Material de refrigerantes

REFRIGERACIÓN Y AIRE ACONDICIONADO
PROF. ROBERTO RODRÍGUEZ RAMÍREZ
REFRIGERANTES
Refrigerantes y la capa de ozono
La palabra ozono se ha vuelto parte de la terminología diaria. Una capa fina capa en la atmosfera alta de la tierra contiene ozono. La capa de ozono actúa como filtro contra los rayos ultravioletas del sol. Esta protege los humanos, las plantas y la vida marina de los efectos dañinos de estos rayos.
Los científicos han encontrado que la ventilación de los clorofluorocarbonos (CFCs) de algunos refrigerantes puede dañar la capa de ozono. Los CFCs destruyen la capa protectora de la atmosfera de la tierra. Este conocimiento ha llevado al desarrollo a lo que se refiere a las regulaciones de EPA (Agencia de protección ambiental). Estas regulaciones identifican los tipos de refrigerantes que pueden ser producidos. Además regulan como los refrigerantes pueden ser utilizados.
La mayoría de los refrigerantes comúnmente utilizados hoy día están clasificados en cuatro áreas:
· Clorofluorocarbonos (CFCs).
· Hidroclorofluorocarbonos (HCFCs).
· Hidrofluorocarbonos (HFCs).
· Mezclas de refrigerantes (azeotropicas y zeotropicas).
Identificación de los refrigerantes por números y código de colores
Los refrigerantes son identificados por números. El sigue la letra R, que significa refrigerante. Este sistema de identificación ha sido implementado por la Sociedad Americana de Ingenieros en Calefacción, Refrigeracion y Aire Acondicionado (ASHRAE). El técnico se familiarizara con los números de los refrigerantes así como con su nombre.
Los cilindros de los refrigerantes también están codificados por colores para permitir la fácil identificación del refrigerante que ellos contienen. Esto ayuda a prevenir la mezcla accidental de los refrigerantes en los sistemas. Siempre lea la etiqueta e identifique el refrigerante antes de utilizar un cilindro. El código de colores no es un requerimiento para todos los fabricantes. Los cilindros para recuperar refrigerante son color gris con el extremo amarillo.
Refrigerantes CFC
Los primeros refrigerantes a base de halógeno (hidrocarburos florinados) fueron desarrollados sobre sesenta años atrás. Estos refrigerantes estaban compuestos de cloro, flúor y carbón, y fueron llamados clorofluorocarbonos (CFCs).
Estos refrigerantes son bajos en toxidad, no corrosivos y compatibles con otros materiales. Estos son no flamables o explosivos, pero en cantidades medidas no pueden ventilarse donde hay flamas o elementos eléctricos. El calor puede causar que se rompa en sus elementos, causando daño al tejido humano. Ellos son dañinos particularmente al sistema respiratorio. Los refrigerantes comunes CFCs incluyen R-11, R-12, R-113, R-114, R-115, R-500, R-502 y R-503. R-500, R-502 y R-503 son mezclas azeotropicas pero son clasificados como CFCs por la Sociedad Americana de Ingenieros en Calefacción, Refrigeracion y Aire Acondicionado (ASHRAE).
Los CFCs se piensa son los mayores causantes del deterioro del ozono. Por acuerdo internacional, no se fabrica desde 1995. Sin embargo, son utilizados en equipos existentes residenciales.
Debido a leyes que prohíben la ventilación de los CFCs a la atmosfera, nuevos procedimientos y equipos han sido desarrollados. Estos son utilizados para recuperar, reciclar y restituir los refrigerantes que contienen CFCs.
Refrigerantes HCFC
Los hidrocarburos (HCFCs) son compuestos moleculares de metano o etano en combinación con halógeno. Esto hace una nueva molécula considerada parcialmente halógena.
Los HCFCs tienen un periodo de vida mas corto y causan menos daño a la capa de ozono que los completamente halogenados CFCs. Pero tienen un potencial de reducción al calentamiento global. HCFCs R-22 y R-123 son considerados para ser refrigerantes interinos. Estos serán utilizados hasta que haya reemplazos disponibles. La EPA requiere el desfase de los HCFCs para el ano 2030.
Refrigerantes HFC
Los hidrocarburos (HFCs) incluyen refrigerantes como R-134a y R-23. Estos son diferentes de los clorofluorocarburos-estos contienen uno o mas átomos de hidrogeno y no contienen átomos de cloro. Los HFCs son considerados a tener cero potencial de reducción de ozono. Estos tienen un ligero efecto en el calentamiento global.
