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Equipos y ensayos para control de calidad

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Entra en vigor la siguiente fase de la regulación de los refrigerantes

La siguiente etapa de la regulación de refrigerantes de la UE / regulación de gases fluorados (UE) no. 517/2014 para los gases fluorados de efecto invernadero entra en vigor a partir de Enero de 2021 y verá cómo las restricciones se hacen mucho más estrictas para los fabricantes de sistemas que utilizan refrigerantes HFC, así como a los distribuidores de los gases (Bajada de cuotas desde el 63 al 45%). Todo ello se une a los cambios producidos en años anteriores y que afectaron a los operadores de las cámaras climáticas existentes en cuanto a los deberes y obligaciones de documentación de fugas de gas.

La siguiente etapa de la política de cuotas entra en vigor al mismo tiempo que la prohibición de nuevos refrigerantes: Sólo el 45% de la cantidad de refrigerante (expresadas en ton CO2) de 2015 será permisible en la UE a partir de enero 2021. Por ello, los refrigerantes con un alto GWP son muy poco atractivos para los fabricantes y distribuidores debido a su consumo desproporcionado de su cuota asignada. Por consiguiente, el precio del R23 se ha multiplicado casi por diez y el R404A se ha vuelto prácticamente imposible de conseguir en algunas partes de Europa. Los principales fabricantes de refrigerantes han anunciado el cese de la producción de R404A.

esquemaCo2Cantidades

weisstechnik centra las actividades de desarrollo, producción y servicio en tres áreas:

  1. Salvaguardar el suministro y mantener las instalaciones existentes.
    Esto también incluye la consultoría y los ensayos de estanqueidad de los circuitos frigoríficos (obligatorios desde el 1 de enero de 2017).

  2. Preservar el rendimiento de las cámaras climáticas existentes.
    Los refrigerantes alternativos no deben restringir la capacidad de rendimiento de las cámaras climáticas existentes. Debe garantizarse la comparabilidad de los resultados de los ensayos realizados en el pasado, el presente y el futuro.

  3. Inocuidad de los refrigerantes alternativos.
    Los sistemas de simulación ambiental requieren mucha energía y para conseguir una adecuada eficacia, los gases refrigerantes que se utilizan suelen ser gases de efecto invernadero. Sin embargo, no deberían ser ni tóxicos ni combustibles ni atacar a la capa de ozono.
     

Específicamente, esto significa:

Salvaguarda del suministro

Desde primeros del año 2020 se están entregando cámaras climáticas equipadas con gases de GWP (Potencial de Calentamiento Global) inferiores a 2500. Los gases R404A y R23 se han visto sustituidos en su mayor parte por los nuevos gases R449A y R469A

Las instalaciones existentes que utilizan R404A podrán convertirse a R452A (GWP 2141) con poco gasto. weisstechnik está bien situado para proporcionar asesoramiento y realizar conversiones gracias a la mayor red de servicios de Europa, que ya ha convertido docenas de instalaciones desde 2017.

Ensayos de fugas en cámaras climáticas

Los ensayos de fugas en las cámaras climáticas son una obligación del operador desde el 1 de enero de 2017. A partir de 5 toneladas de equivalente de CO2, equivalentes a aproximadamente 1,7 kg de R404A, se debe realizar una prueba de fugas anual por personal especializado certificado. Ese plazo entre pruebas depende de la cantidad de refrigerante (p.e. a partir de 500 toneladas de CO2 equivalente son un máx de 3 meses entre pruebas). Para el R23, esto equivale a una cantidad de llenado de 34 kg. El tiempo entre pruebas puede ser extendido instalando un sistema vigilancia de fugas automático.

El rendimiento de la prueba de fugas se realiza de acuerdo con la norma EN 378-4. La tasa de fuga "permitida" depende de la cantidad de refrigerante y de la edad de la cámara climática. En un sistema construido en 2008 con una cantidad de llenado de <10 kg, se permite una tasa de fuga anual del 3%. La realización de pruebas de fugas y cualquier rellenado debe ser documentada por el operador y un técnico certificado.

Importante: En el caso de mezclas de refrigerantes con deslizamiento de temperatura (sustancias zeotrópicas), el rellenado es difícil porque el refrigerante puede quedar sin mezclar. De hecho, el rellenado con un refrigerante alternativo está totalmente prohibido porque se desconocerían los parámetros de la mezcla de refrigerante producida.

La recarga de sistemas con refrigerantes con un GWP superior a 2500 mientras tanto sigue siendo permisible sólo por debajo de 40t de CO2 equivalente (igual a 10 kg de R404A). Las cantidades más grandes pueden ser llenadas sólo con refrigerante reciclado.

Preservación de la capacidad de rendimiento de las cámaras climáticas

Las nuevas mezclas de refrigerantes son más respetuosas con el medio ambiente, aunque no tan potentes como las anteriores. Fue necesario hacer modificaciones técnicas a los circuitos de refrigerantes para mantener el mismo rendimiento. Con el R449A, se alcanza una temperatura de -40°C y con el R469A se llegan hasta los -70ºC en los sistemas de weisstechnik.

Importante: La velocidad de enfriamiento en el rango de los ensayos más habituales, como p.e. IEC 60068-3-5, se alcanza de manera equivalente.

El sistema de refrigeración en cascada sigue siendo la primera opción para un mayor rendimiento en el rango de temperatura por debajo de los -40ºC y hasta los -70ºC. Los diseños alternativos, por ejemplo, un compresor de dos etapas, requieren mucha más energía con menos aumento de rendimiento y, por lo tanto, a menudo no son económicos.

Inocuidad de los refrigerantes alternativos

weisstechnik ha investigado sobre refrigerantes alternativos que puedan ser usados de forma inocua. Para las cámaras climáticas, en weisstechnik sólo se consideran los refrigerantes que no son inflamables (incluso en caso de fuga), no tóxicos y no corrosivos, y que no tienen potencial de ataque a la capa ozono (ODP). Por ello, weisstechnik ha seleccionad el R449A (GWP 1397) y ha desarrollado el nuevo R469A (GWP 1357). Ambos están clasificado como A1/A1por ASHRAE y se consideran inocuos para el medio ambiente.

El uso de CO2 como refrigerante

Muchas otras industrias están cambiando al dióxido de carbono como refrigerante, p.e. en la venta de alimentos al por menor. En los sistemas de simulación ambiental, el CO2 es una alternativa adecuada al R23 sólo en sistemas grandes. Los costes añadidos de los componentes necesarios y la complejidad técnica no son económicos para las cámaras climáticas y de temperatura de uso más habitual.

Los ensayos de weisstechnik muestran que se pueden alcanzar temperaturas de hasta -48°C con CO2. El concepto es atractivo, particularmente en lo que respecta a los grandes sistemas que frecuentemente operan dentro de un rango de temperatura media, por ejemplo, a -20°C. Un sistema de una etapa puede ser operado muy eficientemente en este rango, el circuito de refrigerante de CO2 cubre por ejemplo los requerimientos en el rango de baja temperatura o facilita una compensación de calor muy alta en un área con requerimientos de alto rendimiento.

Se necesitan ciertas precauciones para tratar con algunas propiedades del CO2: La presión potencialmente alta del sistema (hasta 70 bares a una temperatura exterior de 30°C) se evita mediante el uso de un gran recipiente de exceso de presión o un sistema de refrigeración de cese con suministro de energía separado. El gasto en este sentido sólo es justificable en los grandes sistemas.

 

Fuentes:

UE - Legislación para el control de los gases fluorados: https://ec.europa.eu/clima/policies/f-gas/legislation