Blog SIMEC

  • Inicio
  • Nuestros Post
  • Videos
  • Imagenes
  • Web SIMEC

El amoniaco en Refrigeración.

Publicada en 21 agosto, 2014 de SIMEC

Un poco de historia de la refrigeración.

La refrigeración es un proceso conocido de mucho tiempo atrás. En el siglo XII los chinos utilizaban mezclas de salitre con el fin de enfriar agua; en los siglos XVI y XVII, investigadores y autores como Boyle, Faraday (con sus experimentos sobre la vaporización del amoníaco) hacen los primeros intentos prácticos de producción de frío.

En 1834, Perkins desarrolla su patente de máquina frigorífica de compresión de éter y en 1835 Thilorier fabrica nieve carbónica por expansión; Tellier construyó la primera máquina de compresión con fines comerciales, Pictet desarrolla una máquina de compresión de anhídrido sulfuroso.

El Amoníaco fue el primer refrigerante utilizado en plantas de refrigeración por medio de compresión mecánica en 1876 por Carl von Linde. Desde entonces, se ha venido utilizando en grandes plantas de refrigeración como son lecherías, cervecerías, rastros y otros lugares con grandes demandas de enfriamiento.

Al día de hoy, el amoníaco permanece como el refrigerante más utilizado en sistemas de refrigeración industrial para procesar y conservar la mayoría de los alimentos y bebidas. El amoníaco ha estado en el liderazgo de los avances de la tecnología en refrigeración, siendo parte esencial del procesamiento, almacenamiento y logística de distribución de los alimentos.

Clasificado por ASHRAE con R-717, dentro del grupo de refrigerantes naturales, no destruye la capa de ozono y no contribuye al efecto invernadero asociado al calentamiento global. De hecho el amoníaco, es un compuesto encontrado en la naturaleza comúnmente. Es esencial en el ciclo del nitrógeno de la tierra y su liberación a la atmósfera es inmediatamente reciclada. Esto lo hace consistente con los acuerdos internacionales respecto a la reducción del calentamiento global y destrucción de la capa de ozono.

El amoniaco y sus ventajas.

El crecimiento del amoniaco está aumentando a nivel global, pues las restricciones ambientales a los refrigerantes clorados o fluroclorados han hecho emerger al amoniaco como un refrigerante que no contribuye a la disminución de la capa de ozono ni al calentamiento global. El amoniaco es un refrigerante eficiente usado en la preservación y procesado de alimentos, así como muchas otras aplicaciones en refrigeración y aire acondicionado. En la industria alimentaria el uso del amoniaco está muy extendido, alcanzando aproximadamente al 90 % de las instalaciones existentes. El amoniaco tiene características deseables como refrigerante que son conocidas desde hace aproximadamente un siglo, y la más importante de todas es que la eficiencia energética del amoniaco es mayor que el resto de los refrigerantes, por lo que utilizando amoniaco se consigue disminuir el consumo energético de la instalación. También el coste del amoniaco es una ventaja atractiva ya que es mucho menor al de cualquier refrigerante sintético. En términos generales cuesta entre el 10 y el 20 % menos en instalación.
Hay que indicar que el amoniaco es corrosivo y peligroso cuando se libera a la atmósfera en grandes cantidades, por lo que exige tomar precauciones especiales. Debido a su naturaleza irritante, las personas no pueden permanecer en atmósferas que contienen amoniaco por ser peligroso para la salud. Aunque el amoniaco puede arder en altas concentraciones, su ignición es difícil y la combustión no se mantiene si se retira la fuente de ignición.

Una adecuada evaluación del impacto ambiental de los refrigerantes y los sistemas de refrigeración requiere la consideración tanto de su impacto directo como indirecto en el calentamiento global. Directamente los sistemas de refrigeración contribuyen al calentamiento global, a través del efecto invernadero causado por las fugas de gases refrigerantes. Indirectamente contribuyen al calentamiento global por la producción de emisiones de dióxido de carbón como resultado de la conversión de combustibles fósiles en la energía requerida para operar los sistemas de refrigeración.

