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ALTERNATIVAS NATURALESALTERNATIVAS NATURALES
Nueva familia de productos:Nueva familia de productos:
Creación de la marca GREENSOL para todos los productos libres de impuesto:
• Greensol 744 CO2• Greensol 290 Propano• Greensol 600A Isobutano• Greensol GLP Butano Comercial• Greensol N2 Nitrógeno
Refrigerantes Naturales:Refrigerantes Naturales:
1º Refrigeración con: CO2 (R1º Refrigeración con: CO2 (R--744)744)
2º Refrigeración con: amoniaco NH3 (R2º Refrigeración con: amoniaco NH3 (R--717)717)
3º Refrigeración con Inflamables: Iso3º Refrigeración con Inflamables: Iso--butano (R600a) y propano (R290)butano (R600a) y propano (R290)
Refrigerantes Naturales:Refrigerantes Naturales:
1º Refrigeración con: CO2 (R1º Refrigeración con: CO2 (R--744)744)
2º Refrigeración con: amoniaco NH3 (R2º Refrigeración con: amoniaco NH3 (R--717)717)
3º Refrigeración con Inflamables: Iso3º Refrigeración con Inflamables: Iso--butano (R600a) y propano (R290)butano (R600a) y propano (R290)
Se identifica como R-744 según ASHRAE
PCA = 1, ODP = 0
Se considera como refrigerante A1L1: no es tóxico aunque al ser mucho más denso que el aire, en concentraciones altas
puede ser peligroso. no inflamable
CO2 como refrigerante alternativo:
Se identifica como R-744 según ASHRAE
PCA = 1, ODP = 0
Se considera como refrigerante A1L1: no es tóxico aunque al ser mucho más denso que el aire, en concentraciones altas
puede ser peligroso. no inflamable
Alta presión atemperaturas normalesy su baja temperaturacrítica de±31ºC.
CO2 propiedades termodinámicas:
Alta presión atemperaturas normalesy su baja temperaturacrítica de±31ºC.
Alto volumen relativode líquido.
La presión del CO2 siempre essuperior a la atmosférica,facilidad de entrada dehumedad en el sistema.
CO2 propiedades termodinámicas:
La presión del CO2 siempre essuperior a la atmosférica,facilidad de entrada dehumedad en el sistema.
Punto crítico: estado de presión y temperatura a partir del que no se puededistinguir entre líquido y vapor.
Punto triple: franja en la que se encuentran las tres fases. Alta presión a laque se encuentra para el CO2 (5,2 bares abs.), otros gases como el R404(1 bar abs.).
Fases del CO2 Punto crítico: estado de presión y temperatura a partir del que no se puede
distinguir entre líquido y vapor.
Punto triple: franja en la que se encuentran las tres fases. Alta presión a laque se encuentra para el CO2 (5,2 bares abs.), otros gases como el R404(1 bar abs.).
Estado super - crítico:la densidad del vapor y dellíquido son iguales, por tantodesaparece la diferencia defases y aparece un nuevoestado.
CO2: diseños frigoríficosCO2: diseños frigoríficos
Las elevadas presiones de trabajo del CO2, asícomo su punto triple situado a 31,06ºC, nosllevan a dos categorías:
o INSTALACIONES SUBCRÍTICAS: la parte alta depresión se encuentra por DEBAJO del punto crítico. ElCO2 en el lado de alta presión se condensa.Presiones±30 BARES.
o INSTALACIONES TRANSCRÍTICAS: la parte alta depresión se encuentra por ENCIMA del punto crítico.El CO2 en el lado de alta presión no se condensa.Presiones±100 BARES.
Las elevadas presiones de trabajo del CO2, asícomo su punto triple situado a 31,06ºC, nosllevan a dos categorías:
CO2: Instalación TranscríticaCO2: Instalación Transcrítica
Sistema de una etapa: una forma demejorar el COP, es conectar unatoma del recipiente del líquido, enforma similar a los economizadores.
Sistema de una etapa: una forma demejorar el COP, es conectar unatoma del recipiente del líquido, enforma similar a los economizadores.
Sistema de dos etapas: para mejorarla eficiencia, es disminuir, la relaciónde compresión.
