Hidrocarburos

Propiedades generales

Los hidrocarburos siguientes se usan habitualmente como refrigerantes:

  • R290 (propano)
  • R600a (isobutano)
  • R1270 (propileno)

También pueden usarse como refrigerantes algunos otros hidrocarburos, como mezclas con etano, propano o butano.

El propano se ha planteado desde finales de los años 80 como un sustituto de los CFC y, en especial, del R22 (HCFC). Excepto por su alta inflamabilidad, el R290 tiene unas propiedades muy similares a las del R22. Cuenta con una larga trayectoria dentro del sector de la refrigeración y, por lo tanto, es un candidato interesante. Sin embargo, su inflamabilidad ha limitado su uso. Mientras que el isobutano (R600a) se comenzó a usar en aplicaciones domésticas en algunas partes del mundo cuando se inició la eliminación gradual de los refrigerantes CFC, el R290 se introdujo más tarde como sustituto de los refrigerantes R134a, R22 y R404A para una amplia gama de aplicaciones.

Eficiencia

Los hidrocarburos poseen unas excelentes propiedades termodinámicas; en este sentido, son tan buenos como los refrigerantes HFC o HCFC (o mejores) para la mayoría de las aplicaciones.

Seguridad

Los hidrocarburos son sustancias altamente inflamables y deben manipularse con cuidado. Si se usan de forma responsable, resultan aptos para diferentes aplicaciones de refrigeración y aire acondicionado. Con el fin de garantizar su seguridad, las aplicaciones con hidrocarburos están sometidas a diversas normas y reglamentos internacionales, nacionales y regionales. Únicamente existe riesgo de explosión de los hidrocarburos si su concentración está entre los límites mínimo y máximo de inflamabilidad. En los últimos años, se está produciendo un desarrollo vertiginoso de normas de seguridad, algo imprescindible para explotar todo el potencial de estos refrigerantes. Las principales normas son la IEC 60335-2-40, la IEC 60335-2-89, la ISO 5149 y la EN 378.

Conforme a las normas de seguridad vigentes, la concentración de las fugas de refrigerante no deberá superar el límite mínimo de inflamabilidad (LFL) en aquellos casos en los que existan fuentes de ignición que puedan prenderlo, incluso si se trata de situaciones extremas. Las medidas de seguridad necesarias y el diseño del sistema dependerán de la carga de refrigerante. Por lo general, debe evitarse la presencia de fuentes de ignición dentro de la aplicación. La mayoría de los hidrocarburos no son tóxicos y los principales riesgos de seguridad se deben a su inflamabilidad; no obstante, los hidrocarburos gaseosos son más pesados que el aire y pueden desplazar el aire en los pulmones.

Los trabajos de instalación y mantenimiento únicamente deben realizarlos personas autorizadas y certificadas para la instalación y el mantenimiento de sistemas de refrigeración con refrigerantes inflamables.

Impacto medioambiental

Los hidrocarburos forman parte del grupo de refrigerantes naturales y tienen un potencial de reducción de ozono (ODP) nulo y un potencial de calentamiento global (GWP) insignificante. Por lo general, los hidrocarburos son subproductos de la industria petroquímica.

Presión y temperatura

Las propiedades de refrigeración de los hidrocarburos, como la presión, la relación de presión y la temperatura de descarga, son bastante similares a las de los refrigerantes HCFC y HFC en muchos aspectos.

Propiedades químicas

Los hidrocarburos usados con mayor frecuencia (propano e isobutano) son compatibles con los aceites y los materiales estándares usados con los refrigerantes HFC. Una excepción es el propileno (propeno), que es incompatible con el neopreno. Por lo tanto, para este refrigerante será necesario usar juntas tóricas especiales.

Aspectos económicos

El coste relativo de un sistema con hidrocarburos dependerá en gran medida de la aplicación. En las aplicaciones domésticas y en aplicaciones comerciales ligeras, el coste es similar al de los sistemas con refrigerantes HFC. En las aplicaciones de refrigeración comercial e industrial, los sistemas con hidrocarburos tienden a ser relativamente caros debido a la necesidad de encapsulamientos a prueba de explosiones para los equipos eléctricos, si bien es cierto que para los chillers colocados al aire libre el coste añadido de seguridad es más modesto.

Aplicaciones habituales

Las aplicaciones habituales de los hidrocarburos son las siguientes:

  • Refrigeradores y congeladores domésticos
  • Enfriadores para botellas
  • Congeladores para helados y congeladores comerciales
  • Refrigeradores comerciales
  • Enfriadores de cerveza
  • Dispensadores de bebida
  • Deshumidificadores
  • Bombas de calor
  • Refrigeración en supermercados (en combinación con refrigeración secundaria o como etapa de alta temperatura en un sistema con CO₂ en cascada)
  • Pequeños equipos de aire acondicionado
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