Panorámica Actual de los Refrigerantes Proyecto: y Aplicación p del CO2 Transcrítico Autor: Ramón Cabello López IES Llombai, Burriana 30-11-2015

Proyecto: Aplicación del CO2 Transcrítico

Panorámica Actual de los Refrigerantes ÍNDICE    

Presentación del Grupo de Investigación en Ingeniería Térmica. Antecedentes Principales aspectos del Reglamento EU nº517/2014 Escenario que afrontamos

IES Llombai, Burriana 30-11-2015

Proyecto: Aplicación del CO2 Transcrítico

Panorámica Actual de los Refrigerantes ÍNDICE    

Presentación del Grupo de Investigación en Ingeniería Térmica. Antecedentes Principales aspectos del Reglamento EU nº517/2014 Escenario que afrontamos

IES Llombai, Burriana 30-11-2015

Panorámica Actual de los Refrigerantes. Presentación del Grupo p de Investigación g en Ingeniería g Térmica.

‐

Ramón Cabello López Ramón Cabello López [email protected]

‐

Rodrigo Llopis Doménech rllopis@uji es [email protected]

‐

Daniel Sánchez García‐Vacas [email protected]

‐

Enrique Torrella Alcaraz [email protected]

Panorámica Actual de los Refrigerantes. Presentación del Grupo p de Investigación g en Ingeniería g Térmica.

Experiencia desde 1998 2

Tesis doctorales en CO2 transcrítico

1

Tesis en Cascada R134a/CO2 Tesis en Cascada R134a/CO2

1

Tesis Sistema Compound con HFC

1

Tesis Sistema Compresión Simple con HFC

2007 40

VII Premio Talgo a la Innovación Tecnológica por uso  de CO2 transcrítico Artículos en revista internacional 8 sobre CO2 transcrítico 3 sobre CO2 subcrítico b b í ( (cascada) d ) 12 sobre comportamiento energético con HFC 11 sobre modelos  6 otros

Proyecto: Aplicación del CO2 Transcrítico

Panorámica Actual de los Refrigerantes ÍNDICE    

Presentación del Grupo de Investigación en Ingeniería Térmica. Antecedentes Principales aspectos del Reglamento EU nº517/2014 Escenario que afrontamos

IES Llombai, Burriana 30-11-2015

Panorámica Actual de los Refrigerantes. Antecedentes.

La producción de frío nace de la necesidad de reducir el nivel térmico (enfriar) de un cuerpo/substancia hasta un valor inferior al de su entorno, y conservar ese nivel térmico durante el tiempo deseado.

T

T1

Por ello, la producción de frío consiste en el aprovechamiento o la generación de foco a menor temperatura que aquello que T3 queremos enfriar o conservar frío para que absorba la energía frío, térmica del producto a enfriar y T_Frío las ganancias de energía térmica en caso de querer conservarlo frío.

Enfriar

Conservar

tiempo

Panorámica Actual de los Refrigerantes. Antecedentes.

Origen del Foco Frío

Artificial

Natural

Se aprovecha un foco frío que existe de forma natural en el medioambiente: agua de ríos, pozos, lagos, mares…, hielo y nieve de las cumbres, aire ambiente, etc.

Se genera el foco térmico utilizando  un proceso físico o químico fí i í i

Inconvenientes: i Inconvenientes:

‐ Consumen energía

‐ Nivel Térmico del Foco Frío

‐ Contaminan

‐ Variabilidad estacional

‐ Riesgos para la seguridad

‐ Limitadas posibilidades de acumulación ‐ Abundancia del foco

Panorámica Actual de los Refrigerantes. Antecedentes.

Métodos de Producción de frío que generan  artificialmente el Foco Frío

Químicos

Físicos

Reacciones Químicas endotérmicas,  generalmente la disolución de un  sólido (sal)  en un líquido (agua)

Sin Fluido

Termo‐Eléctrico Inconvenientes: ‐ Proceso discontinuo, sólo mientras haya  Proceso discontinuo sólo mientras haya reacción ‐ Los productos de la reacción son residuos a  eliminar (difícil regeneración)

Con Fluido

Con Cambio de Estado

Termo‐Magnético Sin Cambio de Estado b Termo‐Acústico

‐ Nivel térmico del foco no muy bajo Láser

Panorámica Actual de los Refrigerantes. Antecedentes.

Métodos de Producción de  frío que generan  artificialmente el Foco Frío Fí i Físicos Con Fluido

Sin Cambio de  Estado

Máquina de Aire Vórtex

Con Cambio de  Estado

Ciclo Abierto

Sublimación

Ciclo Cerrado

Compresión Absorción

Stirling Fusión Calentamiento fluido   Calentamiento fluido secundario

Adsorción Evaporación

Eyección

Panorámica Actual de los Refrigerantes. Antecedentes.

• Cualquier fluido capaz de absorber calor evaporando y funcionar cíclicamente.  • Fluidos Naturales. • Abarca de 1830 a 1930

1ª  generación

• Fluidos que además fueran seguros: no inflamables, no tóxicos, no explosivos.  • Se sintetizan los CFC y HCFC + Fluidos Naturales • Abarca de 1930 a 1990 (aprox.)

2ª 2ª     generación

• Fluidos que además no destruyan la capa de ozono.  • Se sintetizan los HFC + Fluidos Naturales • Abarca de los 90 a 2010 (aprox.)

3ª    generación

• Fluidos que además no potencien el efecto invernadero.  • Se sintetizan los HFO + Fluidos Naturales • Comienza en el 2010 en adelante.

