OPCIONES TECNOLÓGICAS PARA HCFCs EN REFRIGERACIÓN

Miguel W. Quintero Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo PNUDCon el apoyo del Ing. Roberto Peixoto

Medidas de Control de HCFCs, Países Art. 5

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

140%

2008

2012

2016

2020

2024

2028

2032

2036

2040

Año

Nueva Base

Vieja Base

Tasa de Crecimiento Anual: 5 %

Cronograma de Eliminación de los HCFCsPaíses Industrializados

BASE ANTERIOR

BASE: 2.8% CFC en 1989 más 100% HCFC 1989 CONGELAMIENTO - 1996 35% REDUCCIÓN EN 2004 65% REDUCCIÓN EN 2010 99,5% REDUCCIÓN EN 2020 * ELIMINACIÓN EN 2030

NUEVOS COMPROMISOS INALTERADO INALTERADO 75% REDUCCIÓN EN 2010 90% REDUCCIÓN EN 2015 INALTERADO INALTERADO

El valor promedio anual de 0,5% es sólo para mantenimiento de equipos de refrigeración y aire acondicionado en el período de 2020 – 2030 y sujeto a revisión en 2015.

Eliminación de los HCFCs enlos países desarrollados

• En Europa HCFC-22 fue eliminado en nuevos equipos el 31 de Diciembre de 2003.

• En los Estados Unidos y el Japón el uso de HCFC-22 para nuevos equipos terminará en enero de 2010.

Opciones de RefrigerantesPanorama General

• A partir del Protocolo de Montreal desarrollo de sustitutos para los refrigerantes CFCs y HCFCs.

• En los últimos 15 años: de CFC-11, CFC-12, HCFC-22 y R-502 a decenas de fluidos (HFCs, PFCs, NH3, CO2, y HCs).

• Fabricantes de equipos, proyectistas, instaladores y usuarios finales tienen que tomar decisiones sobre los refrigerantes a escoger para sustituir las SAOs.

• Implicaciones energéticas, ambientales y de seguridad

• ¡Nunca más… un número pequeño de soluciones posibles!

Refrigerante Utilización HCFC-22 (R-22) (El refrigerante más utilizado actualmente)

• aire acondicionado residencial • equipos para aire acondicionado

comercial • bombas de calor • sistemas de aire acondicionado

central (“chillers”) • sistemas de refrigeración comercial

para supermercados, cámaras frías, etc.

HCFC-123 (R-123) • unidades de enfriamiento de

líquidos (“chillers”) centrífugos

Mezclas de HCFC (R-401 A&B, 402A&B, 405A, 406A, 408A, 409A, 411A&B, 414A&B y 416A

• equipos de refrigeración comercial • retrofit de sistemas que utilizan

CFC-12 y R-502

USOS DE HCFCs COMO FLUIDO REFRIGERANTE

Consumo actual de HCFCs en los sectores de Refrigeración y A/A

SustanciaConsumo (toneladasmetricas)

Usos

Consumo estimado en refrigeración y A/A

Toneladas métricas % del total

HCFC-22 247,200 Refrigeración y A/A, Espuma 217,610 97.2%

HCFC-123 3,700 Refrigeración y A/A 3,700 1.7%

HCFC-124 940 Refrigeración y A/A 940 0.4%

HCFC142b 31,230 Espuma, refrigeración y A/A 1,640 0.7%Fuente: UNEP/Ozl.Pro/ExCom/55/47 anexo IV

Criterios de Selección de Refrigerantes

Alternativas para los HCFCs

• Dos grupos de alternativas :

– Refrigerantes halogenados: HFCs, mezclas de HFCs, mezclas de HFCs y HCs

– Refrigerantes naturales: CO2, hidrocarburos y amoniaco

Alternativas -HFCs

Legislación Europea sobre los HFCs

• Regulaciones "F-gas”

• Regulación No 842/2006 aplicada a ciertos gases de efecto invernadero fluorados cubre:– Contención a través del uso y manejo responsables– Reciclaje y recuperación al fin de la vida útil– Entrenamiento y certificación de personas involucradas con la

contención y recuperación de los F gases– Reportes de las cantidades producidas, proveídas, utilizadas

y emitidas– Etiquetas (sellos) en los productos y equipos

La Opción de Refrigerantes Naturales

• Hidrocarburos, amoniaco, CO2, agua y aire: “refrigerantes naturales”

• Existen en ciclos de la naturaleza mismo sin intervención humana

• Innovación tecnológicas permitirá a los refrigerantes naturales ser una solución segura y económica

• Sistemas con "refrigerantes naturales" tendrán un papel cada vez más importante en el futuro

Refrigerantes Naturales

Refrigerantes Naturales

Dióxido de Carbono ( CO2, R-744)

• Utilizado desde hace más de un siglo • Buena compatibilidad química• PAO = 0. PCG insignificante• Refrigerante A:

– No inflamable, – No tóxico en concentraciones moderadas por debajo

del 5% en volumen en el aire.• Bajo costo y alta disponibilidad• Propiedades conocidas y documentadas.

