Como seleccionar un refrigerante en un sistema de aire acondicionado
Un refrigerante es un medio utilizado por un sistema de refrigeración para extraer calor de un área específica. Prácticamente todas las sustancias tienen la capacidad de eliminar el calor de la zona a enfriar utilizando el calor asociado a la transformación de la fase líquido-vapor, conocida como calor de evaporación latente, porque reducimos la cantidad de masa utilizada en el sistema de refrigeración. Si el mismo refrigerante se utilizara únicamente como medio de transporte sin cambio de fase y utilizando su calor sensible, se necesitaría por lo menos 10 veces el peso del refrigerante.
La mayoría de los refrigerantes a presión y a temperatura ambiente son gases que están sujetos a diferentes condiciones cuando trabajan cerca de líneas de líquido y vapor saturados. Por lo tanto, otras propiedades, como el punto de ebullición y la presión de saturación a diferentes temperaturas, son importantes para elegir el refrigerante adecuado.
Las propiedades químicas como la reactividad y la toxicidad también son muy importantes para preservar nuestro medio ambiente y nuestra salud. Por supuesto, el refrigerante no debe ser inflamable ni explosivo.
Hasta ahora, no hay ningún refrigerante que cumpla con todas las propiedades deseadas. Aunque hay muchas variedades en el mercado, muchas son responsables del efecto invernadero, mientras que otras no lo son, pero son inflamables o tóxicas.
Las investigaciones para encontrar el mejor refrigerante no son en absoluto completas y no se excluyen, y van desde el conocido freón hasta el retorno de los refrigerantes naturales como el dióxido de carbono, que tiene varias ventajas sobre los HFC. Pero también tiene algunas desventajas.
A continuación se presentan algunos ejemplos que ilustran el proceso de selección de refrigerantes.
Un refrigerante utilizado a temperaturas inferiores a -40°C debe tener las siguientes propiedades:
- La temperatura de ebullición bajo presión atmosférica debería ser inferior a la temperatura de trabajo. Asegúrate de que la presión en el evaporador es positiva y que a esta presión es como un líquido saturado.
- La conductividad térmica debe ser lo más alta posible para que el calor pueda ser transferido más rápidamente, ahorrando espacio y material alrededor del evaporador y el condensador.
- El calor latente de la evaporación debe ser lo más alto posible para reducir el tamaño de los componentes (menos peso del refrigerante) y ahorrar energía.
- La temperatura de congelación debería ser inferior a cualquier temperatura de funcionamiento
Pronto tendremos noticias de mejores refrigerantes y sistemas de refrigeración. Finalmente, la respuesta será una combinación de ambos.
Para un sistema de refrigeración comercial económico, se recomienda el uso de R-134a ya que el consumo de electricidad es menor debido a la presión media de funcionamiento. Hay otros refrigerantes que operan en este rango de temperatura, pero sus presiones de operación son más altas.
Es importante recordar que un sistema de refrigeración no es un aparato de refrigeración, sino simplemente un dispositivo que utiliza el gas como medio para tomar el calor del lugar y transportarlo al exterior, convirtiéndolo en un líquido en el condensador. El gas se condensa con el compresor, la eficiencia de estos dispositivos puede ser mejorada si el gas opera bajo alta presión, entonces el gas también debe tener un alto calor latente de evaporación, por lo que la masa requerida es menor y el compresor no necesita tanta energía. De lo contrario, una combinación de alta presión y bajo calor latente utilizará más energía.
El frío es esencial para la vida y no podemos prescindir de él. Podemos tolerar un clima cálido, pero preservar los alimentos es esencial en nuestro tiempo. Esto nos ha motivado a buscar el refrigerante ideal que cumpla con todos los requisitos. Hay otros criterios, como los culturales y los de costo, pero en la búsqueda del refrigerante ideal debemos seguir las reglas de uso de los ya disponibles.
Algunos investigadores han vuelto a los refrigerantes naturales como el dióxido de carbono y el amoníaco para encontrar formas de superar sus deficiencias.
