CYF PUBLICACIÓN TÉCNICA MENSUAL Nº 524 MAYO 2019 - Frio, Calor y Aire Acondicionado
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TÉCNICA MEN
PUBLICACIÓN
CYF Nº 524 MAYO 20
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FRIO-CALOR-AIRE-ACONDICIONADO-AÑO XLVIII - MAYO 2019
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rio
suma
frío calor SUMARIO
aire acondicionado FRÍO INSTALACIÓN
- Instalación de refrigeración industrial R-152a - Glicol - CO2 .3
ISSN 0210-0665 - “Un lubricante y mantenimiento adecuados previenen
Depósito Legal: M-1.911/1972 la rotura de los compresores”, cuenta el experto, HRS . . . . . . .14
Madrid - Año XLVII - Num. 524 - El amoniaco, tu aliado, ¿le preocupa la cantidad de NH3
en su planta? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
Mayo 2019 - Refrigerantes HFO-A2L: características e inclusión en
Publicación mensual el reglamento de instalaciones frigoríficas . . . . . . . . . . . . . . . . .20
Edita: FRIO CALOR AIRE ACONDICIONADO,S.L. CALOR
Director: J. DE LA PEZUELA - Desarrollo normtivo. Evaluación de la eficiencia energética
de una bomba de calor de tejado. Modo refrigeración . . . . . . . . . .36
REDACCIÓN Y ADMINISTRACIÓN:
c/ Cerro Palomera,9 (Cerro Alarcon I) AIRE ACONDICIONADO
28210 Valdemorillo (Madrid) - ¿Humidificación directa en ambiente o por conductos? . . . . .46
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Delegación Cataluña: solar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48
Javier Curiel
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08392 San Andrés de Llavaneras (BARCELONA) EMPRESAS Y EQUIPO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58
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BITZER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43
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HUAYI COMPRESSOR BARCELONA . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
IMI HIDRONIC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61
KEYTER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
JUNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
JUNKERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3ª Cubierta
MAYEKAWA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19
MODINE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2ª Cubierta
REFCO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
RIVACOLD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Portada
TEWIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
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INSTALACIÓN DE REFRIGERACIÓN INDUSTRIAL
R-152a - GLICOL - CO2
Por cortesía de Daniel Campaña Alcalá, Jefe Nacional de Ventas (INTARCON, S.L.)
Ponencia presentada en las Jornadas Técnicas de la Feria de Climatización y Refrigeración, C&R’19
1.- Introducción termodinámica, y posee un muy bajo potencial de calenta-
miento atmosférico PCA, de tan sólo 124 [1]. Está por tanto
En el contexto actual y futuro de restricción de uso de gases exento del impuesto de gases fluorados y tiene un bajo pre-
fluorados se hace necesario buscar soluciones en refrigera- cio de mercado.
ción comercial e industrial basadas en el uso de una baja
carga de refrigerantes naturales y/o de muy bajo PCA y que El R-152a se viene utilizando comúnmente como propulsor
al mismo tiempo sean económicas. Además, es altamente en aerosoles, como agente espumante, o como componente
interesante concebir las instalaciones desde un punto de de mezclas de refrigerantes, sin embargo, su clasificación
vista de simplicidad en la implementación y en el manteni- como refrigerante ligeramente inflamable, ha limitado su
miento, prescindiendo, por ejemplo, del uso de refrigerantes uso en la automoción y la refrigeración comercial. No obs-
tóxicos, al mismo tiempo que se busque la eficiencia ener- tante, la reciente fiscalidad española sobre los refrigerantes
gética del sistema. fluorados de efecto invernadero (con PCA mayor de 150),
así como las limitaciones impuestas por el reglamento F-Gas
En este sentido, las soluciones indirectas de refrigeración [2] ante el calentamiento global, ha hecho recobrar el interés
utilizando fluidos secundarios (como el glicol) constituyen por los refrigerantes inflamables, e incluso refrigerantes de
una alternativa sencilla y de baja carga de refrigerante. La alta toxicidad como el amoniaco.
utilización de un refrigerante primario de muy bajo PCA y
con unas excelentes propiedades termodinámicas, como es 2.1.- Características del R-152a
el R-152a, hace que la solución tenga un menor impacto
medioambiental. Como complemento, para instalaciones El difluoroetano o R-152a es un hidrocarburo fluorado puro
con necesidades en baja temperatura, es interesante el uso de con una formulación muy similar al R134a (ver Figura 1).
la tecnología del CO2 subcrítico condensando en el glicol de Posee una curva de presión de vapor equivalente al R134a,
temperatura positiva. Se trata de una opción basada en un con desviaciones de apenas 2K, y tiene características quí-
refrigerante natural con una adecuada eficiencia energética. micas equivalentes, siendo por tanto compatible con todos
los materiales, componentes frigoríficos, válvulas termostá-
2.- Refrigerante R-152a ticas, compresores y aceites lubricantes. [3 y 4]
El R-152a o difluoroetano es un refrigerante ecológico de Presenta además características termodinámicas superiores
media temperatura sustitutivo del refrigerante R134a. Es res- al R134a y a los HFOs (ver Tabla 1). El coeficiente de trans-
petuoso con la capa de ozono, tiene una excelente eficiencia ferencia de calor del refrigerante en los evaporadores
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frigorífica es equivalente (-1% respecto al R134a),
por lo que el R-152a podría ser utilizado en el
mismo sistema de refrigeración como sustituto del
R134a.
En la práctica, la suma todos los factores en un
mismo sistema frigorífico, permite obtener una efi-
ciencia energética del R-152a de un 10% superior a
la del R134a, y aún más respecto del R1234yf. En
el mismo sistema la reducción de la carga de refri-
gerante R-152a es de un 40% en peso debido al
menor peso molecular (ver Figura 2). [6]
En el cálculo del impacto medioambiental o factor
Figura 1: Formulación química R-152a TEWI de una instalación, el R-152a obtendría
menor valor que el R1234yf, pues el mayor efecto
directo sobre el calentamiento atmosférico debido a
aumenta en torno a un 20% gracias a las mejores propieda- un mayor índice PCA, se ve ampliamente compensado por la
des físicas del R-152a respecto del R134a. Por su parte, gra- reducción del efecto indirecto asociado al menor consumo
cias a una menor viscosidad del gas, la pérdida de carga en de energía eléctrica. (Figura 3)
las líneas de aspiración se verá reducida en un 30%.
