Alternativas al HCFC-22 en AC - Refrigeración y Refrigerantes del Futuro

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1 Alternativas al HCFC-22 en AC - Refrigeración y Refrigerantes del Futuro Marco García Santiago de Chile, Mayo 2014

2 Agenda Introducción Refrigerantes y aplicaciones Opciones actuales para substituir HCFC-22 Substitutos del HCFC-22 en Aire Acondicionado. Equipos nuevos Reconversión Reconversión de HCFC-22 en Refrigeración comercial Refrigerantes del Futuro Comentarios Finales 2

3 Evolución Histórica de Refrigerantes Protocolo de Montreal / La Capa de Ozono Reducción CFC Reducción HCFC Protocolo de Kioto/ Efecto Invernadero U.E. Gas-F CFCs HCFCs HFCs HFOs Capa de Ozono Capa de Ozono Capa de Ozono Efecto Invernadero Efecto Invernadero Efecto Invernadero Capa de Ozono Efecto Invernadero Química Simple Química Mejorada Desarrollo de Moléculas Desarrollo Avanzado de Moléculas + Química Compleja R12 R134a R1234yf 3

4 Aplicaciones de Aire Acondicionado Residencial Aire Acondicionado Bomba de Calor Equipo de Ventana Split (multisplit) Uso Regional US US US, AS, LA EU, AS, LA, Refrigerante 22, 410A 22, 410A 22 22, 410A, 407C Comercial Paquete (Rooftop) Terminales (PTAC) Chillers Uso Regional Global Global Global Refrigerante 22, 410A , 134a, 22, 410A 4

5 Substitutos del HCFC-22 En Equipos Nuevos Producto Aplicaciones Primarias Aceite Potencial de Segregación Retrofit? R-410A Aire Acondicionado POE Muy Bajo NO R-407C Aire Acondicionado POE Moderado SI R-134a Enfriadores de Agua (chillers) POE Ninguno NO R410A fue seleccionado por su alto desempeño 5

6 Desempeño en Aire Acondicionado Efecto en la Eficiencia (%) R-134a R-407C R-410A Termodinámica +2% -4% -7% Compresor -3% -1% +5% Intercambiadores de calor -6% -2% +5% Tuberías -2% 0% +2% Eficiencia total ganada -9% -7% +5% 6

7 Presiones Típicas de Operación HCFC R-22 HFC R-410A Cond CFC R-12 Cond Cond. Evap. Evap. Evap. 1950's 1960's a 1990's Periodo Presión de 7 C & Presión de 46 C 7

8 Reconversión de Equipos de Aire Acondicionado Mejor aproximación a capacidad y eficiencia de R-22 La opción de reconversión de R-22 más eficiente del mercado Se recomienda el cambio a lubricante POE. Si el equipo contiene un aceite mineral, se requiere la adición de una cantidad de POE al sistema para lograr un adecuado retorno de aceite Requiere un mínimo de 20% de POE para sistemas de aire acondicionado No requiere cambio de válvula de expansión térmica R407C El menor potencial de calentamiento global (GWP) (1774) entre las opciones para reconversión Menores temperaturas de descarga que el R-22 Sin cambio de aceite* ni válvula de expansión** en la mayoría de las instalaciones R422D Satisface las necesidades de los clientes que buscan una opción de remplazo directo ( drop in ) Capacidad y eficiencia levemente menores, aunque con temperaturas de descarga inferiores Puede usarse con lubricantes AB, MO, POE* si se usan tuberías de conexión cortas Menores temperaturas de descarga que R-22 *El diseño de los sistemas puede variar; puede requerirse la adición de lubricante POE para garantizar un adecuado retorno de aceite ** El flujo de masa de R-422D es superior al de R-22, por lo que se recomienda una evaluación del dispositivo de expansión 8

9 Refrigeración Sistema Central (Racks) Condensador Sala de Maquinas Compresores Características Pros Cons Actual Futuro -Compresores en la salade maquinas - Conexiones largas -Facil de instalar Bastante difundido -Contratistas y usuarios estan familiarizados - Carga refrigerante grande -Fugas R22 R404A R407A R407F N40 N20 9

10 Sistemas Distribuidos Condensador Condensador Condensador Caracteristicas Pros Cons Actual Futuro -Compresor cerca de las vitrinas - Conexiones cortas -Cargas de refrigerante reducidas (50% de sistema central) -Fugas reducidas al ser emsambladas en fabrica -Mas eficiente debido a conexiones cortas y grupos de succión -No siempre posible de instalar en algunos locales R404A R407F N40 N20 10

