Influencia teórica del intercambiador intermedio sobre una alternativa al gas refrigerante R404A

La aplicación de la Reglamento (UE) No 517/2014 va a retirar el gas refrigerante R404A de las aplicaciones de refrigeración comercial en los próximos años debido a su alto Potencial de Calentamiento Atmosférico (PCA). Estas restricciones legales para el uso de ciertos refrigerantes por su alto potencial de calentamiento atmósferico (PCA) está provocando que el sector busque nuevas soluciones. Una de las alternativas sintéticas que se están desarrollando para sustituir al R404A en frigoríficos y congeladores para uso comercial es el Solstice® HDR-110, con PCA de 145. En este artículo se estudia de forma teórica los efectos que produce la introducción del Intercambiador Intermedio al utilizar como fluido de trabajo HDR-110 y se compara con los producidos cuando se considera R404A.

El sector que más calentamiento global produce debido a las emisiones directas e indirectas es la refrigeración comercial (producción de frío para conservación o congelación de alimentos y bebidas), ya que representa el 40% de las emisiones provenientes de sistemas de aire acondicionado y refrigeración Uno de los refrigerantes más utilizados en este campo es el R404A, con un potencial de calentamiento atmosférico (PCA) 3972 veces mayor que el CO2.

Actualmente, existen dos grandes alternativas para sustituir a los HFCs en sistemas de refrigeración, los llamados refrigerantes naturales (dióxido de carbono, hidrocarburos y amoníaco) y los refrigerantes de base sintética, destacando los Hidrofluoroolefinas y mezclas de estos con HFC. Cada grupo presenta destacadas ventajas e 2 inconvenientes, pero si se prioriza la sustitución del refrigerante realizando pocas modificaciones al sistema existente, las mezclas de HFO y HFC se postulan como la opción más viable.

Las principales características de ambos fluidos son mostradas en la Tabla 1. El HDR-110 tiene un PCA muy inferior al R404A cumpliendo con el requisito de PCA por debajo de 150 de los sistemas autocontenidos comerciales. Pero por el contrario, como pasa con la mayoría de los fluidos sintéticos de bajo PCA, es clasificado como ligeramente inflamable (A2L) por el estándar de la ASHRAE 34. Su punto normal de ebullición (NBP) es 2.3 superior al del R404A pero sigue siendo válido para aplicaciones de congelación de alimentos. La temperatura crítica de la alternativa es 15K superior y por eso su rendimiento puede ser beneficiado por temperaturas ambiente más altas. La presión crítica presenta una diferencia aún mayor entre ambos fluidos.

Tabla I. Principales características de ambos fluidos

Como resumen de la ponencia podríamos decir que la introducción del Intercambiador Intermedio en un circuito de compresión de vapor aporta beneficios energéticos para el R404A, puesto que incrementa la capacidad frigorífica hasta en un 6% y el COP en un 8%. Pero, para la alternativa propuesta, HDR-110, el beneficio es menor, hasta un 6% de COP y reduciendo la capacidad frigorífica a bajas temperaturas de evaporación.

Por otra parte, la temperatura de descarga es incrementada por encima de 10K para ambos fluidos, siendo más crítico el caso de la alternativa puesto que ésta sin del Intercambiador Intermedio ya presenta temperaturas de descarga superiores al R404A.

Si quieres profundizar más sobre la Influencia teórica del intercambiador intermedio descárgate la ponencia a través del enlace