1. Ingeniería

TECNAC
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Refrigerante líquido en máquinas frigoríficas o congelado como hielo seco
Se llama hielo seco o nieve carbónica al estado sólido del dióxido de carbono. Recibe este nombre porque, pese a parecerse al hielo o a la
nieve por su aspecto y temperatura, cuando se evapora (o más propiamente cuando se sublima) no deja residuo de humedad. Tiene una
temperatura de sublimación de -78 °C (-108 °F). El punto de sublimación muy bajo y el hecho de no dejar residuo líquido lo convierten en
un excelente refrigerante.
Dióxido de carbono
Propiedades físicas
Estado de agitación
Gas
Apariencia
Gas incoloro
Densidad
1,600 kg/m3
Masa molecular
44.0 uma
Punto de fusión
216 K (-57 ºC)
Punto de ebullición
195 K (-78 ºC)
Propiedades químicas
Acidez (pKa)
6.35 y 10.33
Solubilidad en agua
1.45 kg/m³
Peligrosidad
Frase S
S9, S26, S36 (líquido)
Número RTECS
FF6400000
Riesgos
Ingestión
Puede causar irritación, náuseas, vómitos y hemorragias en el tracto digestivo.
Inhalación
Produce asfixia, causa hiperventilación. La exposición a largo plazo es peligrosa.
Piel
Hielo seco puede producir daños.
Ojos
Puede ser peligroso.
Valores en el SI y en condiciones normales (0ºC y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.
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PROPIEDADES TERMODINÁMICAS DEL CO2
Presiones de trabajo
La principal característica que condicionará el diseño de una instalación de CO2, son las elevadas presiones a las que opera el circuito.
Comparando el CO2 con otros refrigerantes utilizados habitualmente en el campo de la refrigeración comercial e industrial, se observa que
la presión de saturación de este, está muy por encima del resto en cualquier rango de temperaturas, especialmente en las de
condensación.
Los datos que se obtienen están limitados hasta diferentes temperaturas según el refrigerante, debido a la existencia de puntos que limitan
el proceso de “condensación/evaporación”. Por la parte baja las curvas están limitadas por el punto triple, que marca el límite entre el
equilibrio líquido/vapor y el equilibrio sólido/vapor. Los procesos de evaporación y condensación se refieren a cambios de estado entre
líquido y vapor.
Por la parte alta las curvas se ven limitadas por el punto crítico, a partir del que no se puede distinguir entre sólido y líquido. Por este
motivo no existe condensación.
Punto crítico
Estado de presión y temperatura a partir del que no se puede
distinguir entre líquido y vapor. Justo en ese punto, las
densidades de las 2 fases son iguales. Si se sigue aumentando
la presión o la temperatura, el fluido se encontrará en estado
supercrítico.
Línea triple
Franja en la coexisten las 3 fases. Cabe destacar la elevada
presión a la que se encuentra ésta línea para el CO2 (5,2 bares
abs.), encontrándose en el camino de cualquier expansión
que se produzca hasta presión atmosférica (1 bar abs.)
Particularidades de la línea triple
Cualquier fuga de refrigerante a la atmósfera representa una
expansión hasta una presión de 0 bares relativos (1 bar abs.).
Este hecho provocará la aparición de sólido en el CO2, cosa
que no sucederá para el R404A y amoníaco.
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Evacuación a través de una válvula de seguridad
La evacuación al ambiente en caso de emergencia, representa una expansión por debajo del punto triple. La habitual colocación de la
válvula en el recipiente de líquido asegura que la expansión del CO2 generará una proporción mínima de sólido.
En el caso de que el fluido a expulsar fuera líquido este taponaría con seguridad el orificio de la válvula.
Por lo tanto, se debe asegurar que nunca puede circular líquido a través del orificio de la válvula de seguridad.
La 1ª expansión se produce en una línea de líquido, desde una presión de 20 bares, esto generaría una presencia del 50% de sólido en masa
en el orificio de expansión. Debido a este efecto, puede llegar a sellar una fuga.
La 2ª expansión se podría producir en una válvula de seguridad a 50 bares, y generaría un 3 % de sólido en el orificio de la válvula de
seguridad.
En el caso de la 3ª expansión desde una presión de 35 bares no se generaría sólido al final de la expansión.
