El texto expone las ventajas del uso del R290 como refrigerante natural que contribuye al cuidado medioambiental. Además, explica cómo cambian los requerimientos técnicos en su aplicación.
Por Jimy Danelli
En los actuales momentos la humanidad ha sentido en diversas formas el embate del cambio climático, fuertes inundaciones, sequias y nevadas, entre otras consecuencias por los cambios que ha sufrido el medio ambiente, debido a la contaminación proveniente de diversas formas y agentes.
Este impacto hace un llamado a la conciencia a todos los profesionales y técnicos que desarrollamos actividades con los sistemas de refrigeración y aire acondicionado. No solo por el uso de los gases que están afectando al medio ambiente, sino especialmente por los sistemas que de una u otra forma dejan una enorme huella de CO2, ya que sus niveles de eficiencia energética son en ocasiones muy bajos o su uso sin control lleva a consumos de energía innecesarios.
Motivadas por esta grave circunstancia las naciones se ha propuesto metas para la reducción de los combustibles fósiles, el uso eficiente de la energía y la disminución del uso de gases de efecto invernadero, o aquellos que dañen la capa de ozono.
Debido a esto muchas personas comenzaron a prestar atención al impacto del efecto invernadero en el entorno de la vida humana. Por su parte, China comenzó a promover enérgicamente el uso de refrigerantes naturales para eliminar los refrigerantes HCFC con mayor efecto invernadero.
Como una de las alternativas los mencionados HCFC, surgió el R290 (propano) que es un refrigerante natural y respetuoso con el medio ambiente. Este se desarrolló con éxito en 2004 y se utiliza ampliamente en la cadena de refrigeración comercial.
Analicemos algunas aplicaciones que tiene el gas R290 en sistemas de refrigeración comercial.
1. Análisis para realizar la conversión de un sistema comercial a R290
Existen grandes diferencias de características entre el R290 y los refrigerantes comúnmente utilizados en otros sistemas pequeños totalmente cerrados. Por lo tanto, en muchos casos, es necesario realizar un diseño detallado de forma específica.
1.1. Presión de trabajo
Cuando la temperatura de evaporación es de -25 °C, la presión de trabajo del R290 es el 190% del R134a. Y es aproximadamente el 80% del R404A. Como resultado, al diseñar el evaporador, tiene que ser similar al R404A.
Si se condensa a 50 °C, la presión de trabajo del R290 es el 140% del R134a, y el 73% del R404A. Por lo tanto, la tubería del sistema original de R404A puede cumplir los requisitos del R290 en cuanto a la resistencia a la presión.
1.2. Llenado de refrigerante
Para el sistema de refrigeración del R404A o R134a, si no cambiamos el condensador y el evaporador, el volumen de llenado de R290 es el 40% de ellos.
En cuanto a las normas pertinentes, para un sistema de ciclo de refrigeración simple, el volumen máximo de llenado de R290 es de 150 g.
Para cumplir con dicha norma se deben tomar las siguientes medidas en el proceso de diseño: reducir la adecuación del diámetro interior de la línea de condensación, acortar la longitud del condensador, aumentar la eficiencia de intercambio de calor, reducir el volumen del evaporador y mejorar la eficiencia de intercambio de calor.
1.3. Selección del material
El R290 tiene una alta solubilidad mutua con el aceite mineral. Algunos compresores de R290 utilizan los mismos aceites POE que los compresores de R404A y R134a. En el circuito de refrigeración el R290 no tiene sustancias químicas activas, por tanto, no presenta problemas específicos.
1.4. Elección razonable del dispositivo de estrangulamiento
El estrangulamiento de la tubería capilar es una forma confiable y económica para los pequeños refrigeradores comerciales. Para los frigoríficos comerciales con el mismo rendimiento y especificaciones, el caudal del tubo capilar es el mismo que el del sistema R404A.
En cuanto a las características de refrigeración del propano, cuando se produce el sobrecalentamiento adecuado en el aire de retorno, el sistema mejorará la eficacia de la refrigeración. Por tanto, es necesario intercambiar el tubo capilar con el tubo de aire de retorno. En términos de estructura, se puede tomar prestado el sistema similar al R404A.
1.5. Medidas de seguridad
La tubería debe cumplir los requisitos de presión. El lado de alta presión del sistema debe soportar 3,5 veces la presión de saturación del propano a 70 °C, es decir, 87 bares. Y el extremo de baja presión debe soportar 5 veces la presión de saturación del propano a 20 °C, es decir, 36,8 bares.
