TERMODINAMICA


Estado del arte


Marco teórico
Refrigerantes tradicionales de CFC
Refrigerante R12 
El Difluordiclorometano es un representante del grupo CFC. Está caracterizado por presentar un PDO alto ( =1) y un elevado potencial de calentamiento global (PCG = 8500). Es un gas claro con un olor específico, 4,18 veces más pesado que el aire. Es uno de los más difundidos y seguros en la operación delos refrigerantes. En una atmósfera que contiene una fracción en volumen mayor a un 30% del R'12, la asfixia tiene lugar como resultado de la falta del oxígeno. La concentración de tolerancia (CT) en particular bajo la exposición de dos horas, corresponde a un contenido en el aire en términos de fracción en volumen de 38,5...30,4%. No es un explosivo, pero a una temperatura superior T > 330 oCse descompone con formación de cloruro de hidrógeno, fluoruro de hidrógeno anhidro y  trazas del gas venenoso llamado fósgeno. Se mezcla en toda proporción en aceites, no conduce la corriente eléctrica y se diuelve muy poco en agua. La fracción en volumen de humedad en R-12 para refrigeradores domésticos no debe exceder 0,0004 %. R12 deshidratado es neutral a todos los metales. Se caracteriza poruna alta fluidez que facilita su penetración a través de los pequeños poros del hierro comercial. Al mismo tiempo gracias a la alta fluidez del R-12 los aceites refrigerantes penetra a través de las partes gomosas y reduce su escape. Ya que el R-12 es un buen disolvente de muchas sustancias orgánicas, durante la manufactura de almohadillas se usan gomas especiales, sevanita o paronita. En losequipos de refrigeración, el R-12 fue ampliamente usado para obtener temperaturas medias.     
Refrigerante R11 
El Fluortriclorometano, es un gas pesado (4,74 veces tan pesado como el aire), relacionado al grupo de los CFCs. Se caracteriza por un alto PDO ( = 1). De acuerdo con el Protocolo de Montreal desde Enero de 1996 debió detenerse la producción del R -11. Para el organismo humano el R-11es inofensivo, no es explosivo, se disuelve en toda proporción en aceites minerales. Es insoluble en agua, permitiendo una proporción de humedad en masa no mayor que 0,0025%. El refrigerante deshidratado es neutral a todos los metales, excepto a las aleaciones que contienen más de un 20 % de magnesio. La temperatura de ebullición normal es de 23,8 oC. El efecto refrigerante volumétrico de R11 esbajo, es usado en máquinas de refrigeración bajo temperatura de ebullición por encima de -20 oC.  R11 fue ampliamente usado en aire acondicionados industriales, compresores de turbinas de potencia media y alta.
Refrigerante R502.
Una mezcla azeotrópica de los refrigerantes R22 y R115. La proporción en masa de R22 constituye el  48,8%, y de  R115, el 51,2%. Está relacionado con el grupo de losCFCs. Tiene las siguientes características ecológicas: PDO = 0,33; PCG = 4300. No es explosivo,  tiene baja toxicidad y es químicamente inerte a los metales. R502 se mezcla en aceites, los coeficientes de tranferencia de calor durante la ebullición y condensación son cercanos a los valores correspondientes al R-22.  R502 es muy poco soluble en agua. La concentración de tolerancia de esterefrigerante en el aire es de 3000 mg/m3. Su efecto de refrigeración volumétrico es más alto y la temperatura de descarga es aproximadamente  20 oC más baja que la del R-22, que se manifiesta positivamente sobre la temperatura de la bobina del motor eléctrico durante la operación del compresor de refrigeración hermético. R502 fue usado en dispositivos de refrigeración de compresión a temperatura baja.Figura 1
Ciclo ideal de refrigeración por compresión:
Este ciclo se compone de cuatro procesos:
1-2 compresión isotrópica en un compresor.
2-3 rechazo de calor a presión constante en un condensador.
3-4 Estrangulamiento en un dispositivo de expansión.
4-1 Absorción de calor a presión constante en un evaporador.

Figura 3
En un ciclo ideal de refrigeración por compresión de vapor, el...