PROPIEDADES DE LOS REFRIGERANTES ASÍ ASÍ COMO LOS CRITERIOS PARA SU CLASIFICACIÓN Y SELECCIÓN SEGÚN EL CÓDIGO ASRHAE (ASHRAE) ( ASHRAE) Introducc!n De manera general, un refrigerante es cualquier cuerpo o substancia que actúe como agente de enfriamiento, absorbiendo calor de otro cuerpo o substancia. Desde el punto de vista de la refrigeración por compresión mecánica, se puede definir el refrigerante como el medio para transportar calor desde donde lo absorbe al evapo evaporar rarse, se, a baja baja temp temper erat atura ura y presi presión ón,, hast hasta a dond donde e lo desp despren rende de al condensarse a temperatura y presión altas.
C"#$%c#c!n d& "o$ r&%r'&r#nt&$ (ASHRAE ) El American tandard A!" A!" # A$%AE &' tambi(n clasifica los refrigerantes por su grupo grupo de segu segurid ridad, ad, esta esta clas clasifific icac ació ión n const consta a de )!A )!A *E+% *E+%A A que que indi indica ca su toicidad y )! !-E%/ que indica su flamabilidad. egún su toicidad, los refrigerantes están divididos,en dos grupos0 •
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1las 1lase e A, toi toici cida dad d no iden identitififica cada da para para conc concen entr trac acio ione ness infe inferi rior ores es o iguales a '22 ppm. 1lase 3, se tiene evidencia de toicidad a concentraciones inferiores a '22 ppm.
egún su flamabilidad, los refrigerantes están divididos en tres grupos0 •
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1las 1lase e 4, no mues muestr tra a propa propaga gaci ción ón de llam llama a cuan cuando do se prueb prueba a en aire aire a 5461y 424 78a. 1lase lase 5, l9mit 9mite e infer nferio iorr de flama lamabi bililida dad d supe superi rior or a 2.42 2.42 7g# 7g#m& a 5461 461 y 424 78a y un calor de combustion inferior a 4: 7;#7g. 1lase &, altamente altamente flamable flamable definido definido por un l9mite l9mite inferior inferior de flamabilid flamabilidad ad inferior inferior o igual a 2.42 7g#m& a 5461 y 424n78a o un calor de combustión superior o igual a 4: 7;#7g.
R&%r'&r#nt&$ Inor'*nco$+ on compuestos qu9micos o combinaciones de los elementos de la tabla periódica que no contie contienen nen carbono carbono,, ecept ecepto o el 1/5< 1/5< los refrig refrigera erante ntess inorgá inorgánic nicos os más comunes son el agua, amoniaco y dióido de carbono.
E" A'u#+ %=4>, es un l9quido incoloro, inodoro e ins9pido que está compuesto por dos átomos de hidrógeno y uno de o9geno ?$5/@. us propiedades f9sicas se utilian como patrones para definir, por ejemplo, escalas de temperatura. 1omo refrigerante primario, el agua es utiliada en los procesosde refrigeración por absorción acompaBado del bromuro de litio o amon9aco en máquinas de aire acondicionado y como absorbedor acompaBado del amon9aco en máquinas de refrigeración< se utilia tambi(n como refrigerante en máquinas de refrigeración por eyección. El agua es una opción refrigerante atractiva porque no es tóica ni inflamable. in embargo, es un refrigerante que funciona a muy baja presión Debido a las bajas presiones y las tasas muy elevadas de flujo volum(trico que requieren los sistemas de compresión de vapor de agua, es necesario recurrir a diseBos de compresores que son poco habituales en el sector del aire acondicionado. 1omo refrigerante secundario, el agua se utilia en sistemas tipo Cchillers empleados para acondicionar aire, congelar y mantener pistas de patinaje sobre hielo y facilitar procesos industriales donde se requiera control de temperatura.
