Seleccion de Refrigerantes Alternativos

SELECCIÓN DE REFRIGERANTES ALTERNATIVOS
PARA REEMPLAZAR LOS HCFCs
HCFCs
R
2
2
R
4
0
1
A
R
1
2
4
R
1
2
3
R
4
0
1
B
R
4
0
3
B
R
4
0
2
B
R
4
0
2
A
R
4
0
8
A
R
4
0
9
A
HFCs
R
2
3
R
1
3
4
a
R
4
0
4
A
R
4
1
0
A
R
4
0
7
C
O
O
O
OPROZ
R
4
1
7
A
R
4
2
2
A
R
5
0
7
R
5
0
8
B
R
4
1
4
B
R
4
1
6
A
Una industria en Transición
Transiciones debidas a reglamentaciones de ozono
1600
1200
800
CFCs
HCFCs
HFCs
400
19
70
19
73
19
76
19
79
19
82
19
85
19
88
19
91
19
94
19
97
20
00
20
03
20
06
20
09
20
12
20
15
Miles de tons.
¿Transición debido a reglamentaciones climáticas?
Refrigerantes
Otros
TM
DuPont Refrogerants. The Science off cool.
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2
Refrigerantes
Solventes
Espuma
Propelentes
Extinguidor fuego
Elección Actual del Refrigerante
PASADO
AC residencial
R-22
R-22
R-410A
AC comercial
R-22
R-22
R-407C
R-410A
Chiller centrífugo
Chiller a tornillo
Refrigeración comercial
Transporte refrigerado
AC automotor
Refrigeración doméstica
Máquinas expendedora
R-11 R-12 R-22
R-12
R-12 R-22 R-502
Amoníaco
R-12
R-502
R-12
R-12
R-12
R-134a
FUTURO
PRESENTE
R-123 R-134a
R-22
R-134a
R-134a R-22 R-404A
Amoníaco
R-134a R-22
R-134a
R-134a
R-600 (isobutano)
R-134a
R-410A
HC
R-410A (R-407C)
R-134a R-245fa
R-134a R-407C
R-407E
R-404A R-507A R-134a
Amoníaco
CO2
HC
R-134a
R-134a
CO2
R-404A
R-152a
R-1234yf?
R-600 (isobutano)
CO2
R-290 (propano)
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3
Aplicación de las alternativas más importantes a los HCFCs en nuevos equipos
APLICACIÓN
HFC-134a
HFC-404A
HFC-507A
HFC-407C
HFC-410A
HC-290
Propano
R-717
Amoníaco
R-744
CO2
COMERCIAL
Equipos Unitarios
+
+
o
o
+
-
o/-
Unidad Condensadora
+
+
+/o
o
-
-
-
Sistemas Centralizados
+
+
o
o
-
o/-
-
Congeladores de 1 etapa
-
+
-
o
-
-
-
Congeladores de 2 etapas
-
+
-
o
-
-
o
AIRE ACONDICIONADO A/C
AC Unitarios autocontenidos
o
-
+
+
+
-
-
Split Unitarios sin conductos
o
-
+
+
o/-
-
-
AC Centrales Split de uso
residencial
o
-
+
+
o/-
-
-
Sistemas de AC para usos
comerciales autocontenidos o splits
-
-
+
+
-
-
-
Chiller scroll pequeño
-
-
+
+
o/-
-
-
+
-
+/o
+
-
+
-
Chiller a tornillo grande
Oficina Programa Ozono
4
R-404A y R-507A
R-404A fue originalmente diseñado para reemplazar al R-502. El R-404A y el R-507A son muy parecidos.
Ambos han sido utilizados en supermercados en países desarrollados para aplicaciones de refrigeración y
congelamiento, en particular en unidades de condensación y plantas comerciales centralizadas.
Disponibilidad a mediano plazo es certera, a largo plazo está cuestionado debido al alto potencial de
calentamiento global (PCG).
Los costos del refrigerante y del aceite de refrigeración son más altos; el armado es similar al del R-22.
El consumo de energía es levemente superior que con el de R-22 en refrigeración y levemente inferior en
congelamiento.