4ª    4 generación

AÑO

Panorámica Actual de los Refrigerantes. REFRIGERANTE

COMPOSICION QUIMICA

Antecedentes.

1830s

CAUCHINA

1830s

ETER ETÍLICO

CH3‐CH2‐O‐CH2‐CH3

1840s

ETER METILICO (R‐E170)

CH3‐O‐CH3

1850

ACIDO SULFURICO / AGUA

H2SO4 / H2O

1856

ALCOHOL ETÍLICO ALCOHOL ETÍLICO

CH3‐CH CH2‐OH OH

1859

AMONIACO / AGUA

NH3 / H2O

1866

CHYMOGENE

petrol ether and naphtha (hydrocarbons)

1866

DIOXIDO DE CARBONO

CO2

1860s

AMONIACO (R‐717)

NH3

1860s

METIL AMINA (R‐630)

CH3(NH2)

1860s

ETIL AMINA(R‐631)

CH3‐CH2‐(NH2)

1870

FORMATO DE METILO (R 611) FORMATO DE METILO (R‐611)

HCOOCH3

1875

DIOXIDO DE AZUFRE (R‐764)

SO2

1878

CLORURO DE METILO (R‐40)

CH3Cl

1870s

CLORURO DE ETILO (R‐160)

CH3‐CH2Cl

1891

ACIDO SULFURICO MEZCLADO CON HIDROCARBUROS

H2SO4, C4H10, C5H12, (CH3)2CH‐CH3

1900s

BROMURO DE ETILO (R‐160B1)

CH3‐CH2Br

1912

TETRACLORURO DE CARBONO

CCl4

1912

AGUA (R 718) AGUA (R‐718)

H2O

1920s

ISOBUTANO (R‐600a)

(CH3)2CH‐CH3

1920s

PROPANO (R‐290)

CH3‐CH2‐CH3

1922

DIELENE (R‐1130) 

CHCl=CHCl

1923

GASOLINA

hydrocarbons

1925

TRIELENE (R‐1120)

CHCl=CCl2

1926

DICLORURO DE METILO (R‐30)

CH2Cl2

Panorámica Actual de los Refrigerantes. Antecedentes.



LLa necesidad id d de d fluidos fl id no tóxicos ó i nii inflamables i fl bl con destino d i a refrigeración fi ió doméstica d é i con condensación d ió por aire, i llevó ll ó all equipo i integrado por Thomas Midgley (1889‐1944), Albert Leon Henne, Robert Reed McNary, bajo la dirección de Charles Kettering (G.M.) al desarrollo de los posteriormente denominados CFC (1930), nombre comercial Freon. Parece ser que T. Midgley en la presentación del primer CFC (R‐12) tomó una bocanada de vapor y con ella apagó una vela, demostrando las características que se pretendían conseguir. Midgley hizo una búsqueda de elementos en la tabla periódica basándose en las siguientes observaciones:: • La inflamabilidad decrece desde abajo hasta los elementos superiores. • La toxicidad generalmente baja desde los elementos pesados del fondo a los mas ligeros de arriba. En consecuencia con las propiedades buscadas para los nuevos refrigerantes, seleccionó aquellos elementos de la tabla que cumplieran con las siguientes propiedades :  Volatilidad.  Estabilidad química cuando se combinaban con otros elementos.  No‐toxicidad.  No ser gases nobles, ya que estos tienen unos puntos de evaporación muy bajos.

Thomas Midgley Jr. (1889‐1944)

Los ocho elementos aislados son los conocidos como elementos de Midgley, y resulta que todos los fluidos refrigerantes conocidos hasta el momentos son combinación de algunos de estos elementos.

Panorámica Actual de los Refrigerantes. Antecedentes.

Desarrollo de los CFC 

1931 CFC‐12 (CCl3F) introducción comercial.



1932 CFC‐11 (CCl2F2) introducción comercial. comercial En 1933 Carrier Engineering Co. lo aplica a comp. centrífugos como Carrene #2 .



1933 CFC‐114 (CClF2‐CClF2) introducido por Carrier en centrífugos



1934 CFC‐113 (CCl2F‐CClF2) introducido por Carrier en centrífugos como Carrene #3.



1934 CFC‐115 (CClF2‐CF3)



1935 CFC‐21 usado en neveras domésticas por Crosley Radio Corp.



1936 HCFC‐22 introducción comercial.



1943 CFC‐11 y 12 introducción como propelente en aerosoles.



1945 CFC‐13 introducción para bajas temperaturas.



1950 R‐500 R 500 (azeótropo (a eótropo de R‐12/R‐152a R 12/R 152a 73,8/26,2) 73 8/26 2) introducido introd cido por Carrier como Carrene #7.



1956 La nomenclatura Dupont p pasa a ser de uso ggeneral. p



1962 R‐502 (azeótropo de R‐22/R‐115 48,8/51,2) introducción comercial.

% de uso en las aplicaciones de los CFC CFC‐12 (CCl2F2);  CFC‐11(CCl3F);  CFC‐ 13(CClF3);  CFC‐113 (Cl2FCCClF2);  CFC‐114  Refrigeration g & air‐ (CClF2CClF2);  ) conditioning CFC‐115 (CF3CClF2); HCFC‐22 (CHClF2);  HCFC‐123(CF3‐ CHCl2) Propellants in  CFC‐114 (CClF2CClF2) medicinal aerosols medicinal aerosols Blowing agents for  CFC‐11 (CCl3F); CFC 113 (Cl2FCCClF2); foams HCFC‐141b (CCl2FCH3) Solvents,  degreasing agents,  CFC‐11 (CCl3F); CFC‐113 (CCl2FCClF2 cleaning agents cleaning agents,  aerosol

30%

7 % 28 % 

35 %

Panorámica Actual de los Refrigerantes. Antecedentes.

