Aire acondicionado y refrigeración
Tipos de refrigerantes
AD.01.03.01 Refrigerantes
El propósito de esta unidad de aprendizaje es que identifiques los diferentes tipos de refrigerantes y reconozcas cuáles son los más utilizados en la industria.
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Tipos de refrigerantes
Además de los componentes mecánicos estudiados (compresor, condensador, válvula de expansión y evaporador), existe otro elemento primordial del ciclo de refrigeración mecánica: el refrigerante. Esta sustancia es considerada el "alma" del sistema, ya que es el fluido de trabajo encargado de absorber, transportar y liberar el calor mediante cambios de fase. La selección del refrigerante influye directamente en la eficiencia, seguridad, presión de trabajo y el impacto ambiental del sistema.
¿Principio físico de la refrigeración
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¿Principio físico de la refrigeración
La refrigeración se basa en la transferencia de calor desde una región de menor temperatura hacia una de mayor temperatura, con ayuda de trabajo externo. Este principio se apoya en las leyes de la termodinámica y en los cambios de fase del refrigerante.
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¿Principio físico de la refrigeración
La refrigeración se basa en la transferencia de calor desde una región de menor temperatura hacia una de mayor temperatura, con ayuda de trabajo externo. Este principio se apoya en las leyes de la termodinámica y en los cambios de fase del refrigerante.
¿Principio físico de la refrigeración
El impacto ambiental se evalúa mediante el Potencial de Agotamiento de Ozono (ODP) y el Potencial de Calentamiento Global (GWP). Durante las décadas de 1970 y 1980 se descubrió que los CFC (como el R-12) dañaban la capa de ozono, lo que llevó a la firma del Protocolo de Montreal en 1987, acuerdo internacional impulsado por el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA/UNEP). Posteriormente, los HCFC también fueron regulados y eliminados progresivamente. Más adelante, debido al alto GWP de muchos HFC, se establecieron nuevas medidas como el Protocolo de Kioto (1997) y la Enmienda de Kigali (2016) para reducir su uso. Actualmente, organismos como ASHRAE, UNEP y entidades internacionales de energía promueven refrigerantes de bajo GWP, como los HFO y refrigerantes naturales (R-744, R-290, R-717), con menor impacto ambiental.
Diagrama Presión–Entalpía (P–h)
Cada etapa del ciclo de refrigeración mecánica puede representarse tanto en el diagrama físico del sistema como en el diagrama Presión–Entalpía (P–h). Esta conexión permite comprender que los componentes reales del sistema producen cambios termodinámicos específicos en el refrigerante, los cuales se reflejan gráficamente en el diagrama P–h mediante trayectorias bien definidas.
Conforme a las directrices de ASHRAE Handbook (Refrigeration) y los manuales de Buenas Prácticas del PNUMA para fluidos de la Serie R-400.
Diagrama Presión–Entalpía (P–h)
La elección del fluido de trabajo es una de las decisiones más críticas en la ingeniería térmica, ya que no existe un refrigerante universal ideal. La selección jamás se realiza de forma aislada; es un proceso de optimización donde el ingeniero debe balancear las demandas térmicas de la aplicación con las restricciones de seguridad, la eficiencia y las leyes ambientales vigentes.
Factores de Entrada (¿Qué determina la elección?)
Tipo de Aplicación: Define si el entorno es doméstico, comercial en supermercados o frío industrial masivo.
Rango de Temperatura: Determina los puntos de consigna requeridos (alta, media o baja temperatura de evaporación).
Seguridad y Entorno: Clasificación ASHRAE 34 (riesgos en espacios públicos frente a plantas industriales aisladas).
Marco Regulatorio: Normativas de sostenibilidad que limitan o prohíben fluidos con alto potencial de calentamiento global (GWP).
Factores de Entrada (¿Qué determina la elección?)
Tipo de Aplicación: Define si el entorno es doméstico, comercial en supermercados o frío industrial masivo.
Rango de Temperatura: Determina los puntos de consigna requeridos (alta, media o baja temperatura de evaporación).
Seguridad y Entorno: Clasificación ASHRAE 34 (riesgos en espacios públicos frente a plantas industriales aisladas).
Marco Regulatorio: Normativas de sostenibilidad que limitan o prohíben fluidos con alto potencial de calentamiento global (GWP).
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Referencias
- FAO. (2020). The State of Food Security and Nutrition in the World. Food and Agriculture Organization of the United Nations.
- ASHRAE. (2017). ASHRAE Handbook – Fundamentals. American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers.
- Klein, S. A., & Reindl, D. T. (2011). Refrigeration and Air Conditioning. Madison: Solar Energy Laboratory, University of Wisconsin.
- Cengel, Y. A., & Ghajar, A. J. (2015). Transferencia de calor y masa: fundamentos y aplicaciones. McGraw-Hill.
- ASHRAE. (2017). ASHRAE Handbook – Fundamentals.
- Organización Mundial de la Salud (OMS). (2018). Housing and Health Guidelines.
- Cengel, Y. A., & Ghajar, A. J. (2015). Transferencia de calor y masa: fundamentos y aplicaciones.
- UNE-EN ISO 7730. (2006). Ergonomía del ambiente térmico – Confort térmico.
Fuentes de Ilustraciones
- Gemini 3 Flash. (2026). Serie de ilustraciones técnicas sobre el ciclo de refrigeración, componentes mecánicos (compresores y evaporadores) y sistemas enfriadores de líquido [Imágenes generadas por IA]. Google AI.
