Aspectos de seguridad y directrices para el manejo seguro de hidrocarburos en

sistemas de refrigeración y acondicionamiento de aire

MSc. Esp. IM. Omarly Acevedo Consultora – Colombia omarly.acevedo@gmail.com

1. INTRODUCCIÓN GENERAL A LOS REFRIGERANTES

Nomenclatura

� CFC: Cloro Fluor Carbono � HCFC: Hidrógeno Cloro Fluor Carbono

� HFC: Hidrógeno Fluor Carbono

� ODP: Ozone Depletion Potential (En español PAO)

� GWP: Global Warming Potential (En español PCG)

� TEWI: Total Equivalent Warming Impact

REFRIGERANTE •Un refrigerante es un compuesto químico capaz de cambiar repetidamente su estado de líquido a vapor y volver a líquido manteniendo su estabilidad química •Un refrigerante tiene relativamente valores altos de capacidad de calor latente y bajas temperaturas de ebullición.

Un poco de historia

REFRIGERANTES

REFRIGERANTES HALOGENADOS

CFC

R-12 R-11

HCFC

R-22 R-141b

HFC

SUSTANCIAS PURAS

R-134a

MEZCLAS

AZEOTRÓPICAS

R-507A

ZEOTRÓPICAS

R-410A R-404A

ISEONES

HFO

HFO1234yf HFO1234ze

REFRIGERANTES ORGÁNICOS

HC

R-600a R-290

REFRIGERANTES INORGÁNICOS

R-744 R-718 R-717

Clasificación de los refrigerantes

Clasificación y Denominación (ASHRAE 34). Halogenados: Proceden de hidrocarburos saturados o insaturados con sustitución de átomos de carbono por halógenos (Cl, Br, F, I). Se dividen en CFC, HCFC, HFC. Ejemplo de designación:

Clasificación y Denominación (ASHRAE 34)

CFC

HCFC Clasificación y Denominación ASHRAE 34

HFC

Clasificación y Denominación ASHRAE 34

Mezclas: Son mezclas de dos o más refrigerantes halogenados puros. Mezclas Azeotrópica: 9Estas mezclas se comportan como una sustancia pura. 9No cambian la temperatura durante el cambio de fase a presión constante. 9De acuerdo a la ASHRAE 34, su designación simbólica numérica inicia con el 5XX.

Clasificación y Denominación ASHRAE 34.

Mezclas Zeotrópica: 9 No se comportan como

una sustancia pura. 9 Durante el cambio de fase

las proporciones de las sustancias en el gas y el líquido son variables (deslizamiento o “glide”)

9 Su designación simbólica

numérica inicia con el 4XX.

Refrigerante Composición Deslizamiento R-401A R22/152a/124 5.2oK R-401B R22/152a/124 4.9oK R-402A R22/125/290 1.6oK R-402B R22/125/290 1.6oK R-404A R143a/125/134a <1 oK R-407A R32/125/134a 4.9oK R-407B R32/125/134a 2.9oK R-407C R32/125/134a 4.4oK R-408A R-22/143a/125 <1oK R-409A R22//142b/124 6.7oK R-410A R32/125 <1oK R-410B R32/125 <1oK R-507 R143a/125 0 K

Deslizamiento < 1 Implica Mezclas Cerca-Azeotróicas

HFO (Hidro Fluoro Olefinas).

9Los HFO (hidrofluoroolefinas) son la cuarta generación de gases con base de flúor. Los refrigerantes HFO están formados por átomos de hidrógeno, fluor y carbono conectados por al menos una unión doble entre los átomos de carbono. 9Los más populares de esta familia son HFO-1234yf y HFO-1234ze. 9Ambos tienen poseen PAO=0 y PCG extremadamente bajo, debido a que poseen un ciclo de vida mucho más corto en la atmósfera.

Tetrafluoropropeno (HFO-1234yf)

Refrigerantes inorgánicos.

9Compuestos químicos o combinaciones de los elementos de la tabla periódica que no contienen carbono, excepto el CO2. 9Los refrigerantes inorgánicos más comunes son el agua (R-718), amoníaco (R-717) y dióxido de carbono (R-744). 9Los compuestos inorgánicos tienen asignados la serie 700 y su número de identificación se completa agregando la masa molecular.

Clasificación y Denominación ASHRAE 34.

Refrigerantes orgánicos.

9Compuestos químicos o combinaciones de los elementos de la tabla periódica que contienen carbono. 9Los refrigerantes orgánicos más comunes son los hidrocarburos (HC), los halocarbonados y combinaciones de ellos, ejemplo: Etano (R-170), propano (R-290), isobutano (R-600a).

Clasificación y Denominación ASHRAE 34.

Clasificación de los refrigerantes por su grado de seguridad. (ASHRAE-34)

El Estándar ASHRAE 34, en su última versión, tiene incluida una subcategoría opcional 2L, con las mismas condiciones de inflamabilidad para la categoría 2, pero con una velocidad de combustión inferior o igual a 10 cm/s.

Impacto ambiental de los refrigerantes. UNA ATMÓSFERA, DOS PROBLEMAS

Impacto ambiental de los refrigerantes

PAO (ODP): El Potencial de Agotamiento de Ozono - PAO es la relación del impacto sobre el ozono que posee una sustancia química comparada con el impacto de una masa igual de CFC-11. PCG (GWP): El Potencial de Calentamiento Global - PCG es usado para comparar la capacidad de diferentes Gases de Efecto Invernadero - GEI para atrapar calor de la atmósfera.