G Generación ió N Natural t l d dell O Ozono (O3)

+

+

Radiación Ultrvioleta

O

O2

O

+ O2

Destrucción Natural d l Ozono del O (O3)

Oz n (O3) Ozono

+

+ +

Radiación Ultrvioleta

O2

O

O + O2

O2 O2

Panorámica Actual de los Refrigerantes. Antecedentes.

Cronología del  descubrimiento del efecto de los CFC sobre la capa de ozono. 

1957 James E. Lovelock inventó el detector de captura de electrones (ECD), dispositivo capaz de detectar ínfimas cantidades de compuestos químicos en la atmósfera



1973, con ayuda 1973 d del d l ECD se determinó d t i ó la l existencia it i d de los l CFC a lo l largo l d l Atlántico, del Atlá ti desde el Antártico al paso de Calais. Las cantidades de CFC eran importantes en zonas industrializadas.



1974 (Sept) Convención de la American Chemical Society in Atlantic City. Presentación de las teorías de Rowland‐Molina. Rowland Molina



1982/83 S. Chubachi, corrobora las consecuencias de la teoría de Rowland y Molina al medir el debilitamiento de la capa de ozono desde la base antártica japonesa de Syowa



1985 J. Farman, B, Gardiner y J. Shanklin científicos ingleses de la base Halley‐Bay, ozono constatan la generación de un agujero en la capa de ozono.



1987 Se firma del protocolo de Montreal

1 ion de Cl‐ puede llegar a destruir hasta 105 moléculas de ozono estratosférico

Shigeru Chubachi

Joesph Farman , Brian Gardiner, y  Jonathan Shanklin

Panorámica Actual de los Refrigerantes. Antecedentes.

El protocolo de Montreal  Finalmente, estas evidencias llevaron a que, en 1987, varios países firmaran el Protocolo de Montreal relativo a las sustancias que agotan la capa de ozono con el fin de intentar reducir, escalonadamente, la producción de CFCs y otras sustancias químicas que destruyen el ozono. Este Protocolo fue ratificado por un gran número de países y entró en vigor el 1 de enero de 1989, siendo revisado y endurecido con posteriores t i enmiendas i d ((Londres ((L d 1990 Copenhague 1990, C h 1992 Viena 1992, Vi 1995 Montreal 1995, M t l 1997, Beijín 1999). Como consecuencia de los acuerdos alcanzados, la producción de CFCs en los países desarrollados cesó casi por completo en 1996, mientras que en los países en vías de desarrollo los CFCs fue en 2010. Eliminación de CFC y HCFC en países desarrollado según el Protocolo de Montreal

CFC Eliminación 1996

R11

R12

R13

R113

R114

R115

R500

R502

HCFC Eliminación 2030

R21

R22

R123

R124

R408A

R409A/B

R141b

R142b

Panorámica Actual de los Refrigerantes. Antecedentes.

Aparición de los HFC como sustitutos de los CFC y HCFC El cumplimiento p del Protocolo de Montreal ((1989)) y del Reglamento g (CE) nº2037/2000 sobre sustancias que agotan la capa de ozono provocó la sustitución de los CFC y HCFC por la “nueva” familia de refrigerantes sintéticos, los HFC. • Son muy similares a los CFC y HCFC, manteniendo las cualidades de estabilidad y seguridad, pero añadiendo la de presentar valores de PAO nulos. • La aplicación de estos refrigerantes no necesitó una revolución tecnológica para poder utilizarlos, pudiendo substituir a los HCFC y CFC en instalaciones existentes con ligeras modificaciones. • Debieron desarrollarse aceites específicos para su utilización (POE y PAG) refrigerantes al igual que los CFC y HCFC deben • Esta familia de refrigerantes, sintetizarse, y no existían previamente en la naturaleza.

Hydrofluorocarb ons (HFCs)

Formula

CAS Registry Number

HFC‐23

CHF3

75‐46‐7

HFC‐32

CH2F2

75‐10‐5

HFC‐41

CH3F

593‐53‐3

HFC‐43‐10mee

C5H2F10

138495‐42‐8

HFC‐125

C2HF5

354‐33‐6

HFC 134 HFC‐134

CHF2CHF2

359 35 3 359‐35‐3

HFC‐134a

CH2FCF3

811‐97‐2

HFC‐143

CHF2CH2F

430‐66‐0

HFC‐143a

CF3CH3

420‐46‐2

2 HFC‐152a

CH3CHF2

3 75‐37‐6

HFC‐227ea

C3HF7

431‐89‐0

HFC‐236fa

C3H2F6

690‐39‐1

HFC‐245ca

C3H3F5

679‐86‐7

1980s R125 CF3CF2H 1990s R134a CF3CFH2 R32 (CH2CF2) R143a (CH3CF3) R152a (CH3CHF2) R152a (CH3CHF2) 1990s  R407C R32/R125/R134a 23/25/52 wt.% 1990s  R410A R32/R125 50/50 wt.% 1990s  R404A R125/R143a/R134a 44/52/4 wt.%

Panorámica Actual de los Refrigerantes. Antecedentes.

