Què són els refrigerants? Aquests són líquids especials. S'utilitzen en aparells d'aire condicionat i frigorífics. El refrigerant experimenta canvis de fase de líquid a gas quan absorbeix calor i torna a líquid quan el compressor comprimeix el gas. La selecció del refrigerant ideal es basa en les propietats termodinàmiques. Ha de ser no corrosiu, segur, no tòxic i no inflamable.
Una breu història dels refrigerants
El científic belga Frederic Sworths va ser pioner en la síntesi de CFC a finals de la dècada de 1890. El seu descobriment es va produir després de la substitució del clorur en el tetraclorur de carboni per futuride per a la síntesi de CFC-11 i CFC-12. A finals de la dècada de 1920, Thomas Midgley Jr. va millorar el procés de síntesi i va desafiar l'ús de CFC com a refrigerant per substituir l'amoníac, el clorometà i el diòxid de sofre que s'utilitzaven habitualment en aquell moment.
Eren nocius, inflamables i alguns fins i tot tòxics. Els més comunsel refrigerant era un CFC anomenat Freon, la marca de DuPont per a la nevera "R-12". Segons els requisits dels anys 30 del segle passat, aquests refrigerants semblaven ser ideals, de base científica i més segurs, gasos no corrosius i barats de fabricar.
No va ser fins a la dècada de 1970 que es va trobar que les molècules de clor destruïen completament la capa d'ozó i es van prohibir. A la dècada de 1970, els científics van descobrir que l'amoníac refrigerant interferia amb la penetració dels raigs infrarojos en ells, ja que s'acumulen a l'atmosfera i provoquen la transferència de calor, la qual cosa provoca el canvi climàtic, de manera que aquest compost va ser prohibit.
A les dècades de 1990 i 2000, els CFC van ser substituïts per HCFC (hidroclorofluorocarburs) i l'HCFC més comú és "R-22", que va tenir efectes molt menys devastadors sobre l'ozó, però encara era perillós. Per resoldre el problema de l'esgotament de la capa d'ozó, els científics van inventar HFC que no contenien clor. Tanmateix, més tard es van adonar que l'HFC encara està danyant el medi ambient a causa dels gasos d'efecte hivernacle.
Tipus moderns de mitjans de refrigeració
La Comissió Europea ha ordenat que el refrigerant R134A no s'utilitzi per als cotxes de passatgers certificats venuts a la Unió Europea. Aquest mandat estava previst inicialment per a l'1 de gener de 2011. No obstant això, com que el nou refrigerant encara no estava disponible al mercat general, aquest termini es va ampliar fins a l'1 de gener de 2013.
A partir de gener de 2017, tots els nous registratsels vehicles havien d'utilitzar un refrigerant alternatiu. El 2018, només el 60% dels cotxes de passatgers nous de fabricació europea utilitzen un refrigerant segur. Els vehicles venuts fora de la Unió Europea continuen utilitzant R134A o un refrigerant encara més perillós.
Tipus principals de refrigerants:
- CFC - clorofluorocarburs.
- HCFC – Hidroclorofluorocarbonis.
- HFC – Hidrofluorocarbonis.
No obstant això, tots han estat o seran substituïts en un futur proper a causa dels impactes ambientals. El refrigerant HFO ara comença a substituir els CFC, ja que tenen un potencial d'escalfament global molt més baix i no esgoten l'ozó, tot i que alguns són altament inflamables. Actualment, està entrant al mercat la quarta generació de refrigerants, que tenen grans propietats termodinàmiques i són respectuosos amb el medi ambient.
Elecció d'una alternativa per R12
El refrigerant
R12 encara s'utilitza àmpliament en aplicacions de refrigeració. De fet, va ser molt difícil trobar-ne un que pogués substituir aquest refrigerant universal en condicions de funcionament. R134A és el més adequat per a aquests propòsits.
Comparació de R134A i R12:
- La capacitat a -7 °C de temperatura de l'evaporador és la mateixa per als dos refrigerants, i per sota de -7 °C, si es substitueix R12 per refrigerant r134A, hi haurà una pèrdua important d'efecte de refrigeració. En aquests casos, es recomana utilitzar barreges de refrigerants en lloc de substituir R134A. El freó 134 també es pot utilitzar per a baixa temperaturasituacions.