Indicadores ambientales de algunos refrigerantes

Refrigerante Sustituye Clasificación de Seguridad GWP Con tendencia a

desaparecer

R417A R22 A1 2350 R422A R22 A1 3130 X R422D R22 A1 2730 X R427A R22 A1 1830 R437A R22 A1 1800 R404A R502, R22 A1 3780 X R407A R22, R502 A1 2000 R410A R22 A1 2088 R410B R22 A1 2000 R407C R22 A1 1774 R407F R22, R404A A1 1824 R434A R22 A1 3238 X R507 R502, R22 A1 3300 X R32 R22 A2L 650

Indicadores ambientales de algunos refrigerantes

Impacto Equivalente Total de Calentamiento Atmosférico Global

Impacto Equivalente Total de Calentamiento Atmosférico Global (TEWI)

Impacto Global Directo Refrigerante liberado durante la vida útil del equipo.

Potencial de calentamiento global del refrigerante (GWP), expresado en términos de masa CO2

equivalente por unidad de masa del refrigerante.

Impacto Global Indirecto Cantidad de energía total consumida por un equipo de Refrigeración o Aire Acondicionado a lo largo de su vida útil.

Masa de CO2 producida por unidad de energía consumida

𝑇𝐸𝑊𝐼 = 𝑎𝑖 ∗ 𝑏𝑖 + 𝑎𝑖 ∗ 𝑐𝑖 + 𝑑 Donde: 𝑎𝑖= PCG del gas i emitido. 𝑏𝑖= Masa del gas i liberado durante la vida útil de funcionamiento del sistema. (kg) 𝑐𝑖= Masa del gas i que se libera cuando el sistema es puesto fuera de servicio al término de su vida útil. (kg) d = Emisión de CO2 resultante de la energía utilizada para hacer funcionar el sistema (durante toda su vida útil). (kg de CO2)

Impacto Equivalente Total de Calentamiento Atmosférico Global (TEWI)

Como disminuir el impacto global directo?

Eficiencia del Sistema • Eficiencia del Compresor

• Diseño del Sistema

• Propiedades Termodinámicas

• Refrigerante

• Transferencia de Calor

• Regulaciones en EEUU

• >13SEER Generación de Potencia • Combustibles Fósiles, Represas, Nuclear

Como disminuir el impacto global indirecto?

Ejemplo Típico TEWI Para Sistemas de A/A Herméticos 2 - 3% Directo (Refrigerante)

97 - 98% Indirecto

(Consumo de Energía)

Para Sistemas Herméticos, Calentamiento Atmosférico

es un Problema de Eficiencia Energética

Rendimiento Climático del Ciclo de Vida (LCCP)

Integra el impacto en el calentamiento de las emisiones directas de los gases efecto invernadero (GEI) del producto con las emisiones indirectas de GEI asociadas al consumo energético del producto durante todo el ciclo de vida del refrigerante y del equipo, incluyendo las emisiones involuntarias provocadas por la producción química y la energía de los componentes, y las emisiones producidas durante la eliminación o el reciclaje.

ALTERNATIVAS DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL

Criterio para la selección de un refrigerante

ALTERNATIVAS DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL

Tendencia actual: refrigerantes naturales

SUSTANCIA PCG INFLAMABILIDAD TOXICIDAD COSTO DEL REFRIGERANTE

COSTO DEL SISTEMA

EFICIENCIA TEÓRICA

HFC Alto No No Moderado Alto Buena

Hidrocarburos Bajo Si No Medio a bajo Medio a bajo Buena

Dióxido de carbono Bajo No Solo a altas

concentraciones

Bajo Medio Media

Amoniaco Bajo Puede serlo Si Bajo Alto a medio Buena

REFRIGERACIÓN Tipo de Equipo Alternativas de bajo impacto ambiental

Refrigeradores domésticos Hidrocarburos (R-600a, Mezcla de HC)

Unidades para alimentos Hidrocarburos, CO2

Máquinas expendedoras Hidrocarburos, Tecnología Transcrítico CO2

Sistemas para grandes supermercados

Sistemas de distribución (que utilizan HFCs, HCs o CO2), sistemas indirectos (que utilizan HFCs, amoníaco, hidrocarburos o CO2), Sistemas de cascada bifásicos que utilizan CO2

Cámaras/cuartos refrigerados

Hidrocarburos, amoníaco, CO2, sistemas de distribución (que utilizan HFC, HCs o CO2), sistemas indirectos (que utilizan HFCs, amoníaco, hidrocarburos o CO2)

Transporte refrigerado Amoníaco, CO2, hidrocarburos

Refrigeración para procesos industriales

Amoníaco, CO2, agua, sistemas de distribución (que utilizan HFCs, HCs o CO2), sistemas indirectos (que utilizan HFCs, amoníaco, hidrocarburos o CO2,

AIRE ACONDICIONADO

Tipo de Equipo Alternativas de bajo impacto ambiental

Bombas de calor Hidrocarburos, Amoníaco, CO2

AA unitario (con/ sin ductos) Hidrocarburos, Amoníaco, CO2

Unidades de ventana Hidrocarburos (R-290), CO2

Unidades de aire acondi-cionado tipo paquete Hidrocarburos, Amoníaco, CO2

Enfriadores Amoníaco, Hidrocarburos

Aplicaciones de refrigerantes naturales

2. GENERALIDADES DE LOS HIDROCARBUROS (HC).

Refrigerantes Hidrocarburos HC

Los refrigerantes hidrocarburo (HC), son gases naturales libres de cloro y flúor, compuestos de hidrógeno y carbono.

