Refrigerante R-744 Bióxido de Carbono Parte 2

Manómetro de baja presión de CO2
(Transcrítico - Enfriado por Aire)
BFS Kälte Klima Technik
Frankfurt, Alemania

Cuando se utiliza como refrigerante, el dióxido de carbono normalmente opera a una presión mayor que los hidrofluorocarbonos y otros refrigerantes. Si bien esto presenta algunos problemas de diseño, por lo general pueden ser superados en los sistemas específicamente creados para usar dióxido de carbono. Este gas puede usarse con lubricante polietileno glicol de alquileno (PGA), con lubricantes polioléster (POE) o polivinil éter (PVE). 

El bióxido de carbono se utiliza principalmente en:
1. Refrigeración industrial y comercial: sistemas en cascada NH3/CO2.
2. Sistemas compactos.
3. Bombas de calor (calentamiento de agua).
4. Refrigeración comercial: supermercados, sistemas directos, cascada, indirectos.

Un poco de historia
El bióxido de carbono tiene una larga historia como refrigerante. Desde la década de 1860, las propiedades de este refrigerante natural se han estudiado y probado en los sistemas de refrigeración. En los primeros días de la refrigeración mecánica, había pocos compuestos químicos adecuados que estaban disponibles para utilizarse como refrigerantes. La amplia disponibilidad del CO2 lo hizo un refrigerante viable. El uso de los sistemas de refrigeración de CO2 inició en la década de 1890 convirtiendose en el refrigerante de elección para la congelación y transporte de productos alimenticios perecederos en todo el mundo. La carne y otros productos alimenticios procedentes de Argentina, Nueva Zelanda y Australia fueron enviados a través de buques frigoríficos a Europa para la distribución y consumo. Para 1900, más de 300 barcos refrigerados estaban entregando productos cárnicos procedentes de muchos países. En el mismo año, Gran Bretaña importó 360,000 toneladas de carne de vacuno refrigerada y cordero desde Argentina, Nueva Zelanda y Australia.

Referencia: ASHRAE Refrigeration Handbook 2014, Capítulo 3

Refrigerante R-744 Bióxido de Carbono Parte 1

Tanques de CO2
BFS Kälte Klima Technik
Frankfurt, Alemania

El bióxido de carbono (CO2) es otra de las alternativas para sustituir a los HFC (hidrofluorocarbonos) porque no daña la capa de ozono y es un refrigerante natural. Es un fluido inodoro, incoloro y más pesado que el aire. Su Potencial de Calentamiento Global (PCG) es de uno. Lo que significa que este gas es la referencia para determinar el PCG de otros gases y su valor de Potencial de Agotamiento de la Capa de Ozono (PAO) es de cero, favoreciéndolo en el aspecto ambiental. Aunque el CO2 es necesario para la vida en la Tierra, es también un Gas de Efecto Invernadero (GEI). Es clasificado por los Estándares 34 de ASHRAE y el DIN EN 378 como tipo A1 (no inflamable y de baja toxicidad). Como se mencionó anteriormente, el hecho de ser más pesado que el aire puede resultar peligroso (especialmente en espacios reducidos), al no tener aroma autoalarmante (no tiene un olor detectable), puede desplazar al oxígeno hasta límites nocivos para la salud. Estas características llevan a la necesidad de tener una especial atención en la detección de fugas y la ventilación de emergencia. Tiene baja compatibilidad química con los materiales comunes y una buena solubilidad con el lubricante polietileno glicol de alquileno (PGA) y el polioléster (POE). Posee un muy bajo costo y está disponible en cualquier cantidad en todo el mundo.

Referencia: Buenas Prácticas en el Uso de Sustancias Alternativas a los Hidroclorofluorocarbonos. SEMARNAT.

Refrigerante R-600a Isobutano

Refrigerante R-600a
tst-stag, Madrid, España

El Isobutano (R-600a) ha sido utilizado en el pasado en congeladores. Las características del R-600a son diferentes a las del R-134a utilizado en los refrigeradores domésticos. 

Algunas de sus características son:
1. El nivel de presión de trabajo es más bajo.
2. Tiene una buena capacidad de enfriamiento aún trabajando con elevadas temperaturas de condensación.
3. Sólo se requiere de un 45 por ciento de carga de gas para igualar la potencia completa de una carga de R-134a.
4. Alta sensibilidad a las desviaciones en la carga.
5. Cargas inadecuadas producen altos consumos de energía.  

Referencia: Buenas Prácticas en el Uso de Sustancias Alternativas a los Hidroclorofluorocarbonos. SEMARNAT.

Refrigerante R-290 Propano

Tanque de R-290  
BFS Kälte Klima Technik 
 Frankfurt, Alemania

El propano es una alternativa muy conveniente para la refrigeración y el aire acondicionado, ya que es amigable con el medioambiente. No sólo ofrece una gran reducción de las emisiones directas, sino que también aumenta la eficiencia energética (y reduce las emisiones indirectas), lo que es un paso importante para sustituir y lograr la eliminación gradual de los hidroclorofluorocarbonos (HCFC). En la India, a partir de 2013, se ha establecido como uno de los refrigerantes más importantes para utilizar en equipos de aire acondicionado. En dicho país se ha instalado una nueva línea de producción de equipos de aire acondicionado que operan con el propano como refrigerante. De acuerdo con datos reportados, esta tecnología es una alternativa muy adecuada para la refrigeración, incluso en ambientes con altas temperaturas. Diseñado con base en las normas de seguridad europeas e internacionales, el R-290 AC, como se ha nombrado, aporta la mayor eficiencia energética en su clase, con un 23% menos consumo que en otros equipos operados en aquel país. Por otro lado, China, desde 2006, ha investigado sobre el R-290 y, desde julio de 2011, se inició la producción de equipos de AC (aire acondicionado) que utilizan propano. Este equipo proporciona un 10 por ciento de aumento en la eficiencia energética y un menor costo en comparación con el R-410A. Los principales cambios en los diferentes componentes que repercuten en el costo de la nueva unidad de aire acondicionado en comparación con uno de R-410A portátil son: 

1.- Aumento en el tamaño y el costo del compresor. 

2.- El ahorro de energía, con un aumento de eficiencia del 10 por ciento. 

3.- Menor costo de refrigerante, ya que el volumen de carga requerida disminuye significativamente. 

4.- Reducción de más del 25 por ciento en el costo de intercambiadores de calor, ya que su tamaño disminuye.

5.- Aumento en el costo de los componentes eléctricos. 

Cabe mencionar que a pesar del aumento en el costo del compresor, el costo de una unidad completa de R-290 es menor que una con R-410A. Este refrigerante tiene un comportamiento similar al del R-22 al igual que las presiones de trabajo. 

Referencia: 
Buenas Prácticas en el Uso de Sustancias Alternativas a los Hidroclorofluorocarbonos. SEMARNAT.