El R-134a es típicamente usado en sistemas nuevos que han sido diseñados para el uso de este. Sin embargo el concepto de que el R-134a es un reemplazo fácil para el R-12 no es correcto. Cuando se usa R-134a en un sistema retroalimentado, numerosas cosas deben ser consideradas. La retroalimentación es el poner al día un sistema con los nuevos estándares. El R-134a no mezcla con aceites minerales o alquibencinos. Aceite sintético debe ser usado para la lubricación de los sistemas con hidrofluorcarburos; los aceites existentes deben ser reemplazados.
El uso de unidades propias de recuperación son necesarias para la remoción del R-12. Hay otra cantidad de factores que deben ser considerados. Estos incluyen el desempeño, cambio en componentes, material existente y compatibilidad con el aceite lubricante. Antes de retroalimentar un sistema, el técnico deberá cotejar con el fabricante para asegurarse que es propio.
Mezclas de refrigerantes (Azeotrópica-Zeotrópica)
Otra categoría mas reciente de los refrigerantes es la de mezclas, comúnmente conocidas como azeotrópicas y zeotrópicas. El uso de refrigerantes mezclas esta incrementándose. Las mezclas azeotrópicas no cambian o se separan en composición cuando se usan en sistemas de refrigeración. Los refrigerantes zeotrópicos son también mezclas consistentes de varios refrigerantes. Cuando se emplean en un sistema de refrigeración, su composición volumétrica y temperatura de saturación cambian.
Requerimiento para refrigerantes
Un fluido como refrigerante debe tener ciertas propiedades:
· Este debe segur los estándares establecidos por EPA.
· No debe ser toxico (si se inhala o cae sobre la piel) y ni venenoso.
· Debe ser no explosivo.
· No puede ser corrosivo.
· Debe ser no flamable.
· Escapes fáciles de detectar y localizar.
· Deberá operar a una baja presión (teniendo un bajo punto de ebullición).
· Deberá ser un gas estable.
· Compatible con los aceites lubricantes.
· Poseer un alto volumen por libra de control refrigerante.
· Tener alto calor latente de evaporación por libra para producir buen efecto de enfriamiento por libra bombeada.
· Tener un bajo volumen de vapor por libra. Esto puede reducir el desplazamiento del compresor requerido.
· Poseer una pequeña diferencia posible entre la presión de evaporación y la presión de condensación. Esto aumenta la eficiencia de bombeo.
· Deberá cumplir con los requerimientos de EPA de sus reglas y regulaciones.
La presión normal en un sistema de refrigeración deberá mantenerse lo mas cercano posible a la presión atmosférica. Una diferencia excesiva podrá causar escapes y sobre trabajo.
La comparación estándar de los refrigerantes, según usados en la industria de la refrigeración, esta basada en las temperaturas especificas de evaporación y condensación. La temperatura de evaporación es de 5°F y la temperatura de condensación es de 86°F.
Uso de la curva presión-temperatura
La presión del refrigerante puede ser hallada a cualquier temperatura usando esta curva.
Cuando se use esta curva, mantenga presente:
· La temperatura del refrigerante en el evaporador esta cerca de 8°F a 12°F mas fría que el evaporador cuando el compresor esta activado.
· La temperatura del refrigerante en el evaporador es la misma que la temperatura del evaporador cuando el compresor esta apagado.
· La temperatura del refrigerante en un condensador enfriado con aire es aproximadamente 30°F a 35°F más alta que la temperatura ambiente.
· La temperatura del refrigerante en un condensador enfriado con agua es aproximadamente 20°F más alta que el agua a la salida del drenaje.
· La temperatura del refrigerante en el condensador será la misma a la del medio condensante después de 15 a 30 minutos de apagada la unidad.
Agrupación y clasificación de los refrigerantes
Los refrigerantes han sido catalogados por varias organizaciones. Estas han llegado a las mismas conclusiones a niveles de toxidad y flamabilidad de los refrigerantes. Toxidad es la habilidad del refrigerante a ser dañino o fatal a su exposición crónica. Esta exposición puede ser por contacto, inhalación o ingestión.
Algunas de estas organizaciones son ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers), HMIS (Hazardous Material Identification System), NFPA (National Fire Protection Association), NRSC (The National Refrigeration Safety Code) y NBFU (National Board of Fire Underwriters).
