Sistemas Frigoríficos
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ÁREA CONSTRUCCIÓN Y URBANISMO . . . . . . . .
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CAPÍTULO I CONCEPTOS FUNDAMENTALES 3
COMPORTAMIENTO DE LA MATERIA 3
CAPÍTULO II PRINCIPIOS BÁSICOS DE REFRIGERACIÓN Y AIRE ACONDICIONADO 7
TERMODINÁMICA 7 SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA 17
CAPÍTULO III FUNDAMENTOS DE
REFRIGERACIÓN 22
CONCEPTO DE REFRIGERANTE 22 CONCEPTO DE CARGA TÉRMICA 23 SISTEMA DE REFRIGERACIÓN POR COMPRESIÓN DE VAPOR 24 SISTEMAS PRINCIPALES DE REFRIGERACIÓN 27
CAPÍTULO IV COMPONENTES DE UN
SISTEMA DE REFRIGERACIÓN 31
COMPRESIÓN DE VAPOR 31 CONDENSADORES ENFRIADOS POR AGUA 33 CONDENSADORES EVAPORATIVOS 35 SISTEMA DE DESHIELOS 41
CAPÍTULO V RESPONSABILIDADES
DE UN OPERADOR 43
CAPÍTULO VI OPERACIÓN EFICIENTE 44
CAPÍTULO VII SEGURIDAD 46
Í N D I C E CONTENIDOS PÁGINA
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SEGURIDAD 46
CAPÍTULO VIII PRIMEROS AUXILIOS 48
CAPÍTULO IX NUEVOS REFRIGERANTES 50
CAPÍTULO X MODELOS DE CÁLCULO PARA DIAFRAGMAS P- h 52
CAPÍTULO XI SICROMETRÍA 55
DEFINICIÓN 55
ANEXO 58
ESTUDIO DEL CONTACTOR
CONTENIDOS PÁGINA
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CAPÍTULO I / CONCEPTOS FUNDAMENTALES
COMPORTAMIENTO DE LA MATERIA
ESTADOS DE LA MATERIA Toda la materia conocida, existe en una de las tres formas físicas o estados: Sólida, líquida o gaseosa. La materia en estado Sólido, mantiene su cantidad, forma y dimensiones físicas.
La materia en estado Líquido, mantiene su cantidad y tamaño pero no su forma.
El liquido siempre toma la forma del recipiente que lo contiene.
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La materia en estado Gaseoso, no tiene una tendencia a retener ni el tamaño ni la forma.
MOVIMIENTO MOLECULAR Toda la materia se compone de pequeñas partículas llamadas moléculas y la estructura molecular de la materia puede posteriormente romperse en átomos. Cuando se aplica energía calórica a una sustancia, se incrementa la energía interna de las moléculas, lo cual aumenta su desplazamiento o velocidad de movimiento; hay también un incremento en la temperatura de la sustancia. Cuando se retira calor de una sustancia se presenta una disminución en la velocidad del movimiento molecular y también un descenso en la temperatura de la sustancia. Cuando se retira calor de una sustancia se presenta una disminución en la velocidad del movimiento molecular y también un descenso en la temperatura de la sustancia.
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CAMBIO DE ESTADO Cuando una sustancia sólida se calienta, el movimiento molecular es principalmente en la forma de rápido movimiento vibratorio, no desplazándose nunca las moléculas de su posición normal u original. Pero en alguna temperatura dada, una sustancia en particular, la adición posterior de calor, no necesariamente incrementará el movimiento molecular dentro de la sustancia; en su lugar, el calor adicional causará que algún sólido se fusione (Cambia a líquido). Así el calor adicional causa un cambio de estado en el material. CAMBIO DE ESTADO CAMBIO DE A NOMBRE
GAS A LÍQUIDO CONDENSACION GAS A SÓLIDO SUBLIMACION INVERSA
SÓLIDO A GAS SUBLIMACION
LÍQUIDO A GAS EVAPORACION LÍQUIDO A SÓLIDO SOLIDIFICACION SÓLIDO A LÍQUIDO FUSION Es así como el calor puede cambiar la temperatura y el estado de las substancias y también pueden ser absorbido aún cuando no exista cambio de temperatura, como cuando un sólido cambia a líquido, o cuando un liquido se cambia a vapor. Cuando el vapor se vuelve líquido, o cuando el líquido vuelve a transformarse en sólido, se despide la misma cantidad de Calor. El ejemplo más común de este proceso es el agua, que existe como líquido y que puede existir como sólido n forma de Hielo y como Gas cuando se trasforma en Vapor. Como hielo, es una forma de Refrigeración, absorbiendo calor mientras se derrite a una temperatura constante de 0ºC (32ºF). Si se coloca agua en un recipiente abierto y se pone al fuego, su temperatura aumentará a la temperatura de ebullición o sea 100ºC al nivel del mar (212ºF). Sin importar la cantidad de calor aplicad, la temperatura no puede subir arriba de 100ºC, porque el agua se estaría evaporando constantemente. Si este vapor pudiera ser retenido en el recipiente evitando la ebullición y se continuará agregando calor, entonces la temperatura podría nuevamente aumentarse. Obviamente, el proceso de evaporación o ebullición estará absorbiendo el calor y manteniendo la temperatura a 100ºC. Cuando el vapor se condensa nuevamente formando agua, despide exactamente la misma cantidad de calor que absorbió al evaporarse.
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Si el agua se congela, debe extraerse la misma cantidad de calor que fue absorbida en el proceso de descongelamiento por medio de algún proceso para la congelación.
DIAGRAMA DE CALENTAMIENTO DEL AGUA
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CAPÍTULO II / PRINCIPIOS BÁSICOS DE REFRIGERACIÓN Y AIRE ACONDICIONADO
Generalmente los usuarios confunden la palabra refrigeración con frío y con enfriamiento; sin embargo, la práctica de ingeniería de refrigeración, trata casi enteramente con la transmisión de calor. Esta aparente paradoja es uno de los conceptos fundamentales que deben ser comprendidas para entender la operación de un sistema de refrigeración.
TERMODINÁMICA
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La termodinámica es una rama de la ciencia que trata sobre la acción mecánica del calor. Hay ciertos principios fundamentales de la naturaleza, llamadas leyes termodinámica, que rigen nuestra existencia aquí en la tierra, varios de los cuales son básicos para el estudio de la refrigeración. La primera y la más importante de estas leyes dice: “LA ENERGÍA NO PUEDE SER CREADA NI DESTRUIDA, SOLO PUEDE TRANSFORMARSE DE UN TIPO DE ENERGÍA EN OTRO” CALOR El calor es una forma de energía, creada principalmente por la transformación de otros tipos de energía en energía de Calor; por ejemplo, la energía Mecánica que opera una rueda causa fricción y crea calor. Calor es frecuentemente definido como energía en transito, porque nunca se mantiene estática, ya que siempre está transmitiéndose desde cuerpos cálidos a los cuerpos fríos. La mayor parte del calor en la tierra se deriva de las radiaciones del Sol.
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Una cuchara sumergida en agua helada pierde su calor y se enfría; una cuchara sumergida en café caliente absorbe el calor del café y se calienta. Sin embargo, las palabras “Más Caliente” y “Más Frío”, son sólo términos comparativos. Existe calor a cualquier temperatura arriba del cero –absoluto, incluso en cantidades extremadamente pequeñas. Cero absoluto es el término usado pro ls científicos para describir la temperatura más baja que teóricamente es posible lograr, en el cuál no existe calor, y que es de –273ºC (-460ºF). La temperatura más fría que podemos sentir en la tierra es mucho más alta en comparación con esta base. TEMPERATURA
La temperatura es la escala usada para medir la intensidad del calor y es el indicador que determina la dirección en que se moverá la energía de calor. También puede definirse como el grado de calor sensible que tiene un cuerpo en comparación con otro. En algunos países, la temperatura se mide en Grados Fahrenheit (ºF), pero en nuestro país, y generalmente en el resto del mundo, se usa la escala de Grados Centígrados, algunas veces llamadas Celsius. Ambas escalas tienen dos puntos básicos en común: el punto de congelación y el de ebullición del agua al nivel del mar. Al nivel del mar, el agua se congela a 0ºC o a 32 ºF y hierve a 100 ºC o a 212ºF. En la escala Fahrenheit la diferencia de temperatura entre estos dos puntos está dividida en 180 incrementos de igual magnitud llamados grados Fahrenheit, mientras que en la escala Centígrados, la diferencia de Temperaturas está dividida en 100 incrementos iguales llamados Grados Centígrados. La relación existente entre las escalas Fahrenheit y Centígrados se establece por la siguiente formula:
ºK = ºC – 273
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Centígrados = 5/9 x (Fahrenheit – 32)
Fahrenheit = 9/5 x (Centígrados) + 32 MEDIDA DE CALOR
La medida de la temperatura no tiene ninguna relación con la cantidad de calor. Una llamada de fósforo puede tener la misma temperatura que una hoguera, pero obviamente la cantidad de calor que despide es totalmente diferente. La unidad básica para medir calor usada en nuestro país, es la caloría que se define como la cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de un gramo de agua 1 ºC. Por ejemplo, para aumentar la temperatura de un litro de agua de 95 a 100 ºC, se requieren 5000 calorías. (Un litro de agua pesa 1000 gramos), o sea: 1000 x ( 100 – 95) = 5000 Sin embargo, la unidad de calor empleada comúnmente es la Kilo-Caloría (KCAL) que equivale a 1.000 calorías y que pueden ser definidas como la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un Kg. De Agua, un grado Centígrado. En el sistema Inglés, la unidad de calor es la BRITISH THERMAL UNIT (B.T.U.). Un B.T.U. puede definirse como la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una libra de agua 1 ºF. Por ejemplo: Para aumentar la temperatura de un Galón de agua ( Aproximadamente 8,3 Lb) de 70 º F a 80 ºF, se requieren 83 BTU
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8,3 x ( 80 – 70) = 83 CALOR ESPECÍFICO El Calor específico de una substancia es su capacidad relativa de absorber o ceder calor tomando como base la unidad de agua pura, y se define como la cantidad de Kilo calorías (BTU) necesarias para aumentar o disminuir la temperatura de un Kilo (libra) de cualquier substancia 1ºC (1ºF) Por definición, el calor específico del agua es 1,0 pero la cantidad de calor necesaria para aumentar o disminuir la temperatura de otras substancias varía. Se requieren únicamente 0,64 Kcal por Kilo (0,64 BTU por libra) para aumentar o disminuir la temperatura de un kilo (Libra) de Aluminio 1 ºC (1ºF), por lo tanto, los calores específicos de estas dos substancias son 0,64 y 0,22 respectivamente. CALOR SENSIBLE El calor sensible se define como el calor que provoca un cambio de temperatura en una sustancia. En otras palabras es como su nombre lo indica, el calor que puede percibirse por medio de los sentidos. Cuando la temperatura del agua se eleva de 0ºC a 100ºC, hay también un aumento de calor sensible. CALOR LATENTE Calor latente es el que necesita para cambiar un sólido en líquido, o un líquido en gas sin variar la temperatura de la sustancia. La palabra latente significa “oculto”, o sea que este calor requerido para cambiar el estado de una sustancia, no percibido por los sentidos.