11 Requisitos en Sistemas de Refrigeración Hay una capacidad suficiente para mantener las temperaturas requeridas? Tendrá que trabajar el sistema más tiempo y consumir más energía? Capacidad Eficiencia Que tanto contribuye el refrigerante al consumo de energía total y pico del sistema? (incluir toda la energía del sistema) Es el refrigerante miscible con el aceite de tal forma que retorne al compresor? Retorno de Aceite Elección del Refrigerante Flujo Másico Un flujo bastante diferente Puede requerir cambio de válvula TXV. Sobrecalenta miento GWP Necesario para proteger al compresor de posible retorno de líquido Entre más bajo mejor (posibilidad de un impuesto basado en GWP a futuro) Criterios Clave de Selección para Instalaciones Nuevas y Reconversiones 11

12 Requisitos para Reconversiones Costos de Proyecto y Otros Factor de Importancia Alternativas de Refrigerantes Por qué importa esto? P R O Y E C T O Sin cambios o ajustes de TXV No cambio de aceite/retorno de Aceite No Cambio No Ajuste F 407A 422B 427A MO99 Cambios y ajustes de TXV incrementan costos de proyecto Un cambio de aceite se requiere para el LT. Aceite Mineral no totalmente miscible con refrigerantes como 422B y MO99 o P E R A C I O N Mantener Desempeño del Sistema (Capacidad) Minimizar Costos de Electricidad (eficiencia) Mantener el Supercalentamiento Mejor Capacidad Valor GWP 1,810 1,824 2,107 2,526 2,138 2,264 Mejor Capacidad mantiene frescos los alimentos y reduce el tiempo de trabajo del sistema El costo de KWH para operar el sistema Previene problemas de retorno de líquido al compresor No favorable / No importante Neutral/ Neutral Favorable/ Importante 12

13 Seleccionando el Mejor Refrigerante Opciones Comerciales: 16 Refrigerantes Opciones Comerciales: 5 Refrigerantes Solución Comercial: 1 Refrigerante 407A, 407C, 407F (LT) 421A, 422A, 422B 422C, 422D, 417A 427A, 424A, 428A, 507A, 404A, 434A R438 Mejor que un 95% Eficiencia 407A 407F (LT) 428A 404A 507A No cambio TXV GWP < 2000 Eficiencia (95% + relativa a R22) Genetron Performax LT La capacidad, flujo másico, eficiencia, GWP, supercalent. & solución a retorno de aceite Moverse de confusión a la SOLUCIÓN 13

14 Refrigerantes con Bajo GWP - Honeywell s Solstice Solstice HFO s Producto Actual No Inflamable Ligeramente Inflamable (ASHRAE A2L) Ejemplos de Uso HFC-134a GWP=1300 Solstice yf GWP<1 Auto AC, Venta de Bebidas, Refrigeradores Solstice ze GWP<1 Chillers, CO 2 Cascada Refrigeradores R-123 GWP= 79 Solstice zd GWP = 1 Chillers Centrífugos Nota: Los valores de GWP corresponden a la evaluación ICCP AR5 Solstice HFO s para aplicaciones de presión media 14

15 Mezclas con Bajo GWP - Honeywell s Solstice Solstice HFO Blends Producto Actual Solstice N GWP Reducido No Inflamable (ASHRAE A1) Solstice L Minimo GWP Ligeramente Inflamable (ASHRAE A2L) Ejemplos de Uso HFC-134a GWP=1300 N-13 - GWP=547 Chillers, Refrigeración de Media Temperatura HCFC-22 GWP=1760 N-20 - GWP=891 L-20 - GWP=295 Aire Acondicionado, Refrigeratción R-404A GWP=3943 N-40 - GWP=1273 L-40 - GWP=285 Refrigeración de Baja Temperatura R-410A GWP=1924 L-41 GWP=572 Aire Acondicionado Nota: Los valores de GWP corresponden a la evaluación ICCP AR5 Mezclas Solstice HFO Para Presiones Media y Alta 15

16 Substitutos del R22 Altas Temperaturas (Diseño a 35 o C - T1 Diseño) Fluid Performance at 46 o C EER Cap. Eff. Td ( o C) 35 o C 46 o C R22 100% 100% L20 99% 100% R407C 98% 98% N20 98% 98% R410A 96% 97% R32 99% 97% L41 98% 97% L-20 es el más cercano al R22. Mejor que R410A y otros similares. Este refrigerante es apropiado para climas calientes! 16