9 Se encuentran en forma natural principalmente en el gas natural, en el petróleo y en gases de refinerías.

9 Son inflamables bajo condiciones especiales.

9 Tienen baja reactividad química.

Refrigerantes HC comúnmente usados Refrigerantes HC comúnmente usados o disponibles en el mercado.

Otras refrigerantes HC disponibles: 9 N-butano (R-600) no se utiliza normalmente. 9 Etano (R-170), metano (R-50) en baja temperatura industrial. 9 Pentano (R-601), iso-pentano (R-601a) para centrífugas.

Refrigerante Nombre Punto de Ebullición

R-600a Isobutano -11 °C

R600a/R290 (50%/50%) Mezcla de isobutano y propano -31 °C

R-290 Propano -42 °C

R-1270 Propileno -48 °C

R290/R170 (95%/5%) Mezcla de propano y etano -49 °C

Refrigerante R-600a (Iso-butano)

Tipo Hidrocarburo

PAO 0

PCG <3

Clasificación de seguridad A3 (alta inflamable, baja toxicidad)

Presión de vapor 3,5 bar @ 25 ° C

Experiencia Amplia

Disponibilidad Buena

Precio $2-6 / 7 - 20 kg

Principales refrigerantes HC

Refrigerante R-290 (Propano)

Tipo Hidrocarburo

PAO 0

PCG <3

Clasificación de seguridad A3 (alta inflamable, baja toxicidad)

Presión de vapor 9,5 bar @ 25 ° C

Experiencia Amplia

Disponibilidad Buena

Precio $2-6 / 7 - 20 kg

Principales refrigerantes HC

Refrigerante R-1270 (Polipropileno)

Tipo Hidrocarburo

PAO 0

PCG <3

Clasificación de seguridad A3 (alta inflamable, baja toxicidad)

Presión de vapor 11,5 bar @ 25 ° C

Experiencia Amplia

Disponibilidad Buena

Precio $2-5 / 3 - 20 kg

Principales refrigerantes HC

Hay demasiadas mezclas de HC, entre ellas las más importantes son:

Mezclas de refrigerantes HC

Para reemplazar el R-12, R- 134a

Para reemplazar el R-22, R-502

9 Es importante asegurarse del grado del pureza del refrigerante. 9 No usar GLP, gas combustible, u otro. 9 El GLP es normalmente sucio, húmedo y una mezcla aleatoria de componentes

de HC Las impurezas afectan el rendimiento, la capacidad, eficiencia y la confiabilidad del sistema-

Valor específico de HC Azufre Humedad Aromáticos

Refrigerante 97.5 –99.9% 0 – 5 ppm 0 – 10 ppm 0 – 10 ppm

GLP 50 – 95% 0 – 200 ppm 0 – 300 ppm 0 – 20,000 ppm

Pureza del refrigerantes HC

Propiedades del refrigerante HC

Refrigerante R290 R134a R12 R404A R22 R600a

Temperatura máxima (crítica) en [°C] 96.7 101 112 72.5 96.1 135

Peso molecular en kg/kmol 44.1 102 120.9 97.6 86.5 58.1

Punto de ebullición normal en ºC –42.1 –26.5 -29.8 –45.8 –40.8 –11.6

Presión a -25 ºC en bar (absolutos) 2.03 1.07 1.24 2.50 2.01 0.58

Densidad del líquido a -25 ºC en kg/l 0.56 1.37 1.37 1.24 1.36 0.60

Densidad del vapor a -25/+32 ºC en kg/m3 3.6 4.4 6.0 10.0 7.0 1.3

Capacidad volumétrica a–25/55/32 °C en kJ/m³ 1164 658 727 1334 1244 373

Entalpía de vaporización a –25 °C en kJ/kg 406 216 163 186 223 376

Presión a + 20 ºC en bar (absolutos) 8.4 5.7 5.7 11.0 9.1 3.0

Fuente: Notas del instalador – DANFOSS.

Comparación de los datos técnicos de los refrigerantes.

PRESIÓN DE SATURACIÓN

Propiedades termodinámicas de los refrigerante HC

Fuente: Notas del instalador – D

AN

FOS

S.

El propano tendrá menores presiones de operación que el R-22 en referencia a una temperatura.

CALOR LATENTE DE VAPORIZACIÓN

Tabla P-T

Propiedades termodinámicas de los refrigerante HC

Fuente: Notas del instalador – D

AN

FOS

S.

CAPACIDAD VOLUMÉTRICA

El R290 presenta una capacidad volumétrica del 90% aprox. del R22 o del 150% del R134a a 45ºC de temperatura de condensación.

DENSIDAD EN FASE LÍQUIDA

Los hidrocarburos presentan menor densidad que los refrigerantes R-22 y R-134a, lo que implica que los primeros requieren menos carga en los sistemas de refrigeración que los últimos.

El flujo másico circulando a través del sistema de refrigeración con refrigerantes hidrocarburos requerido será siempre aproximadamente la mitad del requerido por un sistema de refrigeración con R-22.

Propiedades termodinámicas de los refrigerante HC RELACIÓN DEL COP DE HC CON RESPECTO AL R-22

El butano y el isobutano muestran valores del COP ligeramente mayores que el R-22, mientras que el Propano presenta valores tan solo un poco por debajo del compuesto en relación, -2.5% para el caso de bajas temperaturas de evaporación y alrededor de -1% para valores de altas temperaturas de evaporación. Para todos los casos la pequeña diferencia entre los valores de COP con el R-22 es de gran consideración.

Todos los HC tienen una baja densidad y alto calor latente de vaporización. Esto beneficia la carga de refrigerante, pues sólo se requiere aproximadamente la mitad de los HCFC y los HFC.