El menor peso molecular del R-152a le otorga un
alto calor latente de vaporización, una mayor efi-
ciencia volumétrica del compresor, y un mejor ren-
dimiento COP del ciclo frigorífico, con una mayor
temperatura de descarga en unos 10K respecto del
R134a. [5]
2.2.- Prestaciones termodinámicas del R-152a
La presión de trabajo del R-152a es ligeramente
inferior (-10%) a la del R134a para la misma tem- Figura 2. Prestaciones del sistema según
peratura de evaporación. Sin embargo, su capacidad el refrigerante utilizado
2.3.- Compatibilidad química
El informe del Instituto de
Tecnología de Aire Acondicionado y
Refrigeración, como parte del progra-
ma de investigación en compatibili-
dad de materiales y lubricantes pre-
parado por el Departamento de
Energía de EU en 1993, examinó dis-
tintos gases HFC en varias concentra-
ciones con varios lubricantes. El
R-152a resultó ser miscible en tosas
las concentraciones y en todo el
rango de temperaturas de ensayo de
-50ºC a 90ºC.
El programa analizó la compatibili-
dad de 24 materiales habitualmente
utilizados en compresores con los
distintos refrigerantes, incluido el
Tabla 1. Comparativa características termodinámicas
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susceptibles de ser desclasificadas o modificada su
clasificación mediante la implantación de medidas
preventivas (como la implantación de extracción
localizada, garantizar una ventilación natural sufi-
ciente, etc…) [9].
Para la mitigación del riesgo en las cámaras frigorífi-
cas se recomienda instalar un detector de fugas que
aísla el evaporador del resto de la instalación, evitan-
do así la formación de atmósfera explosiva. En efec-
to, la carga de refrigerante que queda en el interior de
un evaporador suele ser inferior a 20 gr por cada m3
de cámara, muy inferior al límite de inflamabilidad de
0.137 kg/m3.
Figura 3: Comparativa diagramas P-H En las salas de máquinas se recomienda instalar un
sistema de extracción automático en caso de fuga que
procure un suficiente caudal de ventilación. [10]
R-152a, y en combinación con 17 lubricantes, obteniendo
buenos resultados. Por su parte, no constituyen áreas de riesgo las canalizacio-
nes en tuberías que se mantienen técnicamente estancas, por
Se analizó también la compatibilidad con distintos elastó- ejemplo, alrededor de conducciones soldadas.
meros mediante inmersión de muestras en el refrigerante. En
general el R-152a junto con el R134a y otros HFCs presen- 3.- Caso de estudio
taron las menores deformaciones en los elastómeros. Al
igual que la práctica totalidad de refrigerantes, se dedujo su 3.1.- Introducción
incompatibilidad con los elastómeros fluorados y las silico-
nas. La instalación que se presenta es una planta industrial de
procesado de pescado en la provincia de Granada cuya refri-
Diversos plásticos fueron también ensayados con buenos geración se basa en un sistema indirecto - directo en casca-
resultados de compatibilidad con los HFCs en general. El da compuesto por una planta enfriadora compacta de
ABS, sin embargo, mostró ser incompatible con el R22, INTARCON para intemperie con refrigerante R-152a y flui-
R32, R123, R124, R134a y R-152a. [7] do secundario propilenglicol 30% para la refrigeración de
los servicios de AT y MT, así como para la condensación de
2.4.- Prescripciones de seguridad un ciclo de CO2 subcrítico que se utiliza para refrigeración
mediante expansión directa de una cámara de mantenimien-
El R-152a está clasificado como refrigerante de media segu- to de congelados y un túnel de congelación.
ridad, clase A2, no tóxico pero ligeramente inflamable. Si
bien el reglamento de seguridad de instalaciones frigoríficas La planta enfriadora posee una baja carga de refrigerante
limita el uso de refrigerantes de media seguridad en aplica- R-152a en un triple circuito frigorífico compacto indepen-
ciones de expansión directa refrigeración comercial, sí que diente. Además, se han propuesto mejoras en la eficiencia
permite su uso sin límite de carga en sistemas indirectos y en energética como los motoventiladores electrónicos EC, la
aplicaciones industriales de expansión directa [1]. recuperación de calor residual de condensación para la pro-
ducción de ACS y el bombeo a caudal variable en circuito
Debido la ligera inflamabilidad de los refrigerantes del hidráulico.
grupo 2, se precisa mayores niveles de seguridad que impli-
can soluciones específicas en el diseño de los sistemas junto La central de CO2 subcrítico de INTARCON, ubicada en
con el correspondiente análisis de riesgo. El reglamento de sala de máquinas, posee una doble aspiración a dos tempe-
seguridad en atmósferas explosivas (RD 681/2003) [8] cla- raturas distintas de evaporación, -30ºC para la cámara de
sificaría tales instalaciones frigoríficas como Zona 2 de ries- mantenimiento de congelados y -40ºC para el túnel de con-
go, es decir, como áreas de trabajo en la que no es probable, gelación y sistema de desescarche por gas caliente.
en condiciones normales de explotación, la formación de Incorpora doble intercambiador de placas en paralelo para la
una atmósfera explosiva. La clasificación no conllevaría, en condensación de CO2 en el circuito de glicol de la planta.
principio, la aplicación de las medidas ATEX, sino que su Está equipada con desrecalentador de gases de CO2 y equi-
utilidad sería únicamente a efectos de establecer las zonas po de emergencia, ambos dotados de motoventiladores cen-
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trífugos con presión disponible para extraer el calor al exte- Teniendo en cuenta lo anterior, y observando una importan-
rior mediante conductos. te demanda de potencia en BT, se decide apostar para este
régimen de trabajo por una solución de CO2 subcrítico en
La instalación resultante presenta fluidos refrigerantes de nulo cascada con el fluido refrigerante de MT/AT, con una ade-
(glicol y CO2) o muy bajo PCA (R-152a), por tanto libres de cuada eficiencia energética.
tasa impositiva además de constituir una solución técnica-
mente sencilla y con una adecuada eficiencia energética. Las unidades evaporadoras de CO2 de INTARCON son de
tipo cúbico para la cámara de mantenimiento de congelados
3.2.- Análisis de necesidades frigoríficas y solución y de tipo mural para el túnel de congelados e incorporan
propuesta línea para desescarche por gas caliente y válvula de expan-
sión electrónica.