Sistema en cascada con CO2
INSTALACIONES SUBCRÍTICAS: Dos instalacionesindependientes, con un punto en común. Elintercambiador funciona con condensador del CO2en el escalón de la baja temperatura y comoevaporador en el escalón de alta temperatura
CO2: Instalación Subcrítica (I)CO2: Instalación Subcrítica (I)
Una máquina frigorífica (R717A, R134 ….) es laencargada de recondensar el CO2 que se evaporaparcialmente en los evaporadores y una vezcondensado se almacena en un depósito de CO2
Presiones del lado de alta se sitúan del orden de 30bares (-5º C).
Instalación con fluido secundario CO2
INSTALACIONES SUBCRÍTICAS: El CO2 seutiliza como fluido secundario, ya que esbombeado y no comprimido
CO2: Instalación Subcrítica (II)CO2: Instalación Subcrítica (II)
Se reduce la carga de refrigerante en lainstalación, ya que el sistema de refrigeración seubica en la sala de máquinas.
CO2: Fluido Secundario
En fase gaseosa, hasta la presión de 6 bares, para evitar la formación de hielo seco.
A partir de esa presión se puede seguir en fase líquida mediante mangueras capaces de resistirpresiones de 60 bares
Carga del CO2
PCA = 1, en caso de fuga no es agresivo, ni contaminante con los productos almacenados.
Posibilita el uso de equipos compactos en el circuito primario, con poco refrigerante y ubicados ensala de máquinas.
Tiene un coeficiente de convección muy bueno.
Permite el uso de evaporadores y tuberías de cobre. Menor tamaño, menor coste.
Baja viscosidad.
Precio más competitivo que los otros fluidos secundarios.
CO2: Fluido Secundario
Baja viscosidad, la energía debombeo con CO2 es entre seis y sieteveces menos que otros fluidos.Viscosidad Cinemática.
CO2: Fluido Secundario
Baja viscosidad, la energía debombeo con CO2 es entre seis y sieteveces menos que otros fluidos.Viscosidad Cinemática.
Diámetro necesario para distintosfluidos supuesta una capacidad de1.000 Kw y una temperatura deevaporación de -10º C
Al despresurizar o al trasvasar hay riesgo de solidificación del CO2 (presiones inferiores a 5,2 bares)
Peligro eventual concentración en espacios confinados
Coeficiente de dilatación térmica muy elevada en fase líquida. Atrapado en tuberías, depósitosposibilidad de rotura.
En presencia de agua puede formar ácido carbónico.
Hay que evitar el riesgo de bloqueo, si se utiliza con el R717, formando carbamato amónico.
CO2: Precauciones a tener en cuenta Al despresurizar o al trasvasar hay riesgo de solidificación del CO2 (presiones inferiores a 5,2 bares)
Peligro eventual concentración en espacios confinados
Coeficiente de dilatación térmica muy elevada en fase líquida. Atrapado en tuberías, depósitosposibilidad de rotura.
En presencia de agua puede formar ácido carbónico.
Hay que evitar el riesgo de bloqueo, si se utiliza con el R717, formando carbamato amónico.
Realizar un vacío hasta 270 Pa, mantenerlo al menos durante 24 horas
Instalar filtros deshidratadores y realizar controles anuales del contenido del agua en fase líquido.
Despresurizar cualquier componentes antes de su manipulación.
Prohibido soldar cualquier componente, previamente se haya vaciado y llenado con nitrógeno.
Usar tuberías de cobre o acero inoxidable. Corroe el acero.
Medidas a adoptar:
CO2: Ventajas e inconvenientes
VENTAJAS INCONVENIENTES
PCA = 1, ODP = 0 Presión de diseño de los equipos: elevado
CO2 producto disponible y barato Componentes especiales
Alto rendimiento volumétrico: 3 -12 que el NH3 Mayores medidas de seguridad
Alto COP a bajas temperaturas Personal especializado
Compresores, cañerías y auxiliares: 3 -12 vecesmás pequeños Mayor inversión inicial
Disminuye mucho el rendimiento a altastemperaturas
RENDIMIENTOSBAJOS EN MEDIA -
ALTATEMPERATURA
ANTIECONÓMICO
Se identifica como R-717 según ASHRAE
PCA = 0 y ODP = 0
Se considera como refrigerante L2B2
Ligeramente inflamable
Alta toxicidad e irrespirable
Con presión y mezclado con aceite, puedeformar una mezcla explosiva.
Combustible en determinadas proporcionescon el aire del ambiente.
Elevadas temperaturas de descarga
NH3- Amoniaco como refrigerante alternativo: Se identifica como R-717 según ASHRAE
PCA = 0 y ODP = 0
Se considera como refrigerante L2B2
Ligeramente inflamable
Alta toxicidad e irrespirable
Con presión y mezclado con aceite, puedeformar una mezcla explosiva.
