Desarrollo de Cálculo de carga térmica

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Un frigorígeno debe ser una sustancia química (o una mezcla de sustancias) que se evapore a baja presión y condense a alta presión, procurando que la diferencia de presiones no sea excesiva.

La ASHRAE clasifica los frigorígenos o sustancias refrigerantes de forma general en los tipos siguientes:

- Derivados halogenados

- Mezclas zeotrópicas

- Mezclas azeotrópicas

- Hidrocarburos saturados

- Hidrocarburos insaturados

- Compuestos orgánicos no alquílicos

- Compuestos inorgánicos

- Derivados halogenados saturados

Proceden del metano, etano y propano por sustitución parcial o total de los átomos de hidrógenos por átomos de Cl, F. Pueden ser del tipo:

CFC (clorofluorocarbonados)

HCFC (hidroclorofluorocarbonados)

HFC (hidrofluorocarbonados)

PFC (perfluorocarbonados)

Halones (hidrobromofluorocarbonados)

- Derivados halogenados insaturados

Proceden de hidrocarburos insaturados por sustitución parcial o total de los átomos de hidrógeno por átomos de F, Cl o Br.

- Mezclas zeotrópicas

Son mezclas de refrigerantes puros que se caracterizan por tener, a la misma presión, una temperatura diferente de ebullición y de condensación.

- Mezclas azeotrópicas

Es una mezcla líquida de composición definida (única) entre dos o más compuestos químicos que hierve a temperatura constante y que se comporta como si estuviese formada por un solo componente, por lo que al hervir su fase de vapor tendrá la misma composición que su fase líquida.

- Hidrocarburos saturados

Pueden utilizarse directamente como refrigerantes, otros forman parte de mezclas que se han propuestos como sustitutos de los CFC y HCFC.

- Hidrocarburos instaurados

Algunos hidrocarburos insaturados forman parte de mezclas propuestas como sustitutos de los CFC y HCFC.

La identificación de un refrigerante puede hacerse a partir de su nombre químico según la formulación oficial vigente, su fórmula química, el nombre comercial o el código asignado por un organismo internacional. Un ejemplo sería el clorodifluorometano, cuya fórmula es CHClF2, su nombre comercial freón 22 y su nombre de código internacional R-22. El código internacional se basa en la instrucción Standard 34 de la ASHRAE que asigna a cada refrigerante un número determinado según las normas siguientes:

*Standard 34 de ASHRAE

A derivados halogenados que no contienen bromo

Se utiliza un número de tres dígitos. El primero a partir de la derecha es el número de átomos de flúor, el segundo es el número de átomos de hidrogeno más uno y el tercero es el número de átomos de carbono menos uno. Si este último es cero se omite. Por ejemplo difluoroetano, CH3CHF2 tendría el número de código 152.

Una forma práctica para decodificar el número seria sumarle 90, con lo que tendríamos el número de átomos de C, de H y de F. por ejemplo,

152+90=242 (2 de C, 4 de H, 2 de F)

Estos compuestos pueden tener isómeros (la misma fórmula empírica pero diferente distribución atómica) por ejemplo el R-141, el C2H3Cl2F puede tener las estructuras siguientes:

CHFCl-CH2Cl

CHCl2-CH2F

CFCl2-CH3

Cada una con el mismo peso molecular pero con propiedades químicas y físicas distintas, por lo que será necesario diferenciarlos.

El criterio que se utiliza es el siguiente:

*Al derivados del etano

Una letra minúscula a, b, c… o ninguna letra. Los átomos de Cl, F y H tienen pesos atómicos diferentes. El Cl, 35,45, el F, 19,00 y el H 1,01. Según estén dispuestos es uno u otro carbono queda una molécula más o menos equilibrada.

*Derivados del propano

Se utilizan dos letras minúsculas. La primera letra indica alguna de las siguientes combinaciones referida al átomo central de carbono:

*Derivados halogenados que contienen bromo (halones)

Se utiliza un numero de cuatro dígitos, acompañado de la palabra halon, que indica directamente el número de átomos de C,F,Cl y Br empezando por la izquierda.

*Derivados halogenados insaturados

Se utiliza un número de cuatro dígitos. El primero por la izquierda, generalmente 1, indica el número de enlaces insaturados, el segundo el número de átomos de C menos uno, el tercero el número de átomos de H más uno y el cuatro el número de átomos de F.

- Enfriadores del aire

La nevera doméstica es un electrodoméstico que se conecta a la red eléctrica y puede trasladarse de un sitio a otro. No se requiere ninguna licencia para instalar este tipo de electrodomésticos. Se trata de una unidad que viene completamente montada de fábrica y cargada con refrigerante. El sistema de refrigeración hace que el aire contenido en la unidad circule a través de un serpentín refigurado. El aire desprende calor mensurable al atravesar el serpentín y su temperatura desciende. Entrega calor latente (de la humedad del aire) al serpentín y tiene lugar la des humidificación. Esto hace que se forme escarcha en el serpentín del evaporador. Una vez que el aire ha entregado calor al serpentín, vuelve a ser distribuido por la unidad a una temperatura mucho más fría, para poder absorber más calor y humedad.

El evaporador de una nevera doméstica absorbe el calor hacia el sistema de refrigeración. Para ello