Aire Acondicionado (I.I.) - personales.unican.es

1 aire Acondicionado ( ). refrigerantes y Salmueras Las trasparencias son el material de apoyo del profesor para impartir la clase. No son apuntes de la asignatura. Al alumno le pueden servir como gu a para recopilar informaci n (libros, ) y elaborar sus propios apuntes Departamento: Ingenier a El ctrica y Energ tica Area: M quinas y Motores T rmicos CARLOS J RENEDO Despachos: ETSN 236 / ETSIIT S-3 28. Tlfn: ETSN 942 20 13 44 / ETSIIT 942 20 13 82. 1. refrigerantes Y SALMUERAS. Introducci n refrigerantes Clasificaci n de los refrigerantes Fluidos Puros y Mezclas Nomenclatura de los refrigerantes Problem tica de los refrigerantes Comparativa de refrigerantes Amoniaco Salmueras Introducci n Refrigerante es el fluido utilizado en la transmisi n de calor que, en un sistema frigor fico, absorbe calor a bajas T y presi n, cedi ndolo a T y presi n m s elevadas.

2 Este proceso tiene lugar con cambios de estado del fluido Salmuera es un refrigerante secundario; transfiere el efecto frigor fico desde un circuito primario de refrigeraci n (desde el evaporador en donde le enfr a2 un refrigerante), al producto a enfriar refrigerantes Y SALMUERAS. refrigerantes (I). Las caracter sticas y propiedades termodin micas que han de tener son: Alto calor latente de vaporizaci n: (kJ/kg). Permite reducir el caudal m sico circulante de refrigerante (kg/s). vasp (kJ/kg). Bajo volumen espec fico del vapor en la aspiraci n: vasp (m3/kg) 3. Permite reducir el tama o del equipo (compresor y tuber as).

3 refrigerantes Y SALMUERAS. refrigerantes (I). Las caracter sticas y propiedades termodin micas que han de tener son: Alto calor latente de vaporizaci n: (kJ/kg) Volumen espec fico a -15 C. Permite reducir el caudal m sico circulante de refrigerante de(kg/s). varios refrigerantes Compresor centr fugo vasp (kJ/kg). Bajo volumen espec fico del vapor en la aspiraci n: vasp (m3/kg) 4. Permite reducir el tama o del equipo (compresor y tuber as). refrigerantes Y SALMUERAS. refrigerantes (II). Las caracter sticas y propiedades termodin micas que han de tener son: Presiones de trabajo moderadas Pcond << Pcr tica (permite que el ciclo tenga recorrido).

4 Pevap > Patmos (evita entrada de humedad). Pcritica Tdesc Pcond Pevap Temperatura de descarga moderada 5. Evitar la descomposici n del lubricante y el asociado da o para el compresor refrigerantes Y SALMUERAS. refrigerantes (III). Las caracter sticas y propiedades termodin micas que han de tener son: Tasa de compresi n y exponente isoentr pico reducidos: A menor exponente menor Wcomp A menor Pcond (Pmax/Pmin). menor Wcomp Pevap A mayor exponente (kJ/kg) mayor Wcomp Punto de congelaci n bajo Sin efectos secundarios para personas, materiales y g nero 6. Disponible y de bajo costo refrigerantes Y SALMUERAS. refrigerantes (IV).

5 Midgley y su equipo buscaban un refrigerante apropiado para aplicaciones dom sticas (lo menos t xico, inflamable posible). As llegaron los FREONES, siendo el primero el dicloro-difluoruro-metano (CF2Cl2). Los FREONES desplazaron a la mayor a de los refrigerantes anteriores R12 1930 Midgley CO2 1886. Amoniaco 1872 Boile Metileter 1864. Dietileter 1834 Perkins 7. refrigerantes Y SALMUERAS. Clasificaci n de los refrigerantes (I). Por las presiones de trabajo: Baja presi n, a P atm su T ebullici n es alta, superior a +20 C. Media presi n, T ebullici n entre +20 C y 30 C. Alta presi n, T ebullici n es baja, entre 30 C y 80 C.