El “impacto total equivalente de calentamiento” o TEWI, es definido como la suma de estas contribuciones directas e indirectas. El valor TEWI del amoníaco es muy bajo, ya que por sí mismo no contribuye al calentamiento global. Debido a sus características termodinámicas favorables, los sistemas de refrigeración con amoníaco emplean menos energía que los otros refrigerantes comunes. Como resultado, hay un beneficio indirecto al calentamiento global debido a las menores emisiones de CO2 de las plantas generadoras de electricidad.

Propiedades del Amoníaco
•  Temperatura de autoignición:                            690°C (1274° F)•  Límite Inferior de Inflamabilidad (LII):              16%•  Límite Superior de Inflamabilidad (LSI):          25%

–

Amoniaco como agente refrigerante.

El Amoníaco es un combustible moderado, y considerado por expertos dentro del sector químico industrial relativamente como no combustible. La energía de combustión del amoníaco es menor que su energía de auto-ignición, esto significa que el amoníaco no puede mantenerse encendido por sí mismo sin una fuente externa de ignición, aunque la misma fuente haya iniciado el fuego.

El Amoníaco en altas concentraciones es extremadamente tóxico, pero su fuerte olor es una excelente alarma. La concentración de amoníaco donde su olor no puede ser soportado (alrededor del 0.03% en volumen), no es dañino, siempre y cuando se esté expuesto a él sólo por un periodo de tiempo limitado (aún después de más de una hora, no hay efectos negativos notorios en la salud de las personas).

El costo del amoníaco es mucho menor que cualquier refrigerante sintético, de manera general cuesta de un 10 a un 20% menos en instalación. Termodinámicamente, el amoníaco es de 3 a 10% más eficiente que los otros refrigerantes; como resultado, un sistema de refrigeración de amoníaco tiene menor consumo eléctrico.

El costo del amoníaco por sí mismo es significativamente menor que el de los otros refrigerantes, y se requiere de una menor cantidad para la misma aplicación que otros refrigerantes y al ser una sustancia natural, no tiene una fecha límite en que se pueda producir o usar, a diferencia de otros refrigerantes sintéticos cuyo uso o  producción está limitada a una cierta cantidad de años.

Tabla 1: Propiedades Termodinámicas (-8°C)
PROPIEDAD AMONÍACO R-22
Calor específico (KJ/Kg °C) 4.65 1.15
Conductividad térmica (W/m °C) 0.55 0.10
Viscosidad (cP) 0.20 0.25

–

Tabla 2: Coeficiente de Transferencia de Calor (W/m2 °C)
AMONÍACO R-22
Condensando en el exterior de los tubos 3500-7000 1000-2000
Condensando en el interior de los tubos 2500-6000 1000-1800
Evaporando en el exterior de los tubos (Circulación con bomba) 600-6000 300-3500
Evaporando en el interior de los tubos (Circulación con bomba) 1000-6000 450-1800

–

Tabla 3: Coeficiente de funcionamiento o de efecto frigorífico*
COP TEÓRICO (+30/-15° C)
COP  = Capacidad de enfriamientoConsumo de energía = kWkW
Amoníaco R-22
3.37 3.18
*La cantidad de refrigeración obtenida de una máquina dividida entre la cantidad de energía que se requiere aportar para conseguir esta refrigeración (ASHRAE, 1993)

–

El amoníaco tiene un coeficiente de transferencia de calor mayor que el R-22, principalmente por sus propiedades termodinámicas y de transporte. Los valores para estas propiedades en relación con el R-22 son las siguientes:

• Calor específico de líquido y vapor:    4 a 1

• Calor latente en la vaporización:        6 a 1

• Conductividad líquida termal:            5.5 a 1

• Viscosidad:                                    0.8 a 1

• Densidad liquida:                            0.5 a 1

La tasa de flujo de la masa para una capacidad de refrigeración dada de amoníaco es de 1/7 menos que el R-22, lo que tiene un efecto significante sobre el tamaño de las tuberías y sobre la circulación del líquido.

Esto significa que sólo 1/7 del líquido necesita ser bombeado para una capacidad de refrigeración dada, resultado de esto, es una bomba de menor tamaño que utiliza menos potencia, y en tuberías de menor tamaño.

