Refrigerantes. datos y clasificación

Refrigerantes. Datos y Clasificación

Un refrigerante es un producto químico que se emplea para producir refrigeración. Los principales usos son los refrigeradores y los acondicionadores de aire. El principio de funcionamiento de algunos sistemas de refrigeración se basa en un ciclo de refrigeración por compresión, que tiene algunas similitudes con el ciclo de Carnot y utiliza refrigerantescomo fluido de trabajo.
El refrigerante ideal tiene buenas propiedades termodinámicas, no es corrosivo y es seguro. Dichas propiedades son un punto de ebullición debajo de la temperatura deseada, un alto calor de vaporización, una densidad moderada en su forma líquida y una relativamente alta densidad en su forma gaseosa. Dado que el punto de ebullición y la densidad gaseosa son afectadas por lapresión, los refrigerantes deben ser diseñados para una aplicación en particular eligiendo la presión en la que operarán.
Las propiedades corrosivas deben ser compatibles con los materiales usados para el compresor, tubos, evaporador y condensador. Las consideraciones sobre seguridad incluyen la toxicidad e inflamabilidad.

Historia
En los años 1980 comenzaron las preocupaciones por la capade ozono, los refrigerantes más usados eran los clorofluorocarbonos R-12 y R22. El primero era empleado principalmente para aire acondicionado de vehículos y para pequeños refrigeradores; el segundo para aire acondicionado, refrigeradores, y congeladores comerciales, residenciales y ligeros. Algunos de los primeros sistemas emplearon el R-11 por su bajo punto de ebullición, lo que permitíaconstruir sistemas de baja presión.
La producción de R-12 cesó en Estados Unidos en 1995, y se planea que el R-22 sea eliminado en el 2010. Se está empleando el R-134a y ciertas mezclas (que no atentan contra la capa de ozono) en remplazo de los compuestos clorados. El R410a (comúnmente llamada por su nombre comercial Puron®) es una popular mezcla 50/50 de R-32 y R-125 que comienza a sustituir alR-22.

Economía
Las propiedades más importantes del refrigerante que influyen en su capacidad y eficiencia son:

□ El calor latente de Evaporación
□ La relación de compresión
□ El calor específico del refrigerante tanto en estado líquido como de vapor

Excepto para sistemas muy pequeños, es deseable tener un valor alto de calor latente para que sea mínimo el peso delrefrigerante circulando por unidad de capacidad. Cuando se tiene un valor alto del calor latente y un volumen específico bajo en la condición de vapor, se tendrá un gran aumento en la capacidad y eficiencia del compresor, lo que disminuye el consumo de potencia. Y permite el uso de un equipo pequeño y más compacto. En los sistemas pequeños, si el valor del calor latente del refrigerante es muy alto, lacantidad de refrigerante en circulación será insuficiente como para tener un control exacto del líquido.
Es mejor tener un calor específico bajo en el líquido y un valor alto en el vapor en tanto que ambos tiendan a aumentar el efecto refrigerante por unidad de peso, el primero se logra aumentando el efecto de subenfriamiento y el último disminuyendo el efecto de sobrecalentamiento. Cuando secumplen estas condiciones en un fluido simple, se logrará mejorar la eficiencia del cambiador de calor líquido-succión.
Con relaciones de compresión bajas se tendrá un consumo menor de potencia y alta eficiencia volumétrica, siendo esto último más importante en sistemas pequeños ya que esto permitirá usar compresores pequeños.
Con un coeficiente de conductancia alto, pueden mejorarse lasrelaciones de transferencia de calor, sobre todo en caso de enfriamiento de líquidos y de esta forme se pueden reducir el tamaño y el costo del equipo de transferencia. La relación presión-temperatura del refrigerante debe ser tal que la presión en el evaporador siempre esté por arriba de la atmosférica. En el caso de tener una fuga en el lado de menor presión del sistema, si la presión es menor a la...