La clasificación de toxidad de ASHRAE de los refrigerantes es indicada por la asignación de una letra, A o B. Los refrigerantes de clasificación A son aquellos que no han sido identificados que tengan nivel de toxidad. Los refrigerantes de clasificación B tienen un nivel de toxidad que ha sido identificado. El estándar usado para determinar esta concentración es por debajo o por encima de 400 ppm.
La clasificación de flamabilidad es indicada por números: 1 (no flamabilidad identificada), 2 (baja flamabilidad) o 3 (alta flamabilidad).
La clasificación general de la ASHRAE en base a estos criterios es de tres grupos:
1. no tóxicos, no explosivos y no flamables.
2. algo tóxicos, algo explosivos y algo flamables.
3. altamente tóxicos, altamente explosivos y altamente flamables.
Refrigerantes de grupo A
Los refrigerantes en este grupo pueden ser utilizados en grandes cantidades en cualquier instalación. Las cantidades permitidas están especificadas por La “American Standard Safety Code for Mechanical Refrigeration. Las cantidades son:
· Hasta 20 libras en cocinas de hospitales.
· Hasta 20 libras en sistemas residenciales de acondicionadores de aire.
· Hasta 50 libras de uso residencial con precauciones tomadas.
· Hasta 50 libras en montajes públicos.
Algunos refrigerantes en el grupo A son:
R-11 Triclorofluorometano (CCL3F)
R-12 Diclorodifluorometano (CCL2F2)
R-22 Clorodifluorometano (CHClF2)
R-134a Tetrafluoroetano (CF3CH2F)
R-500 73.8% R-12 y 26.2% R-152a
R-502 48% R-22 y 51.2% R-115
R-507A 50% r-125 Y 50% r-134a
R-744 Dióxido de carbón CO2
Los clorofluorocarburos en el grupo A están siendo reemplazados por los fabricantes. Los refrigerantes alternativos están siendo usados. Esto es en acuerdo con las regulaciones de EPA, concerniente al efecto de los CFCs sobre la capa de ozono de la tierra.
R-11 Triclorofluorometano (CCL3F)
El R-11 es un producto químico sintético que puede ser utilizado como refrigerante. Es estable, no flamable y no toxico. Esto significa que no quema y que no es venenoso. Es considerado ser un refrigerante de baja presión. A 5°F tiene un vacio del lado de baja de 24"Hg. La presión del lado de alta a 86°F es de 3.6 psig. El calor latente a 5°F es de 84.0 Btu/lb.
Este refrigerante es extensamente utilizado en sistemas grandes con compresores centrífugos. Tanto como 35 libras de este refrigerante pueden ser usadas por 1000 pies³ de espacio de aire acondicionado. Los escapes son detectados con solución de agua de jabón, antorcha de haluros o detector electrónico de escapes. El color del cilindro donde viene envasado es naranja. Su punto de ebullición a presión atmosférica al nivel del mar es de 74.8°F.
R-12 Diclorodifluorometano (CCL2F2)
El R-12 fue usado en la mayoría de las aplicaciones domesticas de refrigeración y aire acondicionado automotriz antes de 1997. Debido al impacto sobre la capa de ozono de la tierra, la producción del R-12 en Estados Unidos fue detenida, quedando un inventario limitado para uso de servicio. La inmensa mayoría de los sistemas de acondicionadores de aire automotriz dejaron de utilizar R-12 en 1995 y hoy día utilizan R-143a.
El R-12 es incoloro, casi un liquido inodoro. Tiene un punto de ebullición de ¯21.63°F (¯21.7°F) a presión atmosférica. Es no toxico, no corrosivo, no irritante y no flamable.
Químicamente es inerte a temperaturas ordinarias y térmicamente estable por encima de 800°F. Esta temperatura esta por encima de la temperatura de operación segura de la mayoría de los materiales y lubricantes de refrigeración.
El R-12 tiene un calor latente relativamente bajo. En las unidades pequeñas de refrigeración esto es una ventaja. La mayor parte del refrigerante circulando permite el uso de mecanismo menos sensitivo y una operación reguladora positiva. Ha sido empleado ampliamente con compresores reciprocantes, rotativos y centrífugos grandes. Opera a una baja pero positiva presión de descarga y de succión con una buena eficiencia volumétrica.
El R-12 tiene una presión de 11.8 psig a 5°F y una presión de 93.3psig a 86°F. El calor latente del R-12 a 5°F es de 62.8 Btu/lb.
