OPCIONES TECNOLÓGICAS PARA HCFCs EN REFRIGERACIÓN

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

Medidas de Control de HCFCs, Países Art. 5

140% 120%

Vieja Base

100% 80%

Nueva Base

60%

Tasa de Crecimiento Anual: 5 %

40% 20%

Año

2040

2036

2032

2028

2024

2020

2016

2012

2008

0%

Cronograma de Eliminación de los HCFCs Países Industrializados BASE ANTERIOR

NUEVOS COMPROMISOS

BASE: 2.8% CFC en 1989 más 100% HCFC 1989

INALTERADO

CONGELAMIENTO - 1996

INALTERADO

35% REDUCCIÓN EN 2004

75% REDUCCIÓN EN 2010

65% REDUCCIÓN EN 2010

90% REDUCCIÓN EN 2015

99,5% REDUCCIÓN EN 2020 *

INALTERADO

ELIMINACIÓN EN 2030

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 en los 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 Refrigerantes Panorama 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 R502 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!

USOS DE HCFCs COMO FLUIDO REFRIGERANTE Refrigerante HCFC-22 (R-22) (El refrigerante más utilizado actualmente)

HCFC-123 (R-123)

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

Utilización • 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.

•

• •

unidades de enfriamiento de líquidos (“chillers”) centrífugos equipos de refrigeración comercial retrofit de sistemas que utilizan CFC-12 y R-502

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

HCFC-22

Consumo (toneladas metricas)

Usos

247,200 Refrigeración y A/A, Espuma

Consumo estimado en refrigeración y A/A Toneladas métricas

% del total

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%

1,640

0.7%

HCFC142b

31,230 Espuma, refrigeración y A/A

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.

Dióxido de Carbono (CO2, R-744) • La diferencia entre CO2 y los otros refrigerantes es su relación presióntemperatura. Particularmente su alta presión a temperaturas normales y la baja temperatura crítica de ~31 oC

Pressure

ciclo transcrítico

Enthalpy

Pressure

Heating Capacity

Cooling Capacity Energy Recovered by Expander

Compressor Input Enthalpy

Dióxido de Carbono (CO2, R-744) • 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)

Compresores para CO2

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

Amoniaco (NH3, R-717) • 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

Hidrocarburos (HCs) • 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)

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, R1270) aumentando por sus características ambientales y de desempeño

Sistemas Indirectos de Refrigeración

CO2

-30C

NH 3

-30C

+30C

Natural Refrigerants - GTZ

Sistema Cascada con CO2/R-404A

Fluidos Refrigerantes Candidatos