Presiones de trabajo más altas que la estándar en el caso de temperaturas ambiente muy altas.
Oscilaciones de presión en el lado de la presión alta pueden derivar en vibraciones, que resulten en roturas.
Para instalaciones on-site, experiencia, capacitación y destreza del técnico son los factores que reducen el
riesgo de tales roturas.
Los fabricantes recomiendan que se utilicen lubricantes de poliol ester.
Estos refrigerantes pueden ser usados como refrigerantes de reemplazo para R-22 y R-502 y en sistemas
existentes. Sin embargo, será necesario remover el aceite mineral existente a menos del 5% por barrido
(limpieza) con aceites de poliol esters. Los filtros secadores pueden requerir su reemplazo o cambio y otros
cambios menores en el sistema.
Oficina Programa Ozono
5
R-407C
•
•
•
•
Mezcla de HFC, mezcla refrigerante diseñada como reemplazo del R-22.
Deslizamiento de temperatura significativo, por lo tanto no adecuado para equipos con una carga de refrigerante
grande o acumuladores de refrigerantes, tales como unidades de condensación, sistemas centralizados y algunos
chillers. En otras aplicaciones, el deslizamiento de temperatura tiene que tomarse también en cuenta en el diseño
y el servicio.
El fabricante recomienda que se use lubricante de poliol ester con refrigerante R-407C.
Los Potenciales de Calentamiento Global del R-22 y R-407C son similares, por lo tanto las emisiones totales de
gases de efecto invernadero atribuidos al equipo deberían seguir siendo similares.
•
Costo de fabricación del equipo con R-407C es muy similar al costo del equipo con R-22 excepto por los costos
más altos del refrigerante y el aceite. Los filtros secadores pueden requerir una adaptación o cambio y otros
cambios menores en el sistema.
•
En el caso de temperaturas ambiente muy altas puede ser necesario que el equipo se construya para presiones
de trabajo más elevadas que la estándar.
•
Ampliamente utilizado en Europa como reemplazo en equipos de aire-acondicionado, en algunos países está
perdiendo popularidad.
•
Muy probable que continúe disponible en el medio a largo plazo.
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6
R-410A
•
•
•
•
•
•
Mezcla de HFC diseñado para reemplazar al R-22.
Cercano-azeótropo (muy bajo deslizamiento de temperatura).
Compatible con la mayoría de los materiales usados en sistemas con R-22.
La presión de trabajo es aproximadamente 50% más alta que con el R-22, por lo que no es aceptado
universalmente para uso en altas temperaturas ambientales.
No debe ser usado como reemplado drop in (directo) del R-22.
Requiere rediseño del sistema – los compresores herméticos o semi-herméticos típicos diseñados para R-22 no
pueden ser usados con R-410A, que también podría ser aplicable a otros componentes en el sistema.
•
•
•
Aumento de costo para los componentes.
•
•
•
Probablemente continúe disponible en el medio a largo plazo.
El fabricante recomienda que se usen lubricantes poliol ester en los sistemas con R-410A.
Ampliamente utilizado en equipos de aire acondicionado diseñados nuevos, dentro del rango de capacidad
de 2 kW a 175 kW.
Alta capacidad de refrigeración permite frecuentemente que se usen componentes pequeños, más compactos.
Eficiencia energética más alta que las unidades con R-22; esto incluye el esfuerzo de optimización de
componentes y adaptación de la tecnología como parte del diseño de nuevos sistemas.
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7
HC-290 (Propano), HC-1270 (Propeno) y HC-600a (isobutano)
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Refrigerantes eficientes, económicos, ampliamente disponibles.
Casi no tiene impacto sobre el clima.
Lubricante aceite mineral, buena compatibilidad con los materiales.
Isobutano es adecuado para unidades de refrigeración pequeñas unitarias o autocontenidas. HC-290 y HC-1270
ambos son aptos para equipos unitarios o autocontenidos de hasta 1 kw de capacidad en refrigeración, aire
acondicionado y congelamiento. También en sistemas centrales de supermercados que usan salmuera.
La inflamabilidad de estas sustancias es un problema que requiere esfuerzos adicionales en el diseño,
fabricación y servicio del equipo.