Seguridad
El CO2 es más pesado que el aire, por lo que tiende a caer al suelo. Este hecho puede resultar muy peligroso (especialmente en espacios
reducidos), ya que al no ser auto-alarmante (como en amoníaco) puede desplazar el oxígeno hasta límites nocivos para la salud. Ello
conlleva la necesidad de una especial atención a la detección de fugas y la ventilación de emergencia.
A causa de la mayor densidad del CO2, el volumen desplazado para obtener la misma potencia de refrigeración es mucho más pequeño. Eso
conlleva:
- Compresores de menor tamaño (cilindrada)
- Menor cantidad de refrigerante en la instalación
- Menor tamaño de recipiente y líneas
Materiales para CO2
El CO2 es compatible con cobre y acero, requiere especial precaución las presiones de diseño de los elementos.
Existen en el mercado equipos, válvulas y automatismos para las presiones requeridas (25,40 y 50 bar) para los circuitos industriales
subcríticos.
Las juntas tóricas estándar CR se pueden utilizar en estos circuitos
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DISEÑOS FRIGORIFICOS
Las elevadas presiones de trabajo del CO2, así como su punto triple situado a 31,06ºC, llevan a diseños frigoríficos sustancialmente
distintos de los circuitos frigoríficos más habituales.
Fundamentalmente los circuitos frigoríficos con CO2 se dividen en 2 categorías:
1) Circuitos transcríticos: la parte de alta presión del circuito se sitúa por encima del punto crítico
- El CO2 en el lado de alta presión no se condensa, sino que se des recalienta.
- Las presiones del lado de alta se sitúan del orden de los 100bar.
2) Circuitos subcríticos: la parte de alta presión de circuito se sitúa por debajo del punto crítico
- El CO2 en el lado de alta presión se CONDENSA.
- Las presiones del lado de alta se sitúan del orden de 30 bar (-5ºC).
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Circuito transcrítico: Ej.26,5/90 bar
26,5 bar (-10 Deg.C)
7
Circuito subcrítico: Ej – 10/35 bar
35 bar (0 Deg.C)
10 bar (-40 Deg.C)
8
LOS ACEITES Y EL CO2
Tipo de aceite
Solubilidad
Hidrólisis
Sistemas de separación
de aceite
PAO
POE
Poly-alpha-olefin oil
Polyol-ester oil
( Synthetic
( Ester
Mineral Oil)
Baja (immiscible)
Baja
Demandas especiales :
Demanda de alta filtración
Oil)
Alta (miscibilidad)
Alta afinidad por el agua
Sin requerimientos especiales
(como los sistemas de HCFC / HFC )
Filtros multietapa coalescentes
Filtros de carbón activo
Sistema de retorno de
aceite
Precauciones
Demandas especiales:
Drenaje de aceite de los
recipientes de baja temperatura (
densidad del aceite menor que el
CO2 –opuesto al NH3)
Sistemas de retorno y separación
de aceite
Acumulación de aceite ( p. E. en
los evaporadores) a largo plazo
Simple
(como los sistemas de HCFC / HFC )
Alta afinidad al agua
Estabilidad del aceite a largo
plazo
Requiere un sistema de
refrigeración “LIMPIO”
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EL AGUA EN LOS CIRCUITOS DE CO2
CO2 + H2O → H2CO3 (acido carbónico, acido suave)
El acido carbónico de nuevo con agua forma
H2CO3 + H2O → HCO3(-) + H30(+) (ácido fuerte))
Por tanto debemos tener precauciones para evitar la entrada de agua en los circuitos de CO2
Con concentraciones de agua muy altas en los sistemas de CO2, se puede formar CO2 gas hidratado sólido, CO2(H2O)8 , el cual con una
apariencia similar a la del hielo es estable a mayores temperaturas. El hidrato de CO2 puede generar problemas en distintos lugares como
p.e. en los filtros
Los aceites POE con agua generan ácidos orgánicos, débil, + alcohol
La entrada de agua al CO2 puedes deberse a:
- El agua del aire, no retirada del circuito. No es suficiente hacer vacío, barridos con Nitrógeno seco y vaciar varias veces son necesarios.
- Operaciones de mantenimiento, limpieza de filtros …, condensa agua en las paredes frías interiores y permanece al cerrar el circuito.
- La descomposición de aceites puede dejar agua en el circuito.