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TABLA DE CALORES ESPECÍFICOS ALIMENTOS PRODUCTO Cp (antes)
(KCAL/(KG*ºC)) Cp (Después) (KCAL/(KG*ºC))
CALOR LATENTE (KCAL/KG)
Tº CONG. ºC
APIO BROCOLI CARNE VACUNO CARNE CABRA CEBOLLAS CARNE CERDO CEREZAS CHOCLO CHOCOLATES CIRUELAS COLIFLOR CREMA (40%) DURAZNOS ESPÁRRAGOS ESPINACAS FRAMBUESAS FRESAS HELADO HIGOS HUEVOS JAMONES LECHE LECHUGA LEGUMBRES LIMONES MANTECA MANTEQUILLA MELONES MEMBRILLOS NARANJAS OSTIONES PAPAS PERAS PESCADO
0,91 0,9 0,72 0,67 0,91 0,68 0,90 0,79 0,56 0,88 0,90 0,85 0,91 0,91 0,92 0,87 0,90 0,77 0,71 0,85 0,68 0,90 0,90 0,90 0,91 0,60 0,64 0,91 0,90 0,91 0,83 0,86 0,91 0,76
0,46 0,48 0,40 0,30 0,51 0,38 0,49 0,42 0,30 0,48 0,56 0,40 0,41 0,49 0,51 0,49 0,49 0,45 0,44 0,45 0,38 0,49 0,46 0,45 0,49 0,39 0,34 0,47 0,49 0,44 0,44 0,47 0,49 0,41
75,55 74,99 52,77 46,38 72,22 48,05 66,66 59,00 22,22 64,44 73,88 49,99 71,11 74,99 71,66 66,66 66,66 20,55 64,44 55,55 48,05 68,88 75,55 72,22 69,99 49,99 8,33 71,11 67,77 69,44 64,44 62,27 67,77 56,11
-1,3 -1,7 -1,7 -1,7 -1,1 -2,8 -1,5 -0,6 -2,2 -1,1 -2,2 -1,7 -1,1 -1,1 -1,5 -1,5 -1,7 -2,2 -0,3 -0,6 -0,6 -0,6 -1,1 -2,2 0 -1,1 -1,7 -2,2 -2,1 -2,8 -1,7 -2,5 -2,2
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PIÑAS PLATANOS POLLO POROTOS QUESO VIENESAS SALMÓN TOMATES UVAS ZANAHORIAS
0,90 0,90 0,79 0,78 0,70 0,86 0,76 0,92 0,90 0,93
0,50 0,42 0,37 0,36 0,40 0,56 0,41 0,46 0,61 0,45
71,11 59,99 58,88 54,99 47,77 47,77 60,00 73,33 62,22 69,99
-1,0 -2,0 -2,8 -2,3 -16,1 -1,7 -2,2 -0,9 -2,2 -1,1
TABLA DE CONVERSIONES
LONGITUDES mt cm Pulgadas Pie Metros Centímetros Pulgadas Pie
1 0,01 0,0254 0,3078
100 1 2,54 30,48
39,37 0,3937 1 12
3,28 0,0328 0,08333 1
SUPERFICIES Mt2 Cm2 Pulgadas Pie2
Metros2 Centimetros2 Pulgadas2 Pie2
1 0,0001 0,000645 0,0929
10000 1 6,45 929,03
1550 0,155 1 144
10,76 0,001 0,0069 1
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LUMEN Mt3 Cm3 Pulgadas 3 Pie3 Litros Metros3 Centímetros3 Pulgada3 Pie3 Litros
1 0,000001 0,0000163 0,028 0,001
1000000 1 16,38 28316,8 1000
61023,37 0,061 1 1728 61,35
35,28 0,00003528 0,000578 1 0,035
1000 0,001 0,0163 28,34 1
PESOS Kg. Toneladas Oz Libras Kg. Toneladas Oz Libras
1 1000 0,0283 0,45359
0,001 1 0,000028 0,0004535
35,274 35274 1 16
2,20462 2204,62 0,0625 1
ELECTRICAS KW Hp Kw HP
1 0,7457
1,34102 1
PRESIÓN Kg/Cm2 Atmósferas Psi Kg/cm2 Atmósferas Psi
1 1,033 0,07032
0,9676 1 0,068
14,22 14,7 1
TÉRMICAS kwH Hph kcal Btu KwH Hph Kcal Btu
1 0,7457 1,16* 10-3 2,93*10-4
1,34102 1 1,56*10-13 3,93*10-4
859,845 641,186 1 0,251996
3412 2544,43 3,968 1
REFRIGERACIÓN TRJ TR Kcal/hr BTU/hr TRJ TR Kcal/hr Btu/hr
1 0,91084 3,01 x10 - 4 7,59 x 10- 5
1,098 1 3.3 x 10-4 8,33 x 10 - 5
3320 3024 1 0,252
13173,76 12000 3,968 1
ºC = 5/9 ( ºF – 32 ) F = 9/5*ºC +32 K = ºC + 273
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TONELADA AMERICANA DE REFRIGERACIÓN Aún en nuestro medio es muy frecuente hablar de toneladas de refrigeración, la cual es realmente una unidad americana basada en el efecto frigorífico de la fusión del hielo. La tonelada de refrigeración puede definirse como la cantidad de calor absorbida por la fusión de una tonelada de hielo sólido puro en 24 horas. Puesto que el calor latente de fusión de una libra de hielo es de 144 BTU, el calor latente de una tonelada (2000 libras) de hielo será 144 * 2000, o sea 288,000 BTU por 24 horas. Para obtener el calor por hora es necesario dividir entre las 24 horas, lo cual da una cantidad de 12,000 BTU/HORA, que recibe el nombre de “TONELADA DE REFRIGERACION”. Puesto que el calor latente del hielo en el sistema métrico es de 80 Kilo- Calorías y que y una tonelada americana e igual a 907.187 kilos, la tonelada de refrigeración es igual a 80 * 907,185 o sea 72.575 kilo- calorías por 24 horas, es decir, 3,024 kilo-calorías por hora. CALOR LATENTE DE FUSIÓN El cambio de una sustancia de sólido a líquido o de líquida a sólida requiere calor latente de fusión. Este también puede llamare calor latente de licuefacción o calor latente de congelación. Cuando se derrite un kilo de helo, éste absorbe 80 kilo-calorías (144 BTU) a una temperatura constante de 0ºC (32ºF); del mismo modo, cuando se congela un kilo de agua para convertirla en hielo, deben sustraérsele 80 kilo- calorías (144 BTU) a una temperatura constante de 0ºC (32ºF). En la congelación de productos alimenticios, únicamente se considera el calor latente del porcentaje de agua que estos contienen; por tanto, el calor latente se conocerá, determinado e porcentaje de agua que existe en dichos productos. CALOR LATENTE DE EVAPORACIÓN Para cambiar una sustancia de líquido a vapor y de vapor a líquido se requiere calor latente de evaporación. Puesto que la ebullición es sólo un proceso acelerado de evaporación, este calor también puede llamarse calor latente ebullición, calor latente de evaporación, o, para el proceso contrario, el calor latente de condensación. Cuando un kilo de agua hierve o se evapora, absorbe 539 kilo- calorías (970 BTU) a una temperatura constante de 100ºC (212ºF) al nivel del mar; igualmente, pa condensar un kilo de vapor deben sustraerse 539 kilo- calorías (979 BTU). Debido a la gran cantidad de calor latente que interviene en la evaporación y en la condensación, la transmisión de calor puede ser eficiente mediante este proceso. Los mismos cambios de estado que afectan al agua se aplican también a cualquier líquido a diferentes presiones y temperaturas.
