Los refrigerantes
son sustancias que en absorben calor a baja temperatura y baja presión
aprovechando que los líquidos, al evaporarse enfrían, como cuando un poco de
alcohol se evapora en nuestra piel.
Clasificación:
En la clasificación
de los refrigerantes utilizaremos el criterio de ASHRAE y las indicaciones de
la EPA (Environmental Protection Agency). La ASHRAE clasifica los regriferantes
de forma muy general en los siguientes tipos:
- Derivados halogenados
- Mezclas zeotrópicas
- Mezclas azeotrópicas
- Hidrocarburos saturados
- Hidrocarburos insaturados
- Compuestos orgánicos no alquílicos
- Compuestos inorgánicos
Derivados halógenos saturados
Proceden
del metano, etanol y propano por sustitución parcial o total de los átomos de
hidrógeno por átomos de Cl, F. Pueden ser tipo:
CFC
Contienen Cl, F y C
en sus moléculas. Se denominan clorofluorocarbonados. Estos refrigerantes
dejaron de utilizarse a finales de 1994 en UEE y afínales de 1995 en el resto
de países occidentales.
HCFC
Contiene H, Cl, F y
C en su moléculas. Se denominan hidroclorofluorocarbonados. Dejarán de usarse
en Europa a finales de 2014.
HFC
Contiene H, F y C
en su molécula. Se denominan hidrofluorocarbonados. Son compuestos que no
perjudican a la capa de ozono.
PFC
Sólo contienen F y
C. Se denominan perfluorocarbonados. Son compuestos que no perjudican la capa
de ozono.
Halones
Contienen H, Br, F
y C en sus moléculas. Se denominan hidrobromofluorocarbonados. Les afecta la
misma prohibición que a los contienen cloro en su molécula.
Derivados halógenos
insaturados:
Porceden de
hidrocarburos por sustitución parcial o total de los átomos de hidrógeno por
átomos de F, Cl, o Br. Por ejemplo el R-1140 el 1-cloroeteno.
Mezcla Isotrópica
Son refrigerantes compuestos por una sustancia
binaria que se comporta como un compuesto puro y que mantiene la misma
composición tanto en la evaporación como en la condensación. Sus puntos de
ebullición llegan a ser con mínima diferencia de temperatura; por ejemplo el R
507A, cuya composición es a partes iguales de R 125 (50%) y R143a (50%), esta
mezcla tiene un deslizamiento entre ambos refrigerantes de solo 1°C, lo cual
permite hacer recargas sin descompensar la mezcla. Las fugas no alteran su
composición.
Mezcla Zeotrópia
Se trata de un
refrigerante compuesto por una sustancia ternaria que no tiene la misma mezcla
en la evaporación o condensación a una presión constante, este tipo de
refrigerantes tienen la característica de que durante el cambio de fase (vapor
a líquido / líquido a vapor) los componentes se puede segregar, es decir,
separarse entre si, pero al final del cambio continua siendo el mismo
refrigerante. A esto se le conoce como deslizamiento de temperatura o “glide”;
aquí cabe mencionar que existen refrigerantes con un deslizamiento muy pequeño
como, por ejemplo, el refrigerante R 404A, que es una mezcla de R 134a, R 125 y
R 143a en proporciones de 4%, 52% y 44% respectivamente; en cuyo caso su
extracción se sugiere que SIEMPRE DEBE SER EN ESTADO LÍQUIDO. Las fugas sí
alteran su composición.
Mezclas Casi-Azeotropicas
Mezcla Zeotropica
con un deslizamiento de temperatura muy pequeño.
Hidrocarburos saturados
Algunos
hidrocarburos saturados pueden utilizarse directamente como refrigerante, otros
forman parte de mezclas que se han propuesto como sustitutos de los CFC y HCFC.
Por ejemplo el R-600, butanom es un componente minoritario del R -416 A.
Hidrocarburos insaturados:
Podemos decir lo
mismo que lo dicho en el caso de saturados. Algunos hidrocarburos insaturados
forman parte de mezclas propuestas como sustitutos de los CFC y HCFC. Por ejemplo
el R-1270, el propileno, es un componente minoritario del R-411B.
Compuestos orgánicos no alquílicos
Entre ellos están
el eter etílico, la metil-amina, el eter metílico y algunos más que deben
mencionarse debido a su utilización pionera más que a su utilización actual,
puesto que son inflamables y tóxicos.
Compuestos inorgánicos
Están los gases
simples, o2, N2, etc., y los compuestos inorgánicos, H2O, NH3, CO2, etc.
Propiedades de los refrigerantes
Físicas
Las propiedades físicas dependen principalmente de
la temperatura (excepto la masa molecular). Una información exhaustiva debería
incluir una tabla de propiedades en
función de la temperatura.
Propiedades químicas
Inflamabilidad
Respecto a la inflamabilidad es importante reconocer
si lo es y la temperatura de autoignición.
Toxicidad
La toxicidad se medía antiguamente con una
numeración dad Underwritens Laboratories. La numeración iba de 1 hasta 6,
indicando el número bajo mucha toxicidad. Actualmente se utiliza el criterio de
la A.C.G.I.H (American Conference of Covernmental Industrial Hygiene) de los
Estadps Unidos. Fija valores de concentración máxima umbral o permisible para
distintas sustancias o índice TLV (Threshold limit value). La AIHA (American
Industrial Average) que representa el valor medio ponderado en el tiempo para
una jornada nrmal de 8 horas en una semana laborable de 40 horas al que pueden
estar expuestos los trabajadores de forma continua sin sufrir efectos adversos.
El máximo valor permisible que no debe sobrepasarse, para la gran mayoría de
refrigerantes halógenos, se ha establecido en 1000 ppm, una excepción es el
R-123 con 30 ppm. Por suspuesto el NH3 es un gas tóxico y por tanto su TVL es
mucho más bajo 25 ppm.
Compatibilidad con los materiales
Establece la tolerancia de los refrigerantes con los
materiales con los estará en contacto. Por ejemplo el NH3 no es compatible con
el cobre.
Compatibilidad con el aceite
Es un tema muy importante, los lubricantes son necesarios
para engrasar las partes móviles del compresor y para sellar las camisas de los
cilindros si es alternativo o las cavidades en el caso de un rotatorio. Un
exceso de aceite en el compresor o en el evaporador alteraría las funciones de
estos dos intercambiadores, sobre todo en el caso de existir separación entre
fase líquida del refrigerante y el aceite.
Código para la identificación de refrigerantes
Sitio web que describe con detalle todo lo
referente a la nomenclatura de los refrigerantes: http://www.mundohvacr.com.mx/mundo/2008/01/el-standard-34-de-ashrae-nomenclatura-de-los-gases-refrigerantes/
Base de datos
