SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN DIRECTOS INDIRECTOS

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MÁQUINA FRIGORÍFICA DE COMPRESION MECÁNICA

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TERMINOLOGIA

REFRIGERANTE & FRIGORÍGENO

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Sistema directo

Condensador

BombaDepósito defrigorífero

Cámara

Intercambiador

Sistema indirecto

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Diagrama de los sistemas de refrigeración.

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Ejemplos de un sistema directo y otro indirecto cerrado

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Ejemplo de un sistema indirecto abierto (parte superior).

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Ejemplo de un sistema indirecto abierto (parte inferior).

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Características de cada uno de

los sistemas.Sistemas directos• Mayor eficiencia energética.• Menores pérdidas.• Instalación más sencilla y económica• Líneas de expansión largas problemáticas.• Problemas medioambientales y legales.

Sistemas indirectos• Mayor flexibilidad en cuanto a la hermeticidad.• Posibilidad de acumular frío en horas valle.• Confieren un margen de seguridad en caso de

interrupción del suministro eléctrico.• Menor eficiencia energética ( +30% en

supermercados).• Instalación más compleja.

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Demandas sociales y secuencia de frigorígenos.

1.- Siglo XIX .- Aparición del frío industrial.- Cerveza El comercio de carnes.

Primera generación.-Frigorígenos inorgánicos (refrigerantes naturales). Amoniaco. Dióxido de carbono. Anhídrido sulfuroso.

Fuente: Máquinas. STRANDH

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Primeras cámaras de conservación dotadas de frío

mecánico

Fuente: Máquinas. STRANDH

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(Continuación)

2.-Siglo XX (1935).- Preocupación por la SEGURIDAD de uso.

Segunda generación .-Frigorígenos orgánicos…....CFCs y HCFCs.

R-12

R-22

3.-Siglo XX ( 1985 ) .- Se descubren los EFECTOS MEDIOAMBIENTALES.

Tercera generación……HFCs y HCs

R-134a

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(Continuación)

4.- Siglo XXI……EL EFECTO INVERNADERO.

Reglamento 842/2006(17-mayo)-GASES FLUORADOS DE EFECTO INVERNADERO.

HFC

PFC (Perfluorocarburos).

SF6 (Hexafluoruro de azufre).

Control de fugas

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3º/ Hidroflorocarbonados.- HFCs

Fluidos que carecen de cloro en su molécula.

Ejemplo: R-134ª

F H

F C C F

F H

Propiedad.- al no tener cloro en su molécula, no atacan la capa de ozono.

4º/ PFC – Perfluorocarburos: F

F C F

F

5º/ Hidrocarburos.- HC

Ejemplo: Butano.

Propiedad: Baja seguridad. Peligrosos.

6º/ Amoniaco.- Inorgánico.

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Propiedades generales de los frigorígenos

1.- Seguridad

• Atoxicidad por vías digestiva,respiratoria y cutánea.

• Inflamabilidad, puros o mezclados con el aire.

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Clasificación de los refrigerantes según su seguridad.

Grupo I.- Refrigerantes de

alta seguridad: * Toxicidad muy pequeña o nula

* No combustibles.

* R-11

* R-12* R-22* R-113

* R-744

Grupo II.- Refrigerantes de

seguridad media: * Tóxicos y corrosivos.

* Mezclados con el aire en

proporción mayor del 3,5%

dan mezcla explosiva.

R- 40

R-717

R-764

Grupo III.- Refrigerantes de

baja seguridad: * Combustibles y explosivos.

* Con el aire, en proporción menor

del 3’5%

* Dan mezclas explosivas.

R-170

R-290

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2.- Comportamiento medioambiental

• Ozono……..ODP(Ozone Deplenting Potential)…R-11

• Efecto invernadero…GWP

• (Global Warning Potential)

• TEWI (Total Equivalent Warming Impact)

Propiedades generales de los frigorígenos

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n. Denominación de los refrigerantes

(RSF.- R.D. 3099/77).

Los refrigerantes se expresan: a/ Por su fórmula.

b/ Por su denominación química.

c/ Por su denominación simbólica.

Denominación simbólica.- P. orgánicos:

R C-1 H+1 F

Se utilizará la letra R, seguida de tres dígitos.

a/ Primer dígito de la derecha= nº de átomos de fluor.

b/ Segundo dígito por la derecha= nº átomos hidrógeno +1

c/ Tercer dígito por la derecha= nº átomos de carbono -1. (si sale cero, se omite).

d/ Si en la molécula lleva algún átomo de bromo, a continuación de la fórmula anterior se coloca una B, seguido del número de átomos de dicho elemento que contiene.

e/ Si se trata de un compuesto cíclico, la letra R se sustituye por la C.

Denominación simbólica de fluidos frigoríficos inorgánicos:

A la masa molecular se le suma 700.

Si la masa molecular de varios refrigerantes coincide, se los distingue colocándoles las letras A, B, C, ……

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Amoniaco.- R-717

En condiciones ordinarias, es un gas, de olor penetrante característico.

Condiciones de seguridad.

Refrigerante del 2º grupo, seguridad media.

1.- Inflamabilidad. Mezclado con el aire en proporciones del orden del 20% o superiores, puede explotar, si bien son raros estos accidentes porque se detecta fácilmente debido a su olor.

2.- Toxicidad.- Es un gas tóxico.

3.- Comportamiento en los lubricantes y demás materiales: No se mezcla con el aceite, separándose por densidad.

Ataca al cinc, al cobre y a algunos barnices, por lo que los equipos e instalaciones que vayan a estar en contacto con él deberán ser de hierro.

Factores medio ambientales.

ODP= 0 GWP= 0

Propiedades físicas.

Punto de ebullición a 0’1 mPa ………….. – 33ºC.

Punto de congelación ……………………. – 78ºC.

Temperatura crítica ………………………. 132ºC.

Comportamiento frente al agua …. Se mezcla en cualquier proporción.

Aplicaciones.

Se utiliza mucho por sus excelentes propiedades físicas y térmicas, ya que su efecto refrigerante es muy elevado.

Se emplea en grandes instalaciones, pistas de patinaje, etc.

Las botellas que lo contienen llevan una franja verde.

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p

h

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31 ºC

73,8 bar

35 bar

Ciclo termodinámico del CO2, transcrítico.

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Condensador CO2

Evaporador NH3

Condensador NH3

Evaporador CO2

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-1 ºC

34 bar

8 bar-46ºC

73,8 bar

31ºC

Esquema de un sistema en cascada NH3 / CO2.

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ODP = 0’95 GWP = 3’1


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APLICACIONES

Ha sido el frigorígeno más utilizado para todo tipo de aplicaciones.

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ODP = 0’055 GWP = 0’36


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6.- Calor latente de vaporización mayor que el R-12 y vapor más denso, lo que conlleva menores compresores.

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00’25


Sustituto del R-12

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