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La absorción de calor para cambiar un líquido a vapor y la sustracción de este calor para condensar nuevamente el vapor, es la clave para todo el proceso de la refrigeración mecánica y la transmisión del calor latente requerido, es el instrumento básico de la refrigeración. CALOR LATENTE DE SUBLIMACIÓN El proceso de sublimación es el cambio directo de un sólido a un vapor sin pasar por el estado líquido, que puede ocurrir en algunas sustancias. El ejemplo más común es el uso de “hielo seco” o sea dióxido de Carbono para enfriar. El mismo proceso puede ocurrir con hielo abajo de su punto de congelación, y se utiliza también en algunos procesos de congelamiento a temperaturas extremadamente bajas y altos vacíos. El calor latente de sublimación es igual a la suma de calor latente de fusión y el calor latente de evaporación. TEMPERATURA DE SATURACIÓN Saturación es la condición de temperatura y presión en la cual el líquido y el vapor pueden existir simultáneamente. Un líquido o vapor esta saturado cuando está en su punto de ebullición (para el nivel del mar, la temperatura de saturación del agua es de 100ºC o 212 ºF). A presiones mas altas la temperatura de saturación aumenta, y disminuye a temperatura más bajas. VAPOR SOBRECALENTADO Cuando un líquido cambia a vapor, cualquier cantidad adicional de calor aumentará su temperatura (calor sensible). Siempre y cuando la presión a la que se encuentre expuesto se mantenga constante. El término vapor sobrecalentado se emplea para denominar un as cuya temperatura se encuentre arriba de su punto de ebullición o saturación. El aire a nuestro alrededor contiene vapor sobrecalentado. LÍQUIDOS SUBENFRIAOOS Cualquier líquido que tenga una temperatura inferior a la temperatura de saturación corresponde a la presión existente, se dice que s encuentra subenfríado. El agua a cualquier temperatura por debajo de su temperatura de ebullición (100ºC al nivel del mar) está subenfríada. PRESIÓN ABSOLUTA Generalmente, la presión absolutas expresa en términos de kg/cm2 (Lb/in2) y se cuenta a partir del vacío perfecto en el cual no existe la presión. Por tanto en el aire a nuestro alrededor, la presión absoluta y la atmósfera son iguales.
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PRESIÓN MANOMÉTRICA
Un manómetro de presión está calibrado para leer 0 kilos por centímetro cuadrado (0 libras por pulgada cuadrada) cuando no está conectado a algún recipiente con presión; por tanto, la presión absoluta de un sistema cerrado será siempre la presión; por tanto, la presión absoluta de un sistema cerrado será siempre la presión manométrica más la presión atmosférica. Las presiones inferiores a 0 kg/cm2 (PISG) son realmente lecturas negativas en los manómetros y se llaman milímetros (pulgadas) de vacío. Un manómetro de refrigeración mixto (compound) está calibrado en el equivalente en milímetros (pulgadas) de Mercurio por las lecturas negativas. Puesto que 1.03 Kg/cm2 (14.7 PSI) equivale aproximadamente a 738 milímetros de Mercurio (29.05 pulgadas). Es importante recordar que la presión manométrica es siempre relativa a la presión absoluta. La TABLA Nº 1 demuestra la relación de presiones a diferentes altitudes suponiendo que las condiciones atmosféricas sean normales. La presión absoluta en milímetros (pulgadas) de Mercurio, indica los milímetros (pulgadas) de Mercurio que una bomba de vacío perfecta debería obtener teóricamente. Por lo tanto a 1.525 metros (5ies) de altura y bajo condiciones atmosféricas normales, un vacío perfecto sería de 632 milímetros (24.89
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pulgadas) de Mercurio, mientras que al nivel del mar sería de 760 milímetros de Mercurio (29.92 pulgadas). TABLA Nº1: RELACIÓN DE PRESIONES A DIFERENTES LATITUDES ALTITUD RESIONES
PUNTO
DE EBULLICIÓN DEL AGUA
MANOMETRICAS ABSOLUTA ATMOS FERICA Metros pies Kg/cm2 PSIG Kg/cm2 PSIA Mm Hg Pulg. Hg ºC ºF 0 305 610 915 1220 1525
0 1000 2000 3000 4000 5000
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
1.03 1.00 0.96 0.93 0.89 0.86
14.7 14.2 13.7 13.2 12.7 12.2
760 733 707 681 656 632
29.92 28.85 27.82 26.81 25.84 24.89
100 99 98 97 96 95
212 210 208 206 205 203
SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA
La segunda ley de la termodinámica, como se discutió antes establece que se transfiere calor en una sola dirección, de mayor a menor temperatura; esto tiene lugar a través de tres modos básicos de trasferencia de calor. CONDUCCIÓN La conducción se describe como la transferencia de calor entre las moléculas cercanas de una sustancia, o entre sustancias que que están tocándose o en un buen contacto una con la otra. Cuando la transferencia de calor ocurre en una sola sustancia, tal como una varilla de metal con un extremo en una llama de fuego, el movimiento de calor va hasta que hay un balance de temperatura a todo lo largo de la longitud de la varilla. Si la varilla se sumerge en agua, las moléculas que se mueven rápidamente sobre la superficie de la varilla transmitirán algún calor a las moléculas del agua y otra transferencia de calor por conducción tendrá lugar.
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Cuando la superficie exterior de la varilla se enfría, hay aún algún calor dentro de la varilla y este continuará transfiriéndolo a las superficies exteriores de la varilla y luego al agua hasta que se alcanza el balance de temperatura. La velocidad c la cual el calor se transfiere por medio de la conducción varía con las diferentes sustancias o materiales si éstas poseen iguales dimensiones. La tasa de trasferencia de calor variará de acuerdo a la habilidad de los materiales o sustancias para conducir calor. Los sólidos, en general son mucho mejore conductores que los líquidos; y a su vez los líquidos conducen el calor mejor que los gases o los vapores. La mayoría de los metales tales como la plata, cobre, acero y el hierro, conducen al calor mucho más rápidamente, mientras que otros materiales tales como vidrio, la madera y otros materiales de construcción, transfieren el calor en una tasa mucho más lenta y por consiguiente so usados como aislantes. El Cobre es un excelente conductor de calor como lo es el Aluminio. Estas sustancias son ordinariamente usadas en los evaporadores, condensadores y tubería de refrigerante que conecta los varios componentes de un sistema de refrigeración, aunque el hierro es ocasionalmente usado con algunos refrigerantes. La tasa a la cual el calor pueda conducirse a través de varios materiales depende de factores tales como: a) El espesor del material b) La diferencia de temperatura entre los lados del material c) La conductividad térmica (factor k) de un material d) El tiempo de duración del flujo de calor. La figura 1 es una Tabla de factores de conductividad térmica de algunos materiales comunes. FIG. 1: CONDUCTIVIDAD PARA MATERIALES AISLANTES Y DE CONSTRUCCIÓN MATERIAL CONDUCTIVIDAD (k)
(Kcal/(h) (Mt) (ºC) Madera en láminas Aislamiento de Poliestireno expandido Aislamiento de Poliuretano inyectado Mortero Estuco Ladrillo (común) Yeso (con arena) Piedra Adobe Fibra de Algodón
0.10 0.004 0.0003 1.2 1.3 0.70 0.6 5,5 0,6 0,032
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Nota: Los factores k están dados en [(Kcal/(hr x Mt x ºC)] estos factores pueden utilizarse correctamente a través del uso de la siguiente ecuación: Q = A * k *DT X DONDE: A : Área seccional en Mt2 K : Conductividad térmica en [Kcal/(h)(Mt)(ºC)] DGT : Diferencia de temperatura entre los dos lados X : Espesor del material en Metros. Los materiales de una alta conductividad se usan dentro del sistema de refrigeración en si mismo a causa de que es deseable que una transferencia de calor rápida ocurra tanto en el evaporador como en el condensador. El evaporador es donde el calor se remueve del espacio acondicionando o la sustancia o del aire que ha estado en contacto directo con la sustancia. El condensador disipa este calor a otro medio o espacio. En el caso del evaporador el producto o aire está a una mayor temperatura que el refrigerantedentro de la tubería y hay una transferencia de calor de mayor a menor temperatura; mientras que en el condensador el vapor del refrigerante está a una mayor temperatura que la del medio enfríante viajando a través del condensador, y aquí de nuevo hay una transferencia ce calor de mayor a menor temperatura. La tubería lisa bien sea de Cobre, Aluminio o de cualquier otro metal, transferirá calor de acuerdo a su conductividad o factor k, pero esta transferencia de calor puede incrementarse mediante la adición de aletas a la tubería. Estas incrementarían el área de superficie de transferencia de calor, por consiguiente incrementando la eficiencia total del sistema. Di la adición de aletas dobla el área superficial puede domostrarse en el uso de la ecuación (1) que la transferencia de calor total será en sí mismo doblada cuando se compare con la de la tubería libre. CONVECCIÓN Otro medio de transferencia de calor es por el movimiento de material calentado en sí mismo cuando se trata de un líquido ogas. Cuando el material se calienta, las corrientes de convección son producidas
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dentro del mismo y las porciones más calientes de él suben, ya que el calor trae consigo el decrecimiento de la densidad del fluido y un incremento en su volumen específico. El aire dentro de un refrigerador y e agua que se calienta en una vasija son ejemplo primario de los resultados de las corrientes de convección. El aire en contacto con el serpentín de enfriamiento de n refrigerador llega a enfriarse y por consiguiente se vuelve más denso, y empieza a bajar a la parte inferior e éste. Al hacerlo absorbe inferior calor de la comida y de las paredes del refrigerador, el cual a través de conducción, ha ganado calor del cuarto. Después de que el calor ha sido absorbido por el aire, éste se expande volviéndose más liviano y sube nuevamente al serpentín enfriador en donde el calor nuevamente se renueva de él. El ciclo de convección se repite siempre que haya una diferencia de Temperatura entre el aire y el evaporador. Las corrientes de Convección tales como las explicadas aquí son naturales, y , ocmo el caso de un refrigerador, el flujo natural es un flujo lento. En algunos casos la convección debe incrementarse con el uso de ventiladores o sopladores; en el caso de los líquidos se usan bombas para forzar la circulación y la transferencia de calor de un lugar a otro. RADIACIÓN
Un tercer medio de transferencia de calor es la radiación por medio de ondas similares a las de la luz o las ondas de sonido. Los rayos del sol calientan la tierra por medio de ondas de calor radiantes el cual viaja en caminos rectos sin calentar la materia que interviene en su recorrido o el aire. El calor de un
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bulbo de luz o de una estufa caliente es radiante en naturaleza y se siente cuando se está cerca de ella, aunque el aire entre la fuente y el objeto cuando los rayos pasan a través de él no se calienta. Si usted ha estado relajándose en un edificio sombreado o en un árbol en un día caliente o soleado y se mueve directamente a los rayos del sol, el impacto directo de las ondas caloríficas le golpearán como un pesado martillo aún cuando ola temperatura del aire en la sombra es aproximadamente la misma que en la parte soleada. A bajas temperaturas hay solamente una pequeña cantidad de radiación, y solamente se sienten pequeñas diferencias de temperatura, por consiguiente la radiación tiene pequeño efectos en el proceso real de refrigeración, pero los resultados de la radiación de los rayos solares pueden causar un incremento en la carga de refrigeración en un edificio expuesto a estos rayos. El calor radiante es rápidamente absorbido por materiales o sustancias oscuras o mates, mientras las superficies o materiales con colores claros, reflejarán las ondas de calor radiante, como lo hacen con los rayos de luz. Este principio también se utiliza en el campo del Aire Acondicionado, donde, con techos y paredes claras, penetrará menos calor radiante en el espacio acondicionado, reduciendo así el tamaño del equipo de enfriamiento requerido. El calor radiante también penetra fácilmente las ventanas con vidrios claros, pero es absorbido por vidrios opacos o traslúcidos. Cuando el calor radiante o energía (ya que todo el calor es energía) es absorbido por un material o sustancia, se convierte en calor sensible, el cual puede sentirse o medirse. Todo cuerpo o sustancia absorbe energía radiante en algunas cantidades, dependiendo de la diferencia de temperatura entre el cuerpo específico o sustancia y la otra sustancia. Toda sustancia radiará energía cuando su temperatura es mayor que el cero absoluto y otra sustancia próxima este a menor temperatura. Si un automóvil se deja sol bajo el sol caliente, con la ventanas cerradas durante un período de tiempo largo, la temperatura dentro del carro será mucho mayor que la del medio ambiente que lo rodea. Esto demuestra que la energía absorbida porlos materiales de los cuales se construye el carro se convierte a calor sensible, que puede medirse.
