REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGÍA

“ANTONIO JOSÉ DE SUCRE”

EXTENSIÓN SAN FELIPE

REFRIGERANTES

Autor: Miguel TorresDocente: Pedro Guédez

San Felipe, Noviembre 2014

Refrigerantes

Es cualquier cuerpo o sustancia que actué como agente de

enfriamiento, absorbiendo calor de otro cuerpo o sustancia. De igual

forma se puede definir como refrigerante mecánico, el medio para

transportar calor desde donde lo absorbe por ebullición, a baja

temperatura a presión, hasta donde lo rechaza al condenarse a alta

temperatura y presión.

Definido desde otro punto de vista se diría claramente que un

refrigerante es un producto químico líquido o gaseoso, fácilmente

licuable, que es utilizado como medio transmisor de calor entre otros

dos en una máquina térmica. Los principales usos son los

refrigeradores y los acondicionadores de aire.

Clasificación

Designación numérica:

Los refrigerantes son generalmente conocidos por la letra R y

un número. El número se relaciona con la fórmula química del mismo.

El dígito del extremo derecho denota el número de átomos de flúor (F),

el segundo número desde la derecha es la cantidad de átomos de

hidrógeno más uno (H), el tercer dígito desde la derecha denota el

número de átomos de carbón menos uno (C) y el dígito final denota el

número 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 número. Esto se refiere a los diferentes

isómeros (formas estructurales) del mismo refrigerante.

Toxicidad:

La letra A (unida al número de inflamabilidad) luego de un

refrigerante significa que está en la clase menos toxicológica (no tóxica

en concentraciones menores a 400 partes por millón (ppm)). La letra B

significa que está en una clase toxicológica más alta (tóxica en niveles

menores a 400 ppm).

Inflamabilidad:

Los refrigerantes de clase 1 no son inflamables a 21 grados

Celsius y bajo presión atmosférica normal. Los de clase 2 son

inflamables en presiones de más de 0.10 kilogramos por metro cúbico

(kg/m^3) y los de clase 3 son altamente inflamables, en presiones

menores a 0.10 kg/m^3.

Propiedades termodinámicas

1. Presión - Debe operar con presiones positivas.

2. Temperatura - Debe tener una temperatura crítica por arriba de la

temperatura de condensación. Debe tener una temperatura de

congelación por debajo de la temperatura del evaporador. Debe

tener una temperatura de ebullición baja.

3. Volumen - Debe tener un valor bajo de volumen específico en fase

vapor, y un valor alto de volumen en fase líquida.

4. Entalpia - Debe tener un valor alto de calor latente de vaporización.

5. Densidad.

6. Entropía.

Propiedades físicas y químicas

1. No debe ser tóxico ni venenoso.

2. No debe ser explosivo ni inflamable.

3. No debe tener efecto sobre otros materiales.

4. Fácil de detectar cuando se fuga.

5. Debe ser miscible con el aceite.

6. No debe reaccionar con la humedad.

7. Debe ser un compuesto estable.

Reacciones de los refrigerantes con el agua y el

aceite5. Debe ser miscible con el aceite: La miscibilidad del aceite y el

refrigerante, juega un papel muy importante en el diseño de los

sistemas de refrigeración. La miscibilidad del aceite con el refrigerante,

se puede definir como la capacidad que tienen estos para mezclarse.

Aunque la función del aceite es lubricar las partes móviles del

compresor, no se puede evitar que algo de aceite se vaya hacia el

sistema junto con el refrigerante, aun cuando se cuente con un

separador de aceite. Por lo tanto, hay dos partes del sistema donde

esta relación es de interés: el cárter del compresor y el evaporador.

6. No debe reaccionar con la humedad: Todos los refrigerantes absorben

humedad en cantidades variables. En un sistema de refrigeración, esta

cantidad debe mantenerse por debajo del límite máximo permisible, para que

pueda operar satisfactoriamente. Por lo tanto, es imperativo que se elimine la

humedad de los componentes del sistema durante su manufactura, y que se

tomen precauciones para evitar que entre al sistema, durante las operaciones

de instalación o de servicio. Los refrigerantes y los aceites son abastecidos por

los fabricantes, con límites muy bajos de humedad. Se debe hacer un gran

esfuerzo por mantener la humedad fuera de los sistemas de refrigeración, por

dos principales razones:

1. El exceso de humedad, como el "agua libre", puede congelarse a bajas

temperaturas y restringir o detener el paso de refrigerante, a través de la

válvula de termo expansión o del tubo capilar.

2. El exceso de agua puede reaccionar con el refrigerante formando ácidos

corrosivos, los cuales causarán atascamientos, corrosión, quemaduras del

moto compresor, y en general, deterioro del sistema de refrigeración.

AplicacionesLas aplicaciones de refrigeración son entre muchas:

La climatización de espacios habitados, para alcanzar un grado de confort térmico adecuado para lahabitabilidad de un edificio.