Propiedades termodinámicas de los refrigerante HC

Consumo energético de los sistemas de refrigeración con HC

Los sistemas de refrigeración domésticos que utilizan hidrocarburos como fluidos refrigerantes, consumen alrededor de 20% menos de energía que aquellos sistemas que utilizan Fluorocarbonos.

Consumo energético de los sistemas de refrigeración con HC

Datos para chillers y congeladores

• Influencia química de los refrigerantes. • Solubilidad en aceite. • Compatibilidad con elastómeros, plásticos, etc. • En general muy buena compatibilidad con HC.

Aceites / lubricantes Elastómeros, plásticos Adecuado No adecuado Adecuado No adecuado

Mineral (M) Éter de polivinilo (PVE) Neopreno [Neopreno-no R1270]

Alquil benceno (AB) Basado en Silicona/silicato Los cauchos de nitrilo [nitrilo no R1270] Semi-sintético (ABM) Vitons EPDM

Poliol éster (POE) HNBR Cauchos Naturales Glicol polialquil (PEG) PTFE Cauchos de silicona Olefinas polialfa (PAO) Nylon caucho de butilo

polipropileno PVDF (Kynar) PCTFE

Compatibilidad de los HC con materiales y aceites

Disponibilidad de refrigerante y componentes: Refrigerante 9 Refrigerante escaso en algunas regiones debido a la ausencia de mercado Compresores 9 Poca disponibilidad de compresores. 9 Para R290 y R1270, los compresores convencionales de R22 se pueden adoptar. 9 Para mezclas R290/R600a, los compresores de R134a son adecuados. 9 Se pueden usar herméticos, semi-herméticos, reciprocantes, scroll y rotativos Evaporadores, condensadores • Ningún cambio, a pesar de una menor caída de presión y calor de transferencia superior. • Dispositivos de expansión, los controles, las tuberías, similares a los que se utilizan para el

R22, R134a, etc.

Adopción de HC como refrigerante.

Usos de HC como refrigerante. Refrigeración doméstica. ¾La mayoría de equipos nuevos de refrigeración doméstica, usan R600a. ¾Toda la fabricación europea usa R600a. ¾Mucha de la producción se da en China, Japón, Korea. ¾Recientemente se ha dado en Sur América. ¾En Estados Unidos, GE desde hace muy poco los introdujo.

Aire Acondicionado doméstico y comercial. ¾ En Estados Unidos, China y Australia se fabrican equipos con

R290. ¾ Se usa en equipos portátiles y splits. ¾ Carga entre 150 g a 1 kg.

Usos de HC como refrigerante. • Aire Acondicionado doméstico y comercial. Algunas marcas de aire acondicionado disponibles en el mercado.

De’Longhi: 9 Aire acondicionado portátil. 9 Carga alrededor de 400gde R-290. 9 Costos similares a los equipos con HFC. 9 Eficiencia energética entre 5 y 10% más alta.

Godrej Company: 9 Produce aproximadamente 180,000 unidades/año. 9 Espera reducir 500,000 toneladas de CO2

equivalente por año.

Usos de HC como refrigerante. Aire Acondicionado doméstico y comercial. Midea Company 9 Una de las más

grandes compañías de aire acondicionado en China.

9 Posee línea de fabricación de equipos con R290, aprox. 200.000/año.

Gree Company: 9 Posee línea de fabricación de equipos con R290,

aprox. 100.000/año. 9 Inicia producción en el 2011. 9 Tienen sistemas de seguridad integrados para

reducir los riesgos. 9 Menor costo que los equivalentes con R410A y R22.

Usos de HC como refrigerante. Refrigeración comercial de bajo porte. 9 Sistemas autocontenidos con R290, R600a. 9 Existen numerosos fabricantes. 9 Existen botelleros, heladeras, neveras verticales y

horizontales. 9 Cargas entre 100 g y 1 kg. 9 También se usa CO2 en algunos equipos.

Algunas marcas de fabricantes de equipos de refrigeración comerciales. Verco 9 Gabinetes comerciales con R290. 9 Diseñados con EN 378. 9 Consumo energético entre 15-20% menor.

Usos de HC como refrigerante. Palfridge 9 Equipos autcontenidos de diferentes modelos con

R600a y R290. 9 Se reconvierte totalmente en enero de 2010. 9 Costo de equipos con R290 menor que los equivalentes

con R134a y R404A. 9 Energía consumida desde 8 a 24% por debajo que sus

equivalentes (Debido al refrigerante y al diseño).

Foster Refrigerator 9 Gabinetes comerciales auto contenidos. 9 Estándares de seguridad usados EN 60335-2-89. 9 Carga alrededor de 150 gramos de R290. 9 Costo del sistema muy similar a los fabricados con

HFC. 9 Consumo de energía 15% menor que otros equipos.

Usos de HC como refrigerante.

Danfoss 9 Unidades condensadoras con R290. 9 Pequeñas capacidades. 9 Estándares de diseño EN 378/EN 6035-2-89

Usos de HC como refrigerante.

Refrigeración en supermercados. Sistema en cascada con HC en el sistema primario (Chiller) y en el sistema secundario agua glicolada o CO2 .

Usos de HC como refrigerante. Sistemas centralizados en supermercados.

Aire acondicionado comercial e industrial 9 Este sector usa principalmente Chillers. 9 Los chillers usan R290 y R1270.

� Muchos fabricantes. � Capacidades entre 30kW – 1MW. � Se debe procurar que los tamaños de carga sea baja. � El uso está aumentando.