Esto ha disparado el consumo de HFC

Aparición de los HFC Los HFC han sustituido a los CFC y HCFC en todos los campos de aplicación: refrigerantes para climatización y refrigeración, espumantes de plásticos aislantes, espumas p , p propelentes p para aerosoles p de un sólo componente, industriales, domésticos y medicinales, disolventes….

Time to Act to Reduce Short-Lived Climate Pollutants. The Climate and Clean Air Coalition and UNEP. Mayo 2014

IPCC, 2013: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change

Panorámica Actual de los Refrigerantes. Antecedentes.

En lo que llevamos de siglo, el incremento de la demanda es muy importante

http://edgar.jrc.ec.europa.eu/results_v41.php

1 Pg (Petagramo) = 1012 kg

UNEP (2011). "HFCs: A critical link in protecting climate and the ozone layer." http://www.unep.org/dewa/Portals/67/pdf/HFC_report.pdf

Panorámica Actual de los Refrigerantes. Antecedentes.

Los enlaces covalentes carbono‐flúor confieren una gran estabilidad a las moléculas, tanto más cuanto mayor es el número de enlaces en la molécula, esto tiene efectos positivos de cara a su comportamiento como refrigerante, sin embargo, cuando estas sustancias son difundidas en la atmósfera, la fortaleza de dicho enlace hace que los HFC (también los CFC y HCFC) no sean “metabolizados” fácilmente por el medioambiente, permaneciendo mucho tiempo en la atmósfera. Recordar que los HFC, CFC y HCFC tienen el adjetivo de no‐naturales porque nunca han sido sintetizados por la naturaleza, naturaleza sólo por el hombre. hombre Las moléculas de los HFC son lo suficientemente ligeras como para ser arrastradas por las corrientes de aire y llegar a estratos elevados en la atmósfera, permaneciendo en ellos durante décadas. El enlace carbono flúor absorbe la radiación infrarroja emitida por la superficie terrestre, que de lo contrario se iría al espacio, para devolverla posteriormente a la tierra. Por ello, la presencia cada vez mayor de HFCs en la atmósfera genera una perturbación del balance natural de energía g del sistema Tierra‐atmósfera ((en W/m2) en el sentido de potenciar el efecto invernadero, a esto se le denomina forzamiento radiativo positivo, y tiene como consecuencia el calentamiento de la superficie terrestre. Por lo tanto, los HFC una de las siete familias de gases de efecto invernadero procedentes de emisiones antropogénicas, no naturales, identificadas en el Protocolo de Kyoto. ‐ CH4

‐ N2O

‐ H2O

‐ PFC

‐ HFC

‐ SF6

‐ CO2

Gases Fluorados (F‐Gases)

Panorámica Actual de los Refrigerantes. Antecedentes.

Los HFC son gases potenciadores del efecto invernadero, incluidos en la familia de gases fluorados (F‐Gases) Las emisiones actuales de Gases Fluorados suponen poco más del 1% de las emisiones totales d gases de de d efecto f invernadero. d En Europa en el año 2010, las emisiones de gases fluorados suponen el 2% de las emisiones totales

http://edgar jrc ec europa eu/results v41 php http://edgar.jrc.ec.europa.eu/results_v41.php 1 Pg (Petagramo) = 1012 kg

Panorámica Actual de los Refrigerantes. Antecedentes.

El PCA de una sustancia se calcula como la integración en un horizonte temporal del forzamiento radiativo que genera la emisión instantánea de una masa de dicho gas respecto al generado por la emisión de la misma cantidad de CO2. De esta forma, el valor del PCA dependerá de: ‐ El forzamiento radiativo de la sustancia. ‐ El tiempo de vida en la atmósfera.

El valor de PCA de los HFC es elevado Los valores de PCA medidos p por el Grupo p Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) han ido variando en los diferentes informes realizados (Assesment Report).

El Potencial de Calentamiento Atmosférico (PCA) AR2 1996

AR4 2007

AR5 2013

CO2

1

1

1

HFC‐23

11.700

14.800

12.400

HFC‐32 

650

675

677

HFC‐125 HFC 125

2.800 2 800

3.500 3 500

3.170 3 170

HFC‐134a

1.300

1.430

1.300

HFC‐143a

3.800

4.470

4.800

HFC 407A HFC‐407A 

1 770 1.770 

2 107 2.107

1 923 1.923

HFC‐152a

140

124

138

HFC‐407C 

1.526 

1.774

1.624

HFC‐404A

3 260 3.260

3 922 3.922

3 943 3.943

HFC‐410A

1.725

2.088

1.924

HFC‐507

3.300

3.985

3.985

HFC‐422D HFC 422D

2 232 2.232

2 729 2.729 

2 847 2.847

HFC‐427A

1.828

2.138

2.024

HCFC‐22

1.500

1.810

1.760

Panorámica Actual de los Refrigerantes. Antecedentes.

El Potencial de Calentamiento Atmosférico (PCA) El Potencial de Calentamiento Atmosférico (PCA) No todos los HFC son iguales: ‐Los efectos que tienen en el clima difieren considerablemente, en función del tiempo de permanencia en la atmósfera. ‐Si bien se considera que los HFC son agentes de forzamiento del clima cuya permanencia en la atmósfera es corta en comparación con el dióxido de carbono, muchos de los HFC que se utilizan tili h en día hoy dí permanecen en la l atmósfera t óf ell tiempo suficiente para actuar como gases de efecto invernadero importantes. ‐ Por ejemplo, el HFC‐134a, de uso muy común, tiene una permanencia de 13 años aproximadamente y un PCA a 100 años de alrededor de 1.400 (o sea, es 1.400 veces más efectivo que el dióxido de carbono en función del peso). Sin embargo, algunos HFC (las olefinas, o moléculas con enlaces dobles de carbono‐carbono) tienen una p permanencia muyy corta, es decir, entre unos días y unas semanas en lugar de años, por lo que tienen un PCA insignificante. Si se utilizaran HFC de permanencia muy corta y bajo PCA (u otras alternativas distintas de los HFC) en lugar de los que se utilizan hoy en día, que tienen un elevado PCA, se podrían mitigar considerablemente sus repercusiones en el clima.

