Son fluidos de transporte que conducen la energía calorífica desde el nivel a baja temperatura [evaporador] al nivel a alta temperatura [condensador], donde pueden ceder su calor.

Los atributos que deben considerarse en los sistemas de compresión de vapor son:
• El punto de ebullición normal.
• El punto de condensación normal.
Ambos deben encontrarse a temperaturas y presiones manejables y seguras para reducir los riesgos de entrada de aire al sistema.
Adicionalmente, el punto crítico debe ser lo más alto posible para hacer más eficiente el proceso de evaporación.

Dentro de estos conseguimos los naturales como el amoníaco(NH3), hidrocarburos como el propano (R290), butano (R600),entre otros. Estos se comportan de forma estable y son creados por la naturaleza.

Existen otros tipo de Refigerantes conocidos como Mezclas.

Dentro de las mezclas conseguimos dos tipos, las mezclas Azeotrópicas y las Zeotrópicas.

La primeras, las Azeotrópicas están conformadas por 2 ó mas sustancias puras o simples,son estables y sus moléculas se mantienen unidas en cualquier fase en la que se encuentre. Se notan con la cifra “5″  por ejemplo R502

Las Zeotrópicas.

Se identifican por un número de tres cifras que comienza con la cifra “4″, seguido de una letra para diferenciar diversas proporciones de mezcla de las mismas sustancias químicas, como por ejemplo: R401A, R401B.
Están formadas por dos o más sustancias simples o puras, que al mezclarse en las cantidades preestablecidas generan una nueva sustancia la cual tiene temperaturas de ebullición y condensación variables.
Para estas mezclas se definen el punto de burbuja como la temperatura a la cual se inicia la evaporación y el punto de rocío como la temperatura a la cual se inicia la condensación. También se requieren definir otras características como el Fraccionamiento, que es el cambio en la composición de la mezcla cuando ésta cambia de líquido a vapor (evaporación) o de vapor a líquido (condensación), y el deslizamiento de la temperatura, que es el cambio de temperatura durante la evaporación debido al fraccionamiento de la mezcla.

Estas mezclas aceptan lubricantes minerales, Alquilbenceno o polioléster, según los casos, facilitando enormemente el retrofit; ejemplos: R404A, R407A, R407B, R407C,R410A, R410B.
Las mezclas zeotrópicas deben ser cargadas en su fase de líquido en razón de la tendencia de fraccionamiento en estado de reposo. Cuando se requiere cargar en estado de vapor, debe recurrirse a emplear un dispositivo intermedio de trasvase.

Es muy importante comprender que al cargar estos refrigerantes el recipiente , cilindro,bombona debe estar boca abajo, para asegurar que el contenido sea la mezcla requerida por el equippo intervenido.

Se debe chequear siempre la compatibilidad con el refrigerante, según el fabricante del compresor.

Otro punto a considerar es la presión de trabajo de estos, son altos en comparación a los refrigerantes R22-R12 entre otros.Si se llegara a utilizar un manómetro que no sea para medir altas presiones, podría dañarse con facilidad

Una recomendación, es NO comprar este tipo de refrigerante por kilogramos, como se acostumbraba con los refrigerantes R22-R12.

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Fuente: Manual de Buenas Prácticas en Refrigeración. FONDOIN.

En zonas remotas o aisladas, casas de campo, etc es necesario utilizar frigoríficos que no dependan exclusivamente de la electricidad para la producción de frío. Es normal en estas zonas, que o bien no exista suministro eléctrico, o este no sea suficientemente constante Para este tipo de necesidad, existe desde los años 30 una serie de frigoríficos que funcionan indistintamente a corriente eléctrica (12v, 125v, 220v), o con botellas de gas butano, propano, o kerosene?

Cuando uno pregunta ¿cómo funciona exactamente esta nevera o congelador?, lo normal es que el vendedor, no sepa exactamente que decir.

Las neveras o congeladores domésticos que solo funcionan conectados a la red eléctrica son muy sencillos y cualquiera puede explicar su funcionamiento, ¿pero cómo funciona una nevera gas o kerosene?

Mucho se piensa del funcionamiento de estos artefactos a continuación la explicación de cómo funcionan.