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CAPÍTULO III / FUNDAMENTOS DE REFRIGERACIÓN
CONCEPTO DE REFRIGERANTE
Como refrigerante se entiende todo aquel fluido que se utiliza para transmitir el calor en un sistema frigorífico y que absorbe calor a bajas temperaturas y presión, y lo cede a temperaturas y presión mas elevada, generalmente con cambios de estado del fluido. Los refrigerantes se identifican por su fórmula química o por una denominación simbólica numérica; no es suficiente identificarlos por su nombre comercial. Los refrigerantes se califican en tres grupos según su grado de seguridad o peligrosidad. El criterio que se sigue para ello es el siguiente: A.GRUPO PRIMERO Comprende los refrigerantes que no son combustibles y que poseen una acción tóxica muy pequeña o nula. B. GRUPO SEGUNDO Comprende los refrigerantes que son tóxicos o corrosivos, o que al convinarse con el aire, en una porción 3,5% o más en volumen, pueden formar una mezcla combustible o explosiva.
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c. GRUPO TERCERO Comprende los refrigerantes que, al combinarse con el aire en proporción inferior al 3,5 % en volumen, puede constituir una mezcla combustible o explosiva. En el anexo se encuentran las características de los diferentes refrigerantes, tanto la calificación como los efectos fisiológicos.
CONCEPTO DE CARGA TÉRMICA
Para mantener fría una cámara y todo lo que este contenida en ella, es necesario extraer el calor inicial y después el que pueda ir entrando en la cámara por bien aislada que este. El requerimiento total de refrigeración, Q total, puede establecerse como siguiente: Q total = Q producto + Q otras fuentes En la anterior expresión, los términos del segundo miembro tienen el siguiente significado: Q producto = representa los sumandos necesarios que tiene en consideración en la carga térmica a eliminar procedente del calor sensible, del calor latente de solidificación, de las reacciones químicas del embalaje y del calor absorbido para la congelación del agua de los alimentos o productos que se desea refrigerar. Q otras fuentes = Incluye entre otros los flujos de calor a través de los cerramientos de la cámara por transmisión de paredes, suelo y techo, la refrigeración para el aire exterior que se introduce, la ventilación, las cargas térmicas debidas a ventiladores, bombas, iluminación eléctrica, personas que manipulan los productos, etc. Como el calor generado en la 24 horas de un día se ha de extraer en un número de horas menor, en las t horas de funcionamiento diario, la potencia frigorífica de la maquinaria NR habrá de ser superior a la potencia Q total calculada para extraer en las 24 horas. Su valor será: N.R = Q total/t
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TRANSMISIÓN DE CALOR A TRAVÉS DE ESTRUCTURA La ganancia de Calor a través de paredes, pisos y techos, variará según las siguientes caracteristicas:
Tipo de Construcción.
Área expuesta a diferentes temperaturas
Tipo y espesor del aislante Diferencia de Temperatura entre el espacio refrigerado y la temperatura ambiental.
Este calculo se establece a partir de la ecuación: Q = A x u x (Tº ext - Tº int) Donde: A =Area de Intercambio U = Coeficiente Global de Transferencia T ext. = Temperatura Exterior T int = Temperatura Interior
SISTEMA DE REFRIGERACIÓN POR COMPRESIÓN DE VAPOR
DIAGRAMA PRESIÓN ENTALPÍA Para realizar ciertos calculo en instalaciones d refrigeración es preciso disponer, y saber manejar, los diagramas que permiten trabajar a diferentes presiones, temperaturas y contenido entálpicos del medio refrigerante que se utilice. Los diagramas permiten obtener los datos termodinámicos que se necesitan para resolver los problemas que se plantean en los ciclos de refrigeración. Hay varios tipo de diagramas; Uno de los más empleados es el de presión-entalpía. Este diagrama tiene la presión en ordenadas (eje vertical)y la entalpía en absisas ( eje horizontal). Mediante líneas que atraviesan el diagrama se indican la temperatura, el volumen especifico y a entropía.
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En el diagrama modélico indicado puede apreciarse las zonas de Vapor saturado, liquido saturado, vapor recalentado, liquido subenfriado y mezcal liquido- vapor ene interior de la campana.
CADA REFRIGERANTE TIENE SU PROPIO DIAGRAMA Esto quiere decir que el diagrama de cada refrigerante tiene su propia forma y dimensiones y no puede utilizarse un diagrama cualquiera para todos los casos, sino que debe utilizarse el especifico del refrigerante. Vamos a repasar el significado de la s diferentes zonas. Vapor Saturado: Es vapor que se ha calentado. Estarepresentado por la zona de la derecha de la campana. Vapor Recalentado: Es vapor que se ha calentado. Esta representado por la zona de la derecha de la campana. Líquido Saturado:
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Es líquido que está a punto de hervir. Esta representado por la curva de la izquierda de la campana. Líquido Subenfríado: Es un líquido a una temperatura inferior a la de saturación. Esta representado por la zona de la izquierda de la campana. Mezcla líquido- Vapor: Es la zona interior de la campana. La campana esta rematada por el punto Crítico, que representa unas condiciones de presión y temperaturas tales que no distingue el estado del fluido (si es liquido o gas) DIAGRAMA PRESIÓN ENTALPÍA
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SISTEMAS PRINCIPALES DE REFRIGERACIÓN
Los refrigerantes son sustancias utilizadas en los equipos de refrigeración. Tiene la particularidad de evaporarse en condiciones de presión y temperaturas relativamente bajas, absorbiendo calor. Por otra parte, al condensarse a presiones superiores, ceden su calor a un medio circundante que puede ser en general agua o aire. Los refrigerantes actualmente están instalados, mediante un quipo formando por compresor, condensador y evaporador ene l denominado CICLO DE COMPRESIÓN. Su utilización práctica supere el 98% de las aplicaciones. En este sistema se incrementa la presión del vapor del refrigerante desde la que tiene en el evaporador hasta la necesaria en condensador, mediante la incorporación energética proporcionada por el compresor. CICLO TEÓRICO BÁSICO DE COMPRENSIÓN DE VAPOR Para estudiar un sistema de refrigeración o de producción de frío, es preciso fijarse en el comportamiento de refrigerante y mediante que elementos se produce la variación de las características físicas para llevar a cabo el proceso. Inicialmente y de forma muy esquemática los elementos principales intervienen en un ciclo de refrigeración por compresión de vapor son los que ese representan en la figura Nº 1, véase también el esquema presentado en la figura Nº 2. En el proceso tienen lugar dos fenómenos con balance de calor:
La evaporación de un refrigerante en estado líquido produce la absorción de calor o, lo que s lo mismo, baja la temperatura en el recinto o cámara donde se encuentra, produciendo sensación de frío
La condensación del Vapor de un refrigerante se produce mediante una sesión de calor al ambiente, lo cual se traduce en una elevación de temperatura el mismo. Este proceso es continuo y depende de las condiciones que los elementos que configuren la instalación impongan al refrigerante, de modo que pueda seguirse desde cualquier punto.
