​La carrera por el desarrollo de nuevos refrigerantes

La carrera por el desarrollo de nuevos refrigerantes más respetuosos con el medio ambiente para su uso en aplicaciones de aire acondicionado está dando lugar a la aparición de una nueva generación de soluciones.

Esa evolución está impulsada principalmente por la necesidad de reducir el potencial de calentamiento global (PCG), directo e indirecto, de estos compuestos, comúnmente utilizados en enfriadoras y bombas de calor.

Cuando hablamos de minoración del impacto ambiental y de tecnología de tornillo, el R-1234ze es la solución perfecta. Un refrigerante de cuarta generación del grupo HFO (Hidro Fluoro Olefinas) que pone a disposición de los diseñadores un amplio espectro de ventajas que identifican a este refrigerante como solución de futuro plenamente disponible:

- Mínimo Impacto Directo, al presentar un PCA muy bajo (inferior a 1 si consideramos la evaluación AR5 del IPCC o con un valor de 7 si consideramos el estudio AR4 de dicho Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático).

- Reducido Impacto Indirecto de R-134a y unas condiciones de trabajo que permiten la producción de agua caliente hasta los 85ºC en un solo ciclo.

- Disponibilidad ajena al calendario de reducción paulatina de puesta en el mercado establecida en el Reglamento F-Gas.

- Tecnología de uso ampliamente desarrollada en la actualidad.

En paralelo, estas características se materializan en ventajas concretas, permitiendo a los propietarios de los edificios garantizar la viabilidad operativa a largo plazo de las instalaciones, minorar sus costes operativos, mejorar la certificación energética de las construcciones, un menor impacto económico a nivel impositivo/normativo y el acceso a ayudas y subvenciones basadas en aspectos energéticos y medio ambientales.

No obstante, la aplicación de esta solución también está sujeta a ciertos condicionantes de diseño. La clasificación del R-1234ze como un refrigerante del grupo A2L (no tóxico y ligeramente inflamable) implica el cumplimiento de una serie de requisitos a la hora de implementar las instalaciones que los utilizan. 

Posiblemente, el punto de mayor incidencia sea la ubicación en interior de los sistemas y la caracterización de las salas técnicas que los alojan.

Edificios singulares de imposible modificación, limitaciones en la actualización de determinadas salas técnicas, construcciones existentes con compleja ubicación de las salas de máquinas, diseño de instalaciones en mercados no maduros para la utilización de este nuevo refrigerante... son algunos de los diferentes escenarios en los que un refrigerante A2L puede ser de difícil aplicación.

¿Qué alternativa tenemos en estos casos?

La solución se denomina R-515B y es un refrigerante del grupo A1 (no tóxico, no inflamable) que permite combinar eficiencia, impacto ambiental y diseño convencional de instalaciones HVAC (entendiendo como tal al utilizado con los refrigerantes tradicionales). El R-515B supera las barreras y limitaciones que las instalaciones anteriormente mencionadas presentan frente a un A2L.

En este contexto, Carrier se encuentra inmersa en el desarrollo y pruebas de nuevos refrigerantes. Recientemente se ha convertido en uno de los primeros fabricantes en ofrecer enfriadoras y bombas de calor refrigeradas por agua que funcionan con el refrigerante R-515B.

Con la incorporación de este refrigerante a la familia de enfriadoras de la marca, se completa la oferta con un el equipo formado por R134a, R515B y R1234ze. 

El refrigerante R-515B, mezcla de R-1234ze al 91% y R-227ea al 9%, ha sido implementado por primera vez en el mercado en las gamas de enfriadoras y bombas de calor agua-agua de la empresa, aplicándose en los equipos con tecnología de compresión de tornillo, incluyendo las versiones de velocidad variable.

- El R-515B presenta un PCA de 299, lo que reduce el Impacto Directo en un 79% frente al R134a, posicionándose en un nivel adecuado (PCA<300) frente a los riesgos de las potenciales limitaciones adicionales que le modificación del Reglamento F-Gas podría incorporar.

- Permite un incremento medio de eficiencia del 3% frente al R134a cuando se comparan unidades con versiones de ambos refrigerantes, permitiendo la minoración del Impacto Indirecto.

- Presenta una disponibilidad futura garantizada por dos principales mecanismos. En primer lugar, el bajo valor de su Potencial de Calentamiento Atmosférico. En segundo lugar, y más importante, la viabilidad de su sustitución posterior en campo por R-1234ze, sin que se produzca merma de capacidad en los equipos, lo que posibilitará la evolución de las instalaciones a medida que lo haga la madurez del mercado en el que se ubican.

¿Hay alternativas similares?

La respuesta es no. Existe el R-513A, una mezcla A1 de HFO y HFC (44% de R-134a y 56% de R-1234yf), pero su empleo en la fabricación de nuevas unidades no es atractivo dadas las escasas ventajas que aporta al diseño de las mismas:

- El R-513A presenta un PCA con un valor de 573, casi duplicando al del R-515B, lo que implica un peor Impacto Directo y mayor riesgo de disponibilidad a futuro.

- Su empleo minora la eficiencia de la unidad en un 3%, seis puntos por debajo de la unidad de R-515B y trece puntos por debajo de una unidad de R-1234ze, lo que implica un peor Impacto Indirecto.

- El R-513A no es sustituible en campo por R-1234ze en unidades con un diseño desarrollado para HFC. Y, en el caso de que se pudiese optar por un equipo de diseño ‘HFO ready’, la merma de capacidad en la sustitución en campo se situaría en el entorno del 25%.

Gama Carrier con R515B

Las enfriadoras de tornillo de velocidad fija AquaForce 30XW(H)PZE de Carrier que funcionan con R-515B están disponibles en capacidades de refrigeración nominales de 275 a 1.100 kW y utilizan una válvula de capacidad variable para capacidad de refrigeración a la carga.

Estos equipos están disponibles en capacidades de refrigeración nominales de refrigeración de 450 a 1.300 kW. Utilizan un compresor de tornillo de velocidad variable para adaptar con precisión la potencia a la carga y ofrecer una excelente eficiencia en condiciones de carga parcial.