IPCC, 2013: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change

Panorámica Actual de los Refrigerantes. Antecedentes.

Los modelos y proyecciones realizadas reflejan en mayor o menor medida el significativo impacto que los HFC tendrán en un corto plazo, sobre el calentamiento global en caso de no tomar medidas para su eliminación. Queda de manifiesto que el cumplimiento de los compromisos del Protocolo de Kyoto no son suficientes para reducir el impacto d estas sustancias. de i En la UE crece la demanda un 2% anual, en Japón un 2,7% en los EEUU un 7,4%, y en el conjunto de países desarrollados un entre un 10% y un 15%.

The large contribution of projected HFC emissions to future climate forcing.  Guus J. M. Veldersa et al. Mayo 2009.

Panorámica Actual de los Refrigerantes. Antecedentes.

La conclusión a la que se llega atendiendo a las proyecciones climáticas es que es necesario actuar lo más rápidamente posible para no rebasar los 2ºC de recalentamiento global, marcados como frontera por el IPCC para no llegar a un punto irreversible en el que la velocidad del cambio climático no permita a la civilización adaptarse de forma no traumática. Atendiendo a la inercia del sistema climático terrestre, este horizonte se fija en 2050 si se actúa contundentemente ahora.

• SLCP short‐lived climate pollutants. • BC: Black coal

Time to act to reduce short-lived climate pollutants v.2. CCAC-UNEP 2013 http://www.unep.org/ccac/Publications/Publications/TimeToAct/tabid/133392/Default.aspx

Panorámica Actual de los Refrigerantes. Antecedentes.

Reglamentación previa Europea  

DIRECTIVA 2006/40/CE DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL CONSEJO de 17 de mayo de 2006 relativa a las emisiones procedentes de sistemas de aire acondicionado en vehículos de motor



REGLAMENTO (CE) No 842/2006 DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL CONSEJO de 17 de mayo de 2006 sobre determinados gases fluorados de efecto invernadero. Objetivo: contener, prevenir y reducir las emisiones de gases fluorados de efecto invernadero cubiertos por el Protocolo de y y recogido g en el anexo I del p presente Reglamento. g El anexo I p podrá revisarse y, si fuera p preciso,, actualizarse. Kyoto Articulado: • Artículo 1. Ámbito de Aplicación • Artículo 2. Definiciones • Artículo 3. 3 Contención: Control y subsanación de fugas. fugas • Artículo 4. Recuperación, por parte de personal acreditado, con el fin de garantizar su reciclado, regeneración o destrucción • Artículo 5. Formación y Certificación • Artículo 6. Presentación de informes de las cantidades de F‐Gas, importadas, exportadas, producidas, recicladas, regeneradas y destruidas, por parte de productores, importadores y exportadores . • Artículo í l 7. Etiquetado i d • Artículo 8. Control de uso • Artículo 9. Comercialización. • Artículo 10. Revisión. • Artículo 11  • Artículo 12. Comité • Artículo 13. Sanciones • Artículo 14 • Artículo 15. Entrada en vigor

Panorámica Actual de los Refrigerantes. Antecedentes.

Política Europea  

REGLAMENTO (CE) No 842/2006 DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL CONSEJO de 17 de mayo de 2006 sobre determinados gases fluorados de efecto invernadero. Artículo 9. Comercialización: Quedará prohibida la comercialización de productos y aparatos que contengan gases fluorados de f t invernadero i d d en ell Anexo A f i i t dependa d d de d los l mismos, i t l como se especifica ifi en dicho di h efecto enumerados II o cuyo funcionamiento tal anexo Gases fluorados de  efecto invernadero

Productos y aparatos

Fecha de la  prohibición

Gases fluorados de  Gases fluorados de efecto invernadero

Contenedores no recargables

4 de julio de 2007

Hidrofluorocarburos y  perfluorocarburos

Sistemas no confinados de evaporación directa que  contengan refrigerantes

4 de julio de 2007

Perfluorocarburos

Sistemas de protección contra incendios y extintores Sistemas de protección contra incendios y extintores

4 de julio de 2007 4 de julio de 2007

Gases fluorados de  efecto invernadero

Ventanas en uso doméstico

4 de julio de 2007

Gases fluorados de  efecto invernadero efecto invernadero

Otras ventanas

4 de julio de 2008

Gases fluorados de  efecto invernadero

Calzado

4 de julio de 2006

Gases fluorados de  efecto invernadero

Neumáticos

4 de julio de 2007

Gases fluorados de  efecto invernadero

Espumas de un solo componente, salvo si su utilización es  necesaria para cumplir las normas de seguridad nacionales

4 de julio de 2008

Hidrofluorocarburos

Aerosoles innovadores

4 de julio de 2009

Panorámica Actual de los Refrigerantes. Antecedentes.