A,on#co El %=4=, es un gas incoloro, corrosivo, irritante, tóico y de olor sofocante. u fórmula qu9mica es !$&. e emplea en la industria tetil, como refrigerante, en la producción de fertiliantes y en productos de limpiea, entre otros. Aunque no afecta metales ferrosos como el aluminio y el bronce fosfórico, en la presencia de humedad destruye los metales no ferrosos como el inc, cobre y sus aleaciones. 8or sus cualidades termodinámicas, el amoniaco es uno de los mejores refrigerantes0 según la productividad de enfriamiento, supera considerablemente a los %45, %44, %55 y %25, y tiene más alto coeficiente de transferencia de calor, lo que permite usar tuber9as de menor diámetro en los aparatos de transferencia de calor de similar capacidad. En conjunto con hidrógeno y agua, se utilia en refrigeradores dom(sticos y comerciales, eliminando el uso de compresor gracias al principio de absorción. %especto al %55, el amoniaco tiene un valor alto de Ccalor de vaporiación y como consecuencia presenta un comparativamente pequeBo consumo de masa del refrigerante circulante. Esta es una cualidad ventajosa para grandes capacidades de refrigeración pero hace dif9cil la regulación de la entrega del amoniaco al evaporador con bajas potencias. Algunos refrigerantes son daBinos para la capa de oono, mientras que otros producen efecto invernadero, otros más producen los dos efectos. $asta ahora no se a encontrado un refrigerante completamente ideal. in embargo se ha
avanado mucho en el tema logrando resultados de refrigerantes que son mas amigables con el medio ambiente.
ELA-ORAR UN TRA-A.O ESCRITO PARA IDENTIFICAR LOS TIPOS Y APLICACIONES DE REFRIGERANTES/ ACEITES/ TU-ERÍAS Y ACCESORIOS 0UE SE UTILI1AN EN LOS SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN2
REFRIGERANTES TIPOS Por $u co,3o$c!n 4u5,c# •
*os inorgánicos, como el agua o el !$ &0 Amon9aco
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*os de origen orgánico?hidrocarburos y derivados@0 •
*os 1F1, 1lorofluorocarbonos, perjudiciales para la capa de oono
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*os $1F1.$idrocloroflurocarbonados
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*os $F1.
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*os $10 $idrocarburos ?alcanos y alquenos@
*as meclas, aeotrópicas o no aeotrópicas. Por $u 'r#do d& $&'urd#d •
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G%)8/ 40 no son combustibles ni tóicos. G%)8/ 50 tóicos, corrosivos o eplosivos a concentraciones mayores de &, H en volumen meclados con el aire.
G%)8/ &0 tóicos, corrosivos o eplosivos a concentraciones menores o iguales a &, H en volumen Por $u$ 3r&$on&$ d& tr#6#7o •
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3aja
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edia
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Alta
uy alta Por $u %unc!n •
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8rimario0 si es el agente transmisor en el sistema frigor9fico, y por lo tanto realia un intercambio t(rmico principalmente en forma de calor latente. ecundario0 realia un papel de intercambio t(rmico intermedio entre el refrigerante primario y el medio eterior. %ealia el intercambio principalmente en forma de calor sensible.
