4. Características y propiedades
No existe un refrigerante ideal, pero para cada instalación hay un frigorígeno, que reúne un mayor número de cualidades, que lo convierten en el más adecuado para la instalación a la que va destinado.
4.1. Características
Los refrigerantes deben reunir una serie de características físico-químicas y termodinámicas que hagan seguro su uso.
Características físico-químicas
Ente las características físico-químicas se encuentran:
1 Toxicidad.
2 Inflamabilidad.
3 Explosividad.
4 Posibilidad de detección de fugas.
Estas particularidades van a permitir conocer el grado de seguridad que ofrecen para las personas encargadas de su manejo y para las instalaciones. Los refrigerantes no deben ser tóxicos, ni venenosos, ni explosivos. Deben ser estables, no dañar la capa de ozono ni contribuir al efecto invernadero.
Posibilidad de detección de fugas
Existen refrigerantes que tienen olores característicos y fácilmente reconocibles, como sucede por ejemplo con el amoniaco. Sin embargo, los refrigerantes halogenados no desprenden ningún olor por lo que tradicionalmente, para localizar sus fugas, se han usado detectores de halógenos basados en una placa de cobre al rojo o en una llama que en contacto con el refrigerante cambiaba de color (al reaccionar con el cloro).
Los HFCs no contienen cloro por lo que los aparatos tradicionales para detectar fugas no resultan eficaces. Actualmente se utilizan detectores de tipo electrónico que incorporan un espectrofotómetro que se puede sintonizar para distintos refrigerantes, ya que éstos tienen diferente longitud de onda.
Detector de fugas de refrigerantes con espectrofotómetro
Definición
Espectrofotómetro
Instrumento usado en la física óptica que sirve para medir, en función de la longitud de onda, la relación entre valores de una misma magnitud fotométrica relativos a dos haces de radiaciones.
Características termodinámicas
Son características termodinámicas:
1 Temperatura de ebullición.
2 Temperatura de congelación.
3 Temperatura crítica.
4 Presión de condensación.
Temperatura de ebullición
Es una característica fundamental del refrigerante y está directamente relacionada con la temperatura ambiente donde esté situado el evaporador. Debe ser baja para que, aún operando a presiones positivas, se pueda tener una temperatura reducida en el evaporador. Hay que asegurarse siempre que la presión de trabajo sea superior a la atmosférica para evitar la entrada de aire y facilitar la detección de fugas.
Ejemplo
Los puntos de ebullición de algunos fluidos frigorígenos a una presión de 1,013 bar, son:
1 R-12: -29 ºC.
2 R-134a: -26,2 ºC
3 R-507A: -46,7 ºC
4 R-508B: -88,3 ºC
5 R-407A: -45,2 a -38,7 ºC
6 R-410B: -51,5 a -51,4 ºC
Nota
En las mezclas zeotrópicas y azeotrópicas existe el fenómeno del deslizamiento que consiste en una diferencia de temperatura entre el comienzo de la ebullición y la desaparición de la fase líquida.
Temperatura de congelación
Interesa que sea lo más baja posible, y más aún que la temperatura del evaporador, ya que no se puede utilizar un refrigerante que se congele a la temperatura de trabajo de este.
Temperatura crítica
Debe ser elevada, ya que si fuera baja, se incrementaría la presión en el condensador y sería necesario utilizar un condensador con gran superficie de intercambio.
Presión de condensación
Debe ser lo suficientemente baja para que determine la robustez del compresor y del condensador.
4.2. Propiedades
En cuanto a las propiedades que se tendrán en cuenta a la hora de elegir un tipo de refrigerante u otro, se enumeran las siguientes:
1 Volumen específico.
2 Caudal másico.
3 Solubilidad en agua.
4 Solubilidad en aceite.
Volumen específico
Se entiende como el volumen ocupado por unidad de masa de un material. En concreto, para fluidos refrigerantes el volumen específico que interesa es el del vapor del refrigerante, que será el que determine la capacidad del compresor.
Recuerde
El refrigerante debe tener un volumen específico bajo en la fase de vapor, y un volumen específico alto en la fase líquida.
Caudal másico
Para el cálculo de la potencia frigorífica se debe conocer su caudal másico, entendido este como la cantidad de materia (refrigerante) que se tiene dentro del circuito. El caudal másico del refrigerante depende de la presión y entalpía del mismo, en cada parte de nuestro sistema, ya sea en el evaporador o en condensador, que son las partes del sistema donde se producen los cambios de estado.
Definición
Presión
Fuerza que actúa sobre una superficie.
Entalpía
Es la cantidad de energía que un sistema puede intercambiar con su entorno.
Solubilidad en agua
Los refrigerantes como el R-134a, R-407C y el R-410A, presentan una afinidad muy elevada por el agua. Esto significa que son capaces de absorber la humedad del ambiente, y que esta humedad se puede introducir dentro del circuito, generando un grave problema porque el agua reacciona con los aceites a base de éster y forman ácidos que dañan los bobinados de los motores. Para evitar que exista humedad en el circuito debe hacerse un vacío en la instalación antes de cargarla de fluido