Aire acondicionado

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Refrigerantes ecológicos

El crecimiento en la industria de la construcción está contribuyendo significativamente a una mayor demanda de aire acondicionado. Sin embargo, este proceso consume energía y utiliza refrigerantes que son responsables, en parte, del agotamiento del ozono y del aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero que causan el calentamiento global. Los nuevos refrigerantes que ofrecen un menor potencial de calentamiento global son una propuesta bienvenida en este sentido. De hecho, los hidroclorofluorocarbonos (HCFC) ahora se están eliminando en muchos países de acuerdo con el Protocolo de Montreal. ¿Cómo se comportan R410A, R407C, R417A y otras nuevas alternativas en comparación con R22?

fuera con r22

La historia de la eliminación gradual del R22 comienza con el descubrimiento de los clorofluorocarbonos (CFC) en 1930 por Thomas Midgley Jr. El uso de estos compuestos como refrigerantes para acondicionadores de aire y refrigeradores, así como una amplia variedad de otros procesos de fabricación, aumentó considerablemente en la década de 1960 En 1974, Sherwood Rowland y Mario Molina descubrieron que los CFC estaban agotando la capa de ozono y abogaron por una prohibición total de más emisiones de CFC a la atmósfera. Sin embargo, persistió el escepticismo de los científicos y los fabricantes comerciales y solo en 1976 se hizo inminente un consenso sobre la necesidad de actuar.

Finalmente, en 1987, el Protocolo de Montreal, un acuerdo ambiental internacional histórico, estableció requisitos que dieron inicio a la eliminación mundial de los CFC que agotan la capa de ozono. Mientras tanto, los HCFC y sus primos los hidrofluorocarbonos (HFC) se crearon en la década de 1980 como sustitutos de los CFC. Los HCFC compuestos por átomos de hidrógeno, cloro, flúor y carbono se establecieron como menos dañinos para la capa de ozono que los CFC.

Sin embargo, todavía contenían cloro que destruye la capa de ozono y en 1992 se enmendó el Protocolo de Montreal para establecer un cronograma para su eliminación. Más modificaciones al protocolo llevaron a la eliminación de la producción de CFC en todas las naciones desarrolladas en 1996.

El HCFC-22 o R-22, un compuesto único de hidroclorofluorocarbono (HCFC), ha sido el refrigerante elegido para los sistemas de aire acondicionado y bombas de calor residenciales durante más de cuatro décadas. El R-22 no es solo un gas de efecto invernadero, sino que su fabricación da como resultado un subproducto (HFC-23) que contribuye significativamente al calentamiento global. A partir del 1 de enero de 2010, el R-22 solo se podía producir o importar para dar servicio a los equipos existentes en los EE. UU. y no se podía usar en equipos nuevos. Además, los fabricantes de sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) no podían producir nuevos acondicionadores de aire y bombas de calor que contuvieran R-22.

El Protocolo de Montreal ha establecido el año 2020 como el período final de eliminación de HCFC en los países desarrollados y el año 2040 para los países en desarrollo como Kenia. En los EE. UU., el R-22 que ha sido recuperado y reciclado o reclamado se permitirá más allá de 2020 para dar servicio a los sistemas existentes, pero los fabricantes de productos químicos ya no podrán producir R-22 para dar servicio a los acondicionadores de aire y bombas de calor existentes.

Los HFC de la 'serie 400'

El R-22 está siendo reemplazado por HFC de la 'serie 400'. Su principal sustituto es el HFC R-410A que tiene un potencial de agotamiento de la capa de ozono (ODP) de cero. Esta mezcla de dos hidrofluorocarbonos, HFC-32 y HCF-125 (50/50% en peso), tiene un potencial de efecto invernadero (GWP) directo más alto que el R-22, pero indirectamente es menos dañino. GENETRON AZ-20®, SUVA 410A®, Forane® 410A y Puron® comprenden algunos de los variados nombres comerciales del R-410A. Vale la pena señalar que el R-410A tiene una presión de vapor significativamente más alta que el R-22. La presión de condensación del R-410A en condiciones estándar para enfriadores enfriados por agua es de aproximadamente 340 psi y de aproximadamente 390 psi para enfriadores enfriados por aire.