- Els coeficients de transferència de calor per a R134A són superiors a R12. Si existeixen en la mateixa fase líquida, el coeficient de transferència de calor del refrigerant R134A és un 27-37% més gran, i en la fase gasosa és un 37-45% més gran. Si existeixen en dues fases, líquida i gasosa, el coeficient de transferència de calor per a R134A és del 28% al 34% més gran a l'evaporador i del 35 al 41% més al condensador.
- L'efecte de refrigeració de R134A és aproximadament un 22% més gran que el de R12. Així, el cabal massiu de R134A requerit per tona de refrigeració és aproximadament un 18% inferior al R12. Això vol dir que per a una determinada capacitat del sistema de refrigeració, la quantitat necessària és un 18% menor que quan s'utilitza R12. És a dir, en tots els equips on se substitueix l'R12 per freó 134, la quantitat de refrigerant que s'ha de carregar és inferior a R12. Tanmateix, el volum específic de R134A és lleugerament més gran que R12, de manera que per a la mateixa quantitat de refrigerant, el volum ocupat per R134A és més gran que R12.
- L'augment de l'efecte de refrigeració de R134A es compensa amb un augment del seu volum específic. Per tant, R134a carregat en sistemes modificats hauria de ser un 5-10% menys que R12.
Convertir R12 a R134A
Algunes instal·lacions primerenques utilitzaven amoníac com a refrigerant. Tanmateix, la majoria dels cotxes moderns construïts abans de 1995 utilitzaven el R12. L'R12 era un refrigerant ic2 tecnològicament avançat i eficient, però més tard es va descobrir que era un gas que esgotava la capa d'ozó i es va limitar la seva producció i ús.
Després de 1995, va ser substituït pel R134A i encara ésutilitzat en molts cotxes. Si la llar té un cotxe vell amb un sistema d'aire condicionat R12, els automobilistes experimenten grans problemes per reposar aquest sistema en cas de fuites o manteniment. La indústria va començar a produir adaptadors especials, després de la qual cosa el procés de conversió del sistema a R134A es va fer senzill.
Canvis al sistema de refrigeració
Per convertir R12 a R134A, només cal fer alguns petits canvis al sistema. Afortunadament, el compressor utilitzat a l'antic sistema R12 encara funcionarà amb refrigerant R134A i serà igual d'eficaç. El condensador i l'evaporador són només intercanviadors de calor, de manera que tampoc cal canviar-los per fer funcionar un altre refrigerant.
Un dels components que cal canviar és l'assecador. L'últim element del sistema que caldrà canviar són els ports de pressió. L'R134A utilitza diferents ports per a la càrrega del sistema i la mesura de la pressió, de manera que els antics ports R12 s'han de treure i substituir o complementar amb adaptadors. Després de comprar l'equip necessari, traieu el refrigerant i l'oli antics. Quan instal·leu un nou refrigerant ic2, també s'ha d'afegir oli PAG compatible amb R134A per mantenir el compressor lubricat.
Després de convertir un sistema de R12 a R134A, és important comprovar la pressió del sistema durant uns dies per assegurar-vos que tot funciona correctament. Si s'han detectat petites fuites al sistema, apliqueu Red Angel A/C Stop Leak per segellarsistema.
Els refrigerants són més segurs que el freon
L'HCFC R-22 comú, que s'utilitza durant dècades, no és tan bo per al medi ambient com pensaven els experts. L'Agència de Protecció del Medi Ambient va treballar per eliminar gradualment el refrigerant i finalment el va prohibir completament. L'eliminació gradual de la R-22 va començar el 2010. El 2020, l'ús del refrigerant estarà molt restringit i completament prohibit el 2030.
Els refrigerants més respectuosos amb el medi ambient disponibles actualment al mercat són "R-290" i "R-600A". Són HC, o hidrocarburs, i els seus noms químics són "propà" per a R-290 i "isobutà" per a R-600A. Són 100% lliures d'halògens, no tenen potencial d'esgotament de la capa d'ozó i són els menys perillosos en termes d'escalfament global potencial. També són altament eficients energèticament, però altament inflamables ja que són hidrocarburs. Actualment, els tipus de refrigerants més "verds" són R134A, R-407C, R-410A. Els fabricants que produeixen aquests refrigerants afirmen que les substàncies són absolutament segures.