Los escapes del R-12 se detectan con solución de agua de jabón, antorcha de haluros, aditivo colorante de aceite del sistema o detector electrónico de escapes.
No es compatible con el agua lo que se vuelve crítico cuando se mezclan. La solución formada es corrosiva a los metales usados en refrigeración. La adición de aceite mineral al refrigerante no tiene efecto en la acción corrosiva. Esto disminuye la cantidad de decoloración causada por el agua libre. El R-12 es más crítico con el agua que el R-22 y el R-502.
El R-12 es soluble en aceite hasta ¯90°F. Esto ayuda al flujo del aceite en los evaporadores de temperaturas bien frías. El aceite comenzara a separarse a esta temperatura. Debido a que es mas liviano que el refrigerante, este se acumulara en la superficie del refrigerante liquido.
El R-12 viene envasado en una variedad de tamaños de cilindros. El color del cilindro de envase es blanco. El R-134a es un refrigerante HFC para uso como reemplazo para el R-12.
R-22 Clorodifluorometano (CHCLF2)
El R-22 es un refrigerante HCFC. Es un refrigerante sintético desarrollado para instalaciones que se necesitan bajas temperaturas de evaporación.
Se ha empleado exitosamente en acondicionadores de aire y refrigeradores domésticos. También se ha empleado en bombas de calor no industriales y sistemas de enfriamiento de aire con agua (“chillers”) de desplazamiento positivo. Otra aplicación es en unidades de congelación rápida que mantienen una temperatura de ¯20°F a ¯40°F. Para lograr estas bajas temperaturas, no es necesario utilizar R-22 a presiones por debajo de la presión atmosférica. El R-22 es utilizado con compresores reciprocantes y compresores centrífugos.
El R-22 es estable, no toxico, no corrosivo, no irritante y no flamable. Tiene un punto de ebullición de ¯41.44°F a presión atmosférica. La presión normal de descarga a 86°F es de 158 psig. La presión presión del evaporador a 5°F es de 28 psig. El calor latente a 5°F del R-22 es 93.2 Btu/lb.
El R-22 es más amigable con el agua que el R-12, pero debe mantenerse en el mínimo. Secadores deberán usarse para remover la humedad. Debido a la habilidad del agua a mezclarse con el R-22, grandes cantidades de desecantes son necesitadas.
El R-22 tiene una buena solubilidad con el aceite. Esta solubilidad se mantiene alta hasta los 16°F. El aceite se mantiene fluyendo por la succión a temperaturas de hasta ¯40°F. Sin embargo, a temperaturas por debajo de ¯40°F, el aceite comienza a separarse del refrigerante. Debido a que el es mas liviano, se depositara en la superficie del refrigerante liquido.
Los escapes pueden ser detectados con solución de agua de jabón, antorcha de haluros o detector electrónico de escapes. El color del cilindro de envase es verde claro.
R-134a Tetrafluoretano (CF3CH2F)
El R-134a (Etano1,1,1,2-Tetrafluoro) es un refrigerante HFC. Este es usado como reemplazo para R-12 (un refrigerante CFC). Es usado con compresores centrífugos, recirpocantes, de tornillos rotativos y de caracol (“scroll”).
El R-134a es no toxico, no corrosivo y no flamable. Sin embargo, exposición a 75,000 ppm pueden ocasionar irregularidades cardiacas.
Tiene un punto de ebullición de ¯14.9°F. Su temperatura de auto-ignición es de 1,418°F. Su nivel de deterioro de la capa de ozono es 0. El coeficiente de desempeño es ligeramente mas bajo que el R-12. La solubilidad con el agua es 0.11% por peso a 77°F. Su temperatura crítica es 252°F. El color del cilindro de envase es azul claro.
El refrigerante 134a no es compatible con aceites refrigerantes a base mineral y los lubricantes presentes para uso con R-12. Es compatible con aceites polyol ester (POE) para aplicaciones domesticas y aceites glicol polyalquileno (PAG) para aplicaciones de uso automotriz. Verifique con el fabricante para especificaciones exactas.
Cambios numerosos de diseño se han llevado a cabo y han sido implementados para el uso del R-134a. Estos incluyen un 30% de aumento en el tamaño del evaporador y el condensador, cambios en el tipo de desecante (de gel de silicón a tamices moleculares), el empleo de mangas mas pequeñas y 30% en aumento de regulación de control de presión.