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FIGURA Nº 1 “CUADRO ESQUEMÁTICO DE LAS ZONAS DE ALTA Y BAJA PRESIÓN”
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En la figura, veamos el ciclo que se producirá en un circuito frigorífico ideal sobre el diagrama Presión- entalpía de cualquier refrigerante. Sobre las abscisas se representa la entalpía del refrigerante en Kcal/Kg y sobre las ordenadas la presión Manométrica en Psi o Kg/cm2. El diagrama es conocido para cada refrigerante, y su principal elemento característico es la curva de saturación del mismo, como ya se ha explicado. Situémonos en el punto Nº 1 antes del válvula de expansión, previa al evaporador, en que el refrigerante se encuentra en estado liquido a una cierta presión; su paso al evaporador se controla mediante una válvula automática denominada de EXPANSIÑÓN TERMOSTATICA cuyo funcionamiento esta regulado por la temperatura y por la presión. Dicha válvula produce una estrangulación brusca que hace que a presión descienda desde la que tenia en el punto 1 a la salida del condensador hasta la existente a la entrada del evaporador, punto 2 en el gráfico de la citada figura Nº 3. Ver también el punto 2 en la figura 1. La válvula es el regulador automático de los limites entre los que se denomina parte de alta presión y parte de baja presión, tal como se muestra en el cuadro de la figura 2, presiones entre las cuales la válvula se ve forzada de trabajar. Esta bajada de presión en el evaporador hace que el refrigerante hierva y se produzca su evaporación, auxiliado por la cantidad de calor que absorbe del recinto en que se encuentra, a través del aire del mismo y transfiriéndolo al liquido, que se va transformando en vapor en el interior de los tubos de serpentín hasta que se evapora completamente, punto 3. El refrigerante, en forma de gas, entra en el compresor por la tubería denominada de aspiración o succión, a través de la válvula de aspiración (semejante a los cilindros de un automóvil). Aquí el refrigerante es comprimido aumentando por ello su presión y su temperatura hasta llegar al punto 4 en cuyas condiciones fluye hasta la entrada del condensador, punto 5. La válvula de salida del cilindro del compresor actuará de retención, impidiendo que el gas regrese hacia el mismo. En el condensador, mediante la acción de un fluido exterior (aire, agua o ambas a la vez), se extrae calor al gas refrigerante, lo cual produce un enfriamiento del mismo favoreciendo su condensación hasta alcanzar el estado liquido; a partir de aquí s impulsado de nuevo por la tubería hacia la válvula de expansión, punto 1, donde se repite el ciclo explicado. Como puede observarse, en el proceso existen varias temperaturas diferentes, lo cual hace que el estado refrigerante sea distinto en varios puntos; por ejemplo, se obtiene liquido subenfriado y saturado, vapor saturado y sobrecalentado, como se verá en el ciclo real.
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No obstante, en principio solo hay dos presiones perfectamente diferenciadas, que son las que corresponden a la evaporación y a la condensación. Es por ello que puede hablarse del LADO DE ALTA PRESIÓN y del LADO DE BAJA PRESIÓN de una planta o instalación frigorífica, como puede observarse en la figura 1 y 3. Distingamos las características de presión (p), temperatura (t) y entalpía (h) de los puntos más representativos del proceso sobre dichas figuras. El refrigerante condensado, punto 1, esta a una temperatura tc (de condensación) y a una determinada presión pc (presión de condensación) y a una entalpía h1. Cuando el liquido pasa a través de la válvula de expansión su estado kdel punto 1 al punto 2. este cambio de estado se produce por la ebullición del liquido, provocada por la caída brusca de presión, de Pc a P01 bajando al mismo tiempo la temperatura de ebullición del liquido tc or la disminución de presión. En este proceso el calor es constante, por lo que la entalpía no varía: h1 =h2. A la entrada del evaporador, punto 2, coexiste una mezcla de vapor y liquido (parte interior de la curva p-h), mientras que a a salida del mismo, punto 3, el vapor esta saturado. La presión P0 y la temperatura t0 son las mismas del punto 2, pero como el evaporador ha absorbido calor del recinto donde se encuentro, la entalpía ha aumentado hasta h3. Cuando el vapor pasa por el compresor, este le confiere un aumento de presión desde el punto 3 a que el vapor ha llegado, hasta el punto 4 o presión de condensación Pc. Esta energía añadida por el compresor hace que aumente la temperatura hasta el valor t4 como consecuencia de haber sido recalentado el vapor, y la entalpía, por tanto, alcanza el valor h4. A la entrada del condensador, punto 4, encontramos, pues, vapor recalentado a una presión de condensación. Allí se evacua el calor al medio ambiente, hasta conseguir que su entalpía descienda de nuevo hasta el punto 1, es decir, al valor h1. Permaneciendo la temperatura constante desde el punto 5 hasta el punto 1, por tener lugar el proceso de cambio de estado de gas a liquido. En la practica, el ciclo ideal o teórico no se produce exactamente como se ha descrito, ya que debido a otras causas, suelen producirse variaciones que apartan sensiblemente el comportamiento del refrigerante de su ciclo teórico. Es el denominado ciclo real y sus diferencias principales se encuentran al s características de los elementos que constituyen a la instalación (evaporadores, condensadores compresores y tubería de refrigerante) en forma de recalentamiento o subenfriamientos que varían las condiciones teóricas de los valores de presión y temperatura, fundamentalmente.
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CAPÍTULO IV / COMPONENTES DE UN SISTEMA DE REFRIGERACIÓN
COMPRESIÓN DE VAPOR
COMPRESORES El compresor tiene dos funciones en el ciclo de refrigeración por compresión. En primer ligar succiona vapor refrigerante y reduce la presión en el evaporador a un punto en el que puede ser mantenida la temperatura de evaporación deseada. En segundo lugar, el compresor eleva la presión de vapor refrigerante a un nivel lo suficientemente alto de modo que la temperatura de saturación, sea superior a la temperatura del medio enfriante disponible para la condensación del vapor refrigerante.
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CONDENSADORES
El condensador es básicamente un intercambiador de calor en donde el calor absorbido por el refrigerante durante el proceso de evaporación es cedido al medio de condensación. El calor cedido por el condensador es siempre mayor que el calor absorbido durante el proceso de evaporación debido al calor de la comprensión. Conforme el calor es cedido por el vapor de elevada presión y temperatura, su temperatura desciende al punto de saturación y el vapor se condensa convirtiéndose en liquido, de aquí el nombre de condensador. CONDENSADORES ENFRIADOS POR AIRE El condensador más comúnmente usado es el tubo con aletas en su exterior, las cuales disipan el calor al aire ambiente. A excepción de unidades domésticas muy pequeñas, las cuales dependen de la circulación del aire ambiente por gravedad, la transferencia de calor se lleva a cabo de modo eficaz forzando grandes cantidades de aire a través del condensador.
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Los condensadores enfriados por aire son fáciles de instalar, baratos de mantener, no requieren agua y no tienen peligro de congelación en tiempo de mucho frío. Sin embargo, en necesario un suministro de aire fresco y el ventilador puede crear problemas de ruido en grandes instalaciones. En regiones muy cálidas la temperatura relativamente elevada del aire ambiente puede producir presiones elevadas de condensación; sin embargo, si la superficie del condensador es la adecuada puede ser utilizado satisfactoriamente en todo tipo de clima. Han sido utilizados con mucho éxito durante muchos años en áreas cálidas y secas en donde el agua escasa. Y dado el incremento en la escasez de agua en áreas densamente habitadas, el empleo de los condensadores enfriados por aire se aumentará sin duda en el futuro. El aire al ser forzado a través del condensador absorbe calor y eleva su temperatura. Por consiguiente, disminuye la eficacia de cada hilera subsiguiente en el serpentín, de todos modos son frecuentemente empleados serpentines de hasta 8 hileras de profundidad. Las aspas de succión que arrastran el aire a través del condensador, resultan más apropiadas por establecer un flujo de aire uniforme que las aspas del tipo de descarga. El tipo de aspas de succión se prefiere normalmente puesto que una distribución uniforme del aire aumenta la eficacia del condensador. La mayoría de los sistemas de refrigeración enfriados por aire que funcionan en bajas temperaturas de ambiente son susceptibles a sufrir deterioro debido a presiones de descarga anormalmente bajas, a menos que se establezcan medios adecuados para mantener normal la presión de descarga. Esto sucede especialmente en unidades de vehículos refrigeradores estacionados en el exterior o en garajes sin calefacción. La capacidad de los dispositivos de control de refrigerantes (Válvulas de Expansión) depende de la diferencia de presión a través del dispositivo. Dado que estos esta seleccionados par la capacidad deseada con presiones de funcionamiento normales, la anormalmente baja presión de descarga que reduce la diferencia de presión a través d la válvula de expansión, puede motivar un flujo de refrigerante insuficiente, causando una mala alimentación de refrigerante al evaporador y produciendo escarcha en el serpentín evaporador. La baja velocidad del refrigerante y, posiblemente, la baja presión del evaporador, permite que el aceite se asiente y quede atrapado en él, motivando en ciertas ocasiones la escasez de aceite ene cárter del compresor.
CONDENSADORES ENFRIADOS POR AGUA
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Cuando se encuentra disponible agua de condensación adecuada a bajo costo, son preferibles los condensadores enfriados por agua dado que tienen presiones de condensación más bajas y es posible un mejor control de la presión de descarga. El agua, especialmente de manantiales, es generalmente mas fría que la temperatura del aire durante el día. Si se utilizan torres de enfriamiento, la temperatura del agua de condensación puede ser bajada a un punto muy cercana a la temperatura del bulbo húmedo. Esto permite la continua recirculacion de agua de condensación y reduce e consumo de esta al mínimo. Normalmente el agua se desplaza a través de tuberías o serpentines en el interior de una carcaza sellada en la que se descarga el gas caliente procedente del compresor. Una vez condensado el refrigerante este puede salir por la línea de liquido siendo de este modo innecesario el empleo de un recipiente separado. Una válvula de control de agua modulada con un elemento sensible a la presión o a la temperatura puede ser utilizada para mantener las presiones de condensación dentro de la gama deseada mediante el aumento o disminución del flujo de agua según sea necesario. Los circuitos de agua de enfriamiento en compresores con camisas de agua y en condensadores enfriados por agua puede instalarse en serie o en paralelo según lo requiera cada aplicación en particular. El empleo de conexiones en paralelo produce una menor caída de presión a través el circuito y puede ser necesario cuando el aumento en la temperatura del agua de enfriamiento debe mantenerse al mínimo. En ocasiones los condensadores se deterioran por al excesiva velocidad del agua o por la excesiva velocidad del agua o por la cavitación de los tubos del condensador.