La conservación de alimentos, medicamentos u otros productos que se degraden con el calor. Como porejemplo la producción de hielo o nieve, la mejor conservación de órganos en medicina o el transporte dealimentos perecederos.

Los procesos industriales que requieren reducir la temperatura de maquinarias o materiales para su correctodesarrollo. Algunos ejemplos son el mecanizado, la fabricación de plásticos, la producción de energía nuclear.

La crio génesis o enfriamiento a muy bajas temperaturas empleada para licuar algunos gases o para algunasinvestigaciones científicas.

Motores de combustión interna: en la zona de las paredes de los cilindros y en las culatas de los motores seproducen temperaturas muy altas que es necesario refrigerar mediante un circuito cerrado donde una bombaenvía el líquido refrigerante a las galerías que hay en el bloque motor y la culata y de allí pasa un radiador deenfriamiento y un depósito de compensación. El líquido refrigerante que se utiliza es agua destilada con unosaditivos que rebajan sensiblemente el punto de congelación para preservar al motor de sufrir averías cuando seproducen temperaturas bajo cero.

Máquinas-herramientas: las máquinas herramientas también llevan incorporado un circuito de refrigeración ylubricación para bombear el líquido refrigerante que utilizan que se llama taladrina o aceite de corte sobre el filode la herramienta para evitar un calentamiento excesivo que la pudiese deteriorar rápidamente,

Aparatos electrónicos: la mayoría de los aparatos electrónicos requieren refrigeración, que generalmenteconsiguen mediante un ventilador, que hace circular el aire del local donde se sitúan, y otras veces sencillamentehaciendo circular el aire por convección.

Principales usos de los refrigerantes

Refrigeradores: Es uno de los electrodomésticos más comunes en el

mundo. Un refrigerador es un dispositivo empleado principalmente en

cocina y en laboratorio. Consiste en un armario aislado térmicamente,

con un compartimento principal en el que se mantiene una temperatura

de entre 2 y 6 °C y también, frecuentemente, un compartimento extra

utilizado para congelación a −18 °C y llamado, apropiadamente,

congelador. El frío se produce mediante un sistema de refrigeración por

compresión, alimentado por corriente eléctrica y, a veces, por un

sistema de absorción usando como combustible queroseno o gas

butano.

Aire acondicionado o acondicionamiento de aire: Es el proceso que

se considera más completo de tratamiento del aire ambiente de los

locales habitados; consiste en regular las condiciones en cuanto a la

temperatura (calefacción o refrigeración), humedad, limpieza

(renovación, filtrado) y el movimiento del aire dentro de los locales.

Entre los sistemas de acondicionamiento se cuentan los

autónomos y los centralizados. Los primeros producen el calor o el frío

y tratan el aire (aunque a menudo no del todo). Los segundos tienen

un/unos acondicionador/es que solamente tratan el aire y obtienen la

energía térmica (calor o frío) de un sistema centralizado. En este último

caso, la producción de calor suele confiarse a calderas que funcionan

con combustibles. La de frío a máquinas frigoríficas, que funcionan por

compresión o por absorción y llevan el frío producido mediante sistemas

de refrigeración.

Protección ambientalEl Protocolo de Kioto sobre el cambio climático: Es un protocolo de la Convención Marco de lasNaciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC), y un acuerdo internacional que tiene porobjetivo reducir las emisiones de seis gases de efecto invernadero que causan el calentamientoglobal: dióxido de carbono (CO2), gas metano (CH4) y óxido nitroso (N2O), además de tres gasesindustriales fluorados: hidrofluorocarbonos (HFC), perfluorocarbonos (PFC) y hexafluoruro de azufre(SF6), en un porcentaje aproximado de al menos un 5 %, dentro del periodo que va de 2008 a 2012,en comparación a las emisiones a 1990.

Por ejemplo, si las emisiones de estos gases en 1990 alcanzaban el 100 %, para 2012deberán de haberse reducido como mínimo al 95 %. Esto no significa que cada país deba reducir susemisiones de gases regulados en un 5 % como mínimo, sino que este es un porcentaje a escalaglobal y, por el contrario, cada país obligado por Kioto tiene sus propios porcentajes de emisión quedebe disminuir la contaminación global.

El protocolo fue inicialmente adoptado el 11 de diciembre de 1997 en Kioto, Japón, perono entró en vigor hasta el 16 de febrero de 2005. En noviembre de 2009, eran 187 estados los queratificaron el protocolo. Estados Unidos, mayor emisor de gases de invernadero mundial, no haratificado el protocolo.

El instrumento se encuentra dentro del marco de la Convención Marco de las NacionesUnidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC), suscrita en 1992 dentro de lo que se conoció como laCumbre de la Tierra de Río de Janeiro. El protocolo vino a dar fuerza vinculante a lo que en eseentonces no pudo hacer la CMNUCC.