- La calidad del refrigerante a veces no es suficiente y hay un alto % de agua
- En la cargas de aceite
En sistemas de CO2 los filtros deshidratadores y los indicadores de humedad son de vital importancia
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PRODUCTOS TECNAC PARA CO2 (SUBCRÍTICO)
SECTIONAL OIL SEPARATORS FOR CO2
SEPARADORES DE ACEITE DESMONTABLES PARA CO2
(Subcritical / Subcrítico)
Dimensions
V (L)
(mm)
Kg
45 bar -10/100ºC
Va
Vt
Ø
H
d
CAT. I
SA5-45bar 1 5/8”
52.007
15
5
7.5
159
641.5
100
CAT. I
SA5-45bar 2 1/8”
52.008
15
5
7.5
159
641.5
100
Dimensions
V (L)
(mm)
Kg
45 bar -10/100ºC
Va
Vt
Ø
H
d
CAT. I
SA5-45bar 1 5/8”
52.007
18.5
8
11
219
488
114
CAT. I
SA5-45bar 2 1/8”
52.008
18.5
8
11
219
484
114
CAT.I
SA13-45bar 2 58”
52.011
23
13
20
273
562
114
CAT.II
SA25-45bar 3 1/8”
52.012
30
25
31
323
636
170
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PRODUCTOS TECNAC PARA CO2 (SUBCRÍTICO)
HIGH PRESSURE OIL SEPARATOR VESSEL FOR CO2 (Subcritical)
RECIPIENTE SEPARADOR DE ACEITE DE ALTA PRESIÓN PARA CO2 (Subcrítico)
Dimensions / Dimensiones (mm)
45bar -10/100ºC (Subcritical)
V (L)
Kg
Va
Vt
Vv1
Vv2
Ø
Hout
Hr
Hv1
Hv2
H
CAT. II
SAV-3,5/45
7/8"
53.010
10
3.5
9
0,9
2,1
159
426
68
64
122
546
CAT. II
SAV-3,5/45 1 1/8"
53.011
10
3.5
9
0,9
2,1
159
426
68
64
122
546
CAT. II
SAV-3,5/45 1 3/8"
53.012
10
3.5
9
0,9
2,1
159
426
68
64
122
546
CAT. II
SAV-9,5/45 1 3/8"
53.013
19
9.5
17
2,9
5,6
193
584
121
155
255
732
CAT. II
SAV-9,5/45 1 5/8"
53.014
19
9.5
17
2,9
5,6
193
584
121
155
255
732
CAT. II
SAV-9,5/45 2 1/8"
53.015
19
9.5
17
2,9
5,6
193
584
121
155
255
732
CAT. III
SAV-20/45
2 1/8"
53.016
28
20
31
5,5
12
273
512
170
170
288
773
CAT. III
SAV-20/45
2 5/8"
53.017
28
20
31
5,5
12
273
512
170
170
288
773
CAT. III
SAV-20/45
3 1/8"
53.018
28
20
31
5,5
12
273
512
170
170
288
773
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PRODUCTOS TECNAC PARA CO2 (SUBCRÍTICO)
COALESCENT OIL SEPARATORS FOR CO2 (Subcritical)
SEPARADORES DE ACEITE COALESCENTES PARA CO2 (Subcrítico)
45 bar -10/120ºC
Va
Vt
(L)
(L)
Type
10 bar -20/100ºC
Dimensions
Dimensiones(mm)
D
H
H1
H2
CAT. I
SAC-1 – 45
7/8"
89.015
a
1.5
3
102
450
150
388
CAT. I
SAC-2 – 45
1 1/8"
89.016
a
1.6
4
102
550
150
485
CAT. I SAC-3 – 45
CAT. II SAC-4 – 45
CAT. II SAC-5 – 45
CAT.I II SAC-6 – 45
1 3/8"
89.017
a
1.6
4
102
550
150
485
1 5/8"
89.018
b
3.5
13
159
860
295
770
2 1/8”
89.019
b
3.5
13
159
860
295
765
2 5/8”
89.020
b
17.2
50
273
1222
408
1075
CAT. III SAC-7 – 45
3 1/8”
89.021
b
17.2
50
273
1222
408
1075
CO2 COALESCENT OIL SEPARATORS WITH OIL RECEIVER (Subcritical)
