Un refrigerante es cualquier fluido que actúa como agente de enfriamiento, absorbiendo calor de un foco caliente al evaporarse. El refrigerante en una instalación frigorífica debe tener las siguientes características:
- Calor latente de evaporación alto: cuanto mayor sea su valor menor cantidad de refrigerante hay que utilizar en el proceso de refrigeración para obtener una temperatura determinada.
- Presión de evaporación superior a la atmosférica: para evitar que entre aire en el circuito de refrigeración, lo que acarrearía el problema de que el agua contenida en el aire se solidificase y obturase algún conducto.
- Punto de ebullición lo suficientemente bajo para que sea inferior a la temperatura de trabajo del evaporador.
- Temperaturas y presión de condensación bajas: así se evitan trabajar con presiones de condensación altas en el compresor lo que se traduce en un considerable ahorro tanto de energía como en el coste de la instalación.
- Inercia química: es decir que no reaccione con los materiales que componen el circuito ni con el aceite del compresor.
- Ha de ser inmiscible o totalmente miscible con el aceite del compresor: la solubilidad parcial da origen a problemas de depósitos de aceite en el evaporador.
- Debe de ser químicamente estable: hasta el grado de no ser inflamable ni explosivo.
- Ha de ser soluble en agua: de esta forma se evita que el agua libre pueda formar cristales de hielo. Por este motivo los circuitos de refrigeración van provistos de filtros deshidratantes.
- Debe ser no tóxico para el hombre.
- Debe tener un impacto ambiental bajo o nulo en el caso de ser liberado por posibles fugas.
- Debe ser fácilmente detectable por el olfato para poder localizar las fugas que se produzcan en el sistema.
- Calor latente de evaporación alto: cuanto mayor sea su valor menor cantidad de refrigerante hay que utilizar en el proceso de refrigeración para obtener una temperatura determinada.
- Presión de evaporación superior a la atmosférica: para evitar que entre aire en el circuito de refrigeración, lo que acarrearía el problema de que el agua contenida en el aire se solidificase y obturase algún conducto.
- Punto de ebullición lo suficientemente bajo para que sea inferior a la temperatura de trabajo del evaporador.
- Temperaturas y presión de condensación bajas: así se evitan trabajar con presiones de condensación altas en el compresor lo que se traduce en un considerable ahorro tanto de energía como en el coste de la instalación.
- Inercia química: es decir que no reaccione con los materiales que componen el circuito ni con el aceite del compresor.
- Ha de ser inmiscible o totalmente miscible con el aceite del compresor: la solubilidad parcial da origen a problemas de depósitos de aceite en el evaporador.
- Debe de ser químicamente estable: hasta el grado de no ser inflamable ni explosivo.
- Ha de ser soluble en agua: de esta forma se evita que el agua libre pueda formar cristales de hielo. Por este motivo los circuitos de refrigeración van provistos de filtros deshidratantes.
- Debe ser no tóxico para el hombre.
- Debe tener un impacto ambiental bajo o nulo en el caso de ser liberado por posibles fugas.
- Debe ser fácilmente detectable por el olfato para poder localizar las fugas que se produzcan en el sistema.
- Debe ser barato.
Tipos de refrigerantes
Los primeros refrigerantes utilizados por reunir varias de estas características y ser los únicos disponibles cuando aparecieron las primeras máquinas de producción mecánica de frío (1867) fueron el amoniaco (NH3), el dióxido de carbono (CO2)y el dióxido de azufre (SO2). Pero estos refrigerante presentaban grandes problemas de toxicidad, explosión y corrosión en las instalaciones de modo que su utilización estaba restringida a usos industriales. Con excepción del amoniaco todos estos refrigerantes han dejado de usarse siendo reemplazados por otros denominados freones que aparecen en el mercado a partir del año 1928 y no presentan los inconvenientes de los primeros.
El amoniaco hoy en día se sigue empleando en instalaciones de gran tamaño debido a que es el refrigerante conocido que tienen el efecto frigorífico mas alto. Es uno de los más baratos y fáciles de conseguir y tiene gran estabilidad química. Es inmiscible con el aceite, por lo tanto debe usarse un separador de aceite en la tubería de descarga del compresor hacia el condensador. Como inconveniente: es tóxico, algo inflamable y puede llegar a ser explosivo en grandes concentraciones, pero puede ser detectado fácilmente por el olor por lo que estos inconvenientes tiene poca importancia en industrias con alto nivel de control. Las fugas de amoniaco se detectan con velas de azufre, formándose un humo denso en presencia de vapor de NH3 o también se puede aplicar una solución de jabón en el punto donde se cree que puede haber una fuga formándose burbujas en caso positivo.