Plantas de Refrigeración con Amoníaco

Las plantas de refrigeración por compresión (ver figura 1) constan de un evaporador, en el que se evapora el refrigerante (amoníaco) produciendo frío; un sistema de compresión para transportar el vapor a baja presión del evaporador al condensador a alta presión; y el condensador en el que condensa el refrigerante disipando el calor generalmente mediante torres de refrigeración.

Figura 1. Refrigeración por compresión

Las plantas de refrigeración por absorción (ver figura 2) precisan de un fluido refrigerante y un fluido absorbente. Los pares de fluidos refrigerante/absorbente más usados son el par agua/bromuro de litio y el par amoníaco/agua. En las plantas que usan el primer par, el refrigerante es el agua por lo que estas plantas se usan para aplicaciones a temperaturas por encima de 0°C, utilizándose principalmente para la climatización.

Figura 2. Refrigeración por absorción

Las plantas de refrigeración con amoníaco/agua lo usan como refrigerante y tienen el campo de aplicación desde 0°C hasta -70°C.

En plantas de refrigeración por absorción el compresor mecánico es sustituido por un compresor químico o térmico. El vapor de baja presión procedente del evaporador, en vez de ser comprimido por un compresor mecánico, es absorbido por una solución diluida de amoníaco y agua en el absorbedor. La solución cuya concentración ha aumentado es bombeada al desorbedor, donde será calentada hasta su ebullición.

Siendo el amoníaco la componente más volátil en el desorbedor se produce vapor de amoníaco, que condensa en el condensador cerrando así el ciclo de refrigeración. El calor producido en el condensador y en el absorbedor suele ser disipado mediante torres de refrigeración, mientras que el calor aportado en el desorbedor es calor residual procedente, por ejemplo de una planta de cogeneración.

Usos del amoniaco en refrigeración

Con el incremento de las regulaciones en el uso de los refrigerantes basados en clorofluorocarbonos (CFC), hidroclorofluorocarbonos (HCFC) e hidrofluorocarbonos (HFCs), y la eliminación por fases de CFCs y HCFCs, se investigaron activamente otros refrigerantes para su uso en los sistemas de refrigeración existentes. Los refrigerantes alternativos deben tener características termodinámicas similares a los halocarbonos y ser seguros para los humanos y el medio ambiente. El amoniaco es un refrigerante alternativo tanto para sistemas de refrigeración y equipos de aire acondicionado. Puede utilizarse además tanto en equipos nuevos como en los ya existentes. Tiene un punto de vaporización bajo (-33º C), un potencial de disminución de la capa de ozono cero cuando se libera a la atmósfera y un alto calor latente de vaporización (9 veces mayor que el R-12). Adicionalmente, el amoniaco en la atmósfera no contribuye directamente al calentamiento global. Estas características dan como resultado un refrigerante de alta eficiencia energética con mínimos problemas ambientales. Con un análisis económico puro, sin cargas reguladoras y necesarias, el amoniaco encontraría aplicaciones más amplias de las que actualmente disfruta. Conforme los códigos de diseño y pateado asumiendo la seguridad del amoniaco sus aplicaciones aumentando. Las aplicaciones de sistemas de refrigeración basados en el amoniaco incluyen sistemas de almacenamiento térmico, enfriadores para aplicaciones de aire acondicionado, supermercados, etc

El amoníaco como refrigerante tiene la gran ventaja de poder producir refrigeración a temperaturas de hasta -70°C. Para alcanzar estas temperaturas hacen falta sistemas de compresión de varias etapas, por lo que dichas plantas son relativamente complejas. Así la operación en continuo de dichas plantas es una problemática, pues prácticamente no existen aceites compatibles con el amoníaco, que tengan cualidades lubricantes a la temperatura de los compresores y una baja viscosidad a -60°C.

El aceite que suele acumularse en evaporadores únicamente puede decantarse si se eleva temporalmente la temperatura. Todo ello encarece las plantas de compresión y hace necesario un mantenimiento muy riguroso para poder garantizar la fiabilidad necesaria. Especialmente a estas temperaturas las plantas de refrigeración por absorción tienen grandes ventajas comparadas con las de refrigeración por compresión. Por una parte pueden alcanzar temperaturas de hasta -70°C en una simple etapa y por otra parte no precisan aceites lubricantes por lo que pueden operar en continuo sin necesidad de paradas.

