¿Qué tipo de refrigerante se utiliza en los refrigerantes de refrigeradores?
El R134a es un refrigerante monocomponente, mientras que el R407C y el R410a son refrigerantes mixtos. R410a es una mezcla de R32 y R125, mientras que R407C es una mezcla de R32, R125 y R134a. La ventaja de los refrigerantes mezclados es que los refrigerantes se pueden personalizar y sintetizar de acuerdo con los requisitos específicos de uso, teniendo en cuenta diversas características como inflamabilidad, capacidad, temperatura de descarga y eficiencia.
Hay muchos factores a considerar al seleccionar un refrigerante, ya que cualquier elección de refrigerante tendrá un impacto en el funcionamiento general, la confiabilidad, el costo y la aceptación en el mercado del sistema de aire acondicionado.
Es importante tener en cuenta que los nuevos refrigerantes tienen diferentes características de transferencia de refrigerante debido a diferencias en la transferencia de calor y la caída de presión, lo que en última instancia puede tener un impacto significativo en el diseño y el rendimiento del sistema. Discutiremos brevemente las diferencias en las características de rendimiento de estos refrigerantes comunes.
El R134a tiene menor capacidad y menor presión que el R22. Debido a estas características, un acondicionador de aire R134a de la misma capacidad requiere un compresor de mayor desplazamiento, un evaporador, un condensador y una tubería más grandes. El resultado final es que un sistema R134a es más caro de construir y operar con la misma capacidad de enfriamiento que el R22.
El refrigerante R407C está más cerca del R22 en términos de capacidad de refrigeración y presión. Por lo tanto, el sistema R22 original se puede adaptar al sistema R407C con simples ajustes en el diseño del sistema.
Sin embargo, el sistema será aproximadamente un 5% menos eficiente energéticamente que el sistema original. Esto se debe a que el R407C tiene una variación de temperatura de hasta 6 grados en comparación con otros refrigerantes. Por lo tanto, el sistema R407C tiene una menor transferencia de calor equivalente al condensador y evaporador estándar, lo que afecta el índice de eficiencia energética del sistema.
El refrigerante R410a tiene una mayor capacidad y presión que el R22, y la presión de funcionamiento es entre un 50 % y un 60 % mayor. Las presiones y densidades de gas más altas no sólo permiten el uso de compresores de menor desplazamiento, sino también tuberías y válvulas de menor diámetro.
El uso de válvulas de ventilación de alta presión elimina los peligros asociados con las altas presiones de condensación del sistema. El espesamiento de la carcasa del compresor permite que el sistema resista presiones de funcionamiento más altas. Otro beneficio del compresor más grueso es que el R410a funciona significativamente más silencioso que el compresor R22, con sólo 2-4 decibelios.
Los sistemas de refrigerante R410a tienen importantes ventajas de transferencia de calor sobre los sistemas R22: un 35 % más de transferencia de calor en el evaporador y un 5 % más de transferencia de calor en el condensador. Tanto el R134a como el R407C tienen coeficientes de transferencia de calor del sistema más bajos que el R22. Para el mismo caudal másico, el R410a tiene una caída de presión menor, lo que permite el uso de tuberías y válvulas más pequeñas que el R22 u otros refrigerantes. Esto hará que los sistemas R410a sean significativamente menos costosos de fabricar, lo que será una ventaja en hogares con conductos largos y sistemas de unidades múltiples.
Por supuesto, las ventajas de la transferencia de calor y la baja caída de presión del R410a solo se pueden aprovechar al máximo rediseñando el sistema. Por ejemplo, considere usar serpentines de menor diámetro, diferentes configuraciones de aletas y aumentar la longitud del circuito de recirculación para optimizarlo. técnicas como la reducción del número de circuitos frigoríficos.
Finalmente, podemos ver que el sistema de refrigerante R410a rediseñado utiliza un evaporador y un condensador más pequeños, lo que resulta en menores costos y una reducción del 30% en la carga de refrigerante. Además de reducir los costos, la carga reducida de refrigerante aumenta la confiabilidad general del sistema.
En sistemas con la misma capacidad de refrigeración y temperatura de condensación, la eficiencia energética (COP) del sistema del refrigerante R410a puede ser un 6% mayor que la del R22. Esto se debe a menores pérdidas del compresor durante la compresión, una mayor transferencia de calor entre el evaporador y el condensador y menores caídas de presión en todo el sistema.
La transferencia de calor eficiente y una menor caída de presión dan como resultado una temperatura de condensación más baja y una temperatura de evaporación más alta en las mismas condiciones de funcionamiento, lo que resulta en un rango de funcionamiento más amplio y un menor consumo de energía del compresor. Además, los compresores más grandes en pequeños sistemas de aire acondicionado comerciales se benefician más que los pequeños compresores de aire acondicionado residenciales debido a las bajas pérdidas de compresión del R410a.