Refrigerantes Naturales CO2 y Propano R-290

Entrevista del tema Refrigerantes Naturales

Video propiedad de la empresa SECOP En la técnica mostrada no se utiliza soldadura o flama alguna. Esta consiste en el uso de conectores para alta presión. Los refrigerantes naturales tienen mayores presiones de trabajo, similares a las del R-22. Web: www.gildardoyanez.com
En el punto crítico del CO2 las densidades del gas y del líquido son iguales; arriba de este punto las fases de vapor y líquido no existen. El punto triple del CO2 es la condición en la que el estado sólido, líquido y gaseoso coexisten. Los procesos del ciclo de refrigeración operando en transcrítico son: Compresión Enfriamiento de gas Expansión  Evaporación Los procesos del ciclo de refrigeración operando en subcrítico son: Compresión Condensación y subenfriamiento Expansión Evaporación y sobrecalentamiento
El Etano R170 se puede usar en refrigeración de muy baja temperatura y en la transferencia de calor no mecánica (Max 150 gr). El R600a se puede usar en refrigeración doméstica (Max 57 gr). El R290 se puede usar en refrigeración comercial auto contenida, refrigeradores, congeladores, maquinas de vending (Max 150 gr). El R290 se puede usar en aire acondicionado de ventana hasta 34000 Btu's (Max 560 gr). El R290 se puede usar en aire acondicionado de tipo cassette hasta 34000 Btu's (Max 340 gr).
En marzo del 2015 la EPA, bajo su programa SNAP, incluyó al etano R170, isobutano R600a, propano R290, mezcla de hidrocarburos R441A y al R32 en la lista de los refrigerantes aprobados sujetos a restricciones de uso debido a su inflamabilidad. Sin embargo para poder iniciar el uso de los refrigerantes A2L (Ligeramente Inflamables) y los A3 (Muy Inflamables) antes se deben de cumplir varios pasos: 1.- El refrigerante debe de estar publicado en el Estándar 34 de ASHRAE, que se encarga de listar los niveles de seguridad de cada refrigerante.2.- El refrigerante debe de estar aprobado por el programa SNAP (Significant New Alternatives Policy) de la EPA (Environmental Protection Agency)3.- Una vez que se tengan los dos, sigue su camino hacia uno tercero.Se debe de modificar el Estándar 15 de ASHRAE, quien es el que regula el nivel de seguridad del sistema de refrigeración. Este estándar a su vez evalúa tres variables: 1.- Que tipo de refrigerante tiene el sistema.2.- El tipo de uso que tiene el edificio en donde opera el sistema de refrigeración. Ejemplos de uso: doméstico, comercial, tienda de conveniencia, supermercado, oficinas, hotelería, etc.3.- El tipo del sistema de refrigeración o el tipo del sistema de aire acondicionado.Teniendo esta información como base, el estándar establece las restricciones, los requisitos adecuados para garantizar y salvaguardar la vida, la integridad física, y la salud de los habitantes o usuarios del inmueble. Los requisitos incluyen cómo se utiliza el refrigerante, donde se ubica el refrigerante, la cantidad de refrigerante permitida, cómo está diseñado y construido el equipo (ya sea en una fábrica o si se construyó en sitio), normas de seguridad eléctrica, presión de seguridad máxima del equipo, cómo opera y cómo se prueba el equipo.Todos estos requisitos deben ser definidos en una u otra forma para todas las posibles combinaciones de las tres clasificaciones antes listadas. El Estandard 15 de ASHRAE generalmente permite el uso de refrigerantes clasificados como A2 para el confort humano en los sistemas autocontenidos que contengan menos de 3 kg (residenciales) o 10 kg (comerciales), dependiendo de la ubicación en el inmueble. Los sistemas split o divididos al día de hoy (Mayo 2015) no se les permite contener refrigerantes inflamables debido a que la tubería se instala en sitio. La nueva versión del estándar deberá ser publicada en el 2016. Una vez que esto suceda, los equipos que sean diseñados para utilizar estos gases, deberán de cumplir con la normas UL que ya existen para estos equipos. Estas normas especifican los requisitos sobre cómo construir el equipo para garantizar de que es seguro de usar. Una vez que este disponible la versión actualizada del Estándar 15 de ASHRAE, sigue la actualización de los reglamentos de construcción. Después de eso, los refrigerantes se pueden utilizar. Referencia: http://www.achrnews.com/articles/129241-carefully-embracing-flammable-refrigerants
