¿Qué son los refrigerantes? Estos son líquidos especiales. Se utilizan en acondicionadores de aire y refrigeradores. El refrigerante sufre cambios de fase de líquido a gas cuando absorbe calor y vuelve a ser líquido cuando el compresor comprime el gas. La selección del refrigerante ideal se basa en las propiedades termodinámicas. Debe ser no corrosivo, seguro, no tóxico y no inflamable.
Una breve historia de los refrigerantes
El científico belga Frederic Sworths fue pionero en la síntesis de CFC a fines de la década de 1890. Su descubrimiento se produjo tras la sustitución del cloruro en el tetracloruro de carbono por futurida para la síntesis de CFC-11 y CFC-12. A fines de la década de 1920, Thomas Midgley Jr. mejoró el proceso de síntesis y desafió el uso de CFC como refrigerante para reemplazar el amoníaco, el clorometano y el dióxido de azufre que se usaban comúnmente en ese momento.
Eran dañinos, inflamables y algunos incluso tóxicos. Los más comunesel refrigerante era un CFC llamado Freon, la marca de DuPont para el refrigerador "R-12". Según las exigencias de los años 30 del siglo pasado, estos refrigerantes parecían ser los gases ideales, con base científica y más seguros, no corrosivos y baratos de fabricar.
No fue hasta la década de 1970 que se descubrió que las moléculas de cloro destruyen por completo la capa de ozono y se prohibieron. En la década de 1970, los científicos descubrieron que el refrigerante amoníaco interfería con la penetración de los rayos infrarrojos en ellos, ya que se acumulan en la atmósfera y provocan la transferencia de calor, lo que conduce al cambio climático, por lo que se prohibió este compuesto.
En las décadas de 1990 y 2000, los CFC fueron reemplazados por HCFC (hidroclorofluorocarbonos) y el HCFC más común es el "R-22", que tuvo efectos mucho menos devastadores sobre el ozono, sin embargo, seguía siendo peligroso. Para resolver el problema del agotamiento del ozono, los científicos idearon HFC que no contenían cloro. Sin embargo, más tarde se dieron cuenta de que el HFC sigue dañando el medio ambiente a través de los gases de efecto invernadero.
Tipos modernos de medios de refrigeración
La Comisión Europea ha ordenado que el refrigerante R134A no se utilice en turismos certificados vendidos en la Unión Europea. Este mandato estaba originalmente previsto para el 1 de enero de 2011. Sin embargo, dado que el nuevo refrigerante aún no estaba disponible para el mercado general, este plazo se extendió hasta el 1 de enero de 2013.
A partir de enero de 2017, todos los recién registradoslos vehículos debían utilizar un refrigerante alternativo. En 2018, solo el 60 % de los turismos nuevos fabricados en Europa utilizan un refrigerante seguro. Los vehículos vendidos fuera de la Unión Europea continúan usando R134A o un refrigerante aún más peligroso.
Principales tipos de refrigerantes:
- CFC - clorofluorocarbonos.
- HCFC – Hidroclorofluorocarbonos.
- HFC – Hidrofluorocarbonos.
Sin embargo, todos han sido o serán reemplazados en un futuro cercano debido a los impactos ambientales. El refrigerante HFO ahora está comenzando a reemplazar a los CFC, ya que tienen un potencial de calentamiento global mucho menor y no agotan el ozono, aunque algunos son altamente inflamables. Actualmente, está ingresando al mercado la 4ta generación de refrigerantes, los cuales tienen grandes propiedades termodinámicas y son amigables con el medio ambiente.
Elegir una alternativa para R12
El refrigerante
R12 todavía se usa ampliamente en aplicaciones de refrigeración. De hecho, fue muy difícil encontrar uno que pudiera reemplazar este refrigerante universal en condiciones de funcionamiento. El R134A es el más adecuado para estos fines.
Comparación de R134A y R12:
- La capacidad a una temperatura del evaporador de -7 °C es la misma para ambos refrigerantes, y por debajo de -7 °C, si se reemplaza el R12 con refrigerante r134A, habrá una pérdida significativa del efecto de enfriamiento. En tales casos, se recomienda utilizar mezclas de refrigerantes en lugar de reemplazar el R134A. Freon 134 también se puede utilizar para baja temperaturasituaciones.