Los escapes pueden ser detectados por el uso de solución de agua con jabón, detector de escapes de ultrasonido, detector selectivo de halógenos y detector electrónico de escapes.
El R-134a esta siendo utilizado en el presente en los acondicionadores de aire vehiculares. Ha sido llamado el sustituto para una amplia gama de aplicaciones. Estas incluyen los sistemas de refrigeración y aire acondicionado residenciales, comerciales y en aplicaciones industriales.
Refrigerantes azeotrópicos
Una mezcla de refrigerantes azeotrópicos es un fluido de composición específica con múltiples componentes. A presión atmosférica, esta composición no cambia cuando se evapora o se condensa. El R-500 y el R-502 son ejemplos de refrigerantes azeotrópicos. El R-500 consiste de CFC-12 y HFC-152a. El R-502 consiste de HCFC-22 y CFC-115.
Los refrigerantes azeotrópicos son refrigerantes patentizados. El proceso de fabricación es bastante complicado. El técnico de servicio nunca deberá intentar hacer esta mezcla.
R-500 (R-152a + R-12) (CCL2F2 + CH3CHF2)
El R-500 (Refrigerante CFC) es una mezcla azeotropica de 26.2% R-152a y 73.8% R-12. Es usado en aplicaciones comerciales e industriales. Sin embargo es usado solo con compresores reciprocantes. Tiene una curva presión-temperatura justamente constante. Esta curva es diferente de la curva de evaporación para el R-152a o el R-12.
El R-500 ofrece cerca del 20% más capacidad de efecto refrigerante que el R-12 para el mismo propósito con el mismo tamaño de compresor. La presión de evaporación del R-500 a 5°F es 16.4 psig. Tiene un punto de ebullición a presión atmosférica de ¯28°F. Su presión de condensación a 86°F es de 113 psig. Su calor latente a 5°F es de 82.5 Btu/lb.
El R-500 puede ser usado cuando se requiere mayor capacidad de la que se puede obtener con R-12. Hay un pequeño cambio en la temperatura de condensación. El R-500 es recomendado donde el servicio eléctrico varia de 60 ciclos a 50 ciclos (Hz).
La solubilidad con el agua es altamente crítica. Tiene una alta solubilidad con el aceite. Los escapes se detectan con antorcha de haluros, detector electrónico de escapes, solución de agua de jabón o agentes colorantes de calco.
Dándole servicio a los refrigeradores no presentan problemas inusuales. Ya que el agua es bien soluble con este refrigerante, es necesario mantener la humedad fuera de los sistemas. Esto requiere una evacuación cuidadosa y el uso de secadores. El color del cilindro de envase es amarillo.

R-502 (R-22 + R-115) (CHCLF2 + CCLF2CF3)
El R-502 (refrigerante CFC) es una mezcla azeotrópica de 48.8% R-22 y 51.2% R-115. Ha sido utilizado desde 1961. No es flamable, no corrosivo, prácticamente un liquido no toxico. El R-502 es un buen refrigerante para obtener medias y bajas temperaturas. Es utilizado donde se necesitan temperaturas de 0 a ¯60°F. Es utilizado en aplicaciones de armarios para alimentos congelados, plantas procesadoras de alimentos congelados, neveras de exhibición de alimentos congelados y en unidades para almacenamiento de alimentos congelados y mantecados. Únicamente es utilizado con compresores reciprocantes.
Su punto de ebullición es de ¯50°F a presión atmosférica. La presión de condensación es 177 psig a 86°F. Su presión de evaporación a 5°F es de 35.9 psig. Su calor latente a ¯20°F es 70.8 Btu/lb. El calor latente a 5°F del R-502 es 67.3 Btu/lb.
El R-502 combina muchas de las mejores propiedades del R-12 y el R-22. Da a la unidad la capacidad aproximada del R-22. La temperatura de condensación del sistema es cerca de la misma de los sistemas que usan R-12.
Cuando se emplea R-502, la vida de las válvulas del compresor y otras partes aumenta. Mejor lubricación es posible debido al incremento en la viscosidad del aceite lubricante a bajas temperaturas de condensación. Con R-502 es posible eliminar la inyección de líquido para enfriamiento del compresor debido a la baja presión de condensación. Tal enfriamiento es siempre necesario con el R-22.
El R-502 posee todas las cualidades encontradas en los otros refrigerantes halogenados (fluorocarbónicos). Es no tóxico, no flamable no irritante, estable y no corrosivo. Los escapes se le detectan con solución de agua de jabón, antorcha de haluros o detector electrónico de escapes.
