CURSO DEL REFRIGERANTE R407C 1ª parte

CURSO DEL REFRIGERANTE R407C 1ª parte

Este manual le proporcionará la información que necesita para acometer instalaciones con el nuevo
R407C. En ningún momento se intenta suplir la técnica adquirida con la práctica.
También se emplea la experiencia, pero más estrictamente las normas del R407C.
Las instrucciones de este manual son para aplicar el R407C con los modelos Haier. No se dan garantías con otro tipo de equipo.

INTRODUCCIÓN

Los equipos de aire acondicionado, tanto en sólo frío como en bomba de calor, han empleado durante
muchos años refrigerante R22. Este gas, se trata de una sustancia compuesta por HCFC y la producción de estos refrigerantes está sometida a un período de reducción, tanto en la UE como en el resto del mundo, que pretende eliminar progresivamente los HCFC del mercado.

Como alternativa a los HCFC, los fabricantes de equipos han diseñado una nueva gama de equipos de
aire acondicionado, producidos específicamente para funcionar usando una mezcla de HFC. Este
manual pretende ser una guía para ayudar al instalador mantenedor a comprender estas nuevas sustancias, sus diferencias básicas y cambios técnicos en el proceso de instalación y manipulación.

En la UE, la reglamentación está restringiendo la venta y uso de los refrigerantes HCFC a través de un período de reducción más severo que en otros países. Además de marcar restricciones en la producción, importación y venta de HCFC, también establece el control de emisiones de todo tipo de refrigerantes.

DESCRIPCIÓN DEL R407C

Generalidades
Para los equipos de aire acondicionado se ha elegido al refrigerante R407C en sustitución del R22, el
cual es una mezcla formada por tres hidrofluorocarbonos (HFC).
Existen tres diferencias principales entre estos refrigerantes:

a) El R407C, como la mayoría de los HFC, es una mezcla de varias sustancias.
b) Los HCFC contienen Cloro en su composición, no así los HFC.
c) Los refrigerantes HFC requieren aceites lubricantes sintéticos éster o éter, en lugar de los más comunes aceites minerales o alquilbencénicos.

El Cloro contenido en los gases CFC y HCFC es el causante de la reducción de la capa de Ozono de la alta atmósfera, la cual filtra el exceso de perniciosos rayos ultravioleta de la luz solar. La proporción de Cloro contenida en los distintos refrigerantes varía de uno a otro, así mismo, varía también el grado en que afectan al medio ambiente, conocido con el nombre de Potencial de Descomposición del Ozono (ODP). Cada refrigerante tiene un ODP distinto. Para poder relacionarlos se ha tomado como referencia el valor 1 para el potencial destructivo del CFC 11 (Rll) durante un período de tiempo determinado; por tanto, el ODP del Rll es 1.

En comparación con esta escala tenemos que:

- El R22 tiene un ODP = 0.055
- El R407C no contiene Cloro y por tanto ODP = 0

La proporción de componentes que forman la mezcla del R407C es la siguiente:

R32 23% (CH2F2)
                                                                 Buena capacidad frigorífica
                                                                 Pero: - combustible
                                                                - temperatura de descarga elevada
                                                                - presión de descarga elevada

R125 25% (CF3CHF2)
                                                                  Reduce la inflamabilidad
                                                                  Pero: - COP bajo
                                                                  - efecto invernadero elevado

R134a 52% (CH2F2)
                                                                  Reduce la presión
                                                                  Pero: -COP Bajo

El R407C es una mezcla no azeotrópica de estos componentes, lo que significa que se evapora en un
rango de temperaturas de entre 5 ºC y 6 ºC a presión constante. Una mezcla azeotrópica se constituye
por componentes que tienen la misma temperatura de ebullición. La diferencia de los puntos de ebullición da como resultado una temperatura variable a lo largo de las baterías evaporadoras y condensadoras, al tiempo que cambia la proporción de la mezcla, esto es lo que se conoce como "temperatura de deslizamiento".

                               Refrigerante                                           Mezcla no azeotrópica

                                   R22                                                            R407C

El proceso de destilación del R407C favorece al R32, que es el primer componente en evaporarse. A lo largo del serpentín del evaporador se producen complejos cambios de temperatura y mezcla, por esta razón los fabricantes no consideran adecuadas las baterías convencionales.

Las mezclas azeotrópicas no tienen deslizamiento, y las mezclas cuyo deslizamiento es muy pequeño
(menor de 1 ºC) se conocen como casi azeotrópicas. En los puntos donde las mezclas no azeotrópicas
coexisten en estado de líquido y gas, por ejemplo, en un evaporador o condensador, la proporción de la composición se altera. En el estado de líquido saturado se recombinan en las proporciones correctas.

Este proceso de separación o "fraccionamiento", ocurre en la sección evaporadora y condensadora del
circuito, así como en envases de almacenamiento tales como receptores de líquido, acumuladores o
botellas de refrigerante. El fraccionamiento ocurre al ocupar el vapor el espacio libre existente sobre el nivel del líquido, el cual se enriquece con los elementos más volátiles de la mezcla. Con el R407C, el vapor es rico en R32.

El grado de fraccionamiento depende del espacio disponible para el vapor y de la temperatura de saturación del vapor. Un aumento de temperatura o del espacio provoca un incremento del grado de fraccionamiento.

Por este motivo, el refrigerante sólo debe ser cargado y recuperado del circuito en estado líquido a través de la correspondiente válvula de servicio de la unidad.

La carga en estado de gas o vapor provocará una composición errónea de la mezcla.

La botella de carga debe mantenerse lo más fría posible.