- Los coeficientes de transferencia de calor del R134A son más altos que los del R12. Si existen en la misma fase líquida, el coeficiente de transferencia de calor del refrigerante R134A es entre un 27% y un 37% superior, y en la fase gaseosa es entre un 37% y un 45% superior. Si existen en dos fases, líquida y gaseosa, el coeficiente de transferencia de calor del R134A es entre un 28 % y un 34 % superior en el evaporador y entre un 35 y un 41 % superior en el condensador.
- El efecto refrescante del R134A es aproximadamente un 22 % mayor que el del R12. Por lo tanto, el índice de flujo másico de R134A requerido por tonelada de refrigeración es aproximadamente un 18 % menor que el R12. Esto significa que para una capacidad dada del sistema de refrigeración, la cantidad requerida es un 18% menor que cuando se usa R12. Es decir, en todos los equipos donde se reemplaza R12 por freón 134, la cantidad de refrigerante que se debe cargar es menor que R12. Sin embargo, el volumen específico del R134A es ligeramente mayor que el del R12, por lo que para la misma cantidad de refrigerante, el volumen ocupado por el R134A es mayor que el del R12.
- El aumento del efecto refrigerante del R134A se compensa con un aumento de su volumen específico. Por lo tanto, el R134a cargado en los sistemas modificados debería ser entre un 5 % y un 10 % inferior al R12.
Convertir R12 a R134A
Algunas de las primeras instalaciones usaban amoníaco como refrigerante. Sin embargo, la mayoría de los autos modernos construidos antes de 1995 usaban el R12. R12 era un refrigerante ic2 tecnológicamente avanzado y eficiente, sin embargo, más tarde se descubrió que era un gas que agotaba la capa de ozono y su producción y uso fueron restringidos.
Después de 1995, fue reemplazado por el R134A, y sigue siendoutilizado en muchos coches. Si el hogar tiene un automóvil viejo con un sistema de aire acondicionado R12, los automovilistas experimentan grandes problemas para reponer dicho sistema en caso de fugas o mantenimiento. La industria comenzó a producir adaptadores especiales, después de lo cual el proceso de conversión del sistema a R134A se volvió simple.
Cambios en el sistema de refrigeración
Para convertir R12 a R134A, solo es necesario realizar unos pequeños cambios en el sistema. Afortunadamente, el compresor utilizado en el antiguo sistema R12 seguirá funcionando con refrigerante R134A y será igual de eficiente. El condensador y el evaporador son solo intercambiadores de calor, por lo que tampoco es necesario cambiarlos para hacer funcionar otro refrigerante.
Uno de los componentes que hay que cambiar es la secadora. El último elemento del sistema que deberá cambiarse son los puertos de presión. El R134A utiliza diferentes puertos para la carga del sistema y la medición de la presión, por lo que los antiguos puertos R12 deben quitarse y reemplazarse o complementarse con adaptadores. Después de comprar el equipo necesario, retire el refrigerante y el aceite viejos. Al instalar un nuevo refrigerante ic2, también se debe agregar aceite PAG compatible con R134A para mantener el compresor lubricado.
Después de convertir un sistema de R12 a R134A, es importante comprobar la presión del sistema durante unos días para asegurarse de que todo funciona correctamente. Si se notaron pequeñas fugas en el sistema, aplique Red Angel A/C Stop Leak para sellarsistema.
Los refrigerantes son más seguros que el freón
El HCFC R-22 común, que se ha utilizado durante décadas, no es tan bueno para el medio ambiente como pensaban los expertos. La Agencia de Protección Ambiental trabajó para eliminar gradualmente el refrigerante y finalmente lo prohibió por completo. La eliminación gradual del R-22 comenzó en 2010. Para 2020, el uso del refrigerante estará severamente restringido y completamente prohibido para 2030.