9 Algunos fabricantes que utilizan HC son: Benson, Bright, Earthcare, Frigadon, Futron, Klima-therm, Weatherite, York/JCI, otros…

3. ASPECTOS DE SEGURIDAD Y

DIRECTRICES PARA LA MANIPULACIÓN DE HIDROCARBUROS (HC).

Inflamabilidad de los HC 9 Los refrigerantes HC son inflamables. 9 Los límites de inflamabilidad típicos de una sustancia están alrededor de 2% - 10% cuando

se mezclan con aire.

Considere el triángulo del fuego….

Eliminar al menos un vértice, preferiblemente dos (No se puede eliminar el aire!)

Inflamabilidad de los HC Propiedad R600a R290 R1270

Clasificación de seguridad ASHRAE 34) - A3 A3 A3

Temperatura de autoignición. °C 460 515 455

Límite inferior de inflamabilidad (LFL) Kg/m3 0.0430 0.0380 0.0430

% 1.8 2.1 2.5

Límite superior de inflamabilidad (UFL) Kg/m3 0.202 0.171 0.174

% 8.5 9.5 10.1

Concentración estequiométrica Kg/m3 0.074 0.072 0.077

% 3.1 4.0 4.4

LFL: es la concentración mínima de gas en el aire por debajo de la cual fuego no es posible. UFL: es la máxima concentración de gas en el aire por encima de la cual fuego no es posible. Concentración estequiométrica: concentración ¨más inflamable¨

Inflamabilidad de los HC

9 Una fuga extremadamente grande puede formar concentraciones inflamables cerca del piso.

9 Las fugas pequeñas son solo

inflamables cerca punto de fuga.

Una fuga de refrigerante HC tiende hacia el piso.

Inflamabilidad de los HC

9 Espacio sellado: refrigerador, gabinete, etc. 9 Una habitación u espacio ocupado: cerca

del sistema, en el piso de la habitación, etc.

9 Cilindro o mangueras. Siempre existe la posibilidad de ignición y consecuencias.

Dependiendo de donde se de la fuga, así será su riesgo, estas se pueden dar en:

Inflamabilidad de los HC

En los edificios pueden causar daños, como:

9 Cubierta forzadas a abrirse. 9 Ventanas, puertas o paredes totas.

La ignición en un espacio confinando, puede causar sobrepresión.

Estándares de seguridad 9 Es importante conocer las reglas contenidas en los estándares de seguridad.

9 Los estándares dan las pautas para asegurar un alto nivel de seguridad de los sistemas que utilizan HC.

9 Proporcionan información clave sobre: � Tamaños máximos de carga/área de la sala. � Fuentes de ignición en el equipo. � Uso de dispositivos de seguridad.

9 Las instalaciones deberán ajustarse a las normas que apliquen en cada región.

Estándares de seguridad

ESTÁNDAR TIPO DE EQUIPO APLICACIÓN EN 378 Comercial e industrial Componentes, dispositivos de seguridad, diseño

del sistema, ubicación, carga límite, clasificación del refrigerante, lugar de instalación, mantenimiento.

ISO 5149 Comercial e industrial

60335-2-24 Neveras domésticas Y congeladores Pruebas de presión, sistema eléctrico.

60335-2-40 Aire acondicionado en fábricas y bombas de calor

Pruebas de presión, sistema eléctrico, mantenimiento, carga límite.

60335-2-89 Fábricas, edificios comerciales, Frigoríficos. Pruebas de presión, sistema eléctrico.

9 Tamaño de la máxima carga (en kg), en función del límite superior absoluto que la carga admisible puede alcanzar para la clase de ocupación.

Resumen de máxima carga permitida para HC por ocupación

Localización de las partes que contienen refrigerante

Categoría A Categoría B Categoría C

AC&R Comfort AC&R Comfort AC&R/ Comfort

Sistema de refrigeración situado en un espacio ocupado. 1,5 Kg 1 kg 2,5 kg 1 kg 10 kg

Sistema de refrigeración en una sala de máquinas no ocupada o al aire libre. Sin limite

Sistema de refrigeración bajo el piso. 1 kg

1 kg

1 kg

1 kg

1 kg

Estándares de seguridad: EN-378 y la carga máxima admisible.

Estándares de seguridad: EN-378 y la carga máxima admisible. CATEGORÍAS DE OCUPACIÓN:

Categoría A: Un lugar donde la gente puede dormir o donde el número de personas presentes no se controla o al que cualquier persona tiene acceso sin estar al corriente de las medidas de seguridad personales. Ejemplo: hospitales, cárceles, hogares de ancianos, teatros, supermercados, terminales de transporte, hoteles, salas de conferencias, viviendas, restaurantes, pistas de hielo, compartimentos de vehículos.

Categoría B: Recintos, partes de edificios o edificios, donde sólo pueden estar conjuntamente un número limitado de personas, alguno de ellos necesariamente tiene que estar al corriente de las precauciones de seguridad personal. Ejemplo, laboratorios, lugares de fabricación en general, edificios de oficinas. oficina edificios.

Categoría C: Una ocupación no abierta al público y donde sólo se permite el acceso al personal autorizado. Las personas autorizadas deben estar al corriente de las precauciones de seguridad personales generales del establecimiento. Ejemplo, cámaras frigoríficas, refinerías, mataderos, las áreas no públicas en supermercados, instalaciones de fabricación.