El R-502 puede soportar 1.5 veces mas humedad a 0°F que el R-12. Tiene buena solubilidad con el aceite por encima de 180°F. Por debajo de esta temperatura, el aceite tiende a separarse. Se acumula en la superficie del refrigerante líquido. Sin embargo, el aceite es retornado al compresor a temperaturas hasta ¯40°F. Dispositivos especiales son utilizados en ocasiones para retornar el aceite al compresor. El color del cilindro de envase es violeta.
El R-507, un refrigerante HFC es utilizado para reemplazar al R-502. Esto es siguiendo las regulaciones de EPA concernientes a los CFCs. El R-125, pentafluoretano, es un refrigerante HCFC usado para reemplazar el R-502 en tiendas y supermercados.
Refrigerante 503 (R-23 + R-13) (CHF3 + CCLF3)
El refrigerante 503 (un CFC) es una mezcla azeotrópica de 40.1% R-23 y 59.9% de R-13. Es no flamable no corrosivo, prácticamente un líquido no tóxico. Su punto de ebullición a presión atmosférica es ¯126°F. Esto es más bajo que el de R-23 o el del R-13. Su presión de evaporación a 5°F es 252 psig. Su temperatura crítica es 67°F. Su presión crítica es 592 psig.
Este es un refrigerante de baja temperatura. Es bueno para el uso en la sección baja de los sistemas de cascada. Estos requieren rangos de temperaturas entre los ¯100°F a los ¯125°F. El calor latente de evaporación a presión atmosférica es 77.2 Btu/lb. El calor latente a 5°F es 48.9 Btu/lb.
Los escapes del R-503 pueden ser detectados usando antorcha de haluros, solución de agua con jabón o detector electrónico de escapes. Este refrigerante puede soportar más humedad que algunos otros refrigerantes para bajas temperaturas. Todas las aplicaciones de bajas temperaturas deberán tener secadores. La humedad no en solución con el refrigerante formará hielo en el control de refrigerante.
El aceite no circula bien a bajas temperaturas. En los sistemas de cascada se emplean separadores de aceite y otros dispositivos para retornar el aceite al compresor. Esto es así también para otros equipos de bajas temperaturas. El color del cilindro de envase es aguamarina.
Refrigerante 507A (R-125 + R-143a)
El R-507A es una mezcla azeotrópica de 50% R-125 y 50% R-143a. Es un HFC usado para bajas y medias temperaturas como reemplazo al R-502.
Es incoloro, no flamable y tiene un ligero olor etéreo. El punto de ebullición es a ¯52°F. Su temperatura crítica es 160°F. El R-507A tiene una capacidad ligeramente mayor que el R-502. No es compatible con aceite mineral. El aceite apto es polyol ester. El color del cilindro de envase es azul verdoso.
Los escapes pueden ser detectados con solución de agua con jabón, detector electrónico de escapes, detector selectivo de halógenos o detector florecente de escapes.
Refrigerantes zeotrópicos
Los refrigerantes zeotrópicos son fluidos de dos o más componentes. Por ejemplo el R-401ª es un refrigerante zeotrópico compuesto de HCFC-22, HFC-152a y HCFC-124. Estos componentes tienen diferentes presiones de vapor y puntos de ebullición. Cuando el fluido se evapora o se condensa, los componentes del líquido y el vapor pueden tener diferentes composiciones.
Los refrigerantes zeotrópicos son refrigerantes patentizados. Los procesos de fabricación son complicados. El técnico de servicio no deberá intentar hacer las mezclas.
Refrigerante 401A (R-22 + R-152a + R-124)
El R-401A (UN refrigerante HCFC) es una mezcla zeotrópica de 53% HCFC-22, 13% HFC-152a y 34% HCFC-124. Es un alternativo para CFC-12. Este es usado en la mayoría de los sistemas de medias temperaturas. Ejemplo de estas aplicaciones son los cuartos fríos, exhibidores de alimentos y lácteos, máquinas expendedoras, etc. El color del cilindro de envase es rojo coral.
El R-401ª es compatible con aceite alquibensino, polyol ester u otra mezcla indicada por el fabricante del equipo. Los escapes de refrigerante pueden ser localizados con detector selectivo de halógenos (que identifique compuestos de flúor, cloro, bromo y yodo), detector selectivo (identifica compuestos específicos del refrigerante) y aditivos florecentes.