Los refrigerantes más ecológicos disponibles actualmente en el mercado son "R-290" y "R-600A". Son HC, o hidrocarburos, y sus nombres químicos son "Propano" para R-290 e "Isobutano" para R-600A. Son 100% libres de halógenos, no tienen potencial de agotamiento de la capa de ozono y son los menos peligrosos en términos de calentamiento global potencial. También son altamente eficientes energéticamente, pero altamente inflamables ya que son hidrocarburos. Actualmente, los tipos de refrigerantes más "verdes" son R134A, R-407C, R-410A. Los fabricantes que producen estos refrigerantes afirman que las sustancias son absolutamente seguras.
Cilindro con freón R134A
Con el descubrimiento de los efectos dañinos de los refrigerantes CFC y HCFC en la capa de ozono, este grupo ha sido ampliamente utilizado como reemplazo. El refrigerante en el refrigerador R134A es hidrofluorocarbono (HFC), que tiene cero potencial de agotamiento del ozono y poco o ningún efecto invernadero.
Refrigerante R134Aes un compuesto químico tetrafluoroetano, que consta de dos átomos de carbono, dos átomos de hidrógeno y cuatro átomos de flúor. Su fórmula química es CF3CH2F. El peso molecular del refrigerante R134A es de 133,4 y su punto de ebullición es de 26,1 °C. R134A no es inflamable ni explosivo, tiene una toxicidad normal y una buena estabilidad química, una afinidad algo alta por la humedad.
R134A es muy similar a R12 en propiedades físicas y termodinámicas generales. Por lo tanto, se considera un excelente reemplazo. Las propiedades de los refrigerantes R134 son las siguientes:
- Temperatura de autoencendido - 770 °C.
- Tasa de agotamiento del ozono - 04.
- Solubilidad en agua 0.11 wt% 25 C.
- Temperatura crítica - 122 °C.
- Código de color: azul claro.
- Potencial de calentamiento global (GWP)1200.
- Temperatura del refrigerante, punto de ebullición -26,1 °C.
Propiedades termodinámicas del R-407C
En cuanto a sus propiedades, corresponde a las características disponibles en R-22. R-407C es un reemplazo de refrigerante común para aquellos que buscan actualizar el equipo R-22. La mezcla de hidrofluorocarbonos incluye pentafluoroetano, difluorometano y 1, 1, 1, 2-tetrafluoroetano. Un refrigerante alternativo ampliamente utilizado en acondicionadores de aire compactos y sistemas de separación sin escobillas, así como en sistemas de aire acondicionado ligero y de expansión directa que se encuentran en aplicaciones residenciales, comerciales e industriales. R-407C también funciona en sistemas de refrigeración de temperatura media y en muchoselectrodomésticos nuevos.
Los nuevos equipos que utilizan nitrógeno como carga de retención funcionan mejor con R-407C debido al uso de aceite esencial de poliol. Si bien los electrodomésticos y los sistemas de refrigeración nuevos son los más comunes, el R-407C se puede actualizar en algunos sistemas R-22 si se incluye un cambio de aceite en el procedimiento. Esta alternativa al freón se considera respetuosa con el medio ambiente debido a su potencial de reducción de la capa de ozono.
Potencial de agotamiento del ozono R-404A
Es 0 en este refrigerante, al igual que R-407C y R-134A. A menudo se utiliza para sistemas de refrigeración que requieren -45°C a 15°C. Es más útil en aplicaciones de transporte comercial e industrial debido a su amplio rango de temperatura de funcionamiento. Es muy similar al R-22 y ofrece mejores prestaciones. Debido a que el R-404A no reacciona rápidamente al aire o al agua, se considera seguro para muchos usos. Además, no es inflamable, es incoloro e inodoro.
Sin embargo, como con cualquier refrigerante, los usuarios siempre deben tomar las precauciones adecuadas para protegerse. El contacto directo con el R-404A aún puede causar congelación, y la exposición excesiva al fuego o al calor puede provocar la ruptura del depósito. El R-404A es bastante común y está disponible para su compra en tiendas que se especializan en proporcionar productos de calefacción y refrigeración.
Una mezcla de dos refrigerantes hidrofluorocarbonados, difluorometano y pentafluoroetano, seun refrigerante que agota la neozona que proporciona una mejor eficiencia energética que el R-22 y el R-407C y no utiliza cloro en su formulación. Se considera más adecuado como reemplazo del R-22 debido a su mayor capacidad de presión y enfriamiento.