Los equipos centralizados llevan a costos de inversión más altos para el ciclo de la salmuera, y la seguridad del
equipo requiere un alto gado de experiencia con sustancias inflamables.
El consumo de energía para unidades unitarios o autocontenidos es similar o menor que con R-22.
En sistemas centralizados el ciclo de la salmuera lleva a una demanda de energía más elevada.
El impacto total sobre el clima sería más bajo.
HC-290 es también adecuado para temperaturas ambiente altas.
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8
Amoníaco, NH3 (R-717)
•
•
Ampliamente usado en muchos países.
•
•
•
•
Es tóxico, pero usualmente fácilmente detectable y evitable.
•
•
Es una buena alternativa para sistemas grandes de refrigeración o aire acondicionado nuevos o existentes:
sistemas térmicos de almacenamiento, chillers, enfriamiento de proceso de congelamiento y aire acondicionado,
supermercados, tiendas y aire acondicionado.
Fácilmente disponible, barato.
Las presiones de operación son comparables con las de otros refrigerantes.
Refrigerante de elevada eficiencia energética; tiene un bajo punto de ebullición (-33°C a 0 psig) y alto calor
latente de evaporación (9 veces más que el R-12).
El amoníaco no contribuye directamente al cambio climático global!!!
El uso de amoníaco en la industria de la ventilación, AC y refrigeración debería extenderse a medida que los
funcionarios reguladores resulten informados de su relativa seguridad con la incorporación de las medidas
apropiadas de seguridad.
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9
Dióxido de Carbono - CO2 (R-744)
•
Bajo PCG, barato, refrigerante natural disponible con buen potencial.
•
Uso limitado en sistemas comerciales centralizados, procesamiento de alimentos, máquinas expendedoras y para
bombas de calor de agua caliente. Para congelamiento el refrigerante puede ser usado en un sistema en cascada,
limitando las presiones de trabajo del equipo.
•
A temperatura ambiente las presiones de trabajo estarán por encima de 75 bar y se necesitarán componentes
diferentes.
•
Bajo desempeño a temperaturas ambiente elevadas con consumo anual de energía más elevado comparado con el R-22.
•
La optimización y las mediciones relativas a su eficiencia energética están aún en desarrollo, por lo tanto, no se puede
realizar una evaluación final de su impacto en el clima en climas cálidos.
•
Se requieren grandes cambios en equipos, prácticas y el know-how requerido.
•
Los costos de los equipos de CO2 que no sean los sistemas en cascada son significativamente más altos. Los
sistemas en cascada podrían tener costos similares al R-22.
•
Bajo desempeño en climas cálidos para sistemas enfriados con aire, y aplicabilidad limitada para sistemas
centralizados en cascada en países en desarrollo.
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10
R-134a
•
Se necesita cambio de lubricante.
•
Ampliamente usado en refrigeración doméstica y comercial y aire acondicionado automotor. También en chillers y
equipos comerciales grandes.
•
Está siendo reemplazado en Europa en los usos para aire acondicionado automotor.
•
La producción mundial es importante y está en aumento.
•
Eficiencia energética algo menor que para el R-22.
•
Es posible utilizarlo para hacer retrofit en chillers centrífugos de R-12, R-114 y R-500, chillers reciprocante de R-12 y
R-500, aire acondicionado automotor y deshumidificadores residenciales de R-12 y R-500.
•
Se requiere un control estricto de fugas, reducción de la carga y un programa de recuperación, regeneración y
destrucción para mitigar los efectos negativos del PCG.