17 Características N-41 Sustituye el R410A donde ya es usado Alta eficiencia para enfriamiento y calefacción (relativa al R410A). Capacidad ligeramente menor con el compresor nominal; Necesita compresor ligeramente mayor. Capacidad y Eficiencia igual al R410A cuando se usa compresor mayor Temperatura de descarga aceptable. Buena miscibilidad con el aceite POE usado hoy en día. Sustitutos del R410A - Minisplit Performance of L41 (% of R410A) Performance of L41 (% of R410A) 115% 110% 105% 100% 95% 90% 85% 80% 115% 110% 105% 100% 95% 90% 85% 80% Capacity COP Capacity 91.1% 104.2% 10.2cc Compressor 87.8% 108.9% 10.2cc Compressor Cooling Heating Hay Opciones de Bajo GWP para el R410A! COP 100.2% 103.2% 11.3cc Compressor 97.2% 102.1% 11.3cc Compressor 17

18 Refrigerantes Solstice de Bajo GWP para Chillers Solstice ze Igual o mejor eficiencia que el R134a Reducción de GWP: 99.7% Performance de Solstice ze, zd, N-13 Solstice N-13 Eficiencia similar al R134a. No inflamable Reducción de GWP: ~60% Solstice zd Mejor eficiencia que R123. Reducción de GWP: 94% Los HFOs Ofrecen Reducción de GWP y mejor Eficiencia 18

19 N-40 como Sustituto del R404A Evaluaciones de Laboratorio en un sistema típico -26 C Camara 35 C Ambiente Desempeño: N40 yr407f tienen igual capacidad y 6% mejor eficiencia que el R404A. Los dos tiene desempeño similar al R22 con mejor eficiencia que el R407A Valvula de Expansión (TXV): Si se usa valvula de R404A: N40 no necesita cambio. Pequeños ajustes pueden ser necesarios Si se usa valvula de R22: N40 y R407F no requieren cambio o ajuste Temperatura de Descarga N-40 tiene temperatura aceptable para trabajar con compresores de R404A. Otras opciones necesitan dispositivo de control de temperatura. 19

20 Evaluaciones de Laboratorio L40 (GWP=283, Ligeramente Inflamable) 110% Capacity Efficiency Mass Flow L-40 Relative to R404A 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% Low Temperature Medium Temperature Para ser usado donde la flamabilidad puede ser controlada: Como enfriador (chiller) de un fluido secundario (ejemplo: glicol, CO2) Sistemas pequeños donde las nuevas normas de seguridad (IEC, ISO) lo permiten Reducción de GWP de mas de 90% con una eficiencia mejor. 20

21 Impacto Ambiental de Varias Tecnologías Hipótesis Cálculo anual para una tienda en Atlanta, GA Area de ft 2 (4181 m2) Carga térmica de 36% Baja T. y 64% Media T. Carga de 3200lb (1455 kg) de R404A 15% de fugas por año El uso de N-40 (o R407F) permite una reducción considerable del impacto ambiental. Si se usa el N-40 con la mejor tecnología actual (sistemas distribuidos), el impacto ambiental es similar a sistemas sofisticados y caros (cascada y fluido segundario con CO2). 21

22 Comentarios Finales Honeywell ha desarrollado una nueva familia de refrigerantes con bajo GWP enfocados en Aire acondicionado y Refrigeración. Solstice L-20 ofrece excelente desempeño para lugares de temperatura alta (Medio Oeste, Trópico). L-41 ofrece desempeño similar al R410A. El competidor mas cercano (R32) tiene problemas de alta temperatura de descarga y miscibilidad con los lubricantes existentes. N-40 y L-40 tienen alta eficiencia energética y reducen drásticamente el GWP comparados con el R-404A. Nuestro desarrollos continúan con evaluaciones con la industria en un amplio rango de aplicaciones de Refrigeración y Aire Acondicionado. 22

23 Contactos Marco García Líder de Ventas Latinoamérica Honeywell Fluorine Products Gabriel Rodríguez M. Gerencia Comercial Indura SA Grupo AIR PRODUCTS +56 (2) The information provided herein are believed to be accurate and reliable, but are presented without guarantee or warranty of any kind, express or implied. User assumes all risk and liability for use of the information and results obtained. Statements or suggestions concerning possible use of materials and processes are made without representation or warranty that any such use is free of patent infringement, and are not recommendations to infringe any patent. The user should not assume that all safety measures are indicated herein, or that other measures may not be required 23

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