13/04/2020
Miriam Solana / Knowledge Center de Carel Industries
Aumentan las ventajas de utilizar propano como refrigerante respecto a otros gases
REFRIGERANTES / Seis ventajas del gas propano
La elección del refrigerante es uno de los factores que ayuda a mejorar la eficiencia. La elección del refrigerante es uno de los factores que ayuda a mejorar la eficiencia.
La vacuna contra el coronavirus puede estar lista pronto y la refrigeración será necesaria para garantizar su protección y mantener su eficacia. Este es solo un ejemplo de cómo la búsqueda de tecnologías de refrigeración eficientes afecta a la mayoría de los aspectos de la vida.

Entre las tecnologías de refrigeración, la elección del refrigerante es uno de los factores que pueden ayudar no solo a mejorar la eficiencia, sino también a reducir el impacto ambiental y el coste de los sistemas de refrigeración. El propano (R-290), refrigerante válido desde estos puntos de vista, es técnicamente viable para aplicaciones de refrigeración y aire acondicionado de tamaño pequeño y mediano. Sin embargo, la preocupación sobre su inflamabilidad ha ralentizado su difusión.

El uso de un fluido puro como refrigerante evita todos los inconvenientes relacionados con el deslizamiento

Las medidas para evitar riesgos al usar refrigerantes inflamables incluyen un diseño preciso de los sistemas y la aplicación de normas de seguridad. Teniendo en cuenta estas medidas, aumentan las ventajas de utilizar propano como refrigerante respecto a otros gases.

Precio bajo

El bajo precio de los refrigerantes naturales no es la razón principal para elegirlos y usarlos, pero la diferencia con respecto a los refrigerantes sintéticos es tan grande que esta ventaja no debe ser ignorada. Actualmente, el precio aproximado del propano en Italia (sin grandes diferencias con el resto de Europa) es de 5 €/kg. Por otro lado, los precios de las mezclas de refrigerantes HFO como R-455A o R-454C son de aproximadamente 34 €/kg, mientras que los precios de los componentes puros de HFO varían considerablemente entre las diferentes sustancias. Por ejemplo, el precio de R-1234yf es de aproximadamente 77 €/kg y el precio del R-1234ze (E) es de aproximadamente 27 €/kg. Teniendo en cuenta la cantidad de refrigerante utilizado en todas las unidades de una serie, estas diferencias de precio pueden ser definitivamente significativas.

Sobre este asunto, otro aspecto importante a tener en cuenta es la estabilidad de los precios. De hecho, la tendencia de los precios durante los últimos tres años ha demostrado que los únicos refrigerantes cuyos precios se mantienen más constantes han sido los naturales, como el propano.

Fluido puro

El propano es un fluido puro, mientras que la mayoría de los refrigerantes alternativos son HFC y HFO. Cuando los componentes de una mezcla tienen diferentes temperaturas de evaporación y condensación, la mezcla es zeotrópica y el refrigerante tiene un valor de deslizamiento. Por ejemplo, el R-455A tiene un valor de deslizamiento de 12 k y el R-454C tiene un valor de deslizamiento de 6 k.

Los altos valores de deslizamiento influyen en el diseño y el funcionamiento de los intercambiadores de calor. También se deben tener en cuenta medidas adicionales al cambiar de un refrigerante sin deslizamiento a un refrigerante con deslizamiento o viceversa. En resumen, el uso de un fluido puro como refrigerante evita todos los inconvenientes relacionados con el deslizamiento.

Bajo GWP

El propano tiene un valor insignificante de GWP, 3. Esto significa que su impacto sobre el efecto invernadero, las emisiones directas, es insignificante: por lo tanto, no está sujeto a restricciones y puede considerarse una solución a largo plazo.

Se espera un aumento en su uso debido a la nueva IEC 60335-2-89

La actualización de la norma IEC 60335-2-89, aprobada en junio de 2019, permite aumentar la carga máxima de propano a 500 g para aparatos de refrigeración comerciales, entre otras modificaciones.

Mientras se redactaba esta nueva versión, el interés en el uso del propano lógicamente fue en aumento. Muchos fabricantes ya tienen proyectos en curso para estudiar la posibilidad de usar propano con cargas superiores a 150 g. Elegir un refrigerante que sea popular significa más conocimiento al respecto, así como una amplia disponibilidad de componentes. Estas dos ventajas ayudan definitivamente al proyectar y construir un sistema.

Alta eficiencia

El propano tiene excelentes propiedades termodinámicas, lo que lleva a una alta eficiencia energética. Por ejemplo, el calor latente de vaporización del propano es casi dos veces mayor que el de los refrigerantes HFC más comunes: esto significa un mayor efecto de enfriamiento / calentamiento para el mismo flujo másico de refrigerante.

Como demostración, se realizó una simulación con el objetivo de comparar la capacidad de enfriamiento y el coeficiente de eficiencia energética (EER) con diferentes refrigerantes: R-404A, R-455A, R-454C, R-1234yf, R-1234ze (E) y propano.

Si observamos los resultados que se muestran en el siguiente gráfico, obtenido al simular un mueble de baja temperatura en las mismas condiciones de operación, los resultados obtenidos con propano demuestran ser mejores. Por ejemplo, el EER obtenido con propano es 1.08, lo que significa un 22% más alto que utilizando R-454C (EER = 0.89). En las mismas condiciones, la capacidad de enfriamiento del propano es 0.74, lo que significa un 22% más que la del R-454C (EER = 0.59).

No es necesario señalar que una mayor eficiencia energética significa menores costes de funcionamiento y menos emisiones indirectas de CO2

Natural

La historia de los refrigerantes nos demuestra que cada generación de refrigerantes sintéticos se reduce gradualmente debido a sus efectos peligrosos en la atmósfera. Los refrigerantes CFC y HCFC fueron objeto del Protocolo de Montreal debido a su efecto sobre el agotamiento de la capa de ozono. El uso de refrigerantes HFC se extendió hasta que se descubrió su impacto negativo sobre el efecto invernadero.

Actualmente, la Enmienda de Kigali al Protocolo de Montreal establece la eliminación gradual de los HFC durante la primera mitad de este siglo, mientras que se recomienda una nueva generación de refrigerantes sintéticos, los HFO, como alternativa. Sin embargo, la investigación ya está en curso para conocer el efecto de los HFO en el medio ambiente. Por ejemplo, el Gobierno Federal de Alemania está financiando un proyecto de investigación que estudiará el ácido trifluoroacético (TFA), el principal producto de degradación atmosférica del R-1234yf (el R-455A tiene un 75.5% de R-1234yf, y el R-454C un 78.5%).

En este contexto, los refrigerantes naturales como el propano son una garantía para el futuro.

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