Aquellos equipos en los que se encuentre una fuga en estado de gas o vapor, como por ejemplo, en la
evaporadora, deben tratarse con precaución, ya que la fuga predominante de uno de los componentes
de la mezcla, afectará a la calidad de la mezcla total. Los pequeños cambios no afectarán de forma perceptible el rendimiento de la unidad, pero las consecuencias de la fuga son irreversibles y en caso necesario, debe recuperarse el refrigerante y devolverlo al fabricante para el reajuste de la mezcla o su destrucción y reciclaje.

Las pruebas indican que, incluso en caso de repetidas fugas, la pérdida total de rendimiento no excede el 6% de la capacidad nominal del equipo, y que las pérdidas de rendimiento debidas a pequeños desequilibrios en la proporción de la mezcla son habitualmente muy pequeñas y pueden tolerarse.

Las botellas de carga no deben vaciarse completamente ya que se corre el riesgo de que pueda introducirse vapor en el circuito. Al menos un 10% de líquido debe permanecer en la botella. Las botellas NUNCA deben llenarse por encima de los límites máximos recomendados por el fabricante. Los proveedores de refrigerantes tienen unas normas respecto a los HFC que deben seguirse estrictamente.

A causa del diseño interior y construcción de las unidades interior y exterior, así como del aceite mineral cargado en los compresores diseñados para R22, los fabricantes no consideran posible que los equipos diseñados para uso con R22 puedan adaptarse al uso de R407C o ningún otro Hidrocarbono (HC) o refrigerante HFC. El resultado sería la perdida de rendimiento e incluso se podrían dañar las unidades.

Temperatura de deslizamiento

En los refrigerantes monocomponentes tradicionales, como el R22, existe una relación directa entre la
presión y la temperatura de saturación del refrigerante. Por tanto, si se conoce uno de los valores, se
puede saber el otro. Cuando esto se refleja en un diagrama de presión - entalpía las isotermas (líneas
de temperatura constante) son horizontales y mientras haya un intercambio de calor dentro de la campana no aumentará la temperatura sensible. Ésta sólo empieza a incrementarse cuando todo el refrigerante se evapora y empieza el recalentamiento.

Al contrario que el R22, el R407C es un refrigerante no azeotrópico. No tiene un sólo punto de ebullición en sí, y la temperatura más baja a la que se inicia la ebullición es el "punto de burbuja". Mientras el refrigerante va pasando a través del evaporador, los tres componentes empiezan a evaporarse a temperaturas y ratios ligeramente distintos.

 

La temperatura de deslizamiento es de 5,5 ºC

Al condensar, el proceso se invierte y la temperatura del primer componente en alcanzar la saturación se conoce con el nombre de "punto de rocío". Entre el punto de burbuja y el punto de rocío hay una diferencia llamada "deslizamiento de temperatura".

Estas líneas normalmente faltan en los diagramas de las mezclas de HFC. Esto se debe a que el contenido de vapor y la composición cambian rápidamente a medida que los componentes se evaporan (o condensan) a diferentes ratios.

Es interesante tener en cuenta que, durante el proceso de saturación combinada de los tres componentes, hay un cambio de la temperatura sensible igual al deslizamiento.

Debido al deslizamiento, (excluyendo cualquier recalentamiento), las temperaturas de entrada, salida y media de un evaporador serán distintas en un mismo momento durante el funcionamiento del equipo. Por lo tanto, la carga de refrigerante debe realizarse por peso y según las cargas recomendadas para cada equipo.

Nunca debemos cargar un equipo por la estimación de las presiones, ya que se realizaría una carga errónea.

INSTALACIÓN

Generalidades

Una buena y correcta instalación es esencial para el buen funcionamiento de los equipos. Es muy importante extremar la limpieza y la estanqueidad de las uniones frigoríficas.

Recomendaciones:

 Durante la manipulación de la tubería refrigerante, mantenga los extremos de la misma tapados ya
que se generarían ácidos y otros contaminantes que provocarían un fallo del equipo e incluso la
rotura del compresor.

Si no va a realizar el vacío de la instalación inmediatamente, mantenga libres de aire las tuberías
ya instaladas, purgándolas con nitrógeno seco (N2) o tapando los dos extremos de los tubos.

Para evitar la formación de una película de óxido de la soldadura en el interior de la tubería,
es recomendable dejar circular nitrógeno seco (N2) durante el proceso de soldadura.

Suciedad, cascarilla y humedad contaminan rápidamente cualquier equipo. Mantenga las
tuberías selladas y limpias en todo momento.

Herramientas específicas

El HFC 407C es una mezcla de tres componentes y, como hemos visto, requiere aceites sintéticos. Para mantener la compatibilidad con los aceites sintéticos, y por las diferentes características del refrigerante, es necesario emplear una serie de herramientas específicas para trabajar con equipos diseñados para R407C. En la Tabla 1 puede observarse una lista de referencia.

Esto significa que analizadores, unidades de recuperación y detectores de fugas deben ser los adecuados. Algunas bombas de vacío no sirven y debe tener en cuenta que si el aceite arrastrado contamina la bomba, se mezclará con el aceite de la bomba pudiendo estropearla.

El R407C puede atacar ciertos tipos de gomas y juntas sintéticas provocando fugas; use siempre manómetros y mangueras resistentes a los HFC.

Se recomienda que el equipo empleado para R407C no se use con otras sustancias, ya que algunos
analizadores o unidades de recuperación antiguos pueden no ser compatibles. Además, se desaconseja usar un equipo de recuperación para R22 y R407C al mismo tiempo. Emplee material específico para HFC en este tipo de equipos.

Puesto que el R407C sólo debe cargarse desde la botella refrigerante en fase líquida, es recomendable
usar un analizador equipado con un visor de líquido en la válvula central (entrada).