Uno de los condicionantes principales de la solución a pro-
poner es la demanda de la ingeniería y de la propiedad de Para los servicios de temperatura positiva se opta por la uti-
una solución de futuro basada en refrigerantes naturales y/o lización de un refrigerante fluorado de muy bajo PCA (124)
sintéticos de muy bajo PCA (por debajo de 150). en una solución indirecta con agua glicolada. Al tratarse de
Figura 4: Plano en planta de la instalación
Necesidades MT/AT Necesidades BT
Maduracion: 7 kW Cámara: 53 kW
Frescos: 5 kW Túnel: 74 kW
Despojos: 2 kW Total 127 kW
Manipulación: 47 kW
Antecámara: 9 kW
Corte y adobo: 6 kW
Cond. CO2: 170 kW
Total 246 kW
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Figura 5: Esquema de principio de la instalacion
un refrigerante ligeramente inflamable y con una importante recipiente de CO2 líquido de alta presión, doble válvula de
demanda en la instalación en salas de manipulación, se ha seguridad, separador-acumulador de aceite, separador de
decidido, en colaboración con la ingeniería, optar por una partículas, filtros de aspiración, presostatos de seguridad, fil-
solución indirecta con una planta enfriadora compacta para tro y visor (ver Figura 6).
intemperie con el objetivo de evitar el estudio de riesgos de
atmósfera explosiva y la toma de medidas de seguridad Incorpora 2 (túnel)+1 (cámara) compresores iguales semi-
oportunas, consiguiendo así una importante simplicidad de herméticos de CO2 subcríticos para BT de 15 CV cada uno
la instalación. con variador de frecuencia sobre el primero de los compre-
sores de cada rango de presión de aspiración.
La instalación se compone de un circuito primario de glicol
que trabaja contra un depósito de inercia y un circuito secun- Doble intercambiador de placas en paralelo para condensa-
dario con bombas de caudal variable para adaptar su funcio- ción de CO2, con circulación por gravedad, con válvulas sole-
namiento a la demanda en cada momento y reducir el con- noide de agua integradas para el control de condensación.
sumo eléctrico de las mismas a cargas parciales. Las unida-
des enfriadoras de aire, de tipo cúbico para las cámaras y de Desrecalentador de batería de tubos de cobre y aletas de alu-
tipo plafón de doble flujo de aire para las salas AT, incorpo- mino con motoventiladores centrífugos con presión disponi-
ran electroválvulas de control de 2 vías. ble para la extracción del calor.
La distribución de tuberías hidráulicas se ha realizado con Grupo de emergencia con motoventiladores centrífugos con
material plástico PPR, mientras que el trazado para los ser- presión disponible para el enfriamiento del CO2 para mante-
vicios de BT en CO2 se ha realizado a base de tubería de nimiento en fuera de servicio o en caso de fallo crítico o
cobre recocido de uso frigorífico. corte de tensión.
3.3.- Central de CO2 subcrítico Prestaciones:
Central de CO2 subcrítico fabricada en estructura de acero • Alimentación 400Vac-III-50Hz.
galvanizado con pintura epoxy instalada en sala de máqui-
nas, con doble condensador de placas soldadas en paralelo • Refrigerante: R744 - agua glicolada a -5ºC (propilenglicol
para condensación en propilenglicol 30% a -5ºC. Circuito de 30%)
CO2 con doble aspiración y línea de líquido subenfriado
común, fabricado en tubo de cobre recocido, equipado con • Circuito R744 BT: 1x compresor 15 CV
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• Potencia frigorífica R744 BT (Tev = -30ºC, Tcond = 3 ºC, • Potencia absorbida nominal R744 BT (Tev= -40ºC,
sc = 10K): 56,6 kW. Tcond = 3 ºC, sc = 10K): 28,0 kW
• Potencia absorbida nominal R744 BT (Tev = -30ºC, • máx R744 BT: 67,0 A
Tcond = 3 ºC, sc = 10K): 14,8 kW.
La central incorpora sistema de desescarche por gas caliente
• Imáx R744 BT: 33,5 A a baja presión a 1 tubo con válvula reguladora de presión.
Mediante está válvula se reduce la presión del gas que se
• Circuito R744 BT (túnel congelados): 2x compresor 15 CV envía a los evaporadores a desescarchar, cediendo este su
calor sensible y retornando a los compresores a través de la
• Potencia frigorífica R744 BT (Tev= -40ºC, Tcond = 3 ºC, línea de aspiración.
sc = 10K): 70,0 kW
Cabe destacar que en este sistema no
hay cambio de ciclo en los evapora-
dores y el gas se introduce a menor
temperatura que en un sistema tradi-
cional a 2 tubos, por lo que no se pro-
duce estrés mecánico ni térmico en
los evaporadores. Además, se trata de
un sistema con mayor facilidad de
regulación y control y más económi-
co.
3.4.- Planta enfriadora de agua
glicolada
Planta enfriadora de agua glicolada
compacta condensada por aire, para
enfriamiento a media temperatura,
fabricada en carrocería y chasis de
acero galvanizado con pintura poliés-
ter para instalación en intemperie (ver
Figura 7).
Triple circuito frigorífico con triple
tándem de compresores semi hermé-
ticos 6 uds. 40 CV homologados para
R-152a (caja de bornas antideflagran-
te) montados sobre amortiguadores,
con parcialización de potencia por
descarga de culatas, válvulas de ser-
vicio rotalock, resistencia de cárter.
Línea de equilibrado de aceite.
Baterías en V de tubos de cobre y ale-
tas de aluminio con tratamiento anti-
corrosión de poliuretano. Triple cir-
cuito frigorífico en paralelo fabricado
en tubo de cobre recocido equipado
con presostatos de alta y baja presión
antideflagrantes, válvulas de servicio,
válvulas de seguridad y filtro.