08.03.2015
Gildardo Yañez
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Video que explica el benficio de utilizar los refrigerantes inflamables en los equipos refrigeración autocontenidos y en los equipos de aire acondicionado de ventana.
21.01.2015
Gildardo Yañez
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En aplicaciones comerciales como la de los supermercados, los sistemas de refrigeración en cascada normalmente utilizan HFC o, en alguna ocasión, HC, como refrigerante primario. Los supermercados han adaptado la tecnología en cascada por razones económicas y de funcionamiento (la carga de refrigerante primario que puede ser un HFC se puede reducir hasta en un 75%). En este circuito el CO2 líquido se bombea a los muebles exhibidores refrigerados de baja temperatura de los supermercados y se controla mediante el uso de una válvula de expansión electrónica. En los muebles exhibidores refrigerados de media temperatura se suministra líquido desde el mismo circuito o desde un sistema de bombeo dedicado. Los sistemas en cascada de los supermercados se diseñan para que puedan funcionar los muebles exhibidores refrigerados a diferentes temperaturas y para poder tener recuperación de calor para producir agua caliente o calefacción. En general, y a pesar de que se utiliza una bomba para transportar el CO2 líquido, el consumo de energía no es significativamente diferente a los sistemas tradicionales de HFC porque las pérdidas en la línea de succión son menores y la eficiencia de la transferencia de calor del evaporador es mayor. Esto puede dar como resultado un incremento de hasta 10°F en la temperatura de evaporación, compensando el consumo de la bomba de alimentación y el diferencial de temperatura en el intercambiador de calor en cascada. Referencias: ASHRAE HANDBOOK 2014, Capítulo 3. Carbon Dioxide GIZ Semminar 2014, Carbon Dioxide Bitzer Semminar 2012. http://www.honeywell-refrigerants.com/
01.01.2015
Gildardo Yañez
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Para poder mantener al CO2 por debajo de su temperatura crítica (31°C) el medio de enfriamiento debe de estar por debajo de esta temperatura. El circuito subcrítico básico del CO2 es un sistema en cascada que consiste en dos sistemas de refrigeración independientes que comparten un intercambiador de calor común . En un circuito subcrítico, la parte de alta presión del circuito se sitúa por debajo del punto crítico es decir el CO2 en el lado de alta presión se condensa. Las presiones del lado de alta se sitúan en el orden de los 30 bar (-5ºC). El condensador del refrigerante CO2 de baja temperatura sirve como evaporador del refrigerante de alta temperatura; este intercambiador de calor conecta térmicamente a los dos circuitos de refrigeración. Para poder mantener al CO2 en fase subcrítica el sistema de HFC o HC debe de estar funcionando en todo momento. Si este se llegara a detener no vamos a poder controlar la presión del CO2. El tamaño del sistema influye en el diseño del intercambiador de calor en cascada: en grandes sistemas de refrigeración industrial se puede usar un intercambiador de calor de tubos envolventes, un intercambiador de calor de placas, o un intercambiador de tipo placas y envolvente; mientras que en sistemas comerciales es más común usar intercambiadores de calor en cascada de placas soldadas, coaxial y de doble tubo. En las aplicaciones a baja temperatura, el CO2 líquido a alta presión se expande hasta una presión más baja y se utiliza un compresor para llevar el gas de succión de nuevo a la presión de condensación. El uso de un sistema en cascada permite reducir la carga del refrigerante de alta temperatura. Esto puede resultar importante en sistemas comerciales, para disminuir las pérdidas de refrigerante HFC.