Política Europea  

REGLAMENTO (CE) No 842/2006 DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL CONSEJO de 17 de mayo de 2006 sobre determinados gases fluorados de efecto invernadero. • Artículo 10: Revisión: el 4 de julio de 2011, 2011 la Comisión publicará un informe basado en la experiencia adquirida en la aplicación del presente Reglamento en el que:  se evaluará el impacto de las medidas pertinentes en materia de emisiones y emisiones proyectadas de gases fluorados de efecto invernadero y se examinará la rentabilidad de dichas medidas  se evaluarán los programas de formación y certificación establecidos por los Estados miembros  se evaluará la eficacia de las medidas de contención aplicadas por los operadores  se evaluará si es técnicamente viable y económicamente rentable incluir más productos y aparatos que contengan gases fluorados de efecto invernadero en el anexo II, teniendo en cuenta la eficacia energética, y, si procede, se harán propuestas de modificación del anexo II a fin de incluir esos otros productos y aparatos  se sopesaráá sii deben d b modificarse difi l disposiciones las di i i comunitarias it i sobre b ell potencial t i l de d calentamiento l t i t atmosférico t fé i de d los gases fluorados de efecto invernadero, debiendo toda modificación tener en cuenta los progresos tecnológicos y científicos y la necesidad de respetar los plazos de planificación de los productos industriales  se evaluará la necesidad de acciones posteriores por parte de la Comunidad Europea y sus Estados miembros a la vista de los compromisos internacionales ya existentes y nuevos en lo que a reducción de emisiones de gases de efecto invernadero se refiere

Panorámica Actual de los Refrigerantes. Antecedentes.

Política Europea 

Certificación de  empresas y del personal

Reglamento (CE) nº 303/2008. Equipos fijos de refrigeración, aire  acondicionado y bombas de calor acondicionado y bombas de calor  Reglamento (CE) nº 304/2008. Sistemas fijos de protección contra  incendios y extintores Reglamento (CE) nº 305/2008 Equipos de conmutación de alta  tensión

Reglamento (CE) nº 306/2008. Disolventes.

Reglamento (CE) nº 307/2008. Sistemas de Aire acondicionado de  vehículos

Política Nacional 

Reglamento (CE)  nº842/2006 /

Control de Fugas y  Etiquetado

Formato de Informes  para la Comisión p

Reglamento (CE) nº 1494/2007 q Etiquetado Reglamento (CE) nº  1493/2007 Reglamento (CE) nº 1497/2007 Control de Fugas en sistemas contra  incendios Reglamento (CE) nº 1516/2007 Control de fugas para equipos fijos  de refrigeración y aire  acondicionado di i d

Formato de informe  que deben presentar  los productores,  importadores y  exportadores

Real Decreto   795/2010

Regula la comercialización y  manipulación de gases  fluorados y equipos basados  en los mismos, así como la  l i í l certificación de los  profesionales que los utilizan.

Proyecto: Aplicación del CO2 Transcrítico

Panorámica Actual de los Refrigerantes ÍNDICE    

Presentación del Grupo de Investigación en Ingeniería Térmica. Antecedentes Principales aspectos del Reglamento EU nº517/2014 Escenario que afrontamos

IES Llombai, Burriana 30-11-2015

Panorámica Actual de los Refrigerantes. Principales aspectos del Reglamento EU nº517/2014.

Esta norma es un Reglamento, no una Directiva, por lo que los requisitos en ella establecidos,  son directamente aplicables a todos los países miembros de la Unión Europea.

Panorámica Actual de los Refrigerantes. Principales aspectos del Reglamento EU nº517/2014.

El Reglamento nace de la Hoja de ruta de la Comisión Europea hacia una economía hipocarbónica competitiva en 2050. 2050 Dicha Hoja establece que las emisiones distintas del CO2 incluidos los gases fluorados de efecto invernadero (con exclusión de las emisiones que no son de CO2 procedentes de la agricultura) deben reducirse en un 72‐73 % de aquí a 2030 y en un 70‐78 % de aquí a 2050, respecto a los niveles de 1990. Basándose en el año de referencia de 2005, es necesario conseguir una reducción de las emisiones distintas del CO2, excepto las procedentes de la agricultura, g , del 60‐61 % p para 2030. Las emisiones de gases fluorados se han incrementado alrededor de un 60% respecto al año 1990 Existen alternativas tecnológicas aptas para utilizar refrigerantes con reducido GWP, en numerosas aplicaciones p de la p producción de frío. Round two for EU climate policy Sonja van Renssen Nature Climate Change 3,  13–14  (2013) 

Panorámica Actual de los Refrigerantes. Principales aspectos del Reglamento EU nº517/2014.

Se establecen dos estrategias para reducir las emisiones de gases fluorados Prevenir fugas y emisiones • • • • •

Control de fugas y emisiones, sistemas de detección… ‐ Art. 3 ‐ 5  Control en el proceso p de producción p ‐ Art. 7  Recuperación ‐ Art. 8  Formación y Certificación ‐ Art. 10  Etiquetado e información del producto ‐ Art. 12 

Restricciones en el uso F‐gases  • • • • •

Formación y Certificación – Article 10  Restricciones a la comercialización‐ Art. 11  Control del uso ‐ Art. 13  Reducción en la comercialización HFC ‐ Art. 15 Asignación de cuotas Art.‐16 

Emisiones sin F‐Gas

F‐Gas 2006 + Directiva MAC

F‐Gas 2014

Preparatory study for a review of Regulation (EC) No 842/2006 on certain fluorinated greenhouse gases. W Schwarz, et al. Septiembre 2011

Estructura del Reglamento Capítulo Artículo Estructura del Reglamento I. Disposiciones Generales

Artículo 1 Objeto

Panorámica Actual de los Refrigerantes. Anexo

Principales aspectos del Reglamento EU nº517/2014.