Motoventiladores axiales electróni-
cos EC.
Figura 6: Plano central C=2
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Intercambiadores de placas de acero
inoxidable soldadas con cobre puro
con resistencia antihielo. Circuito
hidráulico con purgador de aire,
interruptor de flujo, válvula de lle-
nado/vaciado y termomanómetros.
Válvulas de expansión electrónicas.
Recuperador del calor de condensa-
ción para producción de glicol
caliente a 35ºC/30ºC mediante recu-
peración parcial del calor de con-
densación, constituido por inter-
cambiador de placas de acero inoxi-
dable, circuito hidráulico en tubería
de cobre, llaves de servicio y cone-
xiones roscadas.
Detectores de fugas para R-152a,
para corte de alimentación de la
planta y activación de los motoven-
tiladores del condensador en caso
de fuga con el objetivo de evitar
concentraciones potencialmente
inflamables de refrigerante.
Módulo integrado en el mismo cha-
sis de la planta enfriadora, carroza-
do e insonorizado compuesto de:
Grupo hidráulico de circuito prima-
rio formado por doble bomba circu-
ladora con válvulas de corte y reten-
ción, vaso de expansión, válvula de
seguridad y filtro hidráulico de
malla. Figura 7: Plano planta enfriadora R-152a
Grupo hidráulico para circuito
secundario compuesto de depósito de inercia, con aislamien- • Pot. frigorífica (T salida/entrada agua: -5/0 °C; 30% propi-
to para una temperatura del fluido de -5ºC, y doble bomba lenglicol / T exterior: 35 °C): 238,0 kW.
circuladora de caudal variable con válvulas de corte y reten-
ción, vaso de expansión, válvula de seguridad y filtro hidráu- • Pot. absorbida nominal: 83,9 kW.
lico de malla.
• Caudal de condensación: 120000 m3/h.
Grupo hidráulico para circuito de recuperación de calor for-
mado por 1 bomba circuladora de caudal constante con vál- • Caudal de agua: 43,2 m3/h.
vulas de corte y retención, vaso de expansión, válvula de
seguridad y filtro hidráulico de malla. 3.5.- Sistema de supervisión y control
Prestaciones: La instalación está equipada con el sistema de supervisión y
control kiconex (desarrollado por Keyter-Intarcon), basado
• Refrigerante R-152a. en la nube (ver Figura 8) que permite el registro, visualiza-
ción y gestión de todas las variables, parámetros de control
• Alimentación 400V-III-50Hz. y alarmas de la instalación.
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instal
[3] Palm (2016-1). The opportunities and challen-
ges of R-152a, Part 1. (Möjligheter och utmanin-
gar för R-152a.) Department of Energy
Technology. KTH Royal Institute of Technology.
[4] Palm (2016-2). The opportunities and challen-
ges of R-152a, Part 2. (Möjligheter och utmanin-
gar för R-152a.) Department of Energy
Technology. KTH Royal Institute of Technology.
[5] Mendoza, J.M. (2013). Evaluación energética
Figura 8: Esquema sistema supervisión de los refrigerantes R1234yf y R-152a como
alternativa al R134a en sistemas de refrigeración.
• Visualización de gráficas de funcionamiento en tiempo Revista Iberoamericana de Ingeniería Mecánica. Vol 17,
real. Nº2.
• Layout de la instalación mostrando valores de parámetros [6] Cabello, R (2015). Experimental comparison between R-
en tiempo real. 152a and R134a working in a refrigeration facility equipped
with a hermetic compressor. International Journal of
• Comunicación mediante protocolo Modbus RTU. Refrigeration, 60, 92-105.
• Posibilidad de gestión remota de la instalación, desde un [7] Godwin, D. (1993) Materials compatibility and lubri-
dispositivo con conexión a internet. cants research on CFC-Refrigerants substitutes. Air-condi-
tioning and Refrigeration Technology Institute, Inc. The
• Capacidad de gestionar un gran número de dispositivos. U.S. Department of Energy.
De este modo, tanto el personal de mantenimiento de la pro- [8] Reglamento de seguridad de los trabajadores expuestos a
piedad como la empresa instaladora, como eventualmente el los riesgos derivados de atmósferas explosivas en el lugar de
fabricante puede monitorizar el estado de la instalación de trabajo, Real Decreto 681/2003, de 12 de junio BOE nº 145,
forma remota y en tiempo real. de 18 de junio.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS [9] Guía técnica para la prevención y evaluación de los ries-
gos derivados de atmósferas explosivas en los lugares de tra-
[1] Reglamento de seguridad para instalaciones frigoríficas y sus bajo, RD 681/2003. Instituto Nacional de Seguridad e
instrucciones técnicas complementarias. Real Decreto 138/2011, Higiene en el Trabajo.
de 4 de febrero. BOE núm. 57, de 8 de marzo de 2011.
[10] UNE-EN 60079-10. Material eléctrico para atmósferas
[2] Reglamento F-Gas (UE) No 517/2014 del Parlamento de gas explosivas. Parte 10: Clasificación de emplazamien-
Europeo y del Consejo de 16 de abril de 2014 sobre los gases tos peligrosos.
fluorados de efecto invernadero.
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"UN LUBRICANTE Y MANTENIMIENTO
ADECUADOS PREVIENEN LA ROTURA DE
LOS COMPRESORES", CUENTA EL EXPERTO, HRS
Fundada en 1945, HRS está especializada en la reparación de compresores frigoríficos
de todas las marcas para el mercado europeo
Texto y fotos © Climalife Contact nº 15
En sus más de 8000 m² de talleres y oficinas, HRS da una
segunda vida a los compresores frigoríficos. La empresa ha
adquirido una dilatada experiencia con la que acompaña y
asesora a sus clientes en prevención, análisis y reparación de
averías de compresores. HRS no solo los repara, sino que
también puede encontrar las causas de la degradación
mediante un examen detallado del compresor desmontado y
hablando con los frigoristas, para así ayudar a sus clientes a
prevenir mejor tales daños.