Tradicionalmente siempre se han empleado plantas de refrigeración por absorción con amoniaco en los sectores industriales en los que se precisa refrigeración a bajas temperaturas y en los que la disponibilidad de refrigeración continua es de gran importancia; en estos sectores generalmente puede aplicarse la trigeneración.

En las plantas de trigeneración el calor producido por los sistemas de cogeneración se usa para cubrir los consumos de calor y para propulsar una planta de refrigeración por absorción y así cubrir también la demanda de frío.

Estas plantas, al combinar el suministro de calor y de frío, tienen una gran flexibilidad, consiguiéndose una óptima utilización del calor generado en la cogeneración. En general las demandas de refrigeración a bajas temperaturas suelen ser relativamente constantes y suelen tener una gran inercia térmica.

La planta de refrigeración por absorción puede regularse de tal forma que consuma todos los excedentes de calor (generalmente vapor) dando prioridad al consumo directo de vapor, consiguiéndose así un elevado aprovechamiento del calor producido en la cogeneración

Publicado en: Post Generales | 5 Comentarios
« Nomenclaturas y problemas.
Clasificación de los Compresores ( parte VIII ) »

5 thoughts on “El amoniaco en Refrigeración.”

  1. aire acondicionado dice:
    7 mayo, 2017 en 1:09 pm

    Buenos dias, os ha dicho alguien que vuestro blog puede ser adictiva ? estoy preocupada, desde que os recibo no puedo parar de mirar todas vuestras sugerencias y estoy muy feliz cuando recibo uno más, sois lo mejor en español, me encata vuestra presentación y el curre que hay detrás. Un beso y abrazos, MUCHAS GRACIAS POR VUESTRO TRABAJO, nos alegrais la vida.

    Saludos

    Responder
  2. hack para agar.io 2017 dice:
    23 octubre, 2017 en 4:41 pm

    My spouse and I stumbled over here from a different page and thought I may as well check things out.
    I like what I see so i am just following you. Look forward to looking at your web page yet again.

    Responder
  3. Judi dice:
    22 enero, 2019 en 2:00 am

    ¡Excelente! A pesar de contener muchas palabras lo he estudiado de un tirón y he bajado a la zona de comentarios directamente
    para agradecerte esta entrada, impresionante ! Saludos

    Also visit my site; Judi

    Responder
    • SIMEC dice:
      1 febrero, 2019 en 7:46 pm

      Agradecemos vuestros comentarios , esperamos que continúen visitando nuestro blog.

      Responder
  4. Juliana - Evaluación 360 grados dice:
    25 febrero, 2019 en 8:02 pm

    Agradezco por esta tan valiosa aportación al tema
    de la evaluación del desempeño, me atrapó como se estructuro en este articulo, es claro que existe un fundamento para llegar a estas conclusiones, me han hecho reflexionar un poco más, y considero que hay cosas por mejorar y evaluar en mi lugar de trabajo.

    Responder

Deja un Comentario Cancelar la respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Zona usuarios

  • Acceder
  • Feed de entradas
  • Feed de comentarios
  • WordPress.org

Entradas Recientes

  • Plan de recuperación, transformación y resiliencia – Descripción general
  • Refrigeración eficiente de los centros de datos
  • La Directiva de Eficiencia Energética en Edificios (EPBD)
  • CleanConnect VLC, el gran desafío para lograr ciudades limpias
  • Cómo elegir el dominio perfecto para tu negocio: cinco consejos

Tags del BLOG

aduana ahorro BOE climatizacion Compresor Bitzer compresor de un solo tornillo compresores consejos encarecimiento entrevista exito expansion termostatica exportar fluorados gases fluorados gases refrigerantes guia importar impuesto impuestos indispensable instalacion jefe de ventas ley liderar Malcon Forbes mexico normativa europea normativa para gases fluorados. Nueva pautas personas exitosas proyecto de ley R134a refrigeracion sector distribucion Sistemas hidronicos solenoide tipos tips utilizacion valvula de expansión valvulas ventajas ventas

Social


Follow @SocialSIMEC

Refrigeración Simec

© Blog SIMEC 2019