Artículo 2 Definiciones II. Contención

ANEXO I     Gases fluorados de efecto invernadero a que se refiere el artículo 2

Artículo 3  Prevención de las emisiones de gases fluorados de efecto invernadero Artículo 4  Control de fugas Artículo 5 Sistemas de detección de fugas Artículo 6  Registros Artículo 7  Emisiones de gases fluorados de efecto invernadero en relación con la  producción Artículo 8  Recuperación Artículo 9  Sistemas de responsabilidad de los productores Artículo 10 Formación y certificación

III Comercialización  y Control de Uso

Artículo 11 Restricciones de comercialización. 

ANEXO III   Prohibiciones de comercialización contempladas en el artículo 11 ANEXO IV   Método de cálculo del  PCA total de una mezcla

q p y p Artículo 12 Etiquetado e información sobre el producto y el aparato. Artículo 13 Control de Uso. Artículo 14 Precarga de aparatos con HFC. IV Reducción de la  Cantidad de HFC  Comercializados

Artículo 15 Reducción de la cantidad de HFC comercializados. 

ANEXO V    Cálculo de la cantidad máxima, los valores de referencia y las cuotas de HFC

Artículo 16 Asignación de cuotas de comercialización de HFC g

ANEXO VI   Mecanismo de asignación a que se refiere el artículo 16 g q

Artículo 17 Registro. Artículo 18 Transferencia de cuotas y autorización de utilizar las cuotas para la  comercialización de HFC en aparatos importados . V Presentación de  Informes

Artículo 19  Notificación de la producción, importación, exportación, uso como  materia prima y destrucción de sustancias enumeradas en los anexos I y II. 

ANEXO II    Otros F‐gases de efecto invernadero sujetos a notificación ANEXO VII Datos que deben notificarse de conformidad con el artículo 19 ANEXO VII  Datos que deben notificarse de conformidad con el artículo 19

Artículo 20  Recopilación de Datos sobre emisiones. VI Disposiciones  Finales

Artículo 21 Revisión Artículo 22 Ejercicio de la delegación Artículo 23 Foro Consultivo Artículo 24 Procedimiento de Comité Artículo 25 Sanciones Artículo 26 Derogación

ANEXO VIII Tabla de correspondencias con Reglamento UE‐842/2006

Estructura del Reglamento

Panorámica Actual de los Refrigerantes.

Principales aspectosComentario del Reglamento EU nº517/2014.

Capítulo

Artículo

I. Disposiciones Generales

Artículo 1 Objeto Artículo 2 Definiciones

II. Contención

Artículo 3  Prevención de las emisiones  de gases fluorados de efecto  invernadero

Deberán adoptar todas las medidas técnica y económicamente viables para minimizar las fugas de gases fluorados de efecto invernadero. Personas físicas y empresas deberán estar certificadas.

Artículo 4  Control de fugas

Aparatos que contengan gases fluorados de efecto invernadero en cantidades equivalentes a 5 toneladas de CO2 o más. No estarán sujetos a control de fugas los aparatos sellados herméticamente en cantidades inferiores a 10 toneladas equivalentes de CO2

Artículo 5 Sistemas de detección de  fugas

Sistema de detección de fugas para cargas superiores a 500ton equivalentes de CO2

Artículo 6  Registros

Los operadores de aquellos aparatos que deban someterse a control de fugas con arreglo al artículo 4, 4 apartado 1, 1 establecerán y mantendrán respecto a cada parte de dichos aparatos un registro Las empresas suministradoras de F‐Gas mantendrán registros de las compras Los registros se mantendrán a disposición durante 5 años o se almacenarán en una base de datos creada por el Estado.

Artículo 7  Emisiones de gases  Artículo 7 Emisiones de gases fluorados de efecto invernadero en  relación con la producción

Durante el proceso productivo

Artículo 8  Recuperación

Los operadores de aparatos fijos velaran por la recuperación del refrigerante, por parte de personalmente debidamente certificado, para reciclados, regenerados o destruidos. destruidos

Artículo 9  Sistemas de responsabilidad  de los productores Artículo 10 Formación y certificación

Los Estados miembros establecerán o adaptarán programas de certificación que y procesos de evaluación: ) instalación, revisión, mantenimiento, p incluyan reparación o desmontaje , controles de fugas y recuperación. Programas de formación a las personas físicas que se encarguen de la recuperación de los gases fluorados de efecto invernadero de los aparatos de aire acondicionado de los vehículos de motor

Panorámica Actual de los Refrigerantes. Artículo 4. Control de fugas

Principales aspectos del Reglamento EU nº517/2014.

a) aparatos fijos de refrigeración;  b) aparatos fijos de aire acondicionado; c) bombas de calor fijas; d) aparatos fijos de protección contra incendios;  e) unidades de refrigeración de camiones y remolques frigoríficos  (defs. 26 y 27) f) aparamenta eléctrica;  g) ciclos Rankine con fluido orgánico..