Los orígenes de las roturas y fallos de lubricación
Un compresor es el elemento más importante de una instala-
ción frigorífica, cuya longevidad depende de su manteni-
miento, del estado del circuito y de todos los elementos que
lo componen. Capaz por lo general de funcionar más de 50 Defectos de lubricación
000 horas, en caso de avería se convierte en el testigo de la
causa del fallo y permite hacer un diagnóstico sobre el ori- Suelen ser la primera causa de fallo. Este fenómeno es a
gen del problema. HRS recuerda que existen cinco grandes menudo solo un síntoma de algo relacionado con el circuito,
familias de incidentes que permiten clasificar e identificar el pero puede derivar en daños mecánicos importantes. Marc
deterioro de un compresor, sin olvidar otros motivos: Beaurain, director técnico de HRS, recuerda que los factores
que rodean al compresor serán los más afectados; por ejem-
• Presencia de contaminantes en el circuito frigorífico. plo: reguladores de presión, intercambiadores poco eficaces,
fugas en el evaporador…
• Sobrecalentamiento.
Los fenómenos de gripado, roturas en las bielas, problemas
• Golpes de líquido o de aceite. en los anillos de los cojinetes y en el cigüeñal son percances
recurrentes que HRS observa en los compresores que recibe
• Rotura por falta de lubricación. y repara en sus talleres.
• Incidentes eléctricos. Al desmontarlos y examinarlos, sus técnicos son capaces de
identificar el origen de la avería. Arañazos en las piezas
HRS explica que los daños de un compresor se deben en más deterioradas, aspecto y color del aceite o de las piezas son
del 80 % de los casos a anomalías en la instalación o a su uso indicios observados durante la inspección de un compresor
en condiciones críticas. Se estima que entre el 70 y el 75 % averiado. La falta de lubricante, una temperatura excesiva
se deben a problemas de lubricación. del mismo, disminución de la viscosidad o migración de
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con reducción de potencia de más del 50 % de la capacidad
del compresor.
En caso de recalentamiento, la lubricidad se alterará enor-
memente, con riesgo de que se aprieten las bielas y los ani-
llos de los rodamientos.
Golpes de líquido o de aceite. Se deben principalmente a un
mal funcionamiento del regulador de presión. Los golpes de
aceite pueden ser consecuencia de una operación prolonga-
da de reducción de potencia por encima del 50 % de la capa-
cidad del compresor. Como la velocidad de los gases aspira-
dos no es suficiente, quedará atrapado en el evaporador y
regresará bruscamente cuando vuelva a funcionar al 100 %.
Se produce entonces un golpe de líquido que puede ser nota-
refrigerante al aceite son varias de las razones que explican ble en las juntas de los cilindros, las válvulas de succión y/o
la falta de lubricación. descarga, rotura de bielas, pistones, etc.
Dado que es esencial un buen engrase y refrigeración de sus Incidentes eléctricos. El examen del estátor permitirá deter-
partes móviles, es necesario que tenga siempre el mismo minar el origen de la degradación. Puede provocar averías
nivel en el cárter. Una bajada del nivel de aceite o un mal localizadas, fallos en la alimentación en un motor trifásico,
retorno de este al compresor puede provocar el sobrecalen- por ejemplo, un quemado total de la bobina al arrancar el
tamiento de sus piezas y dañarlo. compresor, un calentamiento del estátor debido a una falta
de carga o cortocircuitos por fricción del rotor en el estátor
Una fuga de refrigerante, y por tanto la falta de él, provoca- que provocan un recalentamiento localizado.
rá el recalentamiento y acarreará una disminución de la vis-
cosidad del aceite y, como consecuencia, la fractura de la HRS integra en su gama los aceites HQ POE de Climalife
película que garantiza la lubricación de las piezas en movi-
miento. Aunque no es el único, es el fenómeno más común Para Marc Beaurain, "elegir un buen lubricante es elegir un
de calentamiento del compresor. Unos ajustes imperfectos proveedor de confianza, que seleccionará una tecnología
provocarán también el recalentamiento completo de la compatible con el refrigerante utilizado para que este último
mecánica y degradarán la viscosidad del aceite, que será pueda llevar el aceite al compresor y equilibrar el cárter
demasiado fluido como para evitar una destrucción mecáni- regularmente". Cabe recordar que el aceite tiene cuatro fun-
ca. Hay también fenómenos ligados a la migración del refri- ciones principales: además de la lubricación de las partes
gerante al aceite, que regresa al compresor en fase líquida y
limpia y seca las partes móviles que deberían permanecer
engrasadas.
Presencia de contaminantes. El vapor es el enemigo núme-
ro uno del circuito frigorífico. Provoca contaminación direc-
ta por formación de lodos y óxidos. El agua descompone el
refrigerante por reacción química, con formación de acidez
que debilita rápidamente el aislante del estátor. Con tempe-
raturas de descarga altas, la reacción entre los óxidos del
aceite y el refrigerante provocará un metalizado. Con el
vapor de agua se formará un tapón de hielo en los filtros de
succión del compresor. También puede haber contaminación
por aire o impurezas que tendrán repercusiones negativas,
aunque menos rápidamente que el vapor.
Calentamiento. Este problema se debe por lo general a un
bajo caudal de masa en la aspiración. Esto puede venir de un
sobrecalentamiento anormal durante la aspiración o de una Stéphanie Raguet-Gérardin,
insuficiente carga de refrigerante, pero también de un índice responsable de cuentas estratégicas de Climalife y
de compresión muy alto o de un funcionamiento prolongado Marc Beaurain, director técnico de HRS
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mecánicas en movimiento, contribuye a la estanqueidad de cionan principalmente con HFC y mezclas HFO, y recons-
la instalación, es un fluido motor para algunos dispositivos truye hasta 1600 compresores al año. HRS ha seleccionado
de regulación y un fluido refrigerante en el caso de compre- la gama de aceites HQ POE, sintéticos POE de alta calidad
sores de tornillo, por ejemplo. de la marca Climalife. La empresa recomienda además un
mantenimiento preventivo de las instalaciones y un mante-
Como hemos visto antes, a pesar de los sistemas de separa- nimiento regular antes de las épocas de frío para prevenir
ción el lubricante difundido por todo el circuito tenderá a averías y posibles fallos del sistema.
acumularse en los elementos donde la velocidad de circula-
ción es baja. Se depositará en las paredes de los intercam- Marc Beaurain recuerda que "un simple análisis del aceite
biadores (en particular en los evaporadores) y reducirá su puede bastar para detectar un riesgo potencial en el sistema
eficacia. Si el aceite no regresa correctamente al compresor existente". La prueba Acitest Unipro de Climalife indica en
la bomba puede descebarse y provocar la parada de la unos segundos si la acidez es buena, limitada o mala para la
máquina. Por tanto, hay que seleccionar el aceite en fun- instalación.
ción del refrigerante, de su miscibilidad y solubilidad con
este fluido, de las temperaturas de funcionamiento y del HRS, una opción medioambiental
tipo y tecnología del compresor.