Esto es ligeramente más alto que los ajustes de cierre de seguridad de alta presión para R-22; por lo tanto, no se puede utilizar para adaptar equipos R-22 existentes. El R-410A solo se puede usar en equipos diseñados para R-410A: se requieren equipos de servicio especiales, como un juego de manómetros de colector de alta presión, una unidad de recuperación de alta presión y tanques de recuperación de alta presión para los sistemas R-410A.

Los compresores que vienen con sistemas R-410A son más pequeños, más silenciosos y funcionan con vibraciones menos dañinas que los compresores más antiguos que funcionan con R-22. Estos compresores también funcionan a menor temperatura, lo que reduce el riesgo de que se quemen debido al sobrecalentamiento. R-410A utiliza polioléster de alta calidad como lubricante. Este lubricante es más soluble con los HFC, por lo que puede mezclarse y circular de manera más eficiente para mantener lubricados el compresor y otras piezas móviles, lo que reduce el desgaste y prolonga su vida útil. El R-410A también permite una mayor transferencia de calor que el R-22, lo que resulta en una operación más eficiente.

Otro sustituto del R-22 es el R-407C. R-407C es una mezcla ternaria de HFC-32, HFC-125 y HFC-134a y no contiene cloro y, por lo tanto, tiene un ODP de cero. Su GWP es de 1600 frente a los 22 del R-1700. El R-407C exhibe propiedades termofísicas similares a las del R-22, lo que hace que las alteraciones en el sistema de refrigeración sean mínimas cuando se cambia de uno a otro.

En efecto, ya diferencia del R-410A, un sistema R-22 y un sistema R-407C usan muchos de los mismos componentes. Desventajosamente, cada parte componente de esta mezcla hierve a una temperatura diferente; los puntos de ebullición de los fluidos refrigerantes puros HFC-32 y HFC-125 son -52 grados centígrados y -51 grados centígrados respectivamente, y son más volátiles que el HFC-134a que tiene un punto de ebullición de -27 grados centígrados.

En consecuencia, el HFC-32 y el HFC-125 ejercen una presión de vapor más alta que el HFC-134a y, si hubiera fugas en el sistema, la pérdida parcial de un componente daría como resultado que la mezcla total restante tuviera una composición incorrecta. Es posible que estos pequeños cambios en la calidad o composición del refrigerante no afecten notablemente el rendimiento del equipo a corto plazo. Sin embargo, el efecto de fuga es irreversible y, en algún momento, el refrigerante debe recuperarse y devolverse a los fabricantes para que lo vuelvan a mezclar o desechar, y el sistema requerirá evacuación y recarga completa.

R-407C también utiliza aceite de poliolester como lubricante.

El R-417A está compuesto por R-125, R-134a y R600 y tiene un ODP de cero. Se puede utilizar con aceites minerales tradicionales y lubricantes de alquilbenceno, lo que lo hace ideal para su uso en equipos existentes y, al mismo tiempo, adecuado para su uso en equipos nuevos sin necesidad de cambiar a lubricantes de poliolester más costosos e higroscópicos.

Se ha descubierto que el R-417A es particularmente útil cuando se convierten sistemas con compresores herméticos y se usa como reemplazo directo de los sistemas R22, de modo que no se realizan cambios de ingeniería en el sistema y se conserva el aceite original. El R-417A mostrará una capacidad reducida que podría significar tiempos de ejecución más prolongados, pero un sistema R-22 del tamaño adecuado podrá mantener el espacio fresco cuando se ejecuta el R-417A.