Refrigerante 406A (R-22 + R-600a + R-142b)
El R-406A es una mezcla zeotrópica de 55% R-22, 4% R-600 (isobutano) y 41% R-142b. Es compatible con los sistemas de R-12, y compatible con aceite mineral y alquibenzino. Trabaja bien con las mangas, válvulas y sellos usados con sistemas para R-12. Sin embargo es importante verificar con el fabricante del sistema en reparación. Esto para asegurar que el uso del R-406A o cualquier otro refrigerante alternativo cancelen la garantía del equipo. El R-406A tiene clasificación 2 de flamabilidad. El color del cilindro de envase es gris verdoso claro. El R-406A es un refrigerante HCFC.
Refrigerantes del grupo B
El grupo B de refrigerantes es toxico. Son venenosos o letales. Exposición severa o crónica por contacto, inhalación o ingestión debe ser evitada. Algunos de los refrigerantes en este grupo incluye: R-40 Cloruro de metilo (CH3CL), R-123 Diclorotrifluoroetano (CHCL2CF3), R-717 Amonia (NH3) y R-764 Dióxido de azufre (SO2).
El R-717 fue uno de los primeros refrigerantes utilizado. Sin embargo, con excepción de los refrigeradores de absorción, este es usado solo en aplicaciones grandes industriales.
En un tiempo, el R-764 fue el refrigerante mas usado en refrigeradores domésticos. El R-764 y el R-40 son raramente usados hoy día. Sin embargo algunas unidades cargadas con dióxido de azufre (R-764) y cloruro de metilo (R-40) se mantienen en uso.
R-123 Diclorotrifluoroetano (CHCL2CF3)
El refrigerante 123 es un HCFC usado como reemplazo para el R-11. Este es usado en compresores centrífugos y aplicaciones de espuma. El R-123 es similar al R-11. Este tiene un bajo punto de ebullición, es un líquido no flamable con reactividad química baja.
El R-123 tiene un punto de ebullición de 82.2°F. Tiene una temperatura crítica de 363°F. Este es incoloro, inodoro y tiene un potencial de reducción de la capa de ozono de 0.016.
El R-123 tiene un coeficiente de desempeño más alto que el R-11. Es compatible con aceite mineral y aceite alquibencino. El color del cilindro de envase es gris claro.
R-717 Amonia (NH3)
El R-717 es comúnmente usado en sistemas industriales. Es un compuesto químico de nitrógeno e hidrogeno (NH3). Bajo condiciones ordinarias es un gas incoloro. Su punto de ebullición a presión atmosférica es de ¯28°F y su punto de fusión desde solido es de ¯108°F.
El bajo punto de ebullición lo hace posible lograr temperaturas considerables por debajo de cero. Esto se logra sin tener que usar presiones por debajo de la presión atmosférica en el evaporador. Tiene un calor latente de 565 Btu/lb. De este modo, efectos grandes de refrigeración son posibles con una maquina relativamente pequeña. Los condensadores para R-717 usualmente son del tipo enfriado con agua aunque también condensadores enfriados con aire se han desarrollado. La presión del evaporador a 5°F es de 19.6 psig. La presión de condensación es 155 psig a 86°F.
El R-717 es un tanto flamable. Con cantidades propias de aire, este puede formar una mezcla explosiva. Sin embargo, accidentes de esta fuente son raros.
Aunque no es clasificado como venenoso, el efecto del amonia en el sistema respiratorio es violento. Solamente una pequeña cantidad de este puede ser respirado con seguridad. La proporción mas fuerte que se puede tolerar es aproximadamente de 0.35 volumes por 100 volumes de aire. Debido a que tiene un olor distinguido y pronunciado, el R-717 se detecta fácilmente en el aire.
De 3 a 5 ppm, el amonia se detecta por olerlo. A 15 ppm el olor es irritante. A 30 ppm el técnico de servicio necesitara un respirador. Exposición de 5 minutos con 50 ppm es el máximo permitido por OSHA. Este se vuelve peligros a la vida a 5000 ppm y es flamable desde 150,000 a 270,000 ppm.
Siempre ubíquese a un lado cuando este operando una válvula de amonia. Un pequeño escape de vapor puede quemar y causar daño a los ojos. También puede ocasionar perdida instantánea del conocimiento. Use una mascara protectora bien ajustada. Los escapes de R-717 son rápidos y fáciles de detectar. En presencia de velas de azufre o atomizador de vapor de azufre, se forma un humo blanco.
