para
aplicaciones de temperatura por encima de -23°C a 0°C.
• Si la instalación es pequeña y no hay problemas con el retorno del aceite, puede usarse siempre el aceite mineral. Ejemplo: Refrigeradoras Domesticas
• Se carga con un 10% a 20% menos que la carga original de R12 (técnica drop in)
• Trabaja con los aceites mineral, alkibenceno y poliolester y no se requiere múltiples cambios de aceite.
Desventajas• Es un reemplazo provisional
dado que contiene HCFC´s.• La fuga del refrigerante cambia
su composición y después de varias fugas se recomienda extraer el refrigerante y cargar el sistema con refrigerante nuevo.
• Tiene un deslizamiento de temperatura de 8°F (6.4ºC) por lo que la temperatura en el evaporador no es constante
• No esta diseñado para uso en A/C Automotriz
• En instalaciones grandes con visor de líquido, es normal que se vean burbujas a pesar de tener la carga correcta, esto por su temperatura de deslizamiento
SUSTITUTO DEL R-12
R-413A (Isceon MO49)HFC-134a=88%, HC-218=9%, HC-600a=3%
Ventajas• Es un reemplazo a largo plazo
recomendado para aplicaciones en refrigeración y aire acondicionado automotriz.
• No contiene R-22 en su composición lo que hace que no afecte mangueras o sellos mecánicos.
• En instalaciones grandes se debe verificar el retorno satisfactorio de aceite
• Por tener mas HFC 134a, es mas compatible con sistemas de HFC y puede recargarse con pérdidas de refrigerante
• Se carga con un 10% a 15% menos que la carga original de R12
• La modificación de equipos para su uso es mas económica por la opción drop in.
Desventajas• Por ser una mezcla,
se debe cargar en modo líquido.
• Fugas excesivas del refrigerante, pueden cambiar la composición
• Tiene un deslizamiento de temperatura de 6.9°C, por lo cual la temperatura en el evaporador no es constante.
SUSTITUTO DEL R-12
R-409A (FX-56)HCFC-22=60%, HCFC-124=25%, HCFC-142b=15%
Ventajas• Es un reemplazo para
aplicaciones en temperaturas medias y bajas.
• Requiere menos carga, entre 10% y 20% menos que la carga original de R12.
• La modificación de equipos para su uso es mas económica por la opción drop in.
Desventajas• Es un reemplazo provisional dado
que contiene HCFC´s.• La fuga del refrigerante cambia su
composición y se recomienda extraer el refrigerante y cargar el sistema con refrigerante nuevo.
• Tiene deslizamiento de temperatura de 15.2°F (8.1ºC) y por lo tanto, el evaporador no trabaja a temperatura constante.
• Por su alto contenido de R22 la presión del lado de alta es 15 a 20 psig mayor a la presión del R-12.
• No se recomienda usar en A/C Automotriz
• En instalaciones grandes con visor de líquido, es normal que se vean burbujas a pesar de tener la carga correcta, esto por su temperatura de deslizamiento
SUSTITUTO DEL R-12
R-406A HCFC-22=55%, HC-600a=4%, HCFC-142b=41%
Ventajas• Es un reemplazo para
aplicaciones en temperaturas medias y bajas.
• Requiere menos carga, entre 10% y 20% menos que la carga original de R12.
• La modificación de equipos para su uso es mas económica por la opción drop in.
Desventajas• Es un reemplazo provisional dado
que contiene HCFC´s.• La fuga del refrigerante cambia su
composición y se recomienda extraer el refrigerante y cargar el sistema con refrigerante nuevo.
• Por ser mezcla ternaria presenta siempre deslizamiento en su evaporación por lo que la temperatura del evaporador no es constante.
• Aunque en el envase se recomienda para A/C Automotriz, su componente de HCFC-22 supone fatiga en las mangueras
• En instalaciones grandes con visor de líquido, es normal que se vean burbujas a pesar de tener la carga correcta, esto por su temperatura de deslizamiento
R-12157*
R-409A197*
*Temp. de Cond.120°F/48.9°C
R-134a171*
R-401A191*
R-406A180*
Mezclas Zeotrópicas (R413A; R409A; R401A; R406A)
Definición de Términos
• Los refrigerantes mezclas tienen como características principales: punto de burbuja, punto de rocío, fraccionamiento y deslizamiento de temperatura
Punto de burbuja (Temperatura de saturación del líquido)
• Es la temperatura en que un refrigerante a presión constante comienza a evaporarse, en otras palabras, el punto de burbuja es cuando el refrigerante aún totalmente líquido comenzará a evaporarse (aparecerá la primera burbuja de vapor).