Amoníaco: el refrigerante natural

El amoníaco o R-717 fue uno de los refrigerantes más utilizados a principios del siglo XX.th siglo y es un compuesto natural que tiene un ODP de cero y un GWP de cero. Por lo tanto, no tiene efectos acumulativos sobre el medio ambiente y tiene una vida atmosférica muy limitada. Además, el R-717 es considerablemente menos costoso que los CFC o los HCFC.

No obstante, es una sustancia mucho más peligrosa, ya que es inflamable en el aire con un volumen entre el 15 y el 28 % y no es compatible con el cobre. También es venenoso en altas concentraciones, pero esto se ve mitigado por su olor distintivo que es detectable en concentraciones muy por debajo de las consideradas peligrosas (es auto alarmante) y es más ligero que el aire, por lo que si se filtra, se elevará y se disipará. en la atmósfera.

Dióxido de carbono: el refrigerante nuevo pero viejo

Al igual que con el amoníaco, el uso de dióxido de carbono o R-744 se remonta a los primeros días de la refrigeración. Sin embargo, fue desplazado por refrigerantes CFC que funcionaban bien en sistemas de baja presión, pero ahora ha regresado, compitiendo acaloradamente por un lugar como nueva alternativa.

A pesar de su condición de gas que contribuye al calentamiento global, las pequeñas cantidades de dióxido de carbono que pueden liberar los acondicionadores de aire son insignificantes cuando los valores de GWP de los refrigerantes HFC son varios miles de veces más altos que los del dióxido de carbono.

El dióxido de carbono tiene un ODP de cero y es mejor aplicarlo a sistemas que deben ser pequeños y livianos, por ejemplo, acondicionadores de aire portátiles o de automóviles; su alta presión de operación le permite fluir a través de tuberías de pequeño diámetro. No ofrece ninguna ventaja para los acondicionadores de aire grandes, que no tienen restricciones de espacio y pueden usar tubos de gran diámetro.

Otras propiedades beneficiosas del R-744 incluyen la no inflamabilidad y excelentes propiedades termodinámicas en temperaturas ambiente más bajas. Una desventaja del R-744 es que los beneficios termodinámicos pueden desaparecer a temperaturas ambiente superiores a los 30 grados centígrados.

Refrigerantes de hidrocarburos

Tal como se encuentran en la naturaleza, los hidrocarburos también son refrigerantes naturales. R 600a (isobutano) y R 290 (propano) que se pueden aplicar al aire acondicionado tienen un GWP100 (potencial de calentamiento global en 100 años) de menos de cinco. Estos hidrocarburos son casi inodoros debido a una purificación especial. Sin embargo, pueden ser altamente inflamables.

Un ejemplo práctico y destacado del uso de hidrocarburos es la instalación, en 2007, de un enfriador de agua refrigerado por aire de 600 kW que utiliza propano o refrigerante HC R290 suministrado por Earthcare en el histórico edificio Church House (en el Reino Unido) para aire acondicionado de confort. . Este enfriador logra un impacto ambiental minimizado a través de la combinación de refrigerantes naturales y una eficiencia energética óptima.

El enfriador fue especificado por los ingenieros consultores de Max Fordham y la instalación, realizada por AMEC, implicó el cierre de dos caminos cerca de la Abadía de Westminster un sábado por la mañana, el desvío de dos rutas de autobús y la organización de 12 vehículos para colocar la grúa en posición para ubicar el enfriador. Sin embargo, se estima que la recuperación a largo plazo, tanto financieramente para Church House como en la reducción del impacto ambiental, compensará con creces todos los costos de capital, instalación e interrupción.

En general, el impacto indirecto del calentamiento global se reduce al maximizar la eficiencia energética a través de una combinación de factores que incluyen las características termodinámicas favorables de los HC, el uso de circuitos de subenfriamiento, que mejoran el coeficiente de rendimiento (COP) y el control de la presión de cabeza flotante que permite la condensación la temperatura flote tan bajo como 20°C si las condiciones ambientales lo permiten, en lugar de los 40°C normales.

