TIPOS DE REFRIGERANTES

Refrigerantes sintéticos

Los refrigeradores empleados entre el año 1980 hasta 1929 empleaban gases altamente tóxicos (amoníaco, cloruro de metilo y dióxido de sulfuro) como refrigerantes. Varios accidentes fatales ocurrieron en la década de 1920 debido a la fuga de cloruro de metilo de los refrigeradores. Se inició en conjunto de tres corporaciones americanas la búsqueda de métodos menos peligrosos.

En el año 1928, se inventaron los refrigerantes CFC y HCFC como sustitutos para los refrigerantes altamente tóxicos y flamables. Los refrigerantes CFC y HCFC son un grupo de mezclas orgánicas conteniendo como elementos el carbono y el flúor, y, en muchos casos, otros halógenos (especialmente el cloro) e hidrógeno. La mayoría de los CFC y HCFC tienden a ser incoloros, sin olor, no flamables y no corrosivos. Debido a que los CFC y HCFC tienen poca toxicidad, su uso elimina el peligro de muerte por una fuga en un refrigerador. En solo pocos años, los compresores de refrigeradores que usaban CFC se volvió el estandard para casi todas las cocinas hogareñas. En años siguientes, se introdujeron en una serie de productos los refrigerantes R11, R13, R114 y R22, que ayudaron a la expansión de la industria de la refrigeración y el aire acondicionado. Con el advenimiento del Protocolo de Montreal, los refrigerantes HFC se desarrollaron durante el año 1980 y 1990 como alternativa a los CFC y HCFC.

Refrigerantes con potencial dañino a la capa de ozono

Clorofluorocarbonos

Los refrigerantes CFC consisten de cloro, flúor y carbono. Los refrigerantes más comunes en este grupo son el R11, R12 y R115 (con la mezcla R502). Tal como se mencionó más arriba, estos refrigerantes vienen siendo usados ampliamente desde 1930, en muchas aplicaciones, incluyendo refrigeración doméstica, refigeración comercial, almacenamiento frío, transporte y aire acondicionado del auto. Debido a que no contienen hidrógeno, los CFC son muy estables químicamente, y tienden a tener buena compatibilidad con la mayoría de los materiales y lubricantes tradicionales como los del tipo mineral. A lo largo de toda la variedad de CFC, tienen una amplia variedad de características de presión - temperatura, y por lo tanto cubren un amplio margen de aplicaciones. Sus propiedades termodinámicas y de transporte son generalmente buenas, y por lo tanto ofrecen un potencial muy bueno de eficiencia. La buena estabilidad también resulta en un bajo nivel de toxicidad y no flamabilidad, obteniendo una clasificaión de A1 en seguridad.

Sin embargo, debido a que contiene cloro, los refrigerantes CFC dañan la capa de ozono (ODP), y debido a su larga vida en la atmósfera, aumentan el calentamiento global (GWP). De manera similar, existen gases ambientalmente ecológicos, pero con un alto valor de GWP. Sin embargo, estos no son controlados por el Protocolo de Kyoto debido a que son controlados y están siendo eliminados por el Protocolo de Montreal. Tradicionalmente, los refrigerantes CFC fueron muy baratos y ampliamente disponibles, hoy en día son mucho más caros y su disponibilidad disminuye.

Hidroclorofluorocarbonados

Los refrigerantes HCFC consisten de hidrógeno, cloro, flúor y carbón. Los refrigerantes más comunes en este grupo son el R22, R123 y R124 (dentro de varias mezclas). Debido a que contienen hidrógeno, los HCFC son en teoría menos estables químicamente que los CFC, pero sin embargo tienden a tener buena compatibilidad con la mayoría de los materiales y lubricantes tradicionales.