Punto de Rocío (Temperatura de saturación del vapor)
• Es la temperatura en que un refrigerante en fase líquida pasa totalmente a vaporización.
• Los puntos de burbuja y de rocío son utilizados para describir el comportamiento de las mezclas zeotrópicas en el condensador y evaporador de un sistema.
• En refrigerantes mezclas no es apropiado referirse a su "Punto de Ebullición" ya que la temperatura de la mezcla cambia mientras ésta se evapora o condensa.
Fraccionamiento
• Es el cambio en la composición de una mezcla zeotrópica cuando esta cambia de líquido a vapor (evaporación) o de vapor a líquido (condensación). El fraccionamiento ocurre entre sus puntos de burbuja y rocío. Ya que los componentes de una mezcla se evaporan o condensan a diferentes velocidades en el evaporador o condensador, la composición de la mezcla cambia constantemente entre los puntos de burbuja y rocío.
• Una vez que la temperatura pasa el punto de rocío,
el refrigerante se encuentra en estado de vapor sobrecalentado (Superheat).
Deslizamiento de Temperatura
• Es la diferencia en temperatura del refrigerante entre la entrada y la salida del evaporador antes de que comience a sobrecalentarse (Superheat) debido al fraccionamiento de la mezcla.
• Teóricamente, el deslizamiento puede ser
calculado encontrando la diferencia de temperatura entre los puntos de burbuja y de rocío a presión constante. Mediciones en el propio equipo pueden diferir ligeramente dependiendo del estado del líquido refrigerante en la entrada o salida del evaporador (o condensador). Pérdidas de presión a lo largo del evaporador pueden también afectar el deslizamiento.
Tablas de presión y temperatura en refrigerantes mezclas
• Cuando se tengan tablas de presión vrs temperatura de refrigerantes mezclas, sino se especifica el punto de burbuja y rocío, el fabricante ha considerado una sola presión sobre la base de un promedio del deslizamiento de temperatura en el evaporador o condensador.
• Por lo tanto se tomará esta presión promedio para su comparación con la presión de trabajo del refrigerante sustituido.
Tablas de presión y temperatura en refrigerantes mezclas
• Cuando se tengan tablas de presión vrs temperatura de refrigerantes mezclas, si se especifica el punto de burbuja y rocío, considerar las presiones en el evaporador con el punto de rocío y las presiones del condensador con el punto de burbuja para evaporadores de pequeño tamaño.
• Sin embargo, los valores finales de presión en ambos serpentines (evaporador y condensador) estarán sujetos a los ajustes necesarios que proporcionen el mas cercano rendimiento del equipo que fue convertido.
• Tomar en cuenta que el rendimiento del equipo de refrigeración, bajo una técnica “Drop In”, tendrá un rendimiento de alrededor de 10% menos de eficiencia, por lo cual tomar esta consideración si el equipo es de uso crítico.
Procedimiento general de conversión Drop In para R-12
• 1.- Reúna los datos de operación del sistema mientras aún usa R-12.•
2.- Recupere la carga de R-12.•
3.- La eliminación del aceite mineral no es necesaria en la mayoría de los casos.
4.- Reemplace los filtros secadores.•
5.- Evacue el sistema usando alto vacío.•
6.- Cargue con el refrigerante mezcla en estado líquido (aproximadamente 85-90% por peso de la carga original de R-12).
•7.- Marque apropiadamente e identifique el sistema convertido con la nomenclatura del refrigerante (ejemplo: R-401A, R-409A, R-413A, R-406A)
•8.- Arranque el sistema y compare al momento y posterior a 2 o 4 horas de trabajo con las condiciones originales del equipo (temperatura del evaporador, corriente de consumo del compresor), recordando que se puede tener alrededor de un 10% de menor eficiencia por ser el Drop In una técnica que no modifica las partes del equipo de refrigeración.
Práctica demostrativa conversión refrigeradora con refrigerante puro a
refrigerante mezcla