I 8ueden ser perjudiciales para la capa de oono0 Jndice /D8 y ayudar al efecto invernadero0 Jndice GK8 1lasificación
ACEITES
TIPOS DE ACEITES REFRIGERANTES
Aceite mineral
Se emplean con los CFC, HCFC y ya con algún HFC como el R !"A, son m#y misci$les y poco %igrosc&picos con lo c#al 'e lo tres gran'es tipos 'e aceites re(rigerantes es el me)or*
Al+#i$encnico
Se emplea con los HFC, es m#y %igrosc&pico, se o-i'a en e-posici&n con el aire, no se p#e'e me.clar con mineral y se 'e$e mantener en recipientes %ermticos* Se #sa casi e-cl#si/amente en a#tomoci&n*
Polial+#ilglicoles PAG
Aceites #tili.a'os en sistemas con R !0a en a#tomoci&n ya +#e no reacciona negati/amente con elast&meros* Es m#y %igrosc&pico, se o-i'a en e-posici&n con el aire, se p#e'e me.clar con mineral y se 'e$e mantener en recipientes %ermticos*
Se #sa casi e-cl#si/amente en a#tomoci&n* Son misci$les con amoniaco
Poliol ster
Es misci$le con to'os los re(rigerantes CFC, HCFC y HFC, es misci$le con el aceite mineral si no s#pera el !1 'e este en la instalaci&n si se emplea HFC* Si se emplea HCFC se p#e'e me.clar mineral y $ase Ester al 231* No es tan %igrosc&pico como el al+#i$encnico, pero lo es m4s +#e el mineral* Es misci$le con CFC, HCFC y HFC Si se me.cla con CFC o HCFC +#e son re(rigerantes clora'os, reacciona +#5micamente con estos 'e (orma negati/a, por lo +#e no es aconse)a$le s# #tili.aci&n con estos re(rigerantes* E/itaremos s# in%alaci&n y s# contacto con la piel, p#es p#e'e pro/ocar irritaciones
CLASIFICACIÓN GENERAL En cuanto a su procedencia, los aceites se clasifican en tres principales grupos0 animales, vegetales y minerales. *os aceites de origen animal y vegetal se conocen tambi(n como aceites fijos< esto, porque no pueden ser refinados por destilación, como los aceites minerales, debido a que se descomponen. on inestables, tienden a formar ácidos y gomas, y además, se congelan fácilmente< por lo tanto, no son adecuados para refrigeración. 8or lo anterior, los aceites lubricantes para refrigeración, se obtienen a partir de los aceites de origen mineral.
TU-ERÍAS La mayor parte de las tuberías que se utilizan en los sistemas de refrigeración y aire acondicionado se fabrica de cobre. Sin embargo algunos fabricantes utilizan aluminio para la fabricación de circuitos internos de serpentín del evaporador y condensador. El aluminio no se ha hecho popular en la instalación en el campo de tuberías de conexión para el refrigerante debido a que no se puede trabajar con tanta facilidad como el cobre y su soldadura es ms difícil.La tubería de acero se utiliza en unidades ms grandes ensambladas en
fbrica! así como en las armadas en grandes sistemas de refrigeración donde se requieran tuberías de " pulgadas o ms de dimetro. Las conexiones de tuberías de acero roscadas se utilizan muy rara vez en algunos trabajos modernos de refrigeración! ya que puede ocasionar fugas. Estos sistemas estn soldados! y los acoplamientos y bridas estn atornillados al equipo.El t#rmino tubería generalmente se aplica a materiales de pared delgada! típicamente de cobre! que se une entre sí por procedimientos distintos a roscados en la pared del tubo. $ubo por otra parte! es el t#rmino aplicado a materiales de pared gruesa %hierro o acero& en los cuales se suele aterrajar y se unen mediante acoplamientos atornillados sobre el tubo. Los tubos tambi#n pueden estar soldados.'tra distinción entre tubos y tuberías es el procedimiento para medir su tama(o. En el campo de la refrigeración! el tama(o de la tubería se expresa en función de su dimetro externo! en tanto que el tama(o de los tubos se identi)ca por dimetro interior nominal.La tubería de cobre se utiliza en la industria de la refrigeración y se especi)ca seg*n su dimetro exterior! en tanto que los tubos de cobre y de hierro que utilizan los plomeros se identi)can por su dimetro nominal interno.La tubería de cobre fabricada para trabajos de refrigeración y aire acondicionado se identi)ca como tubería +,-! lo que signi)ca que est dedicada para uso en trabajos de aire acondicionado y refrigeración y que ha sido fabricada y procesada especialmente para este )n. La tubería +,- es presurizada con gas nitrógeno por el fabricante para sellar el metal contra el aire! la humedad y la suciedad! y tambi#n para minimizar los