Hidrofluorocarbonados

Los refrigerantes HFC consisten de hidrógeno, flúor y carbono. Los refrigerantes más comunes son el R134a, R32, R125 y R143a (la mayoría incluídos dentro de mezclas tales como R404A, R407C y R410A). Estos están siendo usados en gran escala desde 1990 en casi todas las aplicaciones correspondientes a los CFC y HCFC, incluyendo refrigeración doméstica, refrigeración comercial, almacenamiento frío y aire acondicioando automotor. Los HFC son generalmente estables químicamente, y tienen tendencia a ser compatibles con la mayoría de los materiales. Sin embargo, no son miscibles con con los lubricantes tradicionales, y por lo tanto se emplean otros lubricantes del tipo sintético. A lo largo del rango de refrigerantes HFC, existen distintas versiones a diferentes presiones y temperaturas. Sus propiedades termodinámicas y de transporte son desde casi a muy buenas, y por lo tanto ofrecen una excelente opción. Aunque algunos HFC son clasificados como A1 en términos de seguridad, algunos poseen clasificación A2 (baja toxicidad y baja flamabilidad). A diferencia de los CFC y HCFC, no contienen cloro, y por lo tanto no dañan la capa de ozono. Sin embargo, debido a su largo período de vida, son refrigerantes ecológicamente aceptables pero con un alto valor de GWP. Estos son controlados por el Protocolo de Kyoto. Actualmente, los refrigerantes HFC tiene un precio moderado, contra el precio de las mezclas que estám comenzando a aumentar de precio. Aunque numerosos países están desarrollando leyes para controlar el uso y emisión de gases HFC, muchos están disponibles, y lo continuarán siendo por un futuro mayor.

Refrigerantes naturales

Varios hidrocarbonos, el amoníaco y dióxido de carbono pertenecen al grupo denominado refrigerantes naturales. Todos los refrigerantes naturales existen en los ciclos de la naturaleza, inclusive sin intervención del ser humano. Tiene un valor de ODP igual a 0 y no son GWP. Las innovaciones y evolución en la tecnología han contribuído en la consideración de estos refrigerantes naturales. Debido a su mínimo impacto ambiental y por ser más apropiados y acordes desde el punto de vissta de la sustentabilidad tecnológica, los sistemas frigoríficos con refrigerantes naturales pueden jugar un rol importante en el futuro de muchas aplicaciones.

Amoníaco (NH3, R717)

El amoníaco contiene nitrógeno e hidrógeno, y es ampliamente utilizado en muchas industrias. Ha sido empleado como refrigerante desde los años 1800, y hoy en día es comunmente usado en refrigeración industrial, alcenaje frío, en procesos alimenticios y más recientemente está siendo usado en refrigeración comercial y chillers.

El R717 es químicamente estable, pero reacciona bajo ciertas condiciones, por ejemplo, cuando se pone en contacto con dióxido de carbono o agua o cobre. Por otro lado, es compatible con el acero y con el aceite correctamente seleccionado. Las características de presión y temperatura del R717 es similar al R22. Sin embargo, sus propiedades termodinámicas y de transporte son excelentes, aumentando potencialmente la eficiencia de los sistemas. Debido a su alto grado de toxicidad y baja inflamabilidad, posee una clasificación igual a B2. A diferencia de los gases fluorados, no tiene impacto en la capa de ozono y tiene un valor igual a cero de calentamiento global (GWP).

Hidrocarbonos (HC)

Estos refrigerantes contienen carbono e hidrógeno, y son ampliamente usados en dentro de muchas industrias. Los más comunmente usados para propósitos de la refrigeración son el isobutano (C4H12, R600a) y propano (C3H8, R290), propileno (C3H6, R1270) y se usan también en mezclas compuestas en parte por estos fluidos. Dentro de lo que es aplicaciones industriales, se usan una variedad de otors HC. En general, los refrigerantes HC han sido usados como refrigerante desde los años 1800 hasta 1930, y fueron re-aplicados desde la década de los 90. Aparte de su uso en refrigeración industrial, los refrigerantes HC se han usado en refrigeradores domésticos, refrigeración comercial, acondicionadores de aire y chillers. Lso refrigerantes HC son químicamente estables, y exhiben una compatibilidad similar a los CFC y HCFC. Los Hc también tienen excelentes propiedades termodinámicas y de transporte. Debido a su alta inflamabilidad, los HC tienen una clasificación de seguridad de A3. Al igual que el R717, los refrigerantes HC no tienen impacto en la capa de ozono y su efecto en el calentamiento global es insignificante. Tanto el R600a y R290 son muy baratos pero su disponibilidad depende del país.