Al diseñar la tubería, también es necesario reducir al máximo las juntas de soldadura para evitar fugas de soldadura.
Si se trata de un sistema de refrigeración grande, y el volumen de llenado es superior a 150 g, es necesario descomponerlo en dos sistemas pequeños relativamente independientes. Y el volumen de llenado de cada sistema pequeño es inferior a 150 g.
Es preferible que el evaporador no tenga una parte expuesta fuera de la capa de espuma. De esta manera, incluso si la tubería tiene fugas, la velocidad de funcionamiento en el exterior será muy reducida. Esto mantendrá la concentración de propano lejos del límite inferior de explosión.
Beneficios del gas R290 en refrigeración
* Produce una refrigeración respetuosa con el medio ambiente.
* Es un refrigerante natural con un bajo potencial de calentamiento global (GWP de 3).
* Gracias a las propiedades termodinámicas del R290, su eficiencia es elevada.
* Los compresores de menor cilindrada aumentan la eficiencia en los equipos industriales.
Imagen Cuidado capa de ozono
Ventajas de la refrigeración R290
La tecnología de refrigeración R290 tiene las siguientes ventajas:
* Eficiencia energética. Gracias a sus propiedades termodinámicas y a su alto rendimiento, su consumo de electricidad será menor y, por tanto, habrá una reducción de los costos de electricidad.
* Adaptabilidad al clima. Se ha demostrado que el gas R290 se adapta mejor a los climas cálidos que los Hidro Fluoro Carbonados HFC.
* Eficiencia técnica. En compresores de menor desplazamiento aumentan la eficiencia en los equipos industriales y el rendimiento en los equipos comerciales también es alto.
* Amplia gama de aplicaciones. El refrigerante R290 es totalmente válido en sistemas y equipos tanto de carácter comercial como industrial.
* Compatibilidad. Buena compatibilidad con otros componentes.
* Rendimiento. Carga reducida del refrigerante R290, que produce el mismo rendimiento que otros refrigerantes con solo un 40%.
* Alternativa ecológica a largo plazo. Aunque existe una normativa vigente, se trata de un gas natural, que ha tenido una buena acogida en el mercado de los refrigerantes.
Puntos a tener en cuenta del R290
Después de analizar los beneficios y las ventajas que tiene este refrigerante natural, ahora echemos un vistazo a algunos de los detalles menos conocidos por la mayoría, que corresponden a los aspectos técnicos del R290 y valen la pena ser mencionados en esta oportunidad.
El propano pertenece a la clasificación de refrigerantes de hidrocarburos y junto con el isobutano, son los refrigerantes de hidrocarburos más populares que se utilizan en la actualidad.
Ya se ha mencionado brevemente, pero el mayor argumento de venta del R290 es su respeto por el medio ambiente. El propano tiene un potencial de agotamiento de la capa de ozono nulo y un potencial de calentamiento global de solo 3 GWP (Global Warming Potential). Esto supera incluso a algunos de los nuevos refrigerantes HFO (hidrofluoroolefinas).
El R290 tiene una gran variedad de aplicaciones en las que se puede emplear, incluyendo la refrigeración comercial, las máquinas expendedoras, las máquinas de hielo, la refrigeración industrial, el aire acondicionado residencial y comercial, los enfriadores industriales y mucho más.
El gas propano es inflamable
Una vez más hay que decir que el propano es altamente inflamable y está clasificado como tal a través de las directrices de seguridad ASHRAE. Esto significa que hay que tener mucho cuidado cuando se trabaja con él y realizar todos los procedimientos de seguridad adecuados.
Debido a la reducción progresiva de los HFC en todo el mundo, la demanda de refrigerantes de hidrocarburos como el propano ha aumentado exponencialmente. Junto con esa demanda ha llegado la innovación, ya que estamos viendo nuevas y mejores formas de utilizar el R290 en diversos sistemas.
Debido a su naturaleza inflamable, los sistemas que utilizan propano tienen su cantidad de carga estrictamente limitada por los gobiernos y las agencias mundiales.
En Venezuela la Fundación Fondo de Reconversión Industrial y tecnológica (FONDOIN) ha venido desarrollando la Formación De Buenas Practicas de Refrigeración y Aire Acondicionado para los profesionales del ramo, impulsado el uso del propano como refrigerante alternativo para muchos sistemas domésticos y comerciales.
* Jimy Danelli es asesor de mantenimiento en aire acondicionado y refrigeración. Pueden escribirle al correo electrónico: [email protected]
