REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGÍA

“ANTONIO JOSÉ DE SUCRE”

EXTENCION SAN FELIPE

Refrigerantes

Autor: Luis Velásquez

Docente: Ing. Pedro Guedez

San Felipe, Noviembre 2016

Refrigerantes

Es cualquier cuerpo o sustancia que actué como agente de enfriamiento, absorbiendo

calor de otro cuerpo o sustancia. De igual forma se puede definir como refrigerante mecánico, el

medio para transportar calor desde donde lo absorbe por ebullición, a baja temperatura a presión,

hasta donde lo rechaza al condenarse a alta temperatura y presión.

Clasificación

Designación numérica:

Los refrigerantes son generalmente conocidos por la letra R y un número. El número se relaciona

con la fórmula química del mismo. El dígito del extremo derecho denota el número de átomos de

flúor (F), el segundo número desde la derecha es la cantidad de átomos de hidrógeno más uno

(H), el tercer dígito desde la derecha denota el número de átomos de carbón menos uno (C) y el

dígito final denota el número de uniones entre carbones no saturados en el compuesto. Por

ejemplo, CHClF2 se llama R2 y CCl2FCClF2 se denomina R113. Un a, b o c a veces se agrega al

número. Esto se refiere a los diferentes isómeros (formas estructurales) del mismo refrigerante.

Toxicidad: La letra A (unida al número de inflamabilidad) luego de un refrigerante significa que está

en la clase menos toxicológica (no tóxica en concentraciones menores a 400 partes por millón

(ppm)). La letra B significa que está en una clase toxicológica más alta (tóxica en niveles menores

a 400 ppm).

Inflamabilidad: Los refrigerantes de clase 1 no son inflamables a 21 grados Celsius y bajo presión

atmosférica normal. Los de clase 2 son inflamables en presiones de más de 0.10 kilogramos por

metro cúbico (kg/m^3) y los de clase 3 son altamente inflamables, en presiones menores a 0.10

kg/m^3.

Propiedades termodinámicas

1. Presión - Debe operar con presiones positivas.

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

condensación. Debe tener una temperatura de congelación por debajo de la temperatura

del evaporador. Debe tener una temperatura de ebullición baja.

3. Volumen - Debe tener un valor bajo de volumen específico en fase vapor, y un valor alto

de volumen en fase líquida.

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

5. Densidad.

6. Entropía.

Existen en la actualidad tres tipos de refrigerantes de la familia de los hidrocarburos halogenados:

CFC: (Flúor, Carbono, Cloro), Clorofluorocarbono, no contiene hidrógeno en su molécula química y por lo

tanto es estable, esta estabilidad hace que permanezca mucho tiempo en la atmósfera afectando

seriamente la capa de ozono y es una de las causas del efecto invernadero (R-11, R-12, R-115). Está

prohibida su fabricación desde 1995.

HCFC: (Hidrógeno, Carbono, Flúor, Cloro). Es similar al anterior pero con átomos de hidrógeno en su

molécula. Posee un potencial reducido de destrucción de la capa de ozono (R-22). Su desaparición está

prevista para el año 2015.

HFC: (Hidrógeno, Flúor, Carbono). Es un Fluorocarbono sin cloro con átomos de hidrógeno sin potencial

destructor del ozono dado que no contiene cloro. (R-134a, 141b).

Tipos de refrigerantes

1. No debe ser tóxico ni venenoso.

2. No debe ser explosivo ni inflamable.

3. No debe tener efecto sobre otros materiales.

4. Fácil de detectar cuando se fuga.

5. Debe ser miscible con el aceite.

6. No debe reaccionar con la humedad.

7. Debe ser un compuesto estable.

Propiedades físicas y químicas

Debe ser miscible con el aceite: La miscibilidad del aceite y el refrigerante, juega un papel muy

importante en el diseño de los sistemas de refrigeración. La miscibilidad del aceite con el refrigerante,

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

Aunque la función del aceite es lubricar las partes móviles del compresor, no se puede evitar que

algo de aceite se vaya hacia el sistema junto con el refrigerante, aun cuando se cuente con un

separador de aceite. Por lo tanto, hay dos partes del sistema donde esta relación es de interés: el

cárter del compresor y el evaporador

Reacciones de los refrigerantes con el

agua y el aceite

No debe reaccionar con la humedad: Todos los refrigerantes absorben humedad en cantidades variables.

