Según el grado de seguridad que aporte cada refrigerante, se pueden clasificar en tres grupos.
Grupo 1º.- El refrigerante no es combustible y la acción tóxica es ligera o nula, por lo que se considera
refrigerante de alta seguridad, de utilidad en cualquier tipo de locales con limitación de la carga.
Grupo 2º.- El refrigerante es de acción tóxica o corrosiva, o su mezcla con el aire es combustible o ex- plosiva, pero sólo a concentraciones superiores al 3,5% en volumen; se usa exclusivamente en locales
industriales.
Grupo 3º.- Si su mezcla con el aire puede ser combustible o explosiva a concentraciones inferiores al 3.5% en volumen, son de uso exclusivo en laboratorios o en locales industriales con limitación de carga.
sirva de indicador. A título de ejemplo, los halocarburos son inodoros, siendo necesario para detectarlos una lámpara haloidea o un equipo detector electrónico; el amoníaco por el contrario tiene un olor carac- terístico y es muy irritante lo que hace inmediata su detección. La tendencia a la fuga de un fluido frigo- rígeno es inversamente proporcional a su tamaño molecular.
Compatibilidad con materiales.- Esta característica no influye a la hora de elegir el fluido frigorí-
geno a utilizar en cada caso, pero una vez decidido el empleo de uno determinado, es necesario conocer los materiales que son atacados por el fluido frigorígeno, con el fin de evitar incluirlos en los componentes y tuberías del equipo en contacto directo con él.
Al amoniaco anhidro no ataca a los metales, pero su gran afinidad con el agua impide mantenerlo perfectamente seco, lo que hace que en presencia de pequeñas cantidades de humedad corroa rápida- mente al cobre y sus aleaciones (latones, bronces), pero no al hierro y acero.
La presencia de humedad en el caso de los halocarburos es mucho más crítica pues reaccionan con ella para formar ácidos que atacan a la mayoría de los metales; en ausencia de agua pueden reaccionar con el zinc, pero no con el hierro, acero, cobre, aluminio, etc. Los halocarburos atacan al caucho natural pero no al sintético (neopreno).
En el caso de los compresores herméticos, el tipo de material utilizado en el aislamiento eléctrico de los devanados del motor exige una atención especial, permanentemente en contacto directo con el refri- gerante.
La posible formación de hielo en el orificio laminador de los dispositivos de expansión es otro efecto perjudicial de la presencia de humedad en un circuito frigorífico, que origina el consiguiente taponamiento o subalimentación del evaporador.
De lo expuesto hasta el momento se hace necesario que antes de proceder a la carga del fluido frigo- rígeno, se haga el vacío de la instalación frigorífica; al no poder ser nunca perfecto el vacío alcanzado, es imprescindible montar en el circuito un filtro secador.
COMPATIBILIDAD Y SOLUBILIDAD CON LUBRICANTES.- En general son deseables:
a) Bajas solubilidades entre el aceite y el fluido frigorígeno, en las condiciones reinantes a la salida del compresor (para que el aceite no salga de él hacia el resto del circuito en donde no es necesario y sí muy perjudicial)
b) Altas solubilidades en el resto del circuito (pues una vez salido del compresor es necesario que retor- ne a él pues de lo contrario terminaría por vaciarse completamente)
Los nuevos fluidos frigorígenos HFC, (exentos de cloro y que en la actualidad están sustituyendo a los fluidos CFC Y HCFC), no son solubles en los aceites minerales y sintéticos tradicionalmente empleados, lo que ha obligado a reemplazar éstos últimos por aceites más caros del tipo éster de poliol cuya solubili- dad con los nuevos fluidos de sustitución es buena.
Viscosidad y conductividad térmica.- Interesa que el fluido frigorígeno tenga una viscosidad baja
(resistencia térmica y pérdida de carga menores), y una conductividad térmica elevada (mejor transmi- sión del calor) .
Características económicas.- El precio del refrigerante incide tanto sobre el costo inicial de la ins-
talación como sobre las posibles pérdidas económicas por fugas que pudieran producirse en servicio; en muchas ocasiones este sumando representa un porcentaje muy pequeño del costo total. En la Tabla XIIIA.11 se incluyen, a título orientativo, los precios comparativos de algunos fluidos frigorígenos que en la actualidad son de uso común.