CARGA DE  REFRIGERANTE

FRECUENCIA DE REVISIÓN DE FUGAS Sin Detector de Fugas

Con detector  de fugas

≥ 5  5 ton equivalente  i l CO2

12 12 meses

24 24 meses

≥ 50 ton equivalente  CO2

6 meses

12 meses

≥  500 ton equivalente ≥  500 ton equivalente  CO2

3 meses 3 meses Detector fugas obligatorio  carga > de 500 ton eq CO2 Art.5 pto 1

6 meses 6 meses

El Reglamento establece las restricciones no en base a la cantidad neta de refrigerante, sino a la cantidad equivalente de CO2, en base al valor de su PCA. Esto supone que las restricciones serán tanto mayores cuanto mayor sea el valor del PCA del refrigerante. Los valores de PCA publicados se basan en el 4º Informe del IPCC, estando ya publicado el 5º Informe con los datos actualizados.

Panorámica Actual de los Refrigerantes. Principales aspectos del Reglamento EU nº517/2014. Artículo 10. Formación y Certificación.

Panorámica Actual de los Refrigerantes. Principales aspectos del Reglamento EU nº517/2014. Estructura del Reglamento Capítulo

III Comercialización  y Control de Uso

Artículo

Comentario

Artículo 11 Restricciones de Artículo 11 Restricciones de

La comercialización de productos y aparatos enumerados en el anexo III, III a excepción de los equipos militares, estará prohibida a partir de la fecha especificada en dicho anexo. Previa solicitud motivada de una autoridad competente de un Estado miembro, la Comisión podrá autorizar de modo excepcional, una exención de hasta cuatro años

Comercialización. 

Artículo 12 Etiquetado e  información sobre el  producto y el aparato.

Los productos y aparatos que contengan gases fluorados de efecto invernadero o cuyo funcionamiento dependa de ellos no se comercializarán si no han sido etiquetados, informando de que contiene Gas Fluorado, identificando el gas y la cantidad equivalente en toneladas de CO2 que contiene o debería de contener según diseño Los Gases fluroados L G fl d comercializados se etiquetarán indicado si son regenerados o  i li d i á i di d i d reciclados, si están destinados a destrucción, exportación, o materia prima

Artículo 13 Control de Uso.

A partir del 1 de enero de 2020 se prohibe el uso de gases fluorados de efecto invernadero con un PCA> a 2.500, para revisar o efectuar el mantenimiento de de refrigeración con un tamaño de carga de aparatos p g g de 40 toneladas equivalentes q CO2 o más Hasta 1 de enero de 2030 a) los gases fluorados de efecto invernadero regenerados, con un potencial de calentamiento atmosférico igual o superior a 2500, usados para el mantenimiento o la revisión de aparatos de refrigeración existentes, siempre que dichos gases hayan sido etiquetados de conformidad con lo dispuesto en el artículo 12, apartado 6; b) los gases fluorados de efecto invernadero reciclados, con un potencial de calentamiento atmosférico igual o superior a 2500, usados para el mantenimiento o la revisión de aparatos de refrigeración existentes, siempre que dichos gases se hayan recuperado de tales aparatos.

Artículo 14 Precarga de  aparatos con HFC.

Desde el 1 de enero de 2017, los aparatos de refrigeración, aire acondicionado y  bombas de calor cargados con HFC no serán comercializados salvo que los HFC  cargados en estos aparatos se computen dentro del sistema de cuota a que hace  referencia el capítulo IV

Panorámica Actual de los Refrigerantes. Principales aspectos del Reglamento EU nº517/2014.

Art.2 11) «aparato sellado herméticamente»: aparato en el que todas las partes que contengan gases fluorados de efecto invernadero estén sujetas mediante soldaduras, abrazaderas o una conexión permanente similar, la cual podrá contar con válvulas protegidas u orificios de salida protegidos que permitan una reparación o eliminación adecuadas y cuyo índice de fugas, determinado mediante ensayo, sea inferior a 3 gramos al año bajo una presión equivalente como mínimo al 25 % de la presión máxima permitida; Art.2 32)  «uso comercial»: uso a efectos de almacenamiento, exposición o distribución de productos, para su venta a usuarios finales,  en venta al por menor y servicios alimentarios; 

Panorámica Actual de los Refrigerantes. Principales aspectos del Reglamento EU nº517/2014.

Los refrigerantes más comunes en este tipo de equipos afectados por la prohibición son el R404A, R422D y R507A Entre estos equipos podemos incluir: • • • • • • •

Professional storage cabinets; Blast cabinets; Walk‐in cold rooms; Ice makers Ice cream  and milk shake machines Refrigeration process chillers; Condensing units

• • • • •

Remote refrigerated display cabinets Plug‐in refrigerated cabinets for supermarkets Beverage coolers Plug‐in freezers for sales of frozen products. g vendingg machines Refrigerated

Panorámica Actual de los Refrigerantes. Principales aspectos del Reglamento EU nº517/2014.

Art.2 (37) «centrales frigoríficas multicompresor compactas»: sistemas con dos o más compresores que funcionan en paralelo y están conectados a uno o varios condensadores comunes y a un cierto número de dispositivos de refrigeración, f ó como expositores, muebles bl frigoríficos, f íf congeladores l d o a cámaras á f frigoríficas íf d conservación; de ó Art.2 (38) «circuito refrigerante primario de sistemas en cascada»: circuito primario de sistemas indirectos de temperatura media, en los que la combinación de dos o más circuitos separados de refrigeración se conecta en series de modo que el circuito primario absorbe el calor del condensador del circuito secundario para la temperatura intermedia;

Panorámica Actual de los Refrigerantes. Principales aspectos del Reglamento EU nº517/2014.

HFC150 en instalaciones centralizadas de ≥40kW, excepto para refrigerantes primarios en cascadas, donde se permite hasta HFC con GWP 1500 GWP