22.12.2014
Gildardo Yañez
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En el ciclo transcrítico del CO2, el compresor eleva la presión del gas por encima de la presión crítica, el calor se libera a la atmósfera enfriando el gas de la descarga sin condensarlo, es decir no va a cambiar de fase va a entrar el gas caliente y va a salir más frío o a la temperatura ambiente en la que el enfriador de gas esté instalado. Este ciclo ó sistema no usa Condesandor utiliza un Enfriador de gas. No vamos a obtener líquido a la salida del enfriador de gas ya que el CO2 no va a cambiar de fase, va disminuir su temperatura. Cuando el gas enfriado pasa a través del dispositivo de expansión, este se convierte en una mezcla de líquido y gas. Si se supera la presión de descarga del compresor, se reduce la cantidad de calor que puede absorber el refrigerante, por lo que hay un punto óptimo de funcionamiento que equilibra el aporte de energía adicional requerida para proporcionar la presión de descarga más elevada y el efecto adicional de enfriamiento logrado mediante la reducción de la entalpia (cantidad de calor absorbido o liberado). Se han desarrollado varios algoritmos de optimización con el fin de maximizar la eficiencia midiendo la presión de saturación de succión y la temperatura de salida del enfriador de gas, regulando el caudal de refrigerante para mantener una presión de descarga óptima. Alcanzar una temperatura en la salida del enfriador de gas tan baja como sea posible es fundamental para una buena eficiencia. Para una eficiencia máxima, el enfriador de gas debe ser capaz de funcionar como un condensador en tiempo frío, y el sistema de control debe ser capaz de pasar del funcionamiento de enfriamiento de gas (donde el flujo de salida del intercambiador de calor refrigerado por aire está restringido) al funcionamiento de condensador (donde se elimina la restricción, como en los sistemas convencionales). En comparación con un sistema directo típico de HFC, el consumo de energía se puede reducir en un 5% en climas fríos como los del norte de Europa, pero incrementar en un 5% en climas más cálidos como los del sur de Europa o Estados Unidos. Referencias: ASHRAE HANDBOOK 2014, Capítulo 3. Carbon Dioxide GIZ Semminar 2014, Carbon Dioxide Bitzer Semminar 2012.
04.12.2014
Gildardo Yañez
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Carga de refrigerante R-290 Underwriters Laboratories (UL) ha desarrollado los siguientes requisitos para el uso de refrigerantes inflamables hidrocarburos en refrigeradores comerciales, máquinas expendedoras, y equipos de aire acondicionado: UL 250 - Refrigeradores Domésticos: Anexo SA publicado el 25 de agosto de 2000, similar a los requisitos establecidos en IEC 60335-2-24. UL 471 - Refrigeradores Comerciales (Vitrinas, Refrigeradores Refresqueros, etc.) : Anexo SB publicado el 24 de octubre de 2008, similar a los requisitos establecidos en IEC 60335-2-89. UL 541 - Máquinas expendedoras refrigeradas (Vending) : requisitos publicados el 30 de diciembre 2011. UL 484 - Aire Acondicionado para una habitación Aire Acondicionadores: requisitos publicados el 21 de octubre de 2011, similar a los requisitos establecidos en IEC 60335-2-40. Los Estándares UL establecen los siguientes límites de carga de refrigerante para la categoría refrigerantes A3 (incluidos los hidrocarburos) por tipo de aplicación: Refrigeradores domésticos: 2.01 oz (57 gramos) Refrigeradores comerciales: 5.3 oz (150 gramos) Aire Acondicionado: 2.2 libras (1 kg) de propano, dependiendo del tamaño del área. Los trabajos sobre normas para los hidrocarburos están  en curso y en febrero de 2011, el Grupo Mixto de Tareas de UL en refrigerantes inflamables estableció tres grupos de trabajo: El primer grupo trabaja de una