13. Ciclos de refrigeración

Analizando la Tabla XIIIA.9, efectuada para un ciclo recorrido por diversos fluidos en el que la evaporación se produce a -15ºC y la condensación a +30ºC, y en donde el gas entra en el compresor con una temperatura de +5ºC, a primera vista parece que el NH3 fuera el fluido más ventajoso; pero en realidad no es así, por lo que el calor latente de vaporización no es un factor determinante para la elección de un líquido refrigerante.

Presión de condensación.- No debe ser elevada, ya que, de lo contrario aumenta el coste del compresor y dificulta la estanqueidad de la instalación.

Presión de evaporación.- No debe ser excesivamente baja, pero sí mayor que la atmosférica, evitando con ello que el aire pueda penetrar en la instalación, ya que en caso contrario provocaría un aumento del trabajo requerido para obtener un determinado enfriamiento, al tiempo que haría descender la conductividad calorífica del fluido frigorígeno y presentaría problemas de estanqueidad, por lo que sería preciso instalar dispositivos de purga de aire.

Temperatura crítica.- Debe ser elevada para no incrementar la presión de condensación lo que exigiría utilizar grandes superficies de intercambio en el condensador.

Volumen específico.- El volumen específico del vapor a la presión de evaporación debe ser reducido, a fin de disminuir el tamaño del compresor.

Temperatura de congelación.- Debe ser lo suficientemente baja como para que el refrigerante no pueda solidificarse durante el trabajo normal.

Conductividad térmica.- Debe ser elevada, para que las superficies de intercambio no sean grandes.

Viscosidad.- Debe ser reducida para disminuir las pérdidas de carga en las tuberías y en los intercambiadores.

Resistencia dieléctrica del vapor.- En las instalaciones que empleen compresores herméticos debe ser elevada pues el vapor está en contacto con los arrollamientos del motor.

Inactividad y estabilidad.- Debe ser inerte a los materiales que forman el sistema y al aceite de lubricación del compresor y debe ser estable en su construcción química.

Solubilidad en aceite.- El refrigerante debe ser lo más inmiscible posible con el aceite lubricante; de lo contrario se prefiere que sea totalmente miscible. La miscibilidad parcial crea problemas de depósitos de aceite en el evaporador, cuya solución requiere el empleo de separador de aceite y velocidades altas en la línea de aspiración.

Algunos fluidos como el R-12 son miscibles en cualquier proporción y temperatura, mientras que otros, como el R-22 y el R-114 no son miscibles más que en determinados intervalos de temperatura.

Solubilidad en agua.- Cuando el agua se pone en contacto con el refrigerante puede formar una disolución o permanecer como agua libre. El agua libre es la que causa el taponamiento por congelación de las válvulas de expansión y evaporadores.

Ha de procurarse que la producción de frío específica sea lo más alta posible; las propiedades químicas del fluido frigorígeno han de ser tales que, en las condiciones de funcionamiento y utilización más usuales, no tengan lugar reacciones nocivas ni con el agua, ni con el aceite empleado en la instalación.

Es evidente que no existe un refrigerante ideal que posea todas y cada una de las propiedades anteriormente descritas; no obstante, algunos fluidos poseen características que los hacen especialmente aconsejables en ciertas instalaciones, pudiéndose admitir como norma general, que el fluido frigorígeno Ciclos frigoríficos.XIII.-271