En un sistema de refrigeración, esta cantidad debe mantenerse por debajo del límite máximo permisible,

para que pueda operar satisfactoriamente. Por lo tanto, es imperativo que se elimine la humedad de los

componentes del sistema durante su manufactura, y que se tomen precauciones para evitar que entre al

sistema, durante las operaciones de instalación o de servicio. Los refrigerantes y los aceites son abastecidos

por los fabricantes, con límites muy bajos de humedad. Se debe hacer un gran esfuerzo por mantener la

humedad fuera de los sistemas de refrigeración, por dos principales razones:

El exceso de humedad, como el "agua libre", puede congelarse a bajas temperaturas y restringir o

detener el paso de refrigerante, a través de la válvula de termo expansión o del tubo capilar.

El exceso de agua puede reaccionar con el refrigerante formando ácidos corrosivos, los cuales causarán

atascamientos, corrosión, quemaduras del moto compresor, y en general, deterioro del sistema de

refrigeración.

Las aplicaciones de refrigeración son entre muchas:

La climatización de espacios habitados, para alcanzar un grado de confort térmico adecuado para la

habitabilidad de un edificio.

La conservación de alimentos, medicamentos u otros productos que se degraden con el calor. Como por

ejemplo la producción de hielo o nieve, la mejor conservación de órganos en medicina o el transporte de

alimentos perecederos.

Los procesos industriales que requieren reducir la temperatura de maquinarias o materiales para su

correcto desarrollo. Algunos ejemplos son el mecanizado, la fabricación de plásticos, la producción de

energía nuclear.

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

algunas investigaciones científicas.

Aplicaciones

Motores de combustión interna: en la zona de las paredes de los cilindros y en las culatas de los

motores se producen temperaturas muy altas que es necesario refrigerar mediante un circuito

cerrado donde una bomba envía el líquido refrigerante a las galerías que hay en el bloque motor y

la culata y de allí pasa un radiador de enfriamiento y un depósito de compensación.

Máquinas-herramientas: las máquinas herramientas también llevan incorporado un circuito de

refrigeración y lubricación para bombear el líquido refrigerante que utilizan que se llama taladrina o

aceite de corte sobre el filo de la herramienta para evitar un calentamiento excesivo que la pudiese

deteriorar rápidamente.

Aparatos electrónicos: la mayoría de los aparatos electrónicos requieren refrigeración, que

generalmente consiguen mediante un ventilador, que hace circular el aire del local donde se sitúan,

y otras veces sencillamente haciendo circular el aire por convección.

Refrigeradores: Es uno de los electrodomésticos más comunes en el mundo.

Un refrigerador es un dispositivo empleado principalmente en cocina y en laboratorio, consiste en un

armario aislado térmicamente, con un compartimento principal en el que se mantiene una

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

congelación a −18 °C y llamado, apropiadamente, congelador.

Principales usos de los

refrigerantes

Aire acondicionado o acondicionamiento de aire: Es el proceso que se considera más completo

de tratamiento del aire ambiente de los locales habitados; consiste en regular las condiciones en

cuanto a la temperatura (calefacción o refrigeración), humedad, limpieza (renovación, filtrado) y el

movimiento del aire dentro de los locales. Entre los sistemas de acondicionamiento se cuentan los

autónomos y los centralizados.

Los primeros producen el calor o el frío y tratan el aire (aunque a menudo no del todo).

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

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

En este último caso, la producción de calor suele confiarse a calderas que funcionan con

combustibles. La de frío a máquinas frigoríficas, que funcionan por compresión o por absorción y

llevan el frío producido mediante sistemas de refrigeración.