SEPARADORES DE ACEITE COALESCENTES CON RECIPIENTE DE ACEITE PARA CO2
Dimensions
45 bar -10/120ºC
Vs
Vr
Vt
(L)
(L)
(L)
Dimensiones (mm)
Type
10 bar
-20/100ºC
D
H
h
H1
H2
CAT. I
SARC-1 –45
7/8"
93.015
a
1.5
2.5
4
102
550
65
250
485
CAT. I
SARC-2 –45 1 1/8"
93.016
b
2.3
2.7
5
102
830
110
425
765
CAT. I
SARC-3 –45 1 3/8"
93.017
b
2.3
2.7
5
102
830
110
425
765
CAT. II
SARC-4 –45 1 5/8"
93.018
b
8
8
16
159
980
110
420
890
CAT. II
SARC-5 –45 2 1/8”
93.019
b
8
8
16
159
980
110
420
885
CAT.I II
SARC-6 –45 2 5/8”
93.020
b
35
24
59
273
1200
185
383
1050
CAT. III
SARC-7 –45 3 1/8”
93.021
b
35
24
59
273
1200
185
383
1050
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PRODUCTOS TECNAC PARA CO2 (SUBCRÍTICO)
SUCTION ACCUMULATOR FOR CO2 (Subcritical)
ACUMULADORES DE ASPIRACIÓN PARA CO2 (Subcrítico)
30 bar
Model
Code
Vol
Conex
Ø
-40/80ºC
Modelo
Código
(L)
Inch.
mm
DAL-018A - CO2
0.1053
4
1 1/8"
159
DAL-019A - CO2
0.1054
5
1 1/8"
159
304
344
90
M10
DAL-021A - CO2
0.1055
7,1
1 3/8"
159
423
461
90
M10
DAL-022A - CO2
0.1056
9
1 3/8"
159
523
561
90
M10
DAL-023B - CO2
0.1057
12
1 5/8"
159
688
726
90
M10
CAT. I
CAT.II
30 bar
Model
Code
Vol
L
H
(mm) ( mm)
246
E
Screw
(mm)
Tornillo
90
M10
286
Ø
B
T
H
E
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
Conex.
-40/100ºC
Modelo
Código
(L)
CAT.II
BT-180A – CO2
12012
18
2 1/8"
219,1
225
200
660
114
BT-180A – CO2
12012
18
2 1/8"
219,1
225
200
660
114
BT-360B – CO2
27003
36
3 1/8"
323,9
350
290
635
170
Model
Code
Vol
Ø
B
T
H
E
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
CAT. III
30 bar
Conex.
-40/100ºC
Modelo
Código
(L)
BTR-180A – CO2
12.147
18
2 1/8"
219,1
225
200
858
114
BTR-360BA– CO2
12.148
36
2 5/8"
323,9
350
290
842
170
CAT. III
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PRODUCTOS TECNAC PARA CO2 (SUBCRÍTICO)
CO2 RECEIVERS
RECIPIENTES PARA CO2
45bar -10/100ºC (Subcritical / Subcrítico)
Model / Modelo
Code /
Código
V (L)
RH10-CO2
90.001
10
-
RH15-CO2
90.002
15
-
RH30-CO2
90.003
30
RH45-CO2
90.004
45
RH60-CO2
90.005
60
RH90-CO2 (273)
90.006
IN (1)
RH90-CO2 (355)
90.007
90.008
RH120-CO2 (355)
90.009
RH150-CO2
90.010
150
RH180-CO2
90.011
180
RH250-CO2
90.012
250
RH300-CO2
90.013
300
OUT
Ø
1/2" ODS
159
219
7/8" ODS
7/8" ODS 7/8" ODS
90
RH120-CO2 (323)
IN (2)
120
273
L
1-1/8"
ODS
1-1/8" ODS
866
Auxiliar
connection
Max. level
detector
Detector Nivel
Máximo
2
1310
1/2" NPT
7/8" ODS
1143
1635
1058
323
1655
406
Min level
detector
Detector Nivel
Mínimo
580
1396
1330
1-1/8"
ODS
Safety
Sightglass
Connection
es
Conexión
Visores
Seguridad
874
355
355
OPTIONAL
1580
2166
2610
1/2" NPT
1-1/8" ODS
1/2" NPT
3
1/2" NPT
1-3/8" ODS