- Nota. Las representaciones visuales del Tema 2, que incluyen diagramas de flujo del ciclo por compresión, tipos de compresores (recíprocos, scroll, tornillo), configuraciones de evaporadores y accesorios de control, han sido generadas mediante inteligencia artificial. Estas imágenes sirven como apoyo didáctico para visualizar la arquitectura interna y el funcionamiento mecánico de los sistemas de refrigeración y enfriadores de líquido (Chillers).
- Iconografía Técnica
- Icono de Compresor: Creado por
- Icono de Condensador: Creado por
- Icono de Válvula de Expansión: Creado por
- Icono de Evaporador: Creado por
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- Adolfo Campos Tovar - Universidad Tecnológica de San Miguel de Allende
- Raúl Sánchez Núñez - Universidad Tecnológica de San Miguel de Allende
- Gilberto Castro Vélez - Universidad Tecnológica de Acapulco
- Renato - Universidad Tecnológica de Acapulco
- Daniel García Alcocer - Universidad Tecnológica de Acapulco
Fluidos Estables (Puros y Azeótropos - Serie R-500)
Cada refrigerante posee una relación específica entre presión y temperatura de saturación. Esta relación determina las condiciones de operación del sistema y se consulta mediante tablas P-T o diagramas P-h.
¿Principio físico de la refrigeración
Fluidos Estables (Puros y Azeótropos - Serie R-500)
Cada refrigerante posee una relación específica entre presión y temperatura de saturación. Esta relación determina las condiciones de operación del sistema y se consulta mediante tablas P-T o diagramas P-h.
Cada refrigerante posee una relación específica entre presión y temperatura de saturación. Esta relación determina las condiciones de operación del sistema y se consulta mediante tablas P-T o diagramas P-h.
AD.01.03.01 Refrigerantes
Daniel García Alcocer
Created on May 28, 2026
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Tipos de refrigerantes
Además de los componentes mecánicos estudiados (compresor, condensador, válvula de expansión y evaporador), existe otro elemento primordial del ciclo de refrigeración mecánica: el refrigerante. Esta sustancia es considerada el "alma" del sistema, ya que es el fluido de trabajo encargado de absorber, transportar y liberar el calor mediante cambios de fase. La selección del refrigerante influye directamente en la eficiencia, seguridad, presión de trabajo y el impacto ambiental del sistema.
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El impacto ambiental se evalúa mediante el Potencial de Agotamiento de Ozono (ODP) y el Potencial de Calentamiento Global (GWP). Durante las décadas de 1970 y 1980 se descubrió que los CFC (como el R-12) dañaban la capa de ozono, lo que llevó a la firma del Protocolo de Montreal en 1987, acuerdo internacional impulsado por el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA/UNEP). Posteriormente, los HCFC también fueron regulados y eliminados progresivamente. Más adelante, debido al alto GWP de muchos HFC, se establecieron nuevas medidas como el Protocolo de Kioto (1997) y la Enmienda de Kigali (2016) para reducir su uso. Actualmente, organismos como ASHRAE, UNEP y entidades internacionales de energía promueven refrigerantes de bajo GWP, como los HFO y refrigerantes naturales (R-744, R-290, R-717), con menor impacto ambiental.
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Cada etapa del ciclo de refrigeración mecánica puede representarse tanto en el diagrama físico del sistema como en el diagrama Presión–Entalpía (P–h). Esta conexión permite comprender que los componentes reales del sistema producen cambios termodinámicos específicos en el refrigerante, los cuales se reflejan gráficamente en el diagrama P–h mediante trayectorias bien definidas.
Conforme a las directrices de ASHRAE Handbook (Refrigeration) y los manuales de Buenas Prácticas del PNUMA para fluidos de la Serie R-400.
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La elección del fluido de trabajo es una de las decisiones más críticas en la ingeniería térmica, ya que no existe un refrigerante universal ideal. La selección jamás se realiza de forma aislada; es un proceso de optimización donde el ingeniero debe balancear las demandas térmicas de la aplicación con las restricciones de seguridad, la eficiencia y las leyes ambientales vigentes.
Factores de Entrada (¿Qué determina la elección?)
Tipo de Aplicación: Define si el entorno es doméstico, comercial en supermercados o frío industrial masivo.
Rango de Temperatura: Determina los puntos de consigna requeridos (alta, media o baja temperatura de evaporación).
Seguridad y Entorno: Clasificación ASHRAE 34 (riesgos en espacios públicos frente a plantas industriales aisladas).
Marco Regulatorio: Normativas de sostenibilidad que limitan o prohíben fluidos con alto potencial de calentamiento global (GWP).
Factores de Entrada (¿Qué determina la elección?)
Tipo de Aplicación: Define si el entorno es doméstico, comercial en supermercados o frío industrial masivo.
Rango de Temperatura: Determina los puntos de consigna requeridos (alta, media o baja temperatura de evaporación).
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Cada refrigerante posee una relación específica entre presión y temperatura de saturación. Esta relación determina las condiciones de operación del sistema y se consulta mediante tablas P-T o diagramas P-h.
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Cada refrigerante posee una relación específica entre presión y temperatura de saturación. Esta relación determina las condiciones de operación del sistema y se consulta mediante tablas P-T o diagramas P-h.
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