Combustible en determinadas proporcionescon el aire del ambiente.
Elevadas temperaturas de descarga
Corroe y ataca al cobre y todas sus aleaciones.
Estable hasta los 150ºC
Debido a sus propiedades termodinámicas excelentes, el uso de amoniacoimplica en un consumo menor de energía que el uso de otros refrigerantes ensistemas industriales de refrigeración de grande porte.
Salidas de emergencia, al menos una debe comunicar directamente con el exterior, oconducir a un pasillo de salida de emergencia.
Suministro de agua , gran capacidad del agua para absorber los vapores de amoniaco,prever una toma de agua.
Salas de máquinas para instalaciones de más de 2000 Kg, se ejecutaran como salas derecogida de líquidos, con sumideros, bombas …
Detectores de fugas de NH3, así como de fugas de NH3 a fluidos secundarios.
Sistema de ventilación forzada. Si no es suficiente con ventilación natural (A=0,14xm )
Dispositivos protectores de respiración y equipos de protección personal.
NH3: Precauciones a tener en cuenta
Salidas de emergencia, al menos una debe comunicar directamente con el exterior, oconducir a un pasillo de salida de emergencia.
Suministro de agua , gran capacidad del agua para absorber los vapores de amoniaco,prever una toma de agua.
Salas de máquinas para instalaciones de más de 2000 Kg, se ejecutaran como salas derecogida de líquidos, con sumideros, bombas …
Detectores de fugas de NH3, así como de fugas de NH3 a fluidos secundarios.
Sistema de ventilación forzada. Si no es suficiente con ventilación natural (A=0,14xm )
Dispositivos protectores de respiración y equipos de protección personal.
NH3 Ventajas e inconvenientes
VENTAJAS INCONVENIENTES
Compatible con el medio ambientePCA = 0, ODP = 0 Alta toxicidad
NH3 producto disponible y barato Mayor inversión inicial
Alto COP, menos energía eléctrica Mayores medidas de seguridadAlto COP, menos energía eléctrica Mayores medidas de seguridad
Olor característico, se detecta fugas No es recomendable para instalaciones medianas
Requiere personal técnico especializado
ANTIECONÓMICOINSTALACIONES
PEQUEÑAS -MEDIANAS
ALTATOXICIDAD
R600a como refrigerante alternativo:ISOBUTANO
se identifica como R-600a según ASHRAE
Se considera como refrigerante L3A3
Altamente inflamable
Baja toxicidad
Su nivel de presión es más bajo que otros gases como el R134 (a -25ºC un 55% del de R134a)
El bajo nivel de presión está relacionado con una temperatura crítica elevada. Esto da una buenacapacidad de enfriamiento. Capacidad volumétrica del R600a es hasta un 55% inferior del R134.
Se suele utilizar principalmente con compresores de aceite mineral/poliolester.
La principal desventaja es su inflamabilidad. Dos posibilidades:
Una mezcla de inflamable de gas y aire
El tipo de ignición a ciertos niveles de energía o temperatura. Todo elemento interruptor decorte eléctrico durante su operación normal se considera como un foco de ignición
INFLAMABLE
ISOBUTANO
se identifica como R-600a según ASHRAE
Se considera como refrigerante L3A3
Altamente inflamable
Baja toxicidad
Su nivel de presión es más bajo que otros gases como el R134 (a -25ºC un 55% del de R134a)
El bajo nivel de presión está relacionado con una temperatura crítica elevada. Esto da una buenacapacidad de enfriamiento. Capacidad volumétrica del R600a es hasta un 55% inferior del R134.
Se suele utilizar principalmente con compresores de aceite mineral/poliolester.
La principal desventaja es su inflamabilidad. Dos posibilidades:
Una mezcla de inflamable de gas y aire
El tipo de ignición a ciertos niveles de energía o temperatura. Todo elemento interruptor decorte eléctrico durante su operación normal se considera como un foco de ignición
R290 como refrigerante alternativo:PROPANO
Se identifica como R-290 según ASHRAE
Se considera como refrigerante L3A3
Altamente inflamable
Baja toxicidad
Su nivel de presión es más bajo que el R134 cerca de la presión del R404 (a -25ºC un 190% del deR134a).
La capacidad volumétrica del R290 es hasta un 150% inferior del R134.
Se suele utilizar principalmente con compresores de aceite polioléster/mineral.