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CONDENSADORES EVAPORATIVOS
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Los Condensadores de Evaporación se utiliza frecuentemente cuando se desean temperaturas de condensación inferiores a las que pueden obtenerse con condensadores enfriados por aire y en donde el suministro de agua no es adecuado par a una intensa utilización. El vapor de refrigerante caliente fluye a través de tuberías dentro de una cámara con rociadores de agua en donde es enfriado mediante la evaporación del agua que entra en contacto con los tubos de
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refrigerante. El agua que se expone al flujo del aire en una cámara con rociadores se evaporará rápidamente. El calor latente requerido para el proceso de evaporación se obtiene mediante una reducción en el calor sensible y, por consiguiente, mediante una reducción de la temperatura del agua. Una cámara de evaporación con rociadorepuede reducir la temperatura del agua a un punto que se aproxima a la temperatura del bulbo húmedo del aire. La temperatura del bulbo húmedo es un término utilizado en el acondicionamiento de aire para describir la mínima temperatura que puede obtenerse mediante el proceso de evaporación. El término temperatura del bulbo, expuesto a la temperatura ambiente, indica el bulbo seco o la temperatura ambiente, mientras que si una mecha humedecida con agua se coloca en torno del bulbo de mercurio y se expone aun rápido movimiento de aire, la temperatura indicada por el termómetro será la temperatura del bulbo húmedo. La diferencia entre las lecturas de bulbo seco y húmedo son determinada por la evaporación de la superficie húmeda de la mecha y esta es proporcional al contenido de humedad o presión del vapor contenido en el aire. La temperatura del bulbo húmedo es siempre inferior que la temperatura del bulbo seco y, para un bulbo seco dado, entre el menor sea el contenido de humedad del aire, menor será la temperatura a del bulbo húmedo. Puesto que el enfriamiento se realiza mediante la evaporación de agua, el consumo de aguas es únicamente una fracción de la que s utiliza en sistemas de enfriamiento en los que el agua después de utilizarse se descarga a un drenaje. Los condensadores evaporativos son por consiguiente, muy utilizados en regiones del mundo que son áridas y calientes.
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EVAPORADORES
El evaporador es u aparato destinado a la producción de frío en el interior de un recinto mediante la absorción de calor del mismo, utilizando para ello al vaporización de un líquido. Se trata, pues, de unintercambiador de calor que, en función de la capacidad requerida, necesitará una determinada superficie de intercambio, utilizando unos determinados valores de coeficientes de transmisión de calor. El evaporador es el elemento que proporciona finalmente la temperatura necesaria para la conservación de los productos, mediante el cambio de estado en su interior de un determinado liquido o refrigerante, a una presión y temperatura dadas. Los tubos lisos son de acero cuando se utiliza R-717 (Amoníaco) y se suelen encontrar en evaporadores de grandes capacidades. Para los refrigerantes fluorados se utiliza el cobre y suelen emplearse de forma unitaria en instalaciones de motores dimensiones, o bien de varios evaporadores. Si a los tubos lisos se les coloca unas aletas o placas metálicas, soldadas o expandidas, a presión sobre los tubos, se consigue aumentar considerablemente la superficie de intercambio de calor. Los tubos forman un serpentín y las distancias d separación entre ellos o de las aletas es variable, siendo en general mayor la densidad cuanto menor es la temperatura y viceversa, debido a las exigencias de circulación de aire. Para temperaturas bajas la separación de aletas puede oscilar de 2 a 3 aletas por pulgada y para temperaturas cercanas a los 0ºC puede llegar a ser de 14 aletas por pulgada.
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Si todo liquido refrigerante que penetra en el evaporador se convierte completamente en vapor en el intervalo de tiempo que media desde que entra hasta que sale por el otro extremo, el refrigerante llegará a la tubería de aspiración del compresor en forma de vapor. Para su funcionamiento suele utilizarse una válvula de expansión termostática que regula el paso del liquido de acuerdo con la aspiración del compresor, de forma que solo deja entrar la cantidad que puede ser vaporizada totalmente. Para conseguir este efecto suele ser necesario un recalentamiento de unos 10 ºc aproximadamente o mayor en algunas ocasiones. Cuando los evaporadores se llenan completamente de liquido refrigerante, se les denomina de tipo inundado. En este caso, se controla medianteuna válvula de flotador que se cierra y no deja pasar mas liquido cuando se alcanza el nivel fijado. Mediante este sistema de consigue aumentar el rendimiento del evaporador hasta en un 20% aproximadamente. Otro tipo de evaporador es aquél en que la circulación del refrigerante se controla regulando el caudal mediante una válvula fija que da paso a una bomba. En estos excesos de liquido, por lo que suelen llamarse de tipo Sobrealimentado; el exceso de liquido se separa del vapor, se recoge en un colector y se recircula denuevo hacia el evaporador, en tanto el vapor es aspirado por le compresor. Cuanto mayor es el numero de recirculaciones de liquido, mayor es el rendimiento del evaporador en general. Hay que procurar que el aire que circula en el interior de la cámara o recinto que se desea refrigerar, lo haga de forma adecuada, ya que su velocidad es esencial en os intercambios de calor entre el ambiente, los productos y el evaporado, el aire puede circular por simple convección natural asegurada por los gradientes térmicos que se producen en las distintas zonas. Velocidad de movimiento en este caso es baja y sus efectos deshidratantes sobre las superficies de los productos, en particular los no empaquetados o envueltos, es mínima.
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SISTEMA DE DESHIELO
El vapor de agua que se halla en suspensión en el aire que atraviesa el evaporador cuyas temperaturas es inferior a la de la cámara, si está por debajo de los cero grados se deposita en forma de escarcha sobre las paredes del evaporador. Además de las aperturas de puerta, con las consiguientes entradas de aire caliente y húmedo, los productos almacenados despiden también humedad, cristalizando el hielo y llegando a impedir el paso del aire, ya que al convertiste en un medio menos conductor, dificulta la debida transmisión térmica. Todo estado contribuye a que, al descender la temperatura del refrigerante en ebullición en el interior del evaporador disminuya la producción frigorífica, aumente el tiempo de funcionamientos de los compresores y se eleve el grado higrométrico. Por ello, es necesario realizar periódicamente el desescarchado de los
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evaporadores. Para desescarchar el hielo formado a la temperatura que se encuentra en os evaporadores de una cámara de conservación es preciso valerse de aportaciones de calor suplementarias para fundirlo. Los medios mas utilizados en la refrigeración comercial e industrial son los siguientes:
Por agua
Por elementos de calefacción eléctrica
Por gas caliente procedente de la descarga del compresor. El primero de los sistemas se realiza por pulverización de agua. Una lluvia de agua a presión sobre las capas de hielo acumulada en las aletas se emplea cuando la temperatura de evaporación no es muy baja (por encima de los 4 ºC), y es un buen método cuando el sistema de condensación es or agua, ya que así se puede aprovechar el agua recalentada que sale de los condensadores.
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CAPÍTULO V / RESPONSABILIDADES DE UN OPERADOR
El operador de Sala de Maquinas deberá estar familiarizando con toda la instalación de refrigeración de la cual él es responsable. Esto incluye la construcción, procedimientos de operación y mantenimiento de todo el equipo, especialmente del compresor. Deberá estar empapado acerca de la teoría de refrigeración y de la función del compresor. El operador siempre deberá tener en cuanta que una operación segura y eficiente de la instalación a bajo nivel, los cuales son puntos de vital importancia. El operador debe conocer todos los sistemas de seguridad que son montados en el sistema, de manera de poder entender los problemas que se pueden suscitar y asegurar una operación segura. Las mayorías de estos dispositivos pueden ser chequeados en forma regular de manera de poder asegurar su funcionamiento en caso de fallas. En orden de mantener programas exactos de mantención, deberán existir datos disponibles para diagnosticar cualquier problema, y es deseable abrir y mantener un libro de operaciones del sistema, las condiciones de operación del sistema deberán ser registradas a cada hora, tal información deberá contener temperaturas y presiones de succión y descarga, temperatura del medio ambiente, presión de aceite, etc. El operador deberá prestar atención constante a los ruidos y niveles de vibración de tal forma que se pueda tomar las medidas adecuadas así dañar los equipos. Los chequeos periódicos se deben hacer de acuerdo con los manuales de servicio entregado por los fabricantes. Cuando el compresor es paralizado por largo tiempo, se deberá tener cuidado de drenar completamente todo el agua de enfriamiento del sistema.
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CAPÍTULO VI / OPERACIÓN EFICIENTE
a) Generalmente hablando, cuando más alta es la presión de succión, más alta la temperatura de evaporación y cuanto más baja la presión de descarga, mas baja la temperatura de condensación. Estos son los factores que afectan la eficiencia, es conveniente obtener un pequeño rango de presión Descarga/succión. Si este rango es alto la operación del compresor será forzada y por consiguiente no podrá operar en forma segura. El rango máximo de presión Descarga/succión para el Amoníaco es de 10 y para e freón es de 11. b) La presión se sucesión es determinada por el balanceo de la carga y capacidades del evaporador y compresor, la capacidad del evaporador es determinada por la temperatura de expansión y por el área de transferencia de calor o altura del liquido del evaporador. c) El ajuste o el grado de abertura de la válvula de expansión y el nivel del liquido en el evaporador es llevado a cabo para lograr la mas alta eficiencia. Si la compresión se torna húmeda, sin embargo, la presión de sucesión es elevada conforme la capacidad del compresor es reducida y la eficiencia de operación obviamente descenderá si la presión de sucesión cae y el flujo del refrigerante disminuye, existe demasiado aceite recolectado en el evaporador o el evaporador se ha recubierto de una capa de escarcha o hielo. d) La presión de sucesión también puede caer debido a condiciones anormales tales como congelación de humedad en la válvula de expansión, atoro de filtros por materias extrañas, etc. e) Generalmente, si el grado de gas de sucesión sobrecalentado es demasiado alto, la capacidad del evaporador decrecerá por insuficiencia en el abastecimiento de liquido, con 5 ºC para el Amoníaco y 10 ºC para el freón son parámetros muy aconsejables para cualquier sistema. f) Cuando varios compresores se encuentran operando y si la carga es aligerada, disminuye el número de unidades operativas para lograr una operación con presión de sucesión baja, acorde a las mismas horas de operación del compresor, necesarias para obtener la temperatura requerida y evitar temperaturas más bajas que las necesarias. g) Es conveniente operar el compresor bajo condiciones de presión de sucesión máxima adecuada y de descarga mínima conveniente. h) Es algo negativo para el compresor repetir el arranque/ parada.