Freones: Es un grupo de refrigerantes derivados de hidrocarburos de bajo peso molecular fundamentalmente derivados del metano y el etano en los que alguno o todos sus átomos de H se han sustituidos por halógenos normalmente flúor, cloro y bromo. En función de su composición estos refrigerantes pueden clasificarse en tres grupos: CFC (clorolfuorocarbonados), HCFC (hidroclorofluorocarbonados) y HFC (hidrofluorocarbonados).
Los primeros refrigerantes utilizados por reunir varias de estas características y ser los únicos disponibles cuando aparecieron las primeras máquinas de producción mecánica de frío (1867) fueron el amoniaco (NH3), el dióxido de carbono (CO2)y el dióxido de azufre (SO2). Pero estos refrigerante presentaban grandes problemas de toxicidad, explosión y corrosión en las instalaciones de modo que su utilización estaba restringida a usos industriales. Con excepción del amoniaco todos estos refrigerantes han dejado de usarse siendo reemplazados por otros denominados freones que aparecen en el mercado a partir del año 1928 y no presentan los inconvenientes de los primeros.
El amoniaco hoy en día se sigue empleando en instalaciones de gran tamaño debido a que es el refrigerante conocido que tienen el efecto frigorífico mas alto. Es uno de los más baratos y fáciles de conseguir y tiene gran estabilidad química. Es inmiscible con el aceite, por lo tanto debe usarse un separador de aceite en la tubería de descarga del compresor hacia el condensador. Como inconveniente: es tóxico, algo inflamable y puede llegar a ser explosivo en grandes concentraciones, pero puede ser detectado fácilmente por el olor por lo que estos inconvenientes tiene poca importancia en industrias con alto nivel de control. Las fugas de amoniaco se detectan con velas de azufre, formándose un humo denso en presencia de vapor de NH3 o también se puede aplicar una solución de jabón en el punto donde se cree que puede haber una fuga formándose burbujas en caso positivo.
Freones: Es un grupo de refrigerantes derivados de hidrocarburos de bajo peso molecular fundamentalmente derivados del metano y el etano en los que alguno o todos sus átomos de H se han sustituidos por halógenos normalmente flúor, cloro y bromo. En función de su composición estos refrigerantes pueden clasificarse en tres grupos: CFC (clorolfuorocarbonados), HCFC (hidroclorofluorocarbonados) y HFC (hidrofluorocarbonados).
- CFC: son hidrocarburos totalmente halogenados, es decir, todos sus hidrógenos están sustituídos por cloro y flúor. Se caracterizan por ser gases muy estables que persisten en la atmósfera muchos años y por tanto pueden llegar a la estratosfera donde destruyen la capa de ozono. Por este motivo dejaron de fabricarse y usarse a partir de 1995 según lo acordado en el Protocolo de Montreal. El Protocolo de Montreal, sobre productos que destruyen la capa de ozono, es un acuerdo internacional adoptado en una conferencia diplomática que tuvo lugar en Montreal (Canadá) el 16 de septiembre de 1987 por el que los gobiernos firmantes se comprometieron a reducir progresivamente y finalmente suprimir la fabricación y uso de estas sustancias, para lo que se estableció un calendario para su eliminación. Dicho calendario fue revisado en varias ocasiones, la ultima en 1997. Uno de los refrigerantes con mejores propiedades termodinámicas y por ello el mas utilizado hasta dicha fecha pertenece a este grupo es el R-12 o diclorodifluormetano y el R-11 o triclorofluormetano.
- HCFC: son hidrocarburos halogenados que contienen un átomo de hidrogeno en su molécula lo cual le permite oxidarse con mayor rapidez en la parte baja de la atmósfera siendo su poder de destrucción de la capa de ozono menor. Son sustitutos a medio plazo de los CFC. Según el Protocolo de Montreal su uso y producción tendrá que estar reducido al 100 % en enero del 2030. Ejemplo: R-22 clorodifluormetano ODP= 0,05.
- HFC: derivados halogenados que no contienen cloro en su molécula oxidándose con gran rapidez en capas bajas de la atmósfera, siendo su ODP= 0. Ejemplo R-152 o difluormetano.