Elegir un compresor reparado es elegir un servicio rápido, a
HRS trabaja principalmente con compresores semiherméti- un precio reducido y con un período de garantía más largo.
cos o de tornillo de una potencia media de 50 kW que fun- ¡Y además es una opción medioambiental! En la reconstruc-
ción se reutiliza el 80 % de las piezas de un compresor, lo
cual permite dar dos e incluso tres vidas a la máquina.
La experiencia de RHS, reconocida en su sector
Dado que el mantenimiento preventivo de las instalaciones
es cada vez menos habitual, HRS suele estar muy solicitada
para impartir formación en buenas prácticas in situ a sus
clientes para el cuidado de sus instalaciones.
HRS también elabora expedientes legales en un contexto
jurídico para casos específicos de rotura en los que se nece-
sita un peritaje. Si es necesario, hasta veinte personas pueden
trabajar en la carcasa de un compresor y sus piezas sueltas
para establecer un diagnóstico preciso de los orígenes de la
avería.
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EL AMONIACO, TU ALIADO,
¿LE PREOCUPA LA CANTIDAD DE NH3
EN SU PLANTA?
Con este artículo queremos espantar miedos, pero desde los hechos y las experiencias. No hay ninguna duda,
el amoniaco es la mejor alternativa y los números lo demuestran: más del 95% de las instalaciones industriales
se hacen con amoniaco. Y son estas instalaciones las que acumulan la mayor cantidad de refrigerante por planta,
llegando a cantidades que se cuentan por toneladas. ¿Sería entonces razonable que estas empresas emplearan un
refrigerante que pudiera suponer algún problema? La respuesta es lógica y tajante ¡no! Entonces, ¿qué le lleva a
su empleo de forma masiva? A continuación, resumiremos lo que, a nuestro entender, son las bondades de un
refrigerante adorado por todos aquellos que hacemos "frío grande"
La primera cualidad que queremos destacar es que huele y tos a largo. Recuerdo una feria hace 14 años en la que pre-
por tanto advierte de su presencia. Esto es lo que nos gusta sentamos una unidad chiller con cuatro litros de amoniaco.
definir como la nobleza del amoniaco. Todos los que hemos Le llamamos la unidad "training" y lo hicimos para indicar
trabajado con él la conocemos y nos ha despertado a la rea- que estaba concebida como quitamiedos para todos aquellos
lidad en muchas ocasiones, eliminando totalmente el peli- usuarios de "freones", que de algún modo quería iniciar un
gro. Es sin duda una cualidad que se alía con los técnicos y camino más sostenible. No tuvimos éxito, pero lo intenta-
usuarios ya que advierte a la mínima y permite controlar per- mos. Hoy el escenario es muy distinto y los clientes mucho
fectamente la situación. más receptivos.
La segunda cualidad es su gusto por el agua. Y me explico: Hay muchas otras cualidades no menores como la gran efi-
Mr. Lindborg, maestro del frío internacional al que desde ciencia energética, el precio/Kg, su fácil manejo, la ausencia
aquí recordamos con afecto, explicaba con gran claridad y de deslizamientos y otros fenómenos típicos de refrigerantes
de una manera muy gráfica esta cualidad del amoniaco. Él mezclados, pero no vamos a describirlos aquí.
solía presentarse delante de su audiencia con dos botellas
trasparentes, una llena de amoniaco con tinte azul y otra con Sin embargo, si aún le preocupa la cantidad de amoníaco en
agua cristalina. Al abrirlas la botella de agua se torna azul a su planta, Mayekawa ha desarrollado un sistema productor
la vez que se aprecia cómo se vacía el amoniaco de la suya. de CO2 a baja temperatura con una cantidad mínima de amo-
Esta cualidad indica las pocas ganas que tiene el amoniaco niaco que en medias potencias no supera los 40 kg.
de causar problemas. Y siempre que se lo pongan fácil, opta-
rá por neutralizarse a si mismo en el primer recipiente con
agua que encuentre. ¡Y no hace falta hacer nada! ¿Se puede
ser más noble?
La tercera es su origen natural y por tanto respetuoso con el
medio ambiente. Esto no es una cualidad menor porque gra-
cias a ella garantiza su futuro. Y aquí nos gustaría recordar a
aquellos que nos conocen y nos siguen, que desde
Mayekawa siempre hemos advertido de lo que hoy es una
realidad en España con las tasas a los refrigerantes químicos.
Esto es un problema muy grande para los usuarios finales e
implica fuertes inversiones a corto plazo o importantes gas-
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Esta tecnología cuenta además con las siguientes ventajas: • Fácil instalación: Al tratarse de una unidad compacta no
necesita sala de máquinas y reduce drásticamente el tiempo
• Seguridad: Reducción drástica y real de la cantidad de de instalación, así como sus costos.
amoniaco. Neutralización automática de una fuga de amo-
niaco mediante el agua del condensador evaporativo. • Mínimo mantenimiento: La unidad con compresor de tor-
nillo doble necesita 5 veces menos mantenimiento que un
• Eficiencia energética: Alto rendimiento energético median- compresor alternativo. Suministro de repuestos garantizado
te del empleo del compresor de tornillo doble único en el al mejor precio mediante una red de más de 30 instaladores
mercado y exclusivo Mayekawa. oficiales.