Cilindre amb freó R134A
Amb el descobriment dels efectes nocius dels refrigerants CFC i HCFC a la capa d'ozó, aquest grup s'ha utilitzat àmpliament com a substitut. El refrigerant del refrigerador R134A és hidrofluorocarburs (HFC), que té un potencial d'esgotament de la capa d'ozó nul i poc o cap efecte hivernacle.
Refrigerant R134Aés un compost químic tetrafluoroetano, format per dos àtoms de carboni, dos àtoms d'hidrogen i quatre àtoms de fluor. La seva fórmula química és CF3CH2F. El pes molecular del refrigerant R134A és de 133,4 i el seu punt d'ebullició és de 26,1 °C. L'R134A no és inflamable i no és explosiu, té una toxicitat normal i una bona estabilitat química, una afinitat una mica alta per la humitat.
R134A és molt similar a R12 en propietats físiques i termodinàmiques generals. Per tant, es considera un excel·lent substitut. Les propietats dels refrigerants R134 són les següents:
- Temperatura d'encesa automàtica - 770 °C.
- Taxa d'esgotament de la capa d'ozó - 04.
- Solubilitat en aigua 0,11% en pes 25 C.
- Temperatura crítica - 122 °C.
- Codi de color: blau clar.
- Potencial d'escalfament global (GWP)1200.
- Temperatura del refrigerant, punt d'ebullició -26,1 °C.
Propietats termodinàmiques de R-407C
Pel que fa a les seves propietats, correspon a les característiques disponibles a R-22. L'R-407C és un substitut de refrigerant comú per a aquells que busquen actualitzar l'equip R-22. La barreja d'hidrofluorocarburs inclou pentafluoroetano, difluorometà i 1, 1, 1, 2-tetrafluoroetano. Un refrigerant alternatiu àmpliament utilitzat popular en aparells d'aire condicionat i sistemes de separació sense escombretes, així com en sistemes d'aire condicionat lleuger i d'expansió directa que es troben en aplicacions residencials, comercials i industrials. R-407C també funciona en sistemes de refrigeració de temperatura mitjana i en moltselectrodomèstics nous.
Els nous equips que utilitzen nitrogen com a càrrega de retenció funcionen millor amb R-407C a causa de l'ús d'oli essencial de poliol. Tot i que els nous aparells i sistemes de refrigeració són els més habituals, l'R-407C es pot actualitzar en alguns sistemes R-22 si s'inclou un canvi d'oli al procediment. Aquesta alternativa al freó es considera respectuosa amb el medi ambient a causa del seu potencial d'esgotament zero de la capa d'ozó.
Potencial d'esgotament de la capa d'ozó R-404A
És 0 en aquest refrigerant, igual que R-407C i R-134A. Sovint s'utilitza per a sistemes de refrigeració que requereixen -45 °C a 15 °C. És més útil en aplicacions de transport comercial i industrial a causa del seu ampli rang de temperatures de funcionament. És molt semblant a l'R-22 i ofereix un millor rendiment. Com que l'R-404A no reacciona ràpidament a l'aire o l'aigua, es considera segur per a molts usos. També és no inflamable, incolor i inodor.
No obstant això, com amb qualsevol refrigerant, els usuaris sempre han de prendre les precaucions adequades per protegir-se. El contacte directe amb R-404A encara pot provocar congelacions i l'exposició excessiva al foc o a la calor pot provocar la ruptura del dipòsit. L'R-404A és bastant comú i es pot comprar a les botigues especialitzades en subministrar productes de calefacció i refrigeració.
Una barreja de dos refrigerants d'hidrofluorocarburs, el difluorometà i el pentafluoroetano, ésun refrigerant que esgota la neozona que proporciona una millor eficiència energètica que R-22 i R-407C i no utilitza clor en la seva formulació. Es considera més adequat com a reemplaçament de l'R-22 a causa de la seva major pressió i capacitat de refrigeració.