Esto es particularmente beneficioso para enfriadores que funcionan todo el año o de noche cuando la temperatura ambiente es más baja. El efecto combinado de todas las medidas de eficiencia energética da como resultado un ahorro de energía potencial superior al 50 % para los enfriadores que funcionan todo el año en comparación con los enfriadores de costo inicial mínimo sin funciones de ahorro de energía.

Otro proyecto destacado que utiliza HC es el llevado a cabo por la Sociedad Alemana para la Cooperación Internacional (GIZ, antes GTZ) en cooperación con el fabricante chino Gree Electric Appliances Inc. A principios de julio, la compañía anunció la apertura oficial de su línea de producción de acondicionadores de aire para habitaciones. funcionando con hidrocarburos (propano, R290) como refrigerante, lo que marca la primera producción de acondicionadores de aire para habitaciones respetuosos con el medio ambiente que funcionan con hidrocarburos en todo el mundo.

El proyecto iniciado en 2008 prestó especial atención a los aspectos de seguridad teniendo en cuenta que los hidrocarburos son refrigerantes inflamables.

China es el lugar de producción más importante de acondicionadores de aire en todo el mundo (75% de la producción del mercado mundial). Solo Gree produce 40 millones de acondicionadores de aire por año. La nueva línea de producción producirá aproximadamente 100,000 unidades al año. El proyecto es un punto de partida para revolucionar el mercado chino (y mundial) de acondicionadores de aire y allanar el camino para un futuro sostenible.

hidrofluoroalquenos

Los hidrofluoroalquenos (HFO) o "refrigerantes de cuarta generación" tienen un bajo potencial de calentamiento global y pueden clasificarse como pertenecientes a los hidrofluorocarbonos (HFC). Una sustancia combustible de este grupo, el HFC-1234yf, se está investigando actualmente principalmente para su uso en sistemas de aire acondicionado de automóviles y aún no se ha lanzado al mercado.

A pesar de su bajo potencial de calentamiento global, los hidrofluoroalquenos tienen mayor inestabilidad y reactividad, características que deben ser consideradas por los operadores de sistemas de aire acondicionado.

La liberación de hidrofluoroalquenos como resultado de fugas genera una entrada adicional de productos de degradación persistentes en el medio ambiente. Los hidrofluoroalquenos son complicados de producir, y la producción fuera de Europa implica el envío a largas distancias. Hasta la fecha no ha habido producción a gran escala de HFC-1234yf. Además, ya existen soluciones que utilizan refrigerantes naturales para los campos de aplicación propuestos de los hidrofluoroalquenos.

Lista de contribuyentes:

Refrigerantes Nacionales, Inc.

jim lavelle

Gerente Técnico de Ventas

E-mail: GME@dhr-rgv.com">GME@dhr-rgv.com

Pagina web: www.refrigerantes.com

Producción Sostenible a través de la Innovación en las PYMES (SPIN)

daniel de graaf

Gerente de Proyecto SPIN

GME@dhr-rgv.com"> GME@dhr-rgv.com

www.spin-project.eu

Emerson Climate

Amitesh Singh

Correo electrónico: GME@dhr-rgv.com">GME@dhr-rgv.com

Sitio web: www.emersonclimate.com

Trane

mahanty surajit

Líder de Mercadotecnia

Correo electrónico: GME@dhr-rgv.com

Sitio web: www.trane.com

¡Refrigerantes naturalmente!

rebeca kirch

Secretaría

Correo electrónico: GME@dhr-rgv.com">GME@dhr-rgv.com

1 pensamiento sobre “Aire acondicionado”

  1. Seguramente se han revelado algunas cosas brillantes a través de esta publicación sobre refrigerantes ecológicos. Los refrigerantes verdes son el futuro de las industrias. La mayoría de las productoras están trabajando en ello. Es un enfoque bueno y positivo para la salud de la tierra.

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