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i) Si el compresor es operado bajo condiciones de compresión húmeda por largos períodos, la válvula de descarga y de sucesión pueden ser dañadas ocasionándose la abrasión de las empaquetaduras, aún cuando la compresión húmeda no ocasiona golpes de liquido. j) El operador debe asegurarse que el compresor funcione en forma normal, la presión del aceite durante la operación deberá estar 1,5 Kg/cm2 sobre la presión de sucesión, y la temperatura en su rango normal. k) Si las condiciones de operación son tales que el rango de compresión es o normalmente alto, el gas de succión sobrecalentado o la temperatura de descarga innecesariamente alta, el aceite que circunda la válvula de descarga se carbonizará y la eficiencia de la válvula disminuirá. l) Para el caso del refrigerante Amoníaco, debido a que el aceite no circula en grandes cantidades el ciclo de refrigeración, el aceite del compresor deberá ser llenada de acuerdo al descenso en el nivel de aceite del carácter. m) En instalaciones con freón, el aceite fácilmente ingresa al ciclo de refrigeración, por lo que es importante evitar cargas excesivas de aceite. n) Cuando el nivel de aceite en el cárter desciende, el operador deberá tomar los pasos para regresar el aceite del evaporador, esto puede efectuarse fácilmente reduciendo el sobre- calentamiento del gas de sucesión. Como ya se menciono anteriormente un exceso de aceite empeorará la eficiencia y puede dañar el compresor.
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CAPÍTULO VII / SEGURIDAD
SEGURIDAD
Verifique que el sistema de ventilación o extracción de aire de la sala de máquinas es el adecuado y se encuentra operativo.
Disponga de iluminación de emergencia, salidas apropiadas, mascara de gas y filtros de reserva para
las mascaras.
Amarre una larga cuerda a la cintura de la persona que este por entrar en una sala saturada con cualquier refrigerante, para servir de guía para su salida y para ser usada en tentativa de seguir y
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localizar a la persona en la sala. Nunca entre solo en una sala con grandes concentraciones de cualquier refrigerante.
Verifique regularmente las temperaturas de descarga del compresor y del aceite de lubricación, estas
deben ser mantenidas para el compresor y el aceite de lubricación, estas deben ser mantenidas debajo de los límites máximos determinados por el fabricante, para el compresor y verifique las causas del porque los limites fueron excedidos.
Evite subir o apoyarse sobre tuberías, elimine inmediatamente vibraciones excesivas en las tuberías.
Cubra con protecciones apropiados todos los acoplamientos de los equipos.
Las conexiones de las válvulas de alivio y/o seguridad deben tener escape hacia el exterior mediante
tuberías libres.
Nunca cierre todas las válvulas de un recipiente lleno de refrigerante, a no ser que este protegido por una válvula de alivio adecuadamente dimensionada.
Las bombas de refrigerante líquido sean ellas de engranaje, pistón o centrífugas, deben tener válvula
de alivio adecuadamente dimensionada.
Desarrolle un “PLAN DE PROCEDIMIENTO DE EMERGENCIA”, promueva ensayos de entrenamiento de este plan, determine bien la localización de la válvula principal de alimentación de líquido, llave de interrupción de los compresores y manguera de agua.
Verifique que los extintores de incendio están en condiciones de operación, en número suficiente y en
los lugares adecuados.
Tenga siempre consigo una mascar de gas cuando haga servicio donde pueda ocurrir una fuga.
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CAPÍTULO VIII / PRIMEROS AUXILIOS
Mantenga a su alcance una solución de 2,5% de BÓRAX y 2,5% ÁCIDO BÓRICO en agua destilada. Caso: CHORRO DE LÍQUIDO O VAPOR CONCENTRADO EN LOS OJOS.
Moje los ojos inmediatamente con la solución y continúe por lo menos 30 minutos.
Llame a un Médico. Caso: EXPOSICIÓN AL GAS
Aparte inmediatamente al personal afectado para el aire libre
Llame a un Medico
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Quite las ropas si se impregnaron de líquido o vapor concentrado
Mantenga al paciente calmado y envuelto en cobertores calientes
Una persona autorizada por un Medico puede administrar oxigeno
Si faltara la respiración, aplique respiración artificial.
Caso: QUEMADURAS DE PIEL POR CHORROS DE VAPOR CONCENTRADO
Lave inmediatamente con grandes cantidades de agua y continúe por lo menos por 15 minutos ( Una Bañera o ducha debe estar disponible cerca de todas las instalaciones)
Llame un Medico
Después de lavar, aplique compresas humedad de la solución antes descrita a las partes afectadas hasta tener orientación médica disponible.
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CAPÍTULO IX / NUEVOS REFRIGERANTES
Extracto de la Revista FRIO Y CALOR, por Alejandro Calvo, Ingeniero Civil. Como es sabido por todos, se ha detectado un peligroso adelgazamiento de la capa de ozono principalmente en el polo Sur y también aunque en menor escala en el polo Norte. No se ha podido determinar con certeza que es lo que produce esta fenómeno, pero se cree que los Clorofluorocarbonos (CFCs) son los principales causantes de la destrucción de la capa protectora de ozono. Debido a esto, 67 países ya han firmado el protocolo de Montreal, donde los países industrializados debieron reducir en 1998 la producción de CFCs a la mitad de lo que producían en 1986, dejando un consumo máximo de 0,3 Kg Per/Capita Chile firmó este protocolo habiéndose publicado el decreto pertinente en Abril de 1990. Sin embargo, mediciones hechas por un satélite a principios de este año han revelado que la capa de Ozono, sobre Estados Unidos, se ha reducido en por lo menos 50% más que lo previamente estimado, lo que estaría haciendo que los refrigerantes (Más solventes y propelentes) rápidamente. Los fabricantes de los CFCs han estado trabajando febrilmente y es así como por ejemplo la compañía DUPONT, fabricante de los FREONES, esta introduciendo la nueva línea llamada SUVA ( Marca Registrada de DUPONT), entregando las primeras producciones en su fabrica de Corpus Cristi del refrigerante SUVA 134ª que no produce ningún daño a la capa de Ozono (la curva de presión de vapor del 135ª es muy parecida al R-12). Para ilustrar la magnitud del esfuerzo requerido DUPONT estima que invertirá US$1000 millones en transformar la línea antigua de CFCs en los nuevos refrigerantes, incluyendo la investigación pertinente.
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Los nuevos refrigerantes son hidrofluorocarbonos (HFCs) ehidrocloro fluorocarbones (HCFCs). Los HCFCs que aunque tienen cloro, tiene una estructura tal, que permita la disipación del cloro en la baja atmósfera en vez de la estratosfera bajando su potencial reducción del Ozono entre 2% y 10% de los CFCs tradicionales, al ser más inestables por la inclusión de átomos de hidrógeno en su estructura. Es posible decir que casi todos fluoroclocarbonos usados comercialmente puede ser remplazado por los nuevos HCFCs y HFCs, y lo que es más importante se prevé que las mezclas de HCFC- 22, HCF- 124 y HFC- 152ª mas otros refrigerantes pueden remplazar a los actuales refrigerantes con conversiones mínimas en los equipos de refrigeración, incluyendo buenas propiedades para su uso con ciertos lubricantes. Cabe hacer notar que los Estados Unidos, la refrigeración es la que ocupa el 40% del mercado de los CFCs. Dentro de este segmento, la mitad se ocupa en el aire acondicionado de los automóviles y afines. De la otra mitad el 95% se ocupa de la refrigeración comercial e industrial y los refrigeradores domésticos un 5%, o sea solo un 1,2% del total de los CFCs ocupados. El uso de los CFCs como agentes de limpieza en la electrónica, propelentes, espumantes en la fabricación de poliuretanos espumados y halones como agente para apagar incendios tiene una fuertisima ocupación, cercana al 60% del total del uso y casi todos dañan la capa de Ozono. De la lista de CFCs, se puede mencionar al R- 22 como uno de los pocos que tienen bajo efecto potencial sobre el efecto del Ozono y no esta colocado en la lista de los refrigerantes prohibidos. Sin embargo, la presión ejercida de los defensores del ambiente es tremendamente fuerte y la comunidad económica Europea ha acordado terminar el uso de los CFCs en 1997, dando pauta a los ambientalistas en los Estados Unidos para que sigan sus pasos. La FORD MOTORS CO. A partir de 1995 los acondicionadores del aire de esos autos, usan los nuevos refrigerantes. La ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY de los Estados Unidos quieren fijar metas más estrictas para los Fluorocarbonos (CFCs) eliminando su uso totalmente para el año 2015. el problema es que se hace con la inversión en equipos antiguos si no se obtiene una total compatibilidad. Además del efecto que tiene sobre la aparición de más casos de Cáncer, la reproducción de ozono tiene un efecto marcado sobre las especies vivientes, se estima que una reducción del 1% del ozono produce una disminución cercana al 1% en algunas cosechas, la presión que habrá por este lado será considerable. Por lo antes expuesto, es posible concluir que veremos antes de lo esperado la llegada de los nuevos refrigerantes y de los equipos modificados para el uso de estos refrigerantes.