Funció R-410A
Si els usuaris decideixen comprar dispositius que utilitzen R-410A, el procés sol ser bastant senzill. De fet, moltes empreses d'aire condicionat i refrigeració fan unitats específiques per utilitzar-les amb R-410A. Tot i que és més popular en refrigeració comercial, aparells d'aire condicionat i refrigeradors, és important tenir en compte que aquesta alternativa de freó no funcionarà en unitats A/CR-22.
Els refrigerants
R-410A tenen una pressió nominal més alta, de manera que es requereix un manòmetre de col·lector diferent del que s'utilitza normalment amb l'R-22. El refrigerant s'ha de carregar en forma líquida i només en ràfegues curtes. R-410A es ven amb diverses marques: AZ-20, Suva410A, GenetronR410A, Forane410A, EcoFluo rR410 i Puron. És bastant fàcil comprar en línia i a les botigues especialitzades.
Aire condicionat del vehicle
Una directiva de la UE de 2006 exigeix que tots els vehicles nous venuts a la UE estiguin equipats amb refrigerants de baix potencial d'escalfament global (GWP). El límit s'estableix en 150 GWP que YF pot proporcionar actualment. El seu avantatge és la propietat de l'autoeliminació: es descompon completament a l'atmosfera aproximadamentonze dies.
Malgrat que l'HFO1234yf va ser acceptat com a nou refrigerant, Alemanya tenia dubtes. Daimler i alguns altres fabricants alemanys i també autoritats reguladores creuen que YF és perillós a causa de la seva alta inflamabilitat. Com a resposta, Alemanya va aprovar alguns vehicles Daimler per continuar funcionant amb R134A, en contra de la directiva de la UE.
La Comissió Europea fins i tot ha amenaçat amb accions legals contra Alemanya per no aplicar completament les noves normatives d'emissions de refrigerants. GM i Toyota han expressat públicament el seu suport a YF i han declarat que consideren que la substància és segura.
Cost dels sistemes nous
El cost addicional del nou refrigerant YF és d'entre 30 i 50 EUR. Els sistemes YF són menys eficients i requereixen l'ús addicional d'un intercanviador de calor intern.
Com que el cost del procés de fabricació de YF és superior al R134A, s'espera una tarifa d'alimentació per a aquest producte durant molts anys, especialment a partir del 2018, quan tots els vehicles de nova matrícula a la Unió Europea hauran d'utilitzar un refrigerant. diferent de R134A. des de R134A.
Augment de preu a partir de l'1 de febrer de 2018:
- R452a + 20%.
- R410a + 20%.
- R448a + 15%.
- R449a + 15%.
Modernització del sistema R-22
Substituir R22 per R134A és un procés bastant senzill. En primer lloc, s'hauria d'eliminar l'R22 complet del sistema. Aleshores, cal eliminar tot l'oli lubricant del sistema(la quantitat màxima d'oli que queda dins del sistema és del 5% de la quantitat total present en ell). L'oli mineral s'ha de substituir per oli d'èster sintètic. També s'han de substituir l'assecador i el filtre d'oli.
La quantitat de R134A necessària al sistema és del 90 al 95% de R22. S'han de col·locar etiquetes als sistemes que s'han actualitzat amb R134A que descriguin el nou refrigerant i oli lubricant. Tot i que el procés és fàcil, és important fer-ho amb cura. Els residus de R-22 al sistema poden provocar contaminació creuada. Per a R-22 i R-134A pot fer que el sistema de refrigeració del cotxe sigui menys fiable i augmentar la pressió del capçal del compressor a nivells perillosos, provocant una fallada completa del sistema. A més, l'R-134A requereix una barreja d'oli especial: poliarileno.
El 1987 es va anunciar el Protocol de Mont-real, que és un tractat internacional de molts països per ajudar a combatre la capa danyada de la zona O. Una de les seves iniciatives va ser eliminar els CFC a tot el món. El 1994, els EUA van acabar amb l'ús de l'R-12 a la indústria de l'automòbil. L'R-12 s'ha substituït per l' alternativa HFC R-134a. El 2010, sota el Protocol de Mont-real, els EUA van anunciar que eliminarien gradualment l'ús de R-22 en aplicacions futures. Totes les màquines noves tindran com a objectiu HFC R-410A, que no conté clor.