La principal desventaja es su inflamabilidad. Dos posibilidades:
una mezcla de inflamable de gas y aire
el tipo de ignición a ciertos niveles de energía o temperatura. Todo elemento interruptor decorte eléctrico durante su operación normal se considera como un foco de ignición
INFLAMABLE
PROPANO
Se identifica como R-290 según ASHRAE
Se considera como refrigerante L3A3
Altamente inflamable
Baja toxicidad
Su nivel de presión es más bajo que el R134 cerca de la presión del R404 (a -25ºC un 190% del deR134a).
La capacidad volumétrica del R290 es hasta un 150% inferior del R134.
Se suele utilizar principalmente con compresores de aceite polioléster/mineral.
La principal desventaja es su inflamabilidad. Dos posibilidades:
una mezcla de inflamable de gas y aire
el tipo de ignición a ciertos niveles de energía o temperatura. Todo elemento interruptor decorte eléctrico durante su operación normal se considera como un foco de ignición
Salidas de emergencia, al menos una debe comunicar directamente con el exterior oconducir a un pasillo de salida de emergencia.
Dispositivos de descompresión (anti explosión)
Detectores de fugas de gas actuarán activando una alarma si la concentración excede del25% del valor límite inferior de inflamabilidad. Los detectores serán antideflagrantes.
Cuando el dispositivo de control detecte que la concentración de refrigerante se sobrepase,activará la alarma en el centro de vigilancia permanente.
R600a y R290: Precauciones a tener en cuenta
Salidas de emergencia, al menos una debe comunicar directamente con el exterior oconducir a un pasillo de salida de emergencia.
Dispositivos de descompresión (anti explosión)
Detectores de fugas de gas actuarán activando una alarma si la concentración excede del25% del valor límite inferior de inflamabilidad. Los detectores serán antideflagrantes.
Cuando el dispositivo de control detecte que la concentración de refrigerante se sobrepase,activará la alarma en el centro de vigilancia permanente.
Las autoridades, en su interés por preservar el medio ambiente paulatinamente,quieren eliminar el uso de refrigerantes fluorados.
Los refrigerantes naturales son económicos, lo que tiene un efecto positivo nosolo en la carga inicial de una instalación, sino también considerando los costosoperacionales debido a las fugas.
La barrera más importante en contra de los hidrocarburos es el miedo a losposibles accidentes debido a su alta inflamabilidad.
El amoniaco es un fluido que causa alarma por su olor y efectos irritativos.
La principal barrera en contra del CO2 es el desconocimiento y el alto costeeconómico.
Conclusiones en refrigerantes naturales Las autoridades, en su interés por preservar el medio ambiente paulatinamente,
quieren eliminar el uso de refrigerantes fluorados.
Los refrigerantes naturales son económicos, lo que tiene un efecto positivo nosolo en la carga inicial de una instalación, sino también considerando los costosoperacionales debido a las fugas.
La barrera más importante en contra de los hidrocarburos es el miedo a losposibles accidentes debido a su alta inflamabilidad.
El amoniaco es un fluido que causa alarma por su olor y efectos irritativos.
La principal barrera en contra del CO2 es el desconocimiento y el alto costeeconómico.
MEDIOAMBIENTE
POCA / NULATASA
REFRIGER.ECONÓMICO
ALTATOXICIDADINFLAMABLE
ANTIECONÓMICO
Por otro lado debido a la cuestión de seguridad, se estima que los costos deinversión para instalaciones usando ciertos refrigerantes naturales es más alto quepara instalaciones usando refrigerantes sintéticos, dependiendo del tipo o tamañodel sistema
Conclusiones en refrigerantes naturales
DAÑO ALMEDIO
AMBIENTE
PRECIOREFRIGERAN
PRECIODEL
SISTEMAGWP
DAÑO ALMEDIO
AMBIENTEINFLAMABLE TOXICIDAD PRECIO
REFRIGERAN
PRECIODEL
SISTEMAEFICIENCIA
GASFLUORADO
ALTO ALTO NO NO MODERADO BAJO BUENO
CO2 BAJO BAJO NO
SOLO ENALTAS
CONCENTRACIONES
BAJO ALTO MEDIO
AMONIACO BAJO BAJO POR IGNICION SI BAJO ALTO BUENO
HIDROCARBUROS
BAJO BAJO SI NO BAJO MEDIO ALTO BUENO
FIN DEL CAPÍTULO.FIN DEL CAPÍTULO.