Característica R-410A
Si los usuarios deciden comprar dispositivos que usan R-410A, el proceso suele ser bastante simple. De hecho, muchas empresas de aire acondicionado y refrigeración fabrican unidades específicamente para usar con R-410A. Aunque es más popular en refrigeración comercial, acondicionadores de aire y refrigeradores, es importante tener en cuenta que esta alternativa de freón no funcionará en las unidades A/CR-22.
Los refrigerantes
R-410A tienen una clasificación de presión más alta, por lo que se requiere un manómetro diferente al que se usa normalmente con el R-22. El refrigerante debe cargarse en forma líquida y solo en ráfagas cortas. El R-410A se vende bajo varias marcas: AZ-20, Suva410A, GenetronR410A, Forane410A, EcoFluo rR410 y Puron. Es bastante fácil comprar online y en tiendas especializadas.
Aire acondicionado de vehículos
Una directiva de la UE de 2006 requiere que todos los vehículos nuevos vendidos en la UE estén equipados con refrigerantes de bajo potencial de calentamiento global (GWP). El límite se establece en GWP 150 que YF puede proporcionar actualmente. Su ventaja es la propiedad de autodesecho: se descompone por completo en la atmósfera en aproximadamenteonce días.
A pesar de que se aceptó el HFO1234yf como nuevo refrigerante, Alemania tenía dudas. Daimler y algunos otros fabricantes alemanes y también las autoridades reguladoras creen que YF es peligroso debido a su alta inflamabilidad. En respuesta, Alemania aprobó que algunos vehículos Daimler continuaran funcionando con R134A, en contra de la directiva de la UE.
La Comisión Europea incluso ha amenazado con emprender acciones legales contra Alemania por no implementar completamente las nuevas regulaciones de emisión de refrigerantes. GM y Toyota expresaron públicamente su apoyo a YF y declararon que consideran que la sustancia es segura.
Coste de nuevos sistemas
El costo adicional del nuevo refrigerante YF está en el rango de EUR30-50. Los sistemas YF son menos eficientes y requieren el uso adicional de un intercambiador de calor interno.
Debido a que el costo del proceso de fabricación de YF es más alto que el R134A, se espera una tarifa de alimentación para este producto durante muchos años, especialmente a partir de 2018, cuando todos los vehículos recién matriculados en la Unión Europea deberán usar un refrigerante que no sea R134A. de R134A.
Aumento de precio a partir del 1 de febrero de 2018:
- R452a + 20%.
- R410a + 20%.
- R448a + 15%.
- R449a + 15%.
Modernización del sistema R-22
Reemplazar R22 con R134A es un proceso bastante simple. En primer lugar, se debe eliminar el R22 completo del sistema. Luego es necesario eliminar todo el aceite lubricante del sistema.(la cantidad máxima de aceite que queda en el interior del sistema es el 5% de la cantidad total presente en el mismo). El aceite mineral debe reemplazarse con aceite de éster sintético. La secadora y el filtro de aceite también deben reemplazarse.
La cantidad de R134A necesaria en el sistema es del 90 al 95 % de R22. Se deben colocar etiquetas en los sistemas que se han actualizado con R134A que describen el nuevo refrigerante y aceite lubricante. Aunque el proceso es fácil, es importante hacerlo con cuidado. Los residuos de R-22 en el sistema pueden provocar contaminación cruzada. Es para R-22 y R-134A puede hacer que el sistema de enfriamiento del automóvil sea menos confiable y elevar la presión del cabezal del compresor a niveles peligrosos, lo que lleva a una falla completa del sistema. Además, el R-134A requiere una mezcla de aceite especial: poliarileno.
En 1987, se anunció el Protocolo de Montreal, que es un tratado internacional en muchos países para ayudar a combatir la capa dañada de la zona de ozono. Una de sus iniciativas fue eliminar los CFC en todo el mundo. En 1994, EE. UU. puso fin al uso de R-12 en la industria automotriz. El R-12 ha sido reemplazado por la alternativa HFC R-134a. En 2010, bajo el Protocolo de Montreal, EE. UU. anunció que eliminaría gradualmente el uso de R-22 en aplicaciones futuras. Todas las máquinas nuevas utilizarán HFC R-410A, que no contiene cloro.