• La diferencia entre CO2 y los otros refrigerantes es su relación presión-temperatura. Particularmente su alta presión a temperaturas normales y la baja temperatura crítica de ~31 oC

Dióxido de Carbono (CO2, R-744)

ciclo transcrítico

Enthalpy

Pres

sure

Enthalpy

CompressorInput

Heating Capacity

Pres

sure

Cooling Capacity

EnergyRecovered byExpander

• El ciclo transcrítico básico: potencialmente menos eficiente que un ciclo de compresión convencional

• Esfuerzos significativos de I&D en curso para aumentar la eficiencia del ciclo, a través del desarrollo de sistemas específicos de expansión.

• El CO2 considerado en sistemas para supermercados en sistemas de expansión directa y en sistemas en cascada (CO2 en el circuito de baja temperatura y amoniaco o R404A en el circuito de media temperatura)

Dióxido de Carbono (CO2, R-744)

Compresores para CO2

http://www.r744.com/products.

• De 1930 a 1990 las legislaciones para construcción de edificios y equipos de refrigeración comercial y de AA desarrollada para refrigerantes halogenados

• NH3 para refrigeración industrial

• Excelentes propiedades termodinámicas en sistemas de refrigeración por compresión de vapor. Consumo menor de energía en sistemas industriales de refrigeración de gran tamaño

• Higiene Industrial: Tóxico pero fácilmente reconocible por el olor y detectable

Amoniaco (NH3, R-717)

• Refrigeración Industrial e comercial: sistemas en cascada NH3/CO2

• Refrigeración Comercial para Supermercados. Sistemas Indirectos (típicos para amoniaco)

• Fluidos secundarios» Dióxido de Carbono

Amoniaco (NH3, R-717)

• Introducidos a comienzos del siglo XX (en Alemania en 1916).

• En 1920/30, refrigeradores desarrollados utilizando Isobutano (R-600a)

• CFCs sustituyeron todos los otros refrigerantes. Cambio mundial R-12 .

• HCs restringidos a grandes plantas de refrigeración industrial en las industrias de petróleo y de gas.

Hidrocarburos (HCs)

• Incoloros y casi inodoros. PAO= 0 y PGB < 25

• Atención considerable en Alemania en 1990/1991

• En 1993: venta de refrigeradores utilizando una mezcla de propano y isobutano

• Greenpeace y el aumento de conciencia ambiental convirtieron a los HCs en una opción real

Hidrocarburos (HCs)

• Técnicamente viables para todos los tipos de sistemas

• Inflamables. Medidas adecuadas de seguridad durante manejo, fabricación, mantenimiento, asistencia técnica y disposición final del equipamiento

• Existen legislación y normas técnicas sobre las limitaciones de uso y de los aspectos de seguridad necesarios.

Hidrocarburos (HCs)

• Carga pequeña e sistema con menos fugas

• Sistemas en cascada

• Circuitos secundarios (Refrigeración Supermercados)

Hidrocarburos (HCs)

Situación Internacional

www.refrigerantsnaturally.com

Refrigerants, Naturally is supported by Greenpeace and the United Nations Environmental Programme and recognised as a "Partnership for Sustainable Development" by the UN Commission on Sustainable Development

Eurammon• Eurammon:Iniciativa conjunta de empresas, instituciones y

personas comprometidas con el uso de refrigerantes naturales

• Centro de competencia para el uso de fluidos naturales en refrigeración

• Plataforma de información y conocimientos para desarrollar sistemas de refrigeración natural dentro del concepto del desarrollo sostenible

www.eurammon.com/englisch/html/index.html

Natural Refrigerants - GTZ

CONCLUSIONES

• No existe un refrigerante ideal. Cada sistema es particular• Alternativas a CFCs y HCFCs: diversos desafíos técnicos,

incluyendo cuestiones de seguridad• El regreso a un un pequeño número de refrigerantes no se

visualiza en un futuro cercano• Interés creciente en los refrigerantes naturales• Uso de NH3 (R-717), CO2 ( R-744) y HCs (R-600a, R-290, R-

1270) aumentando por sus características ambientales y de desempeño

Sistemas Indirectos de Refrigeración

NH3CO2

-30C -30C +30C

Natural Refrigerants - GTZ

Sistema Cascada con CO2/R-404A

Fluidos Refrigerantes Candidatos