ESTUDIO DE FLUIDOS FLUORADOS DE BAJO POTENCIAL DE CALENTAMIENTO ATMOSFÉRICO PARA APLICACIONES DE BAJA TEMPERATURA EN REFRIGERACIÓN COMERCIAL.

La refrigeracion es uno de los sectores del conocimiento que mas aplicaciones tiene en el mundo. La tecnologia de refrigeracion mas extendida es la de los sistemas por compresion de vapor. A lo largo de la historia estos sistemas han contribuido dos efectos negativos para el medio ambiente: la destruccion de la capa de ozono (que en la actualidad ha sido solucionado) y la emision de gases de efecto invernadero (GEI) a la atmosfera. Una parte de las emisiones de GEI estan relacionadas con los sistemas de refrigeracion. Estas emisiones se deben principalmente a dos factores: las fugas de refrigerantes (emisiones directas) y la eficiencia energetica de los sistemas (emisiones indirectas). Siendo las emisiones de GEI causantes en gran medida del cambio climatico. Muchos de los refrigerantes que han sido usados en sistemas de refrigeracion presentan altos valores de potencial de calentamiento atmosferico (PCA) y esto determina que estas sustancias contribuyan en gran medida al calentamiento global. En el caso de la refrigeracion comercial el mas extendido es el R404A, con un PCA de 3922. En los ultimos anos la Union Europea expidio el Reglamento no 517/2014 el cual establece que las sustancias fluoradas con PCA>150 deben ser reemplazadas en la mayor parte de los sistemas de refrigeracion comercial. Es por ello por lo que el presente trabajo analiza y evalua alternativas de reemplazo para el R404A. Inicialmente se realiza una revision del estado del sector de la refrigeracion comercial, y de los fluidos refrigerantes que han sido usados hasta la actualidad. Como consecuencia, se determina que las alternativas mas viables son el R454C y el R455A. Con el fin de analizar los rendimientos teoricos, se simula el comportamiento de los refrigerantes en un ciclo termodinamico de compresion de vapor basico, utilizando el programa REFPROP v.9.1 para el calculo de las propiedades termofisicas de los refrigerantes. La simulacion se realiza bajo varias condiciones de operacion y analizando la posibilidad de trabajar con intercambiador intermedio (II). La simulacion muestra un decrecimiento tanto de los caudales masicos como de las capacidades frigorificas de las alternativas con relacion al R404A, mientras que los valores del COP son mayores. Por otro lado, la temperatura de descarga se mantiene bajo el limite permitido para los ensayos sin II, pero se incrementa peligrosamente al trabajar con II. Posteriormente, se realiza el analisis experimental en un banco de ensayos. El banco de pruebas esta dotado de una serie de instrumentos de medicion de temperatura, presion, caudal y consumo electrico que son monitorizados y almacenados en un ordenador. De los analisis experimentales, se determina que las alternativas presentan similares capacidades frigorificas al R404A, pero tambien incrementa el rendimiento energetico con relacion a este fluido, por lo que los hace buenos candidatos para reemplazarlo. Asi mismo, en ninguna condicion al trabajar sin II la temperatura de descarga supera el limite establecido para evitar danos en el compresor. Por otro lado, el R454C y el R455A presentaron ligeros incrementos en la capacidad frigorifica y en la eficiencia energetica al trabajar con II. Sin embargo, las temperaturas de descarga se incrementan en gran medida y podrian superar la temperatura limite sobre todo en altas tasas de compresion, por lo que no es recomendable utilizar el II. Debido a que el R454C y el R455A presentan bajos valores de PCA (que les permite cumplir con la normativa no 517/2014), mayores valores de eficiencia energetica que el R404A, y que se adaptan apropiadamente a su sistema, se convierten en buenas alternativas a corto plazo. Como consecuencia, se recomienda la utilizacion de estos refrigerantes para reducir las emisiones de CO2 equivalentes en sistemas de refrigeracion comercial en aquellas aplicaciones que su carga no sobrepase la cantidad maxima permitida para refrigerantes ligeramente inflamables.