• Eficiencia mecánica: Máximo rendimiento y fiabilidad Estos sistemas han tenido una gran aceptación en distintos
gracias al empleo de un solo compresor de tornillo doble. países y ya están a disposición del mercado español.
También opción sistema cascada con compresor alternativo
y de tornillo o sólo de tornillo En caso de estar interesado rogamos contacte con nosotros
vía mail.
• Mejor producción: Posibilidad de trabajar con temperatu-
ras de evaporación más bajas reduciendo el tiempo de con-
gelación. Esto también mejora el resultado final del produc-
to.
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REFRIGERANTES HFO-A2L:
CARACTERÍSTICAS E INCLUSIÓN
EN EL REGLAMENTO DE
INSTALACIONES FRIGORÍFICAS
Por cortesía de D.Jose Pedro García Espinosa de Chemours Spain S.L.
RESUMEN bilidad y las implicaciones para el sector. Se trata de aclarar
las dudas existentes sobre esta nueva clasificación en rela-
Los refrigerantes más utilizados para los sistemas de refrige- ción a otras más conocidas como 1, 2 y 3.
ración y aire acondicionado han sido hasta ahora: R-134a, R-
404A y R-410A, estos fluidos presentan características muy Se verá, con ejemplos, las cargas máximas de refrigerante
positivas para su uso en dichas aplicaciones, pero son obje- para las diferentes categorías según la norma EN378-2016,
to de regulaciones (Reglamento F-gas II, Protocolo de base de las modificaciones del nuevo Reglamento de
Kioto/Enmiendas de Kigali) a causa de su alto potencial de Instalaciones Frigoríficas.
calentamiento global (PCA/GWP)
Por último, se detallan los cambios en el nuevo Reglamento
Para una mejora de la sostenibilidad medioambiental y de la de Instalaciones Frigoríficas referente a la inclusión de esta
eficiencia energética, se ha investigado mucho sobre esta nueva clasificación de seguridad 2L, haciendo hincapié en
nueva familia de productos, las hidro-fluoro-olefinas (HFO). las repercusiones para los instaladores de dichas modifica-
Sus muy bajos valores de PCA los hacen muy atractivos, ciones.
pero en algunos casos, por sí solos, no son plenamente satis-
factorios para el diseño de sistemas de refrigeración y aire Palabras clave: HFO, COP, inflamabilidad, PCA. 2L
acondicionado, debido, esencialmente, a cuestiones de infla-
mabilidad y de capacidad frigorífica. Se han desarrollado 1.- Refrigerantes HFO: Características generales
una serie de mezclas refrigerantes que, al tiempo que mejo-
ran las propiedades medioambientales respecto a los refrige- 1.1.- El porqué de esta nueva generación de refrigerantes
rantes tradicionales, proporcionan altas prestaciones tanto a
nivel de rendimiento, seguridad y eficiencia energética. Se El Reglamento Europeo UE 517/2014 del 16 de abril de
presentan varios refrigerantes que se han desarrollado con el 2014 sobre los gases fluorados de efecto invernadero, cono-
objetivo de satisfacer las características citadas habitual- cido como la F-Gas II, es el motor del cambio que nos per-
mente como esenciales: propiedades ambientales, físicas, mitirá pasar de la utilización de gases fluorados de alto efec-
rendimiento y eficiencia energética. Estos fluidos ya son to invernadero a la utilización de gases de bajo efecto inver-
comerciales y están presentes en el mercado. Todos ellos nadero. Desde su entrada en vigor hemos comenzado a ver
cuentan con aprobaciones y respaldo de fabricantes de com- sus efectos en el diseño de equipos y la adaptación a nuevos
ponentes de los sistemas (compresores, intercambiado- refrigerantes.
res…).
Además de otras disquisiciones como son la formación, con-
En la ponencia se incide en la clasificación de inflamabilidad trol de fugas… etc., este Reglamento tiene tres pilares
2L (según Ashrae 34) citando los Códigos y Normas tanto importantes para conseguir la disminución del efecto inver-
internacionales como europeas importantes para el sector. Se nadero de los gases refrigerantes: prohibiciones de uso en
hace una clara exposición de los diferentes tipos de inflama- equipos nuevos, prohibiciones de uso en servicio/manteni-
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miento y el sistema de cuotas de puesta en el mercado. c) Gases reciclados/recuperados (hasta el 31 de diciembre de
2029)
Restricciones de uso en equipos nuevos
Sistema de cuotas: incidencia en disponibilidad.
En el Reglamento se establece un calendario de prohibicio- Impulsor real del cambio
nes de uso en equipos nuevos, basado en el PCA de los
HFC's: El sistema de cuotas de toneladas de CO2eq establecido por
el Reglamento nos marcará la disponibilidad en el mercado
Instalación Nueva (Restricción de puesta en el mercado - de gases fluorados. Al tratarse un sistema basado en tonela-
Artículo 11) das de CO2eq y no en kg netos el ejercicio a realizar es el de
utilizar gases refrigerantes de bajo PCA para poder así satis-
• Refrigeradores y congeladores domésticos conteniendo facer la demanda en kg del sector de la refrigeración. Tiene
HFC con un PCA (GWP) >150 a partir del 1.1.2015. por objetivo reducir la puesta en el mercado de productos
fluorados hasta un 79% en el año 2030. El objetivo es muy
• Refrigeradores y congeladores de uso comercial (equipos ambicioso, e influye más de lo esperado en la adopción de
herméticamente sellados) gases refrigerantes de muy bajo PCA y por tanto en el posi-
1.1.2020 - conteniendo HFC con un PCA>2500, por ejem- ble diseño de sistemas adaptados a los nuevos productos.
plo, R-404A y R-507 Actualmente se piensa que este es el mayor impulsor del
1.1.2022 - conteniendo HFC con un PCA>150 cambio que propone el Reglamento.