Tamaño de la carga admisible (en kg), como función del tamaño de la habitación o volumen (en m3) y límite práctico, basado en el LFL (Límite inferior de Inflamabilidad) y en kg/m3, para el refrigerante. Se estima de acuerdo con: 9 Clasificación de refrigerante. 9 Tipo de sistema. 9 Tipo de ocupación. 9 Tamaño de la habitación. Esta dada por Mmax = 2.5 x LFL1.25 x h x √A Mmax = Carga Máxima en kg. LFL= Límite Bajo de Inflamabilidad, kg/m3 h = Altura de la unidad, m, (0.6 para piso, 1.0 para ventana, 1.8 para muro, 2.2 para techo) A = Área del piso, m2

Estándares de seguridad: EN-378 y la carga máxima admisible.

Estándares de seguridad: EN-378 y la carga máxima admisible.

Los sistemas con capacidades de carga de 150 gr (0.33 lb) o inferiores pueden instalarse en habitaciones de cualquier tamaño.

Para los sistemas con capacidad de carga superior a 150 gr (0.33 lb), la habitación debe tener un tamaño tal que una pérdida repentina de refrigerante no ocasione que la concentración media en la habitación supere el límite práctico de 0.008kg/m3 (0.00049944 lb/ft3).

Carga máxima permitido en equipos de aire acondicionado, para confort humano. Carga máxima permitido en sistemas de refrigeración.

Área de trabajo y chequeo. 9 Indicar los puntos de acceso al área de trabajo. 9 Restringir el acceso a las partes del sistema, tuberías, etc., solo a personal autorizado y capacitado 9 Preparar listas de verificación. 9 Alistar las herramientas y equipos adecuados. 9 Tener a disposición elementos de protección personal y hoja de seguridad del refrigerante.

Área de trabajo y chequeo.

9 Compruebe en el área las posibles fuentes de ignición (llamas, un soplete de soldar ,cerillas, interruptores eléctricos sin sellar, cables sueltos, interruptor de la bomba de vacío y de la recuperadora, electricidad estática, etc).

9 Se deben hacer controles para el área de trabajo antes llevar a cabo el manejo de refrigerantes. 9 Se debe chequear:

� El equipo de servicio es el adecuado. � No hay fuentes potenciales de ignición. � Si el área es confinada, use ventilación. � Tenga un extintor cerca. � Tener a mano un detector de refrigerantes especial para HC. � Comprobar si hay presencia de refrigerante (fugas, áreas bajas )

9 El técnico debe estar familiarizado con el equipo y haber leído las instrucciones.

Área de trabajo y chequeo.

9 Siempre se debe trabajar en un área bien ventilada o afuera.

9 Para una buena ventilación se debe:

• Tener puertas y ventanas abiertas. • Ventilación Mecánica. • No deben haber restricciones u

obstrucciones.

Herramientas y equipos de trabajo. 9 Se debe contar con equipos y herramientas para un adecuado trabajo.

� Herramientas de servicio adecuadas. � Conexiones adecuadas para cilindros, que conectan y desconectan las

mangueras. � Stickers, fichas informativas, etc. � Repuestos y componentes para reparaciones.

Herramientas y equipos de trabajo. 9 La mayoría de las herramientas estándar son aceptables. 9 Detectores de gas electrónicos. Debe ser seguro y calibrado para su uso con los HC. 9 Se debe usar Vacuómetro y un Manómetro especial para HC. 9 Se debe contar con una balanza para carga. 9 Se debe contar con manguera para ventilación de refrigerante.

Manipulación y transporte de cilindros para refrigerantes. 9 Los cilindros de refrigerante contienen energía almacenada, estos deben ser manejados con

cuidado a fin de garantizar que la energía no sea liberada. 9 Los procedimientos de manipulación son casi idénticas a los de los refrigerantes halogenados,

pero con consecuencias mayores. 9 Los cilindros de gas inflamable HC deben ser manejados con cuidado, y con normas propias del

país (cantidades, tipo de vehículo, documentación, almacenamiento, etc).

Manipulación y transporte de cilindros para refrigerantes.

Retirar las etiquetas. Almacenar en área ventilada.

Exponer al calor. Mantener lejos del fuego.

Calentar por encima de Mover en carrito (46 kg x cilindro) 40°C..

Modificar el cilindro Proteger las válvulas de daño.

Rellenar el cilindro Evitar la contaminación.

NO DEBE DEBE

Siempre recuerde las reglas generales para almacenamiento de cilindros

Manipulación y transporte de cilindros para refrigerantes.

• Siga las regulaciones locales para el GLP. • Puede almacenarlos en el interior o exterior de un local. • Ubíquelos en una jaula cerrada a nivel del suelo, nunca

por debajo. • Manténgalos lejos de las entradas de aire para edificio. • No fume en las áreas de almacenamiento. • Asegúrese que no haya fuentes de ignición cerca al sitio

de almacenamiento. • Utilice una cadena para fijar el cilindro a la pared. • Sólo limitar el acceso a personas autorizadas. • Utilice detector de gas.

Normas para almacenamiento de cilindros con refrigerante HC

Chequeo del sistema y equipo

9 Se debe estar familiarizado con el funcionamiento del equipo.

9 Comprobar la carga de refrigerante y el tamaño de la habitación para comprobar el limite.

9 Comprobar si hay fugas y que el sistema es hermético. 9 Revisar la ventilación del espacio donde se encuentra el

sistema. Asegúrese que las entradas y salidas no están obstruidas.

9 Revisar el funcionamiento de los detectores. 9 Verificar que las marcas y señales de advertencia están en

un lugar y visibles, reemplace las que se han degradado.

Es importante llevar a cabo chequeos al equipo, para ello:

9 Asegúrese de que los componentes eléctricos están en condiciones adecuadas de operación.

9 Desenergice el sistema completamente, si es posible. 9 Descargue los condensadores para evitar la ignición. 9 Aterrice el sistema (y el equipo de servicio correspondiente). 9 Verifique que no están desgastados, dañados o tienen

alteraciones que afectan la hermeticidad. 9 Repare adecuadamente la carcasa defectuosa antes de

energizar.