La nevera o congelador de gas butano o kerosene, funciona por la ABSORCIÓN de temperatura de un LÍQUIDO AL EVAPORARSE, habitualmente amoníaco.

La nevera o congelador de gas butano, funciona por la energía entregada por un pequeño quemador de gas butano. Este quemador evapora amoníaco de una disolución de agua y amoníaco, lo cual enfría los alimentos. El amoníaco se vuelve a adsorber con agua en el ABSORBEDOR, donde el ciclo comienza de nuevo.

A continuación el esquema muestra el proceso de absorción:Ciclo de Amoníaco

En primer lugar, tenemos un depósito con una disolución fuerte de gas amoníaco en agua. No debemos confundir esta disolución con el amoníaco habitualmente empleado en limpieza que tiene una concentración mucho menor.

Un quemador de gas, muy parecido a la llama piloto de un calentador de gas, genera calor a un calentador fijado al depósito de amoníaco. Junto a este calentador, hay otros del tipo eléctrico (resistencia) que funcionan a 12v, 125v, ó 220v cuando la nevera funciona a red y no a gas. El calor generado, evapora el amoníaco del agua, el cual pasa por un sifón a partir del cual cualquier resto de agua o vapor de la misma vuelve al depósito, mientras que el gas de amoníaco sigue su curso.

El amoníaco gaseoso, entra en el CONDENSADOR, este es un tubo fino y bien  refrigerado por el aire circundante (aire del ambiente), en esta situación, el vapor de amoníaco se CONDENSA (de ahí su nombre), debido a la presión dentro del condensador y a la reducción de temperatura, por tanto en este elemento el amoníaco gaseoso pasa a estado líquido (amoníaco puro licuado).A continuación el amoníaco, pasa al evaporador, que se encuentra dentro de la nevera o congelador. Este elemento es sencillamente un tubo de gran sección donde el amoníaco puede evaporarse fácilmente. Para facilitar esta operación, el amoniaco se mezcla con un poco de gas hidrógeno, lo cual disminuye su temperatura de evaporación. Es en este lugar donde se genera frío, al absorber el amoníaco el calor necesario para su evaporación.

El amoniaco evaporado, junto con el hidrógeno, pasan al ABSORBEDOR, donde el amoníaco es absorbido (de ahí su nombre) en agua, la cual cae por gravedad al depósito mencionado al inicio, y todo el proceso vuelve a repetirse.

El hidrógeno, es una pequeña cantidad de gas que se inyecta en la fabricación del aparato, y que circula libremente entre el condensador y el absorbedor.

Tanto el CONDENSADOR como el ABSORBEDOR son elementos que generan calor y por tanto deben estar bien ventilados, pues de lo contrario se pierde rendimiento.

Como pueden ver el sistema no tiene ningún elemento móvil ni compresor de ningún tipo, todo funciona simplemente por la energía emitida por la pequeña llama de gas butano y el ciclo de absorción del amoníaco al evaporarse. Esto hace que estas neveras o congeladores sean especialmente silenciosos y duraderos. Su autonomía es también bastante grande, pues solo consumen unos 500 gr de gas butano al día, lo cual da para unos 25 días con una bombona de 12,5 Kgr a plena carga.

Pasos a seguir en caso de ser necesario abrir el sistema de refrigeración:

  1. Recuperar el refrigerante.
  2. Limpiar exhaustivamente el interior con solvente aprobado[CF20] y nitrógeno.
  3. Cambiar filtro(s).
  4. Prevenir y corregir fugas. Verificar hasta estar 100% seguro.
  5. Eliminar GNC (gases no condensables) y humedad mediante alto vacío [el grado dependerá del tipo y tamañode sistema].
  6. Cargar la cantidad CORRECTA de refrigerante.
  7. No sobrecargar de refrigerante el sistema.
  8. Probar el sistema bajo todas las condiciones de operación.
  9. Reutilizar, reciclar o regenerar el refrigerante recuperado,según corresponda.

Fuente : Manual Buenas Prácticas de Refrigeración 2011.

De realizar vacío o no, dependerá el funcionamiento del sistema de refrigeración.

¿Que es el  vacío?

Es el ambiente correspondiente a un estado en el cual la presión es inferior a la de la atmósfera.