Dióxido de carbono (CO2, R744)

Este refrigerante contiene carbono y oxígeno, y es ampliamente empleado en muchas industrias. Ha sido extensivamente usado durante mediados de los años 1800, pero se discontinuó su uso con al aparición de los CFC y HFCF. A finales de los años 1990, emergió nuevamente como refrigerante y su uso se ha venido incrementando en las industrias de la refrigeración, almacenaje frío, refrigeración comercial, y bombas de calor, entre otros. El R744 es químicamente estable y no reacciona en la mayoría de las condiciones, y es compatible con muchos materiales. Las características de presióny temperatura del R744 son diferentes a de la mayoría de los refrigerantes convencionales, y es por eso, por ejemplo, que opera a presiones siete veces mayores que el R22, con lo cual el sistema debe ser diseñado con cosideraciones especiales para soportar altas presiones. Además, tiene una baja temperatura crítica, de manera que cuando la temepratura ambiente supera los 25º C, se necesita el diseño de un sistema especial. Por otro lado, sus propiedades termodinámicas y de transporte son excelentes, haciendo que los sistemas sena potencialmente eficientes en climas fríos. Debido a su baja toxicidad y no inflamable, tiene una clasificación de seguridad de A1. A diferencia de los refrigerantes fluorados, no tiene impacto en la capa de ozono. Sin embargo posee un valor igual a 1 de potencial de calentamiento global (GWP). El R744 es muy barato y ampliamente disponible en el mercado.

INGLES

Synthetic soft drinks

The refrigerators used between 1980 and 1929 used highly toxic gases (ammonia, methyl chloride and sulfur dioxide) as refrigerants. Several fatal accidents occurred in the 1920s due to leakage of methyl chloride from refrigerators. It was initiated jointly by three American corporations to search for less dangerous methods.

In 1928, CFC and HCFC refrigerants were invented as substitutes for highly toxic and flammable refrigerants. CFC and HCFC refrigerants are a group of organic mixtures containing as elements carbon and fluorine, and in many cases other halogens (especially chlorine) and hydrogen. Most CFCs and HCFCs tend to be colorless, odorless, non-flammable and non-corrosive. Because CFCs and HCFCs have low toxicity, their use eliminates the risk of death from a leak in a refrigerator. In just a few years, refrigeration compressors using CFCs became the standard for almost all home kitchens. In subsequent years, refrigerants R11, R13, R114 and R22 were introduced into a series of products, which helped the expansion of the refrigeration and air conditioning industry. With the advent of the Montreal Protocol, HFC refrigerants developed during 1980 and 1990 as an alternative to CFCs and HCFCs.

Refrigerants with ozone-depleting potential

Chlorofluorocarbons

CFC refrigerants consist of chlorine, fluorine and carbon. The most common refrigerants in this group are R11, R12 and R115 (with the R502 blend). As mentioned above, these refrigerants have been used extensively since 1930, in many applications, including domestic refrigeration, commercial refrigeration, cold storage, transportation and air conditioning of the car. Because they do not contain hydrogen, CFCs are very chemically stable, and tend to have good compatibility with most traditional materials and lubricants such as those of the mineral type. Throughout the entire range of CFCs, they have a wide variety of pressure-temperature characteristics, and therefore cover a wide range of applications. Its thermodynamic and transport properties are generally good, and therefore offer a very good potential for efficiency. Good stability also results in a low level of toxicity and non-flammability, obtaining a classification of A1 in safety.

However, because it contains chlorine, CFC refrigerants damage the ozone layer (ODP), and because of its long life in the atmosphere, global warming (GWP) increases. Similarly, there are environmentally friendly gases, but with a high GWP value. However, these are not controlled by the Kyoto Protocol because they are controlled and are being eliminated by the Montreal Protocol. Traditionally, CFC refrigerants were very cheap and widely available, nowadays they are much more expensive and their availability decreases.

Hydrochlorofluorocarbons

HCFC refrigerants consist of hydrogen, chlorine, fluorine and carbon. The most common refrigerants in this group are R22, R123 and R124 (within several blends). Because they contain hydrogen, HCFCs are theoretically less chemically stable than CFCs, but nevertheless tend to have good compatibility with most traditional materials and lubricants.

