Alternativas para la reconversión o sustitución del R22

En esta entrada vamos a evaluar las diferentes posibilidades que tenemos a la hora de abordar la sustitución del gas refrigerante R22. La tabla siguiente muestra las alternativas propuestas por los fabricantes de gases. Algunas de estas sustancias llevan tiempo utilizándose, por lo que existe cierta experiencia industrial en ellas, otras son sustancias relativamente nuevas, pero no por ello dejan de ser válidas.

Fuente: DANFOSS

CRITERIOS DE DECISIÓN

Cuando se planea una reconversión o sustitución de gas, en sistemas de R22 con aceite mineral, se deberán tener en cuenta las siguientes consideraciones:

  1. Realizar un análisis concienzudo de la instalación y de los costes de la reconversión.
  2. Tener en cuenta el tiempo de la instalación y de sus componentes principales.
  3. Estimar cuánto tiempo más puede estar funcionando la instalación y qué componentes pueden requerir un cambio en breve; esto va a tener una gran influencia en la elección del mejor proceso de reconversión.  
  • Tener en cuenta que la reconversión lleva asociada una pérdida de capacidad frigorífica: Esto es parcialmente debido a las propiedades termodinámicas del nuevo refrigerante, además el gran deslizamiento de algunas mezclas, puede provocar una reducción de capacidad de los intercambiadores de calor de hasta el 7%. La miscibilidad parcial del aceite con las mezclas refrigerantes pueden hacer perder hasta otro 5% de capacidad en el intercambio de calor. La reducción de la capacidad frigorífica puede tener distintas consecuencias en cada una de las instalaciones en las que se realice una reconversión del gas refrigerante actual, R22.
  • Los nuevos refrigerantes y aceites pueden afectar al sistema de distinta forma: La combinación de POE con refrigerante HFC, tiene un gran efecto detergente en circuitos viejos con aceite mineral y CFC, y así, pequeñas partículas de suciedad y aceite pueden ser arrastrados con gran rapidez y atascar filtros o corromper el aceite. Puede ser necesario cambiar el filtro y/o el aceite después de un periodo de tiempo corto. Aceite POE con refrigerante HFC requiere un nivel de humedad inferior a 100 ppm. Algunas juntas pueden ser sensibles al aceite POE y al HFC, y deberán cambiarse para evitar fugas.  
  • Las “reglas estándar” no se utilizaran en aplicaciones especiales: Una solución de cambio simple de refrigerante nunca se debe aplicar a instalaciones con recipiente. Debido a la baja miscibilidad del aceite mineral con el HFC, una parte del aceite se acumula en la parte superior del refrigerante en el recipiente bloqueando la entrada o la salida. En las instalaciones con intercambiadores inundados tales como los de carcasa y tubos requieren refrigerantes con deslizamiento despreciable como los del R404A o R507.

ESCENARIOS DE RECONVERSIÓN Y SUSTITUCIÓN

Hasta la fecha, se han evaluado diferentes escenarios para reconversión y sustitución sin cambio de aceite, los cuales se ven a continuación:

Los 4 procedimientos son:

  1. Sustitución directa (Drop-in): El refrigerante HCFC se reemplaza por el alternativo sin ningún cambio adicional que el de las etiquetas con nombre del nuevo refrigerante y las cantidades.
  2. Reconversión menor (Light retrofit): El aceite y los filtros se cambian.
  3. Reconversión estándar (Standard retrofit): Como en el punto anterior pero con un segundo cambio de aceite.
  4. Reconversión profunda (Heavy retrofit): (La más aconsejable) El circuito se limpia y se cambia la válvula de expansión. Se cambian el aceite y el filtro deshidratador. En este caso, la mejor opción es cambiar también el compresor.

Las siguientes tablas, presentan cada uno de los procedimientos anteriores.      

Fuente: DANFOSS  

Algunas de las mezclas de la primera lista no se han evaluado, sus aplicaciones y pérdidas de capacidad se han estimado en base a la comparación con sus composiciones y las de las mezclas evaluadas. Por ejemplo el R422B está entre el R422D y el R417A.  

EFECTOS EN LOS SISTEMAS DE EXPANSIÓN

Las válvulas de expansión termostáticas y/o electrónicas, se diseñan para trabajar con R22 (gas existente en la instalación), cuando se aplican mezclas de refrigerantes, nos pueden llevar a las siguientes situaciones: El R404A, R507 y R422A manifestaran unos recalentamientos superiores (10K) el cual no se puede corregir ajustando el recalentamiento, es necesario sustituir la válvula de expansión. El R407C, R427A y R417A dan un recalentamiento inferior que se puede corregir en el ajuste del recalentamiento, no es necesario sustituir la válvula de expansión, pero sí recomendable. El R422D da un recalentamiento inferior que se puede corregir en el ajuste del recalentamiento. La válvula necesita un 20% más de capacidad lo que puede requerir cambio de orificio.  

SUSTITUCIÓN DE COMPONENTES PRINCIPALES:   

  • Juntas: Sustituir las juntas por juntas nuevas para evitar fugas (por ejemplo juntas tóricas en solenoides).
  • Filtro deshidratador: Utilizar filtros deshidratadores de tamiz molecular hasta conseguir un nivel de humedad < 100 ppm.
  • Visores: Utilizar los visores dedicados para HFC.
  • Válvulas de seguridad: Sustituir las válvulas de seguridad cuando las nuevas presiones de trabajo máximo lo requieran.  

AJUSTES:  

  • Equipos de control: Nuevos ajustes de presión y temperatura.
  • Equipos de seguridad: Nuevos ajustes de presión y temperatura.
  • Válvulas de expansión: Sustituir en la mayor parte de los casos. Ajustar el recalentamiento (utilizar temperatura de aspiraciónsaturada en el punto de rocío).  

NUEVOS COMPONENTES GENERALES:  

• Separador de aceite.

• Filtro en la línea de aspiración

• Recipiente de Líquido(dependiendo de las presiones de tarado del mismo). Observación importante. En caso de que un compresor de R22 con aceite mineral se rompiera antes de la fecha límite de desaparición, la mejor recomendación es cambiarlo por el compresor equivalente de HFC’s cargado con aceite POE. Realizar una reconversión profunda (heavy retrofit) del sistema y carga con gas R404A, R507 o R407C según se indique en la placa del compresor.    

CONCLUSIÓN

Aparte de unos pocos casos con soluciones de cambio de gas sin cambio de aceite, prácticamente todas las reconversiones del R22 requieren la utilización de aceite POE. Contaminantes potenciales del sistema que no interfieren con el aceite mineral, pero que pueden interferir con el aceite POE debido a las propiedades detergentes y limpiadoras características de los aceites POE. Estos contaminantes pueden finalmente comprometer las prestaciones y fiabilidad de las TEV, los filtros deshidratadores y el compresor. También se deben considerar los niveles de humedad y el riego de fugas. No se debería economizar en los procesos de reconversión, realizar una reconversión profunda siempre y cuando sea posible así como las sustituciones y ajustes recomendados. Nota: Los escenarios anteriormente descritos y las conclusiones se centran en sistemas de aceite mineral con cambio a POE. La mayoría de lo dicho también será válido para aceites alquil-bencénicos en lugar de minerales y aceites PVE en lugar de POE.  

Departamento Técnico Refrigeración

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