Incluya en la rutina de inspección, la revisión de los componentes eléctricos

Asegurar que los sellos están intactos

Reemplazar las cajas rotas, si es necesario.

Chequeo del sistema y equipo

Identificación de fuentes de ignición (SOI). No deben existir fuentes de ignición que formen parte del sistema o equipo de refrigeración con HC!!! Componentes eléctricos:

9 Se deben tomar precauciones para evitar la posibilidad de que existan fuentes de ignición directas provenientes de contactos eléctricos descubiertos.

9 Se debe prestar especial atención a los artículos eléctricos que puedan producir chispas durante el funcionamiento normal.

En los componentes eléctricos se deben: 9 Aislar las terminales. 9 Ubicar dentro de recintos apropiados. 9 Reemplazar por componentes en estado sólido. 9 Reemplazar por componentes a prueba de explosiones. 9 Ubicar en el exterior.

Identificación de fuentes de ignición (SOI). Superficies calientes: 9 Se deben evitar las partes de máquinas de refrigeración cuyas superficies puedan

tornarse excesivamente calientes. 9 La superficie de todos los componentes que puedan tener contacto con el refrigerante

liberado debe presentar una temperatura máxima que no supere los 100ºC (212ºF) por debajo de la temperatura de autoencendido del refrigerante utilizado.

Temperaturas de superficies típicas 9 Arcos eléctricos: 6.000°C 9 Filamentos Tungsteno: 3.300°C 9 Lámparas de Quartz y calentadores: 2.700°C 9 Superficies de vidrio y bulbos: 800°C

9 Interruptores manuales de encendido y apagado. 9 Interruptor de la bomba de condensación 9 Termostatos. 9 Reguladores de velocidad del ventilador. 9 Interruptores automáticos por caída de presión. 9 Relés de arranque. 9 Reguladores de humedad. 9 Interruptores del diferencial de aceite. 9 Relés de sobrecarga térmica. 9 Reguladores programables. 9 Conmutador de retardo del ventilador. 9 Relés de voltaje - Relojes/ interruptores de descongelación. 9 Interruptor automático. 9 Relés universales. 9 Interruptores/relés de tiempo. 9 Interruptores de aislamiento.

Componentes eléctricos que pueden ser posible SOI:

Identificación de fuentes de ignición (SOI). Térmicos 9 Use de tipo sellado. 9 Use de estado sólido.

Termostatos. 9 Use de tipo sellado. 9 Posiciónelo en una caja IP67 sellada. 9 Preferiblemente de tipo electrónico.

Versión anterior.

Versión recomendada.

Identificación de fuentes de ignición (SOI). Otros switches 9 Use de tipo sellado. 9 Uso de tipo sólido 9 Magnéticos.

Timer 9 Use de tipo sellado. 9 Use de estado sólido.

Versión anterior.

Versión recomendada.

Identificación de fuentes de ignición (SOI). Motor ventiladores 9 Use de tipo sellado. 9 Uso de tipo sólido

Bimetálicos 9 Use de tipo sellado.

Versión anterior.

Versión recomendada.

Identificación de fuentes de ignición (SOI). Terminales en buenas condiciones

Iluminación

Bombillos LED

Bombillos incandescentes.

Identificación de fuentes de ignición (SOI).

Tarjeta electrónica de un equipo de refrigeración con HC

Bombillos LED

Componentes electrónicos aislados del refrigerante.

4. BUENAS PRÁCTICAS EN EL MANEJO DE SISTEMA RAC CON HC

DISEÑO

OPERACIÓN

INSTALACIÓN

DISTRIBUCIÓN

MANUFACTURA

DESMANTELAMIENTO

SERVICIO /MANTENIMIENTO

Etapas del equipo en que interviene un técnico: 9 Instalación. 9 Servicio y Mantenimiento. 9 Desmantelamiento.

Trabajo con HC

Se debe garantizar que sólo un técnico entrenado y competente en sistemas HC realice estas actividades.

Detección y reparación de fugas. 9 La detección de fugas es una actividad importante, más aún si el refrigerante que utiliza es HC. 9 Se debe tener claro que identificar fugas no es detectar el refrigerante: la detección de

refrigerante es un instrumento para detectar las fugas. 9 Los detectores de gas ayudan con la detección de fugas, pero no lo hacen todo.

Detección y reparación de fugas. Trabaje metódicamente para detectar la fuga, haga énfasis en: 9 Válvulas de cierre y de bola. 9 Válvulas Shrader. 9 Juntas flare. 9 Válvulas de alivio de presión. 9 Condensadores enfriados por aire. 9 Válvulas de derivación. 9 Presóstatos. 9 O-rings ( en mirillas, válvulas, etc.) 9 Tubos capilares, etc.

Detección y reparación de fugas.

Se debe reparar la fuga, tan pronto como se descubra. Para ello:

• Recupere o ventee el refrigerante. • Identifique el sitio donde se da la fuga. • Determine el motivo de la fuga. • Lleve a cabo la reparación de la fuga.

Recuperación y venteo de refrigerante. 9 Siempre asegúrese que las conexiones están

bien apretadas. 9 Es inevitable liberar algo de refrigerante, por

lo tanto pueden darse regiones inflamables. 9 Si son grandes cargas de refrigerante, es

preferible recuperarlo. 9 La maquina recuperadora debe ser adecuada

para HC (Sin fuentes de ignición). 9 Se debe usar un cilindro de recuperación

adecuada para HC. 9 No sobre llenar el cilindro ZONAS INFLAMABLES

Recuperación y venteo de refrigerante.