forma autónoma, desarrolla de los requisitos que deben cumplir los refrigerantes para poder usarse en los equipos de aire acondicionado. Este grupo está estudiando los refrigerantes hidrocarburos para los equipos más pequeños, mientras que para las aplicaciones de mayor tamaño, la UL trabaja en conjunto con ASHRAE. Un segundo grupo para el desarrollo de requisitos que deben de cumplir los refrigerantes inflamables para usarse en equipos de refrigeración. Este grupo está examinando las normas de los equipos de refrigeración UL 563 (fabricas ó cubicadoras de hielo) y UL 612 ( equipos para hacer helados) para su posible inclusión de requisitos relativos a los refrigerantes inflamables. Por último un tercer grupo para identificar los requisitos que deben tener las pruebas y la evaluación de los refrigerantes inflamables. Este grupo hace las actualizaciones y las recomendaciones a la UL 2182 - Norma de seguridad para refrigerantes. Referencia: 2013: Natural Refrigerants Market Growth for North America, Capítulo Natural Refrigerants in North America Today, UL Standards on Hydrocarbons and Transcritical CO2 página 52, Shecco Publications, Varios Autores, Descarga gratuita en:http://publications.shecco.com/publications/lists
20.11.2014
Gildardo Yañez
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Agujero en la Capa de Ozono En la década de los setentas, se descubrieron los efectos atmosféricos de las emisiones de CFC, concretamente el debilitamiento de la capa de ozono en la estratósfera. Esto condujo a un esfuerzo concertado de los gobiernos, científicos y los industriales para limitar estos efectos. Estos esfuerzos se convirtieron en el Protocolo de Montreal. Inicialmente, éste tomó la forma de las cuotas de producción, pero pronto se trasladó a una total eliminación, primero de los CFC y ahora de hidroclorofluorocarbonos (HCFC). El elevado potencial de agotamiento de la capa de ozono del CFC y del HCFC impulsó el desarrollo de los refrigerantes hidrofluorocarbonos (HFC). Posteriores investigaciones ambientales desplazan el foco de agotamiento del ozono al cambio climático, produciendo un segundo clasificación conocida como el potencial de calentamiento global (PCG). En los últimos años, CO2 se ha convertido nuevamente en un refrigerante de gran interés. Sin embargo, de alta presión del CO2 en los sistemas (por ejemplo, 490.8 psia a una temperatura de saturación de 30 ° F o 969.6 psia a 80 ° F) presenta desafíos para la contención y la seguridad. Los avances que han tenido los componentes que se utilizan en los sistemas de refrigeración desde la década de 1950 permiten el diseño rentable y eficiente de la alta presión de dióxido de carbono en los sistemas. El nuevo interés que tiene el uso del CO2 en los sistemas modernos de refrigeración se basa en sus propiedades termo físicas: baja viscosidad, alta conductividad térmica y densidad de vapor alta. Éstos resultan en una buena transferencia de calor en evaporadores, condensadores y enfriadores de gas, permite una selección de equipos más pequeños en comparación con los CFCs, HCFCs y los HFCs. El bióxido de carbono es único como refrigerante, está siendo considerado para aplicaciones que abarcan refrigeración, aire acondicionado y calefacción, que se extienden desde congeladores hasta para las bombas de calor y de los equipos domésticos hasta las plantas industriales de refrigeración.

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Perfil Profesional

Gildardo Yañez es Ingeniero Industrial Electricista, Especialista en Refrigeración con el grado de Maestro en Administración. Actualmente se desempeña como el Gerente de Capacitación Técnica en BOHN de México. Registrado como Agente Capacitador Externo STPS.

Es Especialista en Refrigerantes y Refrigeración.

Autor de los Manuales Buenas Prácticas. Colaborador en la Revista CERO Grados Celcius, Revista Mundo HVAC&R y ACR Latinoámerica.

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