• Refrigeración estacionaria
1.1.2020 - conteniendo HFC con un PCA>2500, a excep-
ción de aplicaciones concebidas para enfriar productos a
temperaturas inferiores a -50 °C
• Sistemas centralizados de refrigeración multi-pack para
uso comercial con capacidad > 40 kW
1.1.2022 - conteniendo HFC con un PCA>150, a excep-
ción de los circuitos primarios de refrigeración de los sis-
temas en cascada, en los cuales se podrá utilizar un gas
fluorado con un PCAMayo 2019 con Refco.qxp 06/06/2019 20:52 PÆgina 22
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Amoníaco: también es un refrigerante muy conocido y utili- Una simple observación de las moléculas enumeradas en la
zado, sobre todo a nivel industrial. Si embargo no se puede Tabla I muestra que el punto de ebullición, valor PCA y pro-
utilizar en todos los sistemas debido a su alta toxicidad y su piedades de inflamabilidad pueden variar ampliamente entre
ligera inflamabilidad. una familia de, por ejemplo, dos moléculas y tres moléculas
de carbono similares. Parecería fácil seleccionar ingredien-
HFO's: cuarta generación de refrigerantes fluorados. Siguen tes con puntos de ebullición similares, similares grados de
la idea de mantener la tecnología sin demasiadas adaptacio- inflamabilidad y valores PCA próximos para mezclar. No
nes en los equipos y ofreciendo la máxima seguridad dispo- obstante, al analizar la tabla, se muestra que tales propieda-
nible. La mayoría aún poco conocidos en el sector. La mayor des, como un PCA bajo, no inflamabilidad y bajos puntos de
parte enclavados en la nueva clasificación de seguridad A2L. ebullición son a menudo excluyentes. Es difícil seleccionar
ingredientes para conformar una mezcla que encaje en el
Las soluciones HFO punto de ebullición de, digamos, el R-22, a -40,9°C, mante-
ner un bajo PCA, y que no sea inflamable. Si se encuentra un
Comenzar diciendo que todavía no existe consenso alguno candidato con bajo PCA, las fórmulas pueden ser inflama-
sobre cuáles son las propiedades claves que deberían pre- bles o poseer un alto deslizamiento de temperatura. Si se
sentar los fluidos utilizados como refrigerantes. Sea a nivel añade a eso la necesidad de aproximarse a la temperatura crí-
legislativo, como en los distintos foros del sector, se están tica y las prestaciones del R-22 como refrigerante, se hace
proponiendo características tales como una alta eficiencia aún más difícil. Parece necesario llegar a un compromiso y
energética, bajo rendimiento climático del ciclo de vida un equilibrio de propiedades. El reto es minimizar los efec-
(LCCP), bajo PCA directo, rendimiento frigorífico similar al tos negativos al tiempo que se maximizan las propiedades
de los fluidos comerciales actuales (o superior), no inflama- deseables.
bilidad, baja toxicidad y otras. No se ha identificado aún un
solo candidato que reúna todos los requisitos propuestos Modelar el rendimiento de las mezclas sólo producirá resul-
para un fluido refrigerante ideal. tados fiables si se emplean parámetros de interacción binaria
seguros y las técnicas adecuadas de modelado de mezcla.
Para poder dar una alternativa a la industria se ha desarrolla- Estamos trabajando para desarrollar una nueva familia de
do una nueva generación de refrigerantes, las hidro-fuoro- composiciones refrigerantes que utilizan ingredientes de
olefinas (HFO) cuya principal característica es la de ofrecer bajo PCA, que incluyen moléculas HFO, para lograr un
un comportamiento muy similar a los HFC (en cuanto a grado más elevado de sostenibilidad medioambiental. En
capacidad frigorífica, consumo energético…), pero con un nuestro laboratorio, la práctica estándar comienza midiendo
PCA muy cercano a 1 en la mayoría de los casos. Por des- muchas propiedades, incluidos los coeficientes de interac-
gracia estos productos no pueden, por si solos, cubrir todo el ción para todos los pares binarios dados de las mezclas.
espectro de sistemas de refrigeración y climatización, y en Además, se han desarrollado técnicas de modelado de orden
muchos casos deben formar parte de mezclas de fluidos con elevado y se han validado para facilitar un modelado fiable
algunos HFC para poder obtener el resultado deseado. de mezclas candidatas. Los resultados modelados son en
Algunos de estos productos están englobados en una nueva último término validados por ensayos de equipos para deter-
clasificación de seguridad/inflamabilidad (2L), de la que minar los impactos de las características de caída de presión
hablaremos más adelante, que se ha creado para regularizar y de transferencia de calor de las mezclas refrigerantes can-
su uso. didatas, así como el consumo de energía por parte del com-
presor. Los resultados de esta ponencia se basan en este
El diseño de mezclas de refrigerante viables puede ser un modelado termodinámico. Se necesitan en último término
reto. ASHRAE Standard 34 enumera más de cien mezclas combinaciones de R-32, R-125, R-134a, R-1234yf, y, en
refrigerantes zeotrópicas, y más de una docena de mezclas algunos casos, otros HFO y otros HFC. Los candidatos refri-
refrigerantes azeotrópicas que han sido remitidas para clasi- gerantes han sido remitidos a AREP o PRAHA y otros pro-
ficación de seguridad y designación. Algunas de estas mez- gramas de ensayos de fabricantes de equipos originales para
clas refrigerantes han mostrado ser útiles para la industria y lograr un análisis final de la utilidad de la mezcla refrigeran-
muchas no han tenido una aceptación comercial amplia. Esto te en su conjunto.
ilustra el hecho de que crear una composición refrigerante
que sea realmente útil para la industria de la refrigeración no La mayoría de las mezclas desarrolladas y presentadas ya
es trivial. Moléculas distintas pueden interactuar entre ellas son comerciales y poseen una denominación ASHRAE,
en formas inesperadas a veces para formar mezclas que habiendo sido evaluados también en el Programa de
muestran grados variables de un comportamiento no ideal Evaluación de Refrigerantes Alternativos (AREP) de AHRI
para la solución. Los modelos de mezcla simple que asumen (Instituto Americano de Calefacción y Refrigeración)
propiedades ideales de mezcla pueden arrojar resultados
inesperados e imprecisos. Siguiendo con el ejemplo del R-22 se has desarrollado varios
22 FRIO CALOR AIRE ACONDICIONADOTambién puede leer