El R-717 ataca el cobre y al bronce en presencia con la humedad. Sin embargo, no corroe el hierro o el acero. No presenta problemas especiales en relación a la lubricación a no ser temperaturas extremas. El R-717 es mas liviano que el aceite por lo que no hay separación de los dos. El exceso de aceite en el evaporador puede ser removido abriendo una válvula en la parte baja del evaporador. La solubilidad del aceite en R-717 líquido es únicamente de 20 ppm a 5°F. A 86°F, es únicamente 125 ppm. El vapor del R-717 es extremadamente soluble en agua. Este es usado maquinas grandes usando compresores reciprocante. También se usa en muchos sistemas del tipo de absorción. El color del cilindro de envase es plata. Los escapes se detectan con vela de azufre o solución de agua con jabón bien espesa.
Refrigerantes combustibles
Ciertos refrigerantes pueden formar una mezcla flamable cuando se mezclan con aire. La clasificación de seguridad de la ASHRAE es 2 (baja flamabilidad) o 3 (alta flamabilidad). Algunos de estos refrigerantes en este grupo son: R-30 Cloruro de metileno (CH2CL2)- grupo 2, R-40 Cloruro de metilo (CH3CL)- grupo 2, R-50 Metano (CH4)- grupo 3, R-170 Etano (C2H6)- grupo 3, R-290 Propano (C3H3)- grupo 3, R-406A Mezcla zeotrópica (R-22, R-600a, R-142b)- grupo 2, R-600 Butano (C4H10)- grupo 3 y R-717 Amonia (NH3)- grupo 2.
Refrigerantes para desperdicio
Un refrigerante para desperdicio enfría una sustancia o un evaporador, y luego es ventilado a la atmosfera. El refrigerante es usado una sola vez. No se recupera y se condensa como en los sistemas por compresión usual. Los sistemas que usan refrigerantes para desperdicio son algunas veces llamados de refrigeración química o de ciclo abierto de refrigeración. Los refrigerantes de este tipo tienen una temperatura de bajo punto de ebullición.
Los más comunes de los refrigerantes usados para desperdicio son: Nitrógeno líquido (R-728)- que tiene una temperatura de ebullición a presión atmosférica de ¯320°F, Helio líquido (R-704)- cuya temperatura de ebullición a presión atmosférica es de ¯452°F y Dióxido de carbono (R-744)- el cual tiene una temperatura tanto en estado sólido como líquido de ebullición a presión atmosférica de ¯109°F.
Agua como refrigerante
Agua nunca es usada en ciclos de compresión en mecanismos para refrigeración. Sin embargo, esta es el refrigerante para los sistemas de acondicionamiento de aire por medio de inyectores de vapor. A presión atmosférica el agua hierve a 212°F. Una libra de agua absorbe 970 Btu al cambiar de líquido a vapor a 212°F. Los rangos de temperatura usuales donde se usa agua como refrigerante son por encima de 45°F. El agua, cambiando de líquido a vapor absorbe una cantidad considerable de calor.
El volumen de vapor formado es grande. A 45°F, una libra de agua se vuelve 2040 pies³ de vapor. El agua que se evapora a 29.6"Hg produce una temperatura de refrigeración de 45°F.
Congelantes de alimentos
Cuando se procesan alimentos congelados, es mejor completar el proceso de congelación en el tiempo mas corto posible. Muchas compañías de alimentos congelados sumergen los alimentos en refrigerante líquido para congelarlos. El Departamento de Agricultura de Los Estados Unidos ha aprobado ciertos refrigerantes para estos propósitos. Estos son altos en pureza y son designados como congelantes de alimentos. Este método es bien rápido. El calor se transfiere del alimento al líquido más rápido que si fuera rodeado por aire a la misma temperatura. El refrigerante usado de esta manera no afecta el alimento.
Fluidos criogénicos
El uso de fluidos criogénicos se esta volviendo popular en la industria moderna. Los rangos en temperatura de estos fluidos va desde ¯250°F hasta ¯459.69°F. Estos son llamados rangos criogénicos.
Tales rangos de temperaturas pueden ser fácilmente alcanzados por la evaporación de fluidos criogénicos. Fluidos criogénicos comunes son: R-702 Hidrógeno, R-704 Helio, R-720 Neón, R-728 Nitrógeno, R-729 Aire, R-732 Oxigeno y R-740 Argón.