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11
Propiedades de algunas alternativas al R-22
2,00
Valor Relativo al R-22 (/)
1,75
1,50
Nota:
43°F Temperatura de Saturación Evaporador
5°F Supercalor del Evaporador
118°F Temperatura Saturación Condensador
10°F Subenfriamiento
1,25
Eficiencia
Capacidad
Presión
1,00
c
0,75
0,50
0,25
Fuente: ARI
0,00
R-134a
Propano
R-22
Amoníaco
R-407C
R-410A
Propiedades de algunas alternativas al R-22
5,00
4,50
4,00
R-134a
Propano
R-22
Amoníaco
R-407C
R-410A
CO2
3,50
3,00
Nota:
43°F (6.1°C) Temperatura Saturación
Evaporador
5°F (-15°C) Supercalor Evaporador
118°F (47.8°C) Temperatura Saturación
Condensador
10°F (-12.2°C)Subenfriamiento
2,50
2,00
1,50
1,00
0,50
Fuente: ARI
Oficina Programa Ozono
12
0,00
Coeficiente de
Funcionamiento Relativo
Capacidad Relativa
Presión Relativa
Composición de Mezclas de Refrigerantes
Porcentaje de Composición de Alternativos al CFC -12
Número
ASHRAE
HCFCs
HFCs
HCs
Nombre
comercial
22
124
R-401A
MP-39
53%
34%
13%
R-401B
MP-66
61%
28%
11%
R-401C
MP-52
33%
52%
15%
R-406A
GHG
55%
142b
32
125
134a
152a
227ea
Propano
butano
(R-600)
41%
R-407D
isobutan
isobutano
o
(R-600a)
(R-600a)
4%
15 %
15 %
70 %
R-409A
FX-56
60%
25%
15%
R-414B
Hot Shot
50%
39%
9.5%
1.5 %
R-414A
GHG-X4
51%
28.5%
16.5%
4%
R-420A
-420A
Choice
Refrigerant
R-426A
R
- 426A
RS-24 (new
composition)
88 %
12%
5.1 %
93 %
1.3 %
0.6 %
Oficina Programa Ozono
13
Número
Número
ASHRAE
ASHRAE
Nombre
comercial
HFC-32
HFC-125
HFC134a
52%
Propano n-Butano Isobutano Isopentano
R-407C
KLEA 407C,
AC9000
23%
25%
R-410A
AZ-20, Puron,
Suva 9100
50%
50%
R-410B
R-410B
AC9100
45%
55%
R-417A
NU-22/ISCEON
59
46.6%
50%
R-421A
Choice R421A
58%
42%
R-421B
Choice 421B
85%
15%
R-422B
ICOR XAC1
55%
42%
3%
R-422C
ICOR XLT1
82%
15%
3%
R-422D
ISCEON MO29
65.1%
31.5%
3.4 %
R-424A
RS-44 (nueva
composición)
50.5%
47.%
RS-24 (nueva
composición)
5.1%
93%
composi
R-426A
Oficina Programa Ozono
ción
14
45%
3.4 %
1%
0.9 %
1.3 %
0.6 %
)
0.6 %
Porcentaje de Composición de Alternativos al R-502 [R-22/115 (48.8/51.2)]
HFCs
Número
ASHRAE
Número
ASHRAE
Nombre
comercial
HCFC-22
32
125
134a
HCs
143a
152a
propano isobutano propileno
R-402A
HP-80
38%
60%
2%
R-402B
HP-81
60%
38%
2%
R-404A
HP-62, FX-70
R-407A
KLEA 407A
R-407B
KLEA 407B
R-408A
FX-10
R-411A
R-411A
87.5%
11%
1.5%
R-411B
R-411B
94%
3%
3%
R-507
AZ-50
50%
ICOR XLT1
82%
R-422C
46%
44%
4%
20%
40%
40%
10%
70%
20%
7%
52%
47%
50%
15%
3%
Oficina Programa Ozono
15
S E L E C C I O N D E
REFRIGERANTES
A L T E R N AT I V O S
PARA REEMPLAZAR LOS
HCFCs
Este folleto fue elaborado en base a la presentación realizada por el Ing. Tamás Grof de la Organización de Naciones Unidas
para el Desarrollo Industrial en el Seminario para la PREPARACION DEL PLAN NACIONAL DE ELIMINACION DE HCFCs para la
REPÚBLICA ARGENTINA realizado en Buenos Aires, el día 3 de diciembre de 2008
O
O
O
OPROZ
San Martín 451
(1004) Ciudad Autónoma de Buenos Aires
Tel:(011) 4348-8383 Fax: (011) 4348-8274
E mail: [email protected]
www. ambiente.gob.ar/ozono