Objetivos del Vacío:

El objetivo principal es eliminar aire (y con el N2 y O2 ), así como la humedad.La relación entre el agua y el vació es muy simple, así como la relación entre la humedad y el vació: cuanto mas baja sea la presión obtenida menor humedad de agua y cantidad de aire en el sistema. Es más difícil eliminar agua en forma liquida de un sistema que en forma gaseosa.

Para mantener la evaporación tenemos que obtener una presión mas baja que la presión del vapor del agua a la temperatura de trabajo.

¿Cómo medirlo?

El nivel de vacío dependerá de algunos factores como:

Volumen en m3/h de la bomba de vació
Volumen total de los tubos.
Volumen del sistema y tipo del mismo.
Contenido de agua en el sistema.
Se tardaría 16 veces mas lograr el vació en un nivel fijado si se usa un tubo de ¼ en lugar de uno de ½ así como el doble de tiempo si el tubo mide 2 metros en lugar de 1 metro. A menudo,el medidor esta instalado muy cerca de la bomba de vació, donde evidentemente se mide
presiones mas bajas.
El contenido de humedad es el parámetro mas variable , y al mismo tiempo es el que mas influye en el tiempo de vació. El tiempo para lograr el vació depende pues del sistema y del contenido de agua del mismo.

Algunos fabricantes como Dupont recomiendan que el  “Nivel de vacío adecuado” sea de 500 micrones, si se trabaja con aceite mineral o aceite alkilbenceno. 250 micrones, si se trabaja con aceite polioléster. Cuando se llegue al vacío respectivo se debe esperar que el vacuómetro mantenga la lectura, al menos 15 minutos. Si el vacío se empieza a perder, se tiene fuga en el sistema. Se tendrá que proceder nuevamente a encontrar la fuga.

  • Mezcla de propano Isobutano(R290/R600a) punto de evaporación -31.5°C.
    • Esta mezcla se usa para aparatos comerciales. Es solución para electrodomésticos pero en caso de trabajar con R600a se debe cambiar el compresor, pues las especificaciones termofísicas son diferentes. Hasta el presente ASHRAE denomina la mezcla de dos formas según la proporción . La mezcla más conocida es 56%/44%  R-436A y  52%/ 48% R-436B .
    • Por seguridad no  debe tratar de mezclar Isobutano y propano usted mismo porque el procedimiento es delicado y puede ocasionar accidentes, por otra parte la calidad de la mezcla no se puede controlar facilmente.
    • CARACTERÍSTICAS  DE LA MEZCLA R290/R600a
    •  Esta es una mezcla zeotrópica con capacidad similar al R12. El COP (coeficiente de desempeño) es 10% superior generando menores costos de funcionamiento. La presión de condensación es menor.

    Fuente: Guía de uso de Hidrocarburos FONDOIN.

Bienvenidos a este espacio donde se pretende dar información acerca de las nuevas tendencias en el mundo y  en Venezuela del uso los refrigerantes en la refrigeración comercial e industrial.

Debido al deterioro de la capa de ozono, más que demostrada, los países del mundo se han puesto de acuerdo por medio de pactos y acuerdos para reducir los agentes que la contaminan y dañan. En Venezuela actualmente se lleva a cabo la capacitación de técnicos en el área, para el trabajo con estos “nuevos refrigerantes”.Nuestro país como firmante del distintos protocolos, por medio de  el Fondo de Reconversión Industrial (FONDOIN) lleva adelante una serie de cursos  y  capacitaciones financiadas por la Organización de las Naciones Unidas para el Desarrollo Industrial ONUDI, entre otros.

El propano, demominado por ASHRAE como( R-290) y una mezcla Zeotrópica de propano e isobutano (R290/R600a) son algunos de los refrigerantes utilizados por la industria.

Estos refrigerantes poseen condiciones que les permiten reemplazar a  algunos que actualmente se encuentran en el mercado debido a sus condiciones termodinámicas similares y su marginal  incidencia en la capa de ozono.

Mucho  dará que hablar en el mundo con esta “nueva” forma de  hacer  la refrigeración.

William A. Campos D.

Ing. Mecánico

Gráfico de Mollier Propano R-290

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