Refrigerantes

La mayoría de los refrigerantes utilizados actualmente son sustancias obtenidas por síntesis química y, por consiguiente, tienen propiedades ideales para el propósito específico. Muchos de ellos, sin embargo, tienen efectos negativos sobre el medio ambiente, en particular tienden a destruir la capa de ozono (es decir, tienen un alto potencial de agotamiento del ozono) o contribuyen directamente al efecto invernadero (es decir, ).

Nomenclatura de los refrigerantes:

CFC = cloro fluoro carbono, elevado OPD

HCFC = hidro cloro fluoro carbono, bajo OPD, elevado GWP

HFC = hidro fluoro carbono, OPD nulo, elevado GWP

HFO = hidro fluoro olefinas, OPD nulo, bajo GWP

HC = hidrocarburos, ODP nulo, GWP despreciable

Amoniaco, CO2 = ODP nulo, GWP nulo o despreciable

Por esta razón, muchos países ya han adoptado medidas para prevenir o limitar el uso de refrigerantes con CFC y HCFC (Protocolo de Montreal, 1992) y están decidiendo el futuro de los HFC a favor de los refrigerantes con un PAO bajo o nulo.

Estos últimos incluyen fluidos naturales tales como dióxido de carbono, amoníaco, propano y otros hidrocarburos. No obstante, se trata de fluidos no diseñados para ser refrigerantes y, por lo tanto, menos eficientes que los refrigerantes sintéticos, además de tener ciertas características negativas, tales como corrosividad o explosividad. Sin embargo, sus bajos niveles de GWP y ODP significan que están destinados a ser los refrigerantes más utilizados en el futuro.

A continuación se muestra una lista de los principales refrigerantes utilizados en refrigeración:

CFC-12 (R12): uno de los más utilizados en el siglo pasado hasta que fue prohibido por su alto ODP (apartir de 1996), junto con todos los CFC.

HCFC-22 (R22): Esto combina excelentes propiedades químicas y físicas con alto rendimiento volumétrico, y se ha utilizado en muchas aplicaciones de aire acondicionado y refrigeración. Su ODP es bastante baja (0,05) pero no nulo. Por esta razón, se decidió su eliminación gradual a partir de 2010, y después de 2015 ya no se puede fabricar ni regenerar.

HFC-134A (R134A) :Esto ha reemplazado al CFC-12 en refrigeradores domésticos y acondicionadores de aire para automóviles. Su ODP es cero pero su GWP es bastante alto. Debido a su baja presión de funcionamiento (2-3 veces inferior a la de todos los otros refrigerantes), también se utiliza en grandes unidades de aire acondicionado con compresores centrífugos, pero no es adecuado para sistemas de refrigeración industrial debido a su baja eficiencia a bajas temperaturas.

HFC-404A (R404A) :Esta es una mezcla de tres refrigerantes que pueden reemplazar el R22 principalmente en aplicaciones de refrigeración, especialmente a bajas temperaturas, sin necesidad de rediseñar las unidades de refrigeración. Tiene un alto GWP (3780) y por esta razón muchos países ya han decidido eliminarlo, un proceso que se extenderá a toda la Unión Europea tras la revisión de la norma F-gas.

HFC-507A (R507A): Esto es una mezcla de dos refrigerantes que pueden reemplazar el R22, principalmente para la aplicación de refrigeración, equivalente a HFC-404A en términos de ambas debilidades, en particular el GWP (3900) y el uso previsto.

HFC-422A, 422D, 417A (R422A, R422D, R417A):Estas son mezclas de refrigerantes sintéticos con niveles de GWP no despreciables destinados a reemplazar R22 donde R404A no es ideal debido a los problemas descritos anteriormente.

HFC-407F (R407F): Esta es otra mezcla que es idéntica a R407C sin embargo con una proporción diferente de componentes. Tiene un GWP de 1800 y se utiliza para reemplazar R22, R507A y R404A en aplicaciones de refrigeración.

HFC-410A (R410A): Actualmente una de las soluciones más utilizadas, se trata de una mezcla de dos refrigerantes que pueden reemplazar a R22 en aplicaciones de aire acondicionado y, en el futuro, potencialmente en aplicaciones de refrigeración (reemplazando R404A), sin embargo requieren rediseño de unidad debido a la alta presión de funcionamiento (Dos veces el de los refrigerantes tradicionales). El rendimiento de refrigeración es alto.

HFO-R1234YF (R1234YF): Se trata de un refrigerante recién ideado destinado a reemplazar R134A en sistemas de aire acondicionado de automóviles. Tiene un GWP muy bajo (6), sin embargo su inflamabilidad representa una barrera para su uso en diferentes aplicaciones.

HFO-R1234ze (R1234ze): como el anterior, esta nuevo refrigerante es un candidato para reemplazar el R134A en aplicaciones domesticas, comercial o industrial. también presenta un limitado GWP, y limitada inflamabilidad sólo a temperaturas elevadas. 

Propano (R290):este hidrocarburo esta presente como gas natural o como producto de la industria del petróleo. A causa de la elevada explosividad su uso está actualmente limitado a unidades de refrigeración o acondicionamiento con baja carga de refrigerante (<200g) y por lo tanto baja capacidad frigorífica o para aplicaciones con capacidad más elevada en las que es necesario prestar particular atención a la seguridad. 

Butano e Isobutano (R600, R600a):  son hidrocarburos presentes como gas natural o en producto de la industria del petróleo. A causa de la elevada explosividad su uso es actualmente limitado a unidades frigoríficas de limitada capacidad típicamente para uso doméstico.

Amoniaco (R717): es un fluido natural, OPD y GWP nulos, sin embargo presenta toxicidad, corrosividad y explosividad llamado a ser todavía un refrigerante para nichos. Es utilizado puramente en máquinas para el acondicionamiento de pequeñas dimensiones con ciclo frigorífico tradicional o en sistemas de refrigeración de grandes dimensiones con ciclo de absorción en mezcla con agua, una tipo muy diferente de aquellas comúnmente utilizadas.

Dióxido de carbono, CO2 (R744): es un fluido natural, OPD nulo, GWP=1, y sin las contraindicaciones de los otros fluidos naturales y como un resultado a favor en los países respetuosos con el ambiente, por ejemplo en el norte de Europa. Sin embargo presenta presiones de operación 10 veces superiores que los otros refrigerantes y no se puede condensar a temperaturas superiores a los 20-25°C . Esto significa que para muchas aplicaciones el circuito frigorífico debe ser modificado para trabajar en condiciones muy críticas, utilizando componentes resistentes a las altas presiones y sistemas de control de las propias presiones. Está en curso el análisis de factibilidad de la sustitución con el R744 del R134a en el acondicionamiento para coches que obviamente impondrá un nuevo diseño de los sistemas utilizados actualmente