Hydrofluorocarbons

HFC refrigerants consist of hydrogen, fluorine and carbon. The most common refrigerants are R134a, R32, R125 and R143a (most included within mixtures such as R404A, R407C and R410A). These have been used on a large scale since 1990 in almost all CFC and HCFC applications, including domestic refrigeration, commercial refrigeration, cold storage and automotive air conditioning. HFCs are generally chemically stable, and have a tendency to be compatible with most materials. However, they are not miscible with traditional lubricants, and therefore other lubricants of the synthetic type are used. Throughout the range of HFC refrigerants, different versions exist at different pressures and temperatures. Its thermodynamic and transport properties are almost to very good, and therefore offer an excellent choice. Although some HFCs are classified as A1 in terms of safety, some have A2 rating (low toxicity and low flammability). Unlike CFCs and HCFCs, they do not contain chlorine, and therefore do not harm the ozone layer. However, due to their long life, they are environmentally acceptable refrigerants but with a high GWP value. These are controlled by the Kyoto Protocol. Currently, HFC refrigerants are moderately priced, against the price of mixtures that are starting to rise in price. Although many countries are Developing laws to control the use and emission of HFC gases, many are available, and will continue to be for a greater future.

Natural refrigerants

Several hydrocarbons, ammonia and carbon dioxide belong to the group called natural refrigerants. All natural refrigerants exist in the cycles of nature, even without human intervention. It has an ODP value of 0 and is not GWP. Innovations and evolution in technology have contributed to the consideration of these natural refrigerants. Due to their minimal environmental impact and to be more appropriate and compatible from the point of view of technological sustainability, refrigeration systems with natural refrigerants can play an important role in the future of many applications.

Ammonia (NH3, R717)

Ammonia contains nitrogen and hydrogen, and is widely used in many industries. It has been used as a refrigerant since the 1800s, and today it is commonly used in industrial refrigeration, cold storage, in food processes and more recently it is being used in commercial refrigeration and chillers.

R717 is chemically stable, but reacts under certain conditions, for example, when it is contacted with carbon dioxide or water or copper. On the other hand, it is compatible with steel and oil correctly selected. The pressure and temperature characteristics of the R717 are similar to R22. However, its thermodynamic and transport properties are excellent, potentially increasing the efficiency of the systems. Due to its high degree of toxicity and low flammability, it has a classification equal to B2. Unlike fluorinated gases, it has no impact on the ozone layer and has a value equal to zero global warming (GWP).

Hydrocarbons (HC)

These refrigerants contain carbon and hydrogen, and are widely used in many industries. The most commonly used for refrigeration purposes are isobutane (C4H12, R600a) and propane (C3H8, R290), propylene (C3H6, R1270) and are also used in mixtures composed in part by these fluids. Within what is industrial applications, a variety of HC otors are used. In general, HC refrigerants have been used as refrigerants from the 1800s to 1930s and have been re-applied since the 1990s. Apart from their use in industrial refrigeration, HC refrigerants have been used in household refrigerators, commercial refrigeration , Air conditioners and chillers. Lso HC refrigerants are chemically stable, and exhibit similar compatibility to CFCs and HCFCs. Hc also have excellent thermodynamic and transport properties. Due to their high flammability, HCs have an A3 safety rating. Like R717, HC refrigerants have no impact on the ozone layer and their effect on global warming is insignificant. Both the R600a and R290 are very cheap but their availability depends on the country.

Carbon dioxide (CO2, R744)

This refrigerant contains carbon and oxygen, and is widely used in many industries. It has been extensively used during the mid-1800s, but its use was discontinued with the onset of CFC and HFCF. In the late 1990s, it emerged again as a refrigerant and its use has been increasing in the industries of refrigeration, cold storage, commercial refrigeration, and heat pumps, among others. The R744 is chemically stable and does not react under most conditions, and is compatible with many materials. The pressure and temperature characteristics of R744 are different from most conventional refrigerants, and this is why, for example, it operates at pressures seven times higher than R22, so the system must be designed with special considerations to withstand High pressures. In addition, it has a low critical temperature, so that when the ambient tempreture exceeds 25º C, the design of a special system is needed. On the other hand, its thermodynamic and transport properties are excellent, making the systems potentially efficient in cold climates. Due to its low toxicity and non-flammability, it has an A1 safety rating. Unlike fluorinated refrigerants, it has no impact on the ozone layer. However it has a value equal to 1 of global warming potential (GWP). The R744 is very cheap and widely available in the market.