1-5/8" ODS
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PRODUCTOS TECNAC PARA CO2 (SUBCRÍTICO)
CO2 RECEIVERS
RECIPIENTES PARA CO2
45bar -10/100ºC (Subcritical / Subcrítico)
OPTIONAL
Safety
Model / Modelo
Code /
Código
V (L)
RH10-INC-CO2
90.014
10
-
RH15-INC-CO2
90.015
15
-
RH30-INC-CO2
90.016
30
RH45-INC-CO2
90.017
45
RH60-INC-CO2
90.018
60
RH90-INC-CO2 (273)
90.019
RH90-INC-CO2 (355)
90.020
RH120-INC-CO2 (323)
90.021
RH120-INC-CO2 (355)
90.022
RH150-INC-CO2
90.023
150
RH180-INC-CO2
90.024
180
RH250-INC-CO2
90.025
250
RH300-INC-CO2
90.026
300
IN (1)
IN (2)
OUT
Ø
1/2" ODS
159
219
7/8" ODS
7/8" ODS
90
7/8" ODS
120
273
L
580
-
874
-
1-1/8" ODS
1-1/8" ODS
1310
1/2" NPT
7/8" ODS
1143
1635
355
1058
323
1655
355
1396
406
Max. level
detector
Detector
Nivel
Máximo
866
1330
1-1/8"
ODS
Min level
detector
Auxiliar
Sightglasses Connection
Visores
Conexión Detector Nivel connection
Mínimo
Seguridad
1580
2166
2610
2
1/2" NPT
1/2" NPT
1-1/8" ODS
1/2" NPT
1-3/8" ODS
1-5/8" ODS
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PRODUCTOS TECNAC PARA CO2 (SUBCRÍTICO)
CO2 RECEIVERS
RECIPIENTES PARA CO2
45bar -10/100ºC (Subcritical / Subcrítico)
OPCIONAL
Safety
Model
Modelo
Code
V (L)
Código
RV10-CO2
91.001
10
RV15-CO2
91.002
15
RV30-CO2
91.003
30
RV45-CO2
91.004
45
60
RV60-CO2
91.005
RV90-CO2 (273)
91.006
RV90-CO2 (355)
91.007
RV120-CO2
91.008
RV120 CO2 (355)
91.009
90
120
Ø
159
219
273
L
IN (1)
IN (2)
600
-
900
-
OUT
Sightgla Connectio
ss
n
Visores
Conexión
Seguridad
1/2" ODS
Conex.
Auxiliar
Máx. Level
Detector /
Detector de
Nivel Máx.
Level
Column /
Columna
de Nivel
-
-
-
-
-
-
1/2" NPT
Acer Inox
21mm
880
1323
2
1/2" NPT
7/8" ODS
1172 7/8" ODS
1664
355
1088
323
1700
355
1426
RV150-CO2
91.010 150
1376
RV180-CO2
91.011 180 406
1626
RV250-CO2
91.012 250
2173
RV300-CO2
91.013 300 406
2583
7/8" ODS 7/8" ODS
1-1/8"
ODS
3
1-1/8"
ODS
1-1/8"
ODS
1-1/8"
ODS
1/2" NPT
1-3/8"
ODS
1-5/8"
ODS
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PRODUCTOS TECNAC PARA CO2 (SUBCRÍTICO)
OIL RECEIVERS FOR CO2
RECIPIENTES DE ACEITE PARA CO2
45bar -10/100ºC
DIMENSIONS - DIMENSIONES (mm)
(Subcritical / Subcrítico)
CATEGORY.
II
CATEGORÍA
II
MODEL
CODE
Vol
MODELO
CÓDIGO
RHA-8-45
D
(L)
VALVE IN / OUT
VÁLVULA ENT/SAL
mm
33.012
8
3/8” SAE
RHA-12-45
33.013
12
RHA-16-45
33.014
RHA-20-45
RHA-30-45
A mm
B mm
C mm
L mm
H mm
E mm
159
240
120
436
480
215
120
3/8” SAE
159
350
183
671
715
215
120
16
3/8” SAE
159
290
290
826
870
215
120
33.015
20
3/8” SAE
219
300
152
350
605
268
250
33.016
30
3/8” SAE
273
300
158
359
616
352
250
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