TENGA EN CUENTA QUE:

La capacidad máxima de llenado del cilindro se puede estimar a partir de: Max llenado de HC (kg) = 0,4 × máximo de llenado de HFC o HCFC (kg). Después de recuperado el refrigerante el sistema debe barrerse con Nitrógeno seco para eliminar cualquier residuo de refrigerante HC.

Recuperación y venteo de refrigerante. SI DECIDE VENTILAR EL REFRIGERANTE…..

9 No debe haber fuentes de ignición cerca de la descarga de la manguera. 9 Una señal de advertencia de gas inflamable debe colocarse cerca de la descarga de la manguera.

9 La ventilación en el interior de un edificio no es admisible bajo ninguna circunstancia.

9 La ventilación no debe ser en un área pública, o cuando las personas no son conscientes del procedimiento que se realiza en lugar.

9 Se debe utilizar una manguera que tenga una longitud tal que se extienda al menos 3 metros más allá del exterior del edificio.

Barrido y limpieza del sistema con HC. BARRIDO CON NITRÓGENO 9 Usar los elementos de protección personal adecuados. 9 Hacer circular por el sistema nitrógeno seco. 9 Obturar con la mano intermitentemente el extremo libre para

acelerar la salida de estos residuos. 9 En sistemas domésticos se ajusta la presión de salida en el

regulador de nitrógeno máximo a 120 psig.

LIMPIEZA DE SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN. 9 No utilice una sustancia que deteriore la Capa de ozono. 9 Utilice los elementos de protección adecuados. 9 Siga las instrucciones dadas por el fabricante.

Presurización del sistema.

9Prueba de fugas y hermeticidad después de sellar el sistema.

9Use nitrógeno seco libre de oxigeno. 9Use el regulador adecuado para nitrógeno,

máxima presión de 400 psig. 9 Incremente la presión lentamente hasta 290

psig para R290 y 85 psig para R600a. 9Chequee las fugas usando solución de jabón

o espuma en spray. 9Ventee el nitrógeno cuidadosamente.

Vacío al sistema de refrigeración con HC 9 Después de que el sistema haya sido sellado y

presurizado, es necesario realizar vacío, con el fin de eliminar el aire, la humedad y el refrigerante residual no deseado.

9 La bomba de vacío no debe tener fuentes de ignición.

9 Asegúrese de que la descarga de la bomba está en una zona libre de posibles fuentes de ignición.

9 Utilice un vacuómetro, ya que el sistema debe alcanzar como máximo una presión de 500 micrones o menos, dependiendo del tipo de aceite.

9 Tenga en cuenta que una pulgada de Hg es igual a 25400 micrones.

Tabla temperatura – presión del agua.

Carga del sistema de refrigeración con HC

Recuerde todas las consideraciones de seguridad durante antes y durante la carga. 9Verificar que no hayan fuentes de ignición. 9Área bien ventilada. 9Extintor disponible de polvo seco. 9Usar manguera corta. 9Realizar vacío y purgar las mangueras antes la

carga. 9Después de la carga, marque el sistema. 9 Al final, chequee las fugas.

Tabla P-T

Carga del sistema de refrigeración con HC 9 Se deberá tener extremo cuidado de no llenar excesivamente el sistema de refrigeración. 9 El proceso se debe realizar por peso. 9 Se debe contar con una balanza con una adecuada precisión.

Sellado del sistema • Asegúrese que el sistema ha sido reparado

correctamente. • Asegúrese que no hay aire en el sistema. • Verifique que el área esta bien ventilada. • Luego de terminado el trabajo, el circuito debe ser

sellado. • El puerto de servicio debe ser soldado, y con una prensa

o alicate, prensa la tubería dos veces a 90° y 45°, apartado un cm.

• Haga prueba de fuga con el sistema apagado. • Si posee Válvulas Schraeder, ciérrela. Colóquele el tapón

para evitar las fugas, aunque es preferible no dejarlas.

Sellado del sistema

LOKRING: es un método de unión mecánica de tuberías para circuitos frigoríficos sin soldadura, totalmente permanente y hermética. 9 Es importante seguir las instrucciones.

9 Corte la tubería usando un corta tubo no una sierra para metales.

9 Reconecte usando el sistema lokring. 9 Utilice el lok-ring apropiado. 9 Realice verificación de fugas mientras el

sistema esta apagado.

Sellado con Lokring: 1) Después de terminar la carga, simplemente colocaremos el tubo en la hendidura de cierre de la herramienta, accionaremos la válvula, en el lugar donde queremos hacer el cierre del tubo dejando espacio para poner después el stopper. 2) Añadir LOKPREP (aprox. 3 mm desde el final del tubo). Ponga el stopper LOKRING con un ligero movimiento de rotación para asegurar una mejor distribución del LOKPREP. 3) Insertar el stopper en el tubo y colocarlo en las mordazas de la herramienta para asegurar que esta totalmente insertado dentro del “stopper”. Accionando la válvula deslizante el LOKRING es presionado sellando el tubo.

Marcación y señalización del equipo.

9 Garantizar un marcado apropiado en: � Panel de acceso, por lo menos dos stickers "gas inflamable". � Salas de máquinas, señales de seguridad indicando el tipo de

refrigerante, las presiones, la cantidad de carga. � Tuberías, colocar stickers de "gas inflamable", donde la gente

pueda tener a acceso a ellas.

Cerca al punto de acceso.

9 Se debe utilizar la señalización correcta. 9 Se debe dar a conocer la presencia de gas inflamable.

Gracias