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CAPÍTULO X / MODELOS DE CÁLCULO PARA DIAGRAMAS P- h
Los diagramas de Presión – Entalpía buscan el poder relacionar los procesos ideales de un sistema frigorífico y fundamentar los parámetros de medición para establecer si e sistema esta funcionando según la condición esperada. Partiendo de la temperatura de evaporación que se necesite y conocida la temperatura de condensación, podrá trazarse sobre el diagrama p. El ciclo y hallar sucesivamente los valores que se indican en el modelo de cálculo que se propone. Los puntos característicos del sistema son: Comprensión 4 - 1 Condensación 1 - 2 Dispositivo de Expansión 2 - 3 Evaporación 3 - 4 Para poder establecer los parámetros iniciales tales como la Tº de Evaporación y la Tº de Condensación de debe seguir los siguientes parámetros:
La temperatura de Evaporación se establece a partir del funcionamiento del Dispositivo de Expansión, el cuál establece su funcionamiento a partir de un diferencial mínimo de 5 ºC con respecto
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de la temperatura Interna de la cámara y con un máximo de 10 ºC por problemas producidos por la condensación en el intercambiador de calor que se utilice.
La temperatura de Condensación se establece a partir de la temperatura del medio ambiente exterior
o en donde se ubique el condensador (se establece la Tº promedio de verano de la zona) y se establece su valor a partir de un diferencial mayor de 10 ºC y menor de 15 ºC.
Con estos datos se puede establecer los puntos en el diagrama y tazar el ciclo ideal de 1-2-3-4-1. recuerde que la comprensión 4-1 se traza siguiendo una línea de entropía constante. Una vez dibujando el ciclo puede ya determinar la entalpía h1, h2, h3 y h4. Otro dato que daremos como conocido es el requerimiento frigorífico de la instalación, en Kcal/hr que representaremos por el símbolo Nf. Los parámetros que se debe calcular son: CALOR ABSORBIDO EN EL EVAPORADOR: (qe) Que se calcula a partir de la expresión: Qe = (h3 - h4) El valor negativo de la expresión solo refleja que absorbe calor. CAUDAL MÁSICO DE FLUIDO FRIGORÍFICO (m / Hr) M = NF / qe TRABAJO ESPECÍFICO DE COMPRENSIÓN (q w) Q w = h4 - h1 POTENCIA DEL COMPRESOR (P c) P c = M x (q w ) CALOR DESPRENDIDO DEL CONDENSADOR: (QC) Que se calcula a partir de la expresión: Qc = (h1 - h2)
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POTENCIA CALORIFICA DESPRENDIDO DEL CONDENSADOR: (Qc) que se calcula a partir de la expresión: qc = (h1 - h2)
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CAPÍTULO XI / SICROMETRÍA
DEFINICIÓN
Es el estudio del comportamiento del aire, en lo respectivo a su contenido de agua y comportamiento al calor. TERMINOS BÁSICOS Atmósfera El aire, alrededor de nosotros, se compone se una mezcla de gases secos y vapor de agua. Los gases contienen aproximadamente 77% de Nitrógeno y 23% de Oxígeno, con otros gases que totalizan menos de 1%. El vapor de agua, existe en muy poca cantidad. Temperatura de bulbo seco: Es la temperatura medida con termómetro ordinario. Temperatura de Bulbo Húmedo: Es la temperatura que resulta de la evaporación de agua, en una gasa húmeda, colocada sobre un termómetro común. Temperatura de punto de rocío: Es la temperatura de saturación, a la cuál tiene lugar la condensación de vapor de agua. Un ejemplo es la humedad sobre un vaso de agua con hielo. El vidrio frío reduce la temperatura del aire por debajo de su punto de rocío y la humedad que se condensa forma gotas sobre la superficie del vidrio. Humedad específica: Es el proceso real de vapor de agua en el aire, se expresa en gramos o libras de agua por libras de agua por libra o gramos de aire seco, dependiendo de los datos usados.
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Humedad relativa: Es la relación del vapor de agua real en el aire, comparando a la máxima cantidad que estaría presente a la misma temperatura, expresada como un porcentaje %. Descripción del diagrama de sicrometria
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PROCESOS INVOLUCRADOS
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ANEXO
TABLA 1. Clasificación de los refrigerantes. (Reglamento de Seguridad para Plantas e Instalaciones Frigoríficas, 1979)
Número de Identificación del
refrigerante
Nombre químico Fórmula química Paso molecular en gramos
Punto de ebullición en ºC a
1,013 bar Grupo primero: Refrigerante de alta seguridad
R –11 R-12 R-13 R-13B1 R-14 R-21 R-22 R-113 R-114 R-115 R-C318 R-500 R-502 R-744
Triclorofluormetano Diclorodifluormetano Clorotrifluormetano Bromotrifluormatano Tetrafluoruro de carbono Diclorofluormetano Clorodifluormetano 1,1,2-Triclorofluoretano 1,2Diclorotetrafluoretano cloropentafluoretano octofluorciclobutano R-12 (73,8%) + R-152 a (26,2%) R-22 (48,8%) + R-115(51,2%) Anhídrido Carbonico
CCI3F CCI2F2 CCIF3 CBrF3 CF3 CHCI2F CHCIF2 CCI2FCCIF2 CCIF2CCIF2 CCIF2CF3 C1F3 CC2F2/CH3CHF2 CHIF2/CCIF2CF3 CO2
137,4 120,9 104,5 148,9 88 102,9 86,5 187,4 170,9 154,5 200 99,29 112 44
23,8 -28,8 -81,8 -58 -128 8,92 -40,8 47,7 3,5 -38,7 -5,9 -28 -45,6 -78,5
Segundo grupo: Refrigerante de medida seguridad R-30 R-40 R-160 R-611 R-717 R-764 R-1130
Cloruro de Metileno Cloruro de Metileno Cloruro de Etileno Formiato de Metilo Amoníaco Anhídrido Sulfuroso 1,2- Dicloetileno
CH2CI2 CH3CI CH3CH2CI CHOOCH3 NH3 SO2 CHCI=CHCI
84,9 50,5 -64,5 60 17 64 96,9
40,1 -24 12,5 31,2 -33 -10 48,5
Grupo tercero: Refrigerante de baja seguridad R-170 R-290 R-600 R-600a R-1150
Etano Propano Butano Isobutano Etileno
CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 CH(CH3)3 CH2=CH2
30 44 58,1 58,1 28
-88,6 -42,8 0,5 -10,2 -103,7
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TABLA 2. Efectos fisiológicos de los refrigerantes. (Reglamento de Seguridad para Plantas e Instalaciones Frigoríficas, 1979)
Porcentaje en volumen de concentración en el aire
Caracterís-ticas
Advertencia Número de
Identificación
Nombre químico Fórmula química
Lesión mortal o importante en pocos minutos
Peligroso de los 30 a los 60 minutos
Inocuo de 1 a 2 horas
Grupo primero: Refrigerantes de alta seguridad R-11 R-12 R-13 R-1381 R-14 R-21 R-22 R-113 R-114 R-115 R-C318 R-500 R-502 R-744
Triclorofluormetano Diclorodifluormetano Clorotrifluormetano Bromotrifluormetano Tetrafluorurodecarbono Diclorofluormetano Clorodifluormetano 1,1,2-Triclorofluoretano 1,2Diclorotetrafluoretano cloropentafluoretano Octofluorciclobutano R-12 (73,8%) + r-152ª (26,2%) R-22 (48,8%) + R-115 (561,2%) Anhídrido Carbónico
CCI3F CCI3F2 CCIF3 CBrF3 CF4 CHCI2F CHACIF2 CCI2FCIF2 CCIF2CCIF2 CCIF2CF2 C2F2 CCI2F2/CH3CHF2 CHSIF2/CCIF2CF3 CO2
8
10 5 a 10 5 a 6
10 20 a 30 20 a 30 20 a 30 5 20 2,5 20 a 30 20 a 30 20 a 30 20 20 2 a 4
a b b b a b a b b b b b c
Pueden producirse gases de descomposición tóxicos en presencia de llamas, su olor intenso proporciona un aviso antes de alcanzarse concentraciones peligrosas
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Grupo segundo: Refrigerantes de media seguridad
R-30 R-40 R-60 R-717 R-764 R-1130
Cloruro de metileno Cloruro de Metilo Cloruro de Etilo Amoníaco Anhídrido sulfuroso 1,2-Dicloroetileno
CH2CI2 CH3CI CH3CH2CI NH3 SO2 CHCI=CHCI
5 a 5,4 15 a 30 15 a 30 0,5 a 1 0,2 a 1
2 a 2,4 2 a 4 6 a 10 0,2 a 0,3 0,04 a 0,05 2 a 2,5
0,2 0,05 a 0,1 2 a 4 0,01 a 0,03 0,005 a 0,004
a f f d, e d, e f
Gases de descomposición tóxicos e inflamables. Gases de descomposición tóxicos e inflamables. Gases de descomposición tóxicos e inflamable. Corrosivo Corrosivo Gases de Descomposición tóxicos e inflamables.
Grupo tercero: Refrigerantes de baja seguridad R-170 R-290 R-600 R-600a R-1150
Etano Propano Butano Isobutano etileno
CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 CH(CH3)3 CH2=CH2
6,3
4,7 a 5,5 4,7 a 5,5 5 a 5,6 4,7 a 5,5
g g g g g
Altamente inflamables...
Las letras de la columna “características” significan: a) Altas concentraciones producen efectos soporíferos. b) Altas concentraciones provocan una disminución en la cantidad de oxigeno, originando sofoco y
peligro de asfixia. c) No posee olor característico, pero posee un margen muy pequeños entre los efectos no tóxicos y
mortales d) Olor característico, incluso a concentraciones muy bajas e) Irritante, incluso a concentraciones muy bajas f) Muy soporífero g) No produce lesiones mortales o importantes a concentraciones por debajo de los limites inferiores de
explosión; de hecho, no es tóxico.