perjudiciales óxidos que normalmente se forman durante la soldadura. Las extremidades se tapan en el proceso y esos tapones debern colocarse otra vez despu#s de cortar un tramo de tubería.La tubería de cobre tiene tres clasi)caciones /! L y 0! con base en el espesor de su pared / pared gruesa! aprobada para +,L pared mediana! aprobada para +,0 1ared delgada! no es utilizada en refrigeraciónLa tubería de pared delgada tipo 0 no es utilizada en conductos para refrigerante presurizado! ya que no tiene su)ciente espesor de pared para cumplir con los códigos de seguridad. Es utilizada sin embargo! en líneas de agua! drenajes de condensados y otros requerimientos relacionados con el sistema. La tubería de pared gruesa tipo / est dise(ada para uso especial! donde se pudieran esperar condiciones anormales de corrosión.La tipo L es la ms frecuente para uso en la refrigeración. Las tuberías de cobre tipo / y tipo L estn disponibles en modalidades de cobre 2exible o cobre rígido. 1g. 3 $ubería para la refrigeración La tubería de cobre 2exible! como su nombre implica! ha sido recocida para hacer el tubo ms fcil de doblar y de formar. Est disponible comercialmente en tama(os desde 456 hasta 4 756 pulgadas y normalmente se vende en rollos de 37! 78 y 488 pies de largo. Se trata de tubería +,-! deshidratada y sellada en fbrica. La tubería de cobre 2exible puede soldarse o utilizarse con acoplamientos de tipo mecnico. 9ado que es fcilmente doblada o conformada! debe sujetarse mediante abrazaderas u otro herraje que soporte su peso. La aplicación ms frecuente es en tuberías de
: a ; <'.9.La tubería de cobre rígido tambi#n se utiliza ampliamente en sistemas de refrigeración y aire acondicionado comerciales e industriales. + diferencia del cobre 2exible esta tubería es dura y rígida! y viene en tramos rectos. Est destinada a usarse con acoplamientos formados para efectuar dobleces o cambios de dirección necesarios. 9ado a su construcción rígida! resiste mejor su propio peso y necesita menos soportes. Los tama(os van desde : pulgada '.9. a ms de " pulgadas '.9. La tubería rígida viene en longitudes de 38 pies! deshidratadas! cargadas con nitrógeno y tapadas en ambos extremos para mantenerlas limpias y libre de humedad en su interior. El uso de tubería rígida se asocia ms frecuentemente con tuberías de gran tama(o! de =56 '.9. y superiores! o donde se desee una apariencia de pulcritud. La tubería rígida no es apropiada para conexiones acampanadas.>ay dos m#todos para cortar tubería de cobre. El primero! con los cortadores de tubo manuales. Estos cortadores son adecuados para cortar tubería 2exible o rígida. Los cortadores manuales se pueden obtener en distintos modelos para cortar desde 456 '.9. hasta ? 456 pulgadas '.9.@na segunda manera de cortar tubería es utilizando una segueta de arco y un aditamento de cortar! que ayuda para poner a escuadra el extremo! y poder efectuar cortes ms precisos. Esto es menos deseable en razón de los problemas que pueden ser causados por limaduras no deseadas. 1ara asegurar un corte liso! la segueta debe tener por lo menos A3 dientes por pulgada. ,uando se utilizan tama(os de tubería 2exible! generalmente resulta ms conveniente y económico! simplemente doblar la tubería para adecuarlos a los requisitos de la aplicación! sin usar acoplamientos formados. Esto se puede hacer a mano sin herramientas especiales! pero toma tiempo la prctica de no hacer dobleces demasiado bruscos o apretados y en consecuencia aplastar el tubo. 1ar efectuar dobleces a mano estn disponibles resortes para doblados de tuberías que se insertan ya sea en el interior o en el exterior de la tubería evitando que se aplaste. El m#todo ms preciso y con)able para doblar tubería es el juego de herramientas del tipo de palancas. ,on #ste se pueden hacer dobleces en ngulos hasta 468 grados geom#tricos.,omo se mencionó anteriormente! las paredes de la tubería de cobre son demasiadas delgadas para hacerles rosca! por lo que deben utilizarse otros procedimientos para conectarlas. Bstos se pueden dividir en dos clases generales1. acoplamientos mecánicos- acampanados (abocinados) y de compresión, que son semiCpermanentes! ya que mecnicamente pueden ser desmontados. 3. soldadura %dura o suave&C formando unione s permanentes a prueba de fugas.