Evaluación comparativa del uso de refrigerante R22 y R134a

UNIVERSIDAD NACIONAL DE ASUNCIÓN
Facultad de Ciencias Químicas

EVALUACIÓN COMPARATIVA DEL USO DE R134a Y DEL R22 EN EL
CICLO DE BAJA PRESIÓN EN UN SISTEMA DE REFRIGERACIÓN EN
CASCADA

INGENIERÍA QUÍMICA

BORDÓN ROMERO
GAVIGAN RUIZ
GIMÉNEZ PALACIO
ORTIZ AQUINO
PEDOWITZ SALCEDO

SAN LORENZO – PARAGUAY
2012

i

RESUMEN
Debido a los efectos secundarios nocivos que algunas delas sustancias refrigerantes
proporcionan para el agotamiento de la capa de ozono se estableció con la firma del
Protocolo de Montreal la sustitución del refrigerante R22 y otros clorofluorocarbonados
por sustancias menos nocivas como el refr igerante hidrofluorocarbonado R134a.
En el presente trabajo se presenta como opción para disminuir la problemática de la
capa de ozono el reemplazo delrefrigerante R 22 en un ciclo de refrigeración en
cascada, que utiliza R22 y R134a, por el R134a como único refrigerante, exponiendo la
influencia de este cambio sobre la eficiencia del ciclo así como el análisis en el costo
que implica esta sustitución, mediante el cual se tendrá una percepción de la
rentabilidad de proponer su aplicación como sistema de refrigeración bajo las
condicionesespecificadas.

Palabras clave: Refrigeración; R22; R134a; Capa de ozono; Ciclo en cascada; Análisis
termodinámico.

ABSTRACT
Due the harmful secondary effects that some refriger ant substances provide to the
depletion of the ozone layer, the Montreal Protocol established the substitution of the
refrigerant R22 and others chloroflurorocarbons by substances less harmful, such as thehydrofluorocarbon refrigerant R134a.
This article is presented as an option to reduce the problematic of the ozone layer, with
the replacement of the refrigerant R22 in a cascade refrigeration cycle that uses the R22
and the R134a with another cycle that uses the R134a as the only refrigerant, showing
the influence of this change over the efficiency of the cycle and also the analysis of the
cost thatimplies this substitution. Through this, it will have a perception of the
profitability of propose its application as a refrigeration cycle under the specifie d
conditions.
Keywords: Refrigeration; R22; R134a; Ozone layer; Cascade cycle; Thermodinamic
analysis.

ii

ABREVIATURAS
I.

CFC: Clorofluorocarbonos

II.

COP: Coeficiente de operación

III. HCFC: HidroclorofluorocarbonosIV.

HFC: Hidrofluorocarbonos

V.

SAO: Sustancias agotadoras de ozono

Bordón, J. y cols.

iii

CONTENIDO
RESUMEN

I

ABSTRACT

I

ABREVIATURAS

II

1. ESTADO DEL ARTE

1

1.1. REFRIGERANTES R134A Y R22

1

1.1.1. Conversión de R22 a R134a

1

1.1.2. Regulaciones actuales para los refrigerantes

1

1.1.3. Estado de conocimientos de las propiedades de losrefrigerantes

2

2. DESCRIPCIÓN DEL CICLO ANALIZADO

3

2.1. REFRIGERACIÓN EN CASCADA DE DOS ETAPAS

3

2.2. CONSIDERACIONES ADOPTADAS

5

3. DESCRIPCIÓN DE LOS EQUIPOS DEL SISTEMA DE
REFRIGERACIÓN

6

3.1. COMPRESORES

6

3.2. CONDENSADORES

6

3.3. VÁLVULAS DE EXPANSIÓN

6

3.4. EVAPORADORES

6

3.5. INTERCAMBIADORES DE CALOR

6

4. ESTUDIO DEEFICIENCIAS

8

5. ANÁLISIS TERMODINÁMICO DEL CICLO DE
REFRIGERACIÓN

9

6. ANÁLISIS DE COSTO EN FUNCIÓN A
LOS REFRIGERANTES

10

7. CONCLUSIONES

11

8. BIBLIOGRAFÍA

12

Bordón, J. y cols.

Evaluación comparativa del uso de R134a y del R22 en el ciclo de baja
presión en un sistema de refrigeración en cascada

1

1. ESTADO DEL ARTE
El funcionamiento y operación de lasinstalaciones de ciclos de refrigeración en cascada
es un tema tratado con mayor o menor profundidad en las publicaciones de ámbito
general dedicadas al tema de la refrigeración industrial. Sin embargo, la mayoría de los
trabajos de índole experimental se refieren a los refrigerantes que se utilizan en este
sistema más que sobre el ciclo en cascada propiamente dicho.
A continuación, se describe...