Tabla XIIIA.10.- Nomenclatura simbólica de diversos refrigerantes
CLASIFICACION DE LOS REFRIGERANTES CLASIFICACION DE LOS REFRIGERANTES CLASIFICACION DE LOS REFRIGERANTES CLASIFICACION DE LOS REFRIGERANTES
Denominación Masa molecular Punto ebullición
frigorífica Denominación química Fórmula química gramos en ºC a 1.013 bars
Grupo primero: Refrigerantes de alta seguridad Grupo primero: Refrigerantes de alta seguridad Grupo primero: Refrigerantes de alta seguridad
R-11 Tricloromonofluormetano 137,4 23,8 R-12 Diclorodifluormetano 120,9 -29,8 R-13 Monoclorotrifluormetano 104,5 -81,5 R-13B1 Bromotrifluormetano 148,9 -58 R-14 Tetrafluoruro de carbono 88 -128 R-21 Dicloromonofluormetano 102,9 -8,2 R-22 Monoclorodifluormetano 86,5 -40,8 R-113 Triclorotrifluoretano 187,4 -47,7 R-114 Diclorotetrafluoretano 170,9 -3,5 R-115 Cloropentafluoretano 154,5 -38,7 R-318C Octofluorciclobutano C Fe 200 -5,9 R-502 R-22 (48,8%) + R-115 (51,2%) 112 -45,6 R-744 Anhidrido carbónico 44 -78,5 R-718 Agua 18 100
Grupo segundo: Refrigerantes de media seguridad Grupo segundo: Refrigerantes de media seguridad Grupo segundo: Refrigerantes de media seguridad
R-30 Cloruro de metileno 84,9 40,1 R-40 Cloruro de metilo 50,5 -24 R-160 Cloruro de etilo 64,5 -12,5 R-611 Formiato de metilo 60 -31,2 R-717 Amoniaco 17 -33 R-764 Anhidrido sulfuroso 64 -10 R-1130 1.2-Dicloroetileno CHCI=CHCI 96,9 -48,5
Grupo tercero: Refrigerantes de baja seguridad Grupo tercero: Refrigerantes de baja seguridad Grupo tercero: Refrigerantes de baja seguridad
R-170 Etano 30 -88,6 R -290 Propano 44 -42,8 R-600 Butano 58,1 -0,5 R-600a Isobutano 58,1 -10,2 R-1150 Etileno 28 -103,7 CCl3F CCl2F2 CClF3 CBrF3 CF4 CHCl2F CHClF2 CCl2FCCl F2 CClF2 CClF2 CClF2 CF3 CHClF2/CClF2CF3 CO2 H2O CH2Cl2 CH3Cl CH3CH2Cl HCOOCH3 NH3 SO2 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 CH3=CH CH(CH 3)3
Tabla XIIIA.11.- Precios orientativos de algunos refrigerantes
Refrigerante Precio, euro/kg
R 717 2 R 12 40 R 22 7 R-141b 10 R-134a 18 R-502 65 R-404a 40 R-401a 19 R-401b 22 R-402a 30 R-402b 28
La elección de uno u otro fluido frigorígeno no se efectúa en la mayoría de los casos en función única- mente de su precio, sino según la repercusión económica que esta elección pudiera tener en el costo glo- bal de la instalación. Por ejemplo, el amoniaco exige tuberías de acero, pero los halocarburos, sin embar- go, pueden utilizarse con tuberías de cobre mucho más baratas de instalar, siendo ésta la razón por la que dado el elevado coste actual de la mano de obra, en instalaciones de tamaño medio son preferidos muchas veces los halocarburos. Sólo en las grandes plantas se ha seguido utilizando el amoniaco, reser-
vándose los halocarburos para las pequeñas instalaciones.
De todas formas, la seguridad y conocimiento que se adquieren con el uso continuado de un determi- nado tipo de fluido frigorígeno hacen que muchas veces su elección sea una cuestión de preferencia per- sonal.
La incidencia e importancia del precio unitario en la elección del fluido frigorígeno depende en definiti- va del tamaño de la instalación. A modo de ejemplo, un frigorífico doméstico puede contener menos de medio kg de refrigerante, cantidad además que se espera dure toda la vida técnica del refrigerador; es evidente que la incidencia que sobre el precio total del frigorífico pueda tener la elección de uno u otro flui- do frigorígeno es, en este caso, despreciable.
Sin embargo, en el caso de una gran instalación industrial, la carga de refrigerante puede llegar a ser de varios miles de kg, lo que invierte evidentemente la conclusión anterior; en este caso, tanto el coste inicial del refrigerante como el que puede producirse por pérdidas (fugas) durante el funcionamiento de la instalación puede alcanzar cifras considerables.