6 Muy alta presi n, a T ebullici n es muy baja, inferior a 80 C. Por el Reglamento de Seguridad (I). GRUPO PRIMERO: si no es combustible ni toxico. GRUPO SEGUNDO: t xica o corrosiva; combustible o explosiva a un 3,5 % o m s en volumen GRUPO TERCERO: comb. o expl. a menos de un 3,5%. G 1 G 2 G 3 . R 12 / R 22 R 717 Propano R 290. R 134a Butano R 600. 8. R 404a refrigerantes Y SALMUERAS. Clasificaci n de los refrigerantes (II). Toxicidad (concentraci n y tiempo de exposici n); Dos Grupos: A y B. TVL (TWA): valor l mite umbral de concentraci n para la jornada laboral, Por Seguridad (II). 8 h/d a, sin sufrir efectos adversos TVL (STEL): valor l mite umbral de concentraci n para 15 min, que no se debe exceder en la jornada laboral TVL (C): valor l mite umbral de concentraci n instant nea que no se debe pasar Inflamabilidad y Explosividad (% vol.)

7 O ppm), tres Grupos: 1, 2 y 3. LI, l mite de concentraci n el aire a partir del cual la mezcla puede ser explosiva LS, l mite de concentraci n el aire a partir del cual la mezcla deja de ser explosiva por falta de ox geno Nueva Designaci n No propaga llama (1) Baja Inflam. (2) Alta Inflam. (3). Baja Toxicidad (A) A1 G1 A2 G3b A3 G3. 9. Alta Toxicidad (B) B1 G2 B2 G2 B3 G3a refrigerantes Y SALMUERAS. Clasificaci n de los refrigerantes (III). Por su composici n qu mica (I): Inorg nicos y org nicos (hidrocarburos). CFC s: dos tomos Cl, muy estables en la atm sfera (+100 a os), contribuyen a la destrucci n del ozono.

8 R11, R12, R113, R114, R115, R-500 y R-502. HCFC s: un solo tomo de Cl, vida 2 a 28 a os, afectan la capa de ozono 2 al 10% de los CFC, han sido una soluci n intermedia; influyen en mayor medida que los CFC en el calentamiento del planeta. R-22, R-123, R-124 y R-141b Los HFC s: H, F y C, no destruyen el ozono, pero algunos de ellos tienen un efecto importante sobre el efecto invernadero. R-152a, R-32, R-125 y R-143a El R134a niveles de toxicidad muy bajos, propiedades termodin micas parecidas al R-12 en alta y media T. Como inconvenientes: disminuye el COP a medida que desciende T evaporaci n y aumenta la de condensaci n, no es miscible con aceites convencionales 10.

9 refrigerantes Y SALMUERAS. Clasificaci n de los refrigerantes (IV). Por su composici n qu mica (II): Inorg nicos y org nicos (hidrocarburos). Mezclas: var an sus propiedades en funci n de la composici n Azeotr pica: evaporan y condensan a temperatura constante, R5XX. Zeotr pica: presentan deslizamiento, R4XX. Fluidos de trabajo naturales: El amoniaco R717 (NH3), excelente refrigerante, sus inconvenientes son su elevada toxicidad y no ser compatible con el cobre, componentes de acero Los hidrocarburos (HC's), propano (R290), butano (R600) y sus mezclas; su problema es su alta inflamabilidad El agua (R718) es un excelente fluido de trabajo para alta T.

10 CO2 (R744). 11. refrigerantes Y SALMUERAS. Clasificaci n de los refrigerantes (V). Fluidos Frigor genos CFC HCFC HFC No Halogenados R11. R12. Fluidos Mezclas Fluidos Mezclas HC Inorg nicos Puros Puros R22 Basados R134a R404a R290 (Propano) R717 (NH3). R123 en R22 R23 R507 R600 (Butano) R718 (Agua). R407c R600a (isobutano) R744 (CO2). R417a R410a R508b 12. refrigerantes Y SALMUERAS. Clasificaci n de los refrigerantes (VI). H Aumenta inflamabilidad Inflamable T xico Cl F. Larga duraci n Aumenta el ODP en la atm sfera Disminuye la toxicidad 13. Aumenta el GWP. refrigerantes Y SALMUERAS. Fluidos Puros y Mezclas (I). El refrigerante est formado por un nico El fluido est formado por combinaci n de componente.