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MINISTERIO DE AMBIENTE Y DESARROLLO SOSTENIBLE PRESIDENCIA DE LA REPÚBLICA. INTRODUCCIÓN GENERAL A LOS REFRIGERANTES. Talleres de Buenas Prácticas en Refrigeración Colombia - 2014. CONTENIDO. Refrigerantes naturales y sintéticos y sus aplicaciones.
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MINISTERIO DE AMBIENTE Y DESARROLLO SOSTENIBLE PRESIDENCIA DE LA REPÚBLICA
INTRODUCCIÓN GENERAL A LOS REFRIGERANTES Talleres de Buenas Prácticas en Refrigeración Colombia - 2014
CONTENIDO • Refrigerantes naturales y sintéticos y sus aplicaciones. • Denominación y clasificación de los refrigerantes - Estándar ASHRAE 34. • Impacto ambiental de los refrigerantes: Agotamiento de la capa de ozono y calentamiento global. • Criterios para selección de los refrigerantes • Elementos de protección personal
REFRIGERANTES NATURALES Y SINTÉTICOS Y SUS APLICACIONES El calor latente de vaporización es la energía requerida por una cantidad de sustancia para cambiar de fase, de líquido a gaseoso. (No hay aumento de temperatura) • Un refrigerante es un compuesto químico el cual es capaz de cambiar repetidamente su estado de líquido a vapor y viceversa, manteniendo su estabilidad química. • Un refrigerante tiene valores relativamente altos de calor latente de vaporización y bajas temperaturas de ebullición. La temperatura de ebullición es la temperatura a la cual la materia cambia del estado líquido al estado gaseoso
HISTORIA DE LOS REFRIGERANTES Hacia 1930, el investigador Thomas Midgleyde la General Motors, desarrollo un nuevo refrigerante no inflamables, no tóxico.
COMPOSICION DE LOS REFRIGERANTES Hidro Cloro Fluoro Carbonos Hidrógeno Cloro + Flúor Carbono + + H Cl F C
2. DENOMINACIÓN Y CLASIFICACIÓN DE LOS REFRIGERANTES ESTÁNDAR ASHRAE 34 • HALOGENADOS : CFC, HCFC, HFC. No. Cl atoms = No. atomswith C – F - H
MEZCLAS: Las mezclas se designan por los números y porcentaje en masa de los refrigerantes que las componen. Los refrigerantes se nombran en orden ascendente de acuerdo al punto de ebullición. • MEZCLAS ZEOTRÓPICAS: A estas mezclas se les asigna un número de identificación de la serie 400. R407A (R32/R125/R134a (20/40/40)) R407B (R32/R125/R134a (10/70/20)) R407C (R32/R125/R134a (23/25/52)) R407D (R32/R125/R134a (15/15/70)) R407E (R32/R125/R134a (25/15/60))
MEZCLAS AZEOTRÓPICAS: A estas mezclas se les asigna un número de identificación de la serie 500. Un azeótropo (o mezcla azeotrópica) es una mezcla líquida de dos o más compuestos químicos que hierven a temperatura constante y que se comportan como si estuviesen formadas por un solo componente.
REFRIGERANTES ORGÁNICOS: Hidrocarburos • A los compuestos orgánicos se les asigna un número de la serie 600. • REFRIGERANTES INORGÁNICOS: Agua, amoniaco, dióxido de carbono (CO2) • A los compuestos inorgánicos se les asigna un número de la serie 700, el número de identificación está formado adicionando la masa molecular relativa del componente a 700.
Clasificación de los refrigerantes según su grupo de seguridad. American Standard ASHRAE 34. Fuente: Estándar ASHRAE 34
3. IMPACTO AMBIENTAL DE LOS REFRIGERANTES: AGOTAMIENTO DE LA CAPA DE OZONO Y CALENTAMIENTO GLOBAL • PAO (ODP): • El Potencial de Agotamiento de Ozono es la relación del impacto sobre el ozono causado por una sustancia química y el impacto de una masa igual de CFC-11. (PAO del CFC-11=1,0) • PCG (GWP): • El Potencial de Calentamiento Global es una medida relativa de cuánto calor puede ser atrapado por un determinado gas de efecto invernadero (GEI), en comparación con un gas de referencia, por lo general CO2 (PCG CO2 = 1,0). El PCG puede ser calculado para periodos de 20, 100 o 500 años, siendo 100 años el valor más frecuente.
Comparación PAO y PCG para algunas sustancias PCG: Potencial de Calentamiento Global PAO: Potencial de agotamiento de ozono
20 Unidad Técnica Ozono – UTO Años
20 Unidad Técnica Ozono – UTO Años
Compromisos de Colombia: Cronograma de Eliminación de SAO Eliminación del consumo de SAO correspondientes a la línea base. En el caso de Colombia el consumo promedio del año 1996-97, según el siguiente cronograma: • El 50% de la línea base hasta el año 2005 • El 85% de la línea base hasta el año 2007 • El 100% de la línea base hasta el año 2010 CONSUMO = producción + importaciones -exportaciones LÍNEA BASE DE COLOMBIA: 2.200 Ton PAO
Compromisos países en desarrollo • Congelamiento del consumo de HCFC (promedio 2009-10) el 1 de Enero de 2013. • Reducción del: 10% en 2015 35% en 2020 67.5% en 2025 97.5% en 2030 100% en 2040
CALENTAMIENTO GLOBAL En 1992 se adoptó la Convención Marco de la ONU sobre el Cambio Climático (CMNUCC), que reconoce la existencia de emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI) producidos por el hombre y la importancia de limitar esas emisiones.
Protocolo de Kyoto Establece compromisos cuantificados de reducción de gases de efecto invernadero - GEI para los países industrializados (5.2% respecto a las emisiones de 1990, efectivos en el periodo 2008-2012) El 16 de febrero de 2005 entró en vigor con la firma de 141 países. Colombia accedió mediante la Ley 629 de diciembre de 2001. Emisiones GEI “BUSINESS AS USUAL” Emisiones GEI ton/año Anexo I 2000 2008 2012 1990 1997 MDL • Gases incluidos: • Dióxido de carbono (CO2) • Metano (CH4) • Oxido nitroso (N2O) • Hexafloruro de azufre (SF6) • Hidroclorofluorocarbonos (HFC) • Perfluorocarbonos (PFCs)
Contribución sector RAC al calentamiento global • El volumen de fugas varía ampliamente según el tipo de equipo • Tasa de fugas promedio de los refrigerantes en los países A5 es aprox. 30% por año Las emisiones de GEI del sector RAC no sólo son dadas por fugas de refrigerante de los equipo. Las emisiones proceden también de uso de la energía Fuente: Presentación Daniel Colbourne – Experto PNUD
Consumo de Energía Fugas IMPACTO EQUIVALENTE TOTAL DE CALENTAMIENTO ATMOSFÉRICO GLOBAL Impacto Global Directo Impacto Global Indirecto TEWI Impacto Total Equiv. = +
IMPACTO GLOBAL DIRECTO • Refrigerante liberado durante la vida útil del equipo • Potencial de calentamiento global del refrigerante (GWP), expresado en términos de masa de CO2 equivalente por unidad de masa del refrigerante. IMPACTO GLOBAL INDIRECTO • Cantidad de energía total consumida por un equipo de refrigeración o aire acondicionadoa lo largo de su vida útil • Masa de CO2 producida por unidad de energía consumida
Impacto Global Directo Tipo GWP Refrigerante R-12 CFC 8500 R-502 5260 R-22 HCFC 1700 R-32 HFC 650 R-134a 1300 R-407C 1530 R-417A 1938 R-410A 1730 R-404A 3260 R-507 3300 Hydrocarbons “Naturales” <20 Ammonia <1 Carbon Dioxide 1
Como disminuir el impacto global directo? Impacto Global Directo Reducción de la Carga de Gas Reducción de Fugas de Gas Nuevos Refrigerantes Eliminación o Acortamiento de Líneas Frigoríficas Sistemas de Ciclo Secundario Sistemas Distribuidos
Impacto Global Indirecto • Eficiencia del Sistema • Eficiencia del Compresor • Diseño del Sistema • Propiedades Termodinámicas • Refrigerante • Transferencia de Calor • Generación de Potencia • Combustibles Fósiles, Represas, Nuclear
Ejemplo Típico TEWI Para Sistemas de A/A Herméticos 2 - 3% Directo (Refrigerante) 97 - 98% Indirecto (Consumo de Energía)
IDENTIFICACIÓN DE LOS REFRIGERANTES POR GRUPO QUÍMICO Fuente: Presentación Daniel Colbourne – Experto PNUD
5. ELEMENTOS DE PROTECCIÓN PERSONAL Equipo de protección personal (PPE – Personal ProtectionEquipment): Diseñado para proteger a las personas en el lugar de trabajo de lesiones o enfermedades serias que puedan resultar del contacto con peligros químicos, radiológicos, físicos, eléctricos, mecánicos u otros. Además de caretas, gafas de seguridad, cascos y zapatos de seguridad, el PPE incluye una variedad de dispositivos y ropa tales como gafas protectoras, overoles, guantes, chalecos, tapones para oídos y equipo respiratorio.
Ing. Xiomara Ibeth Stavro Tirado Consultora UTO Tel.: (++57) 1 – 3323638 Fax: (++57) 1 – 3323400 Ext. 1241, 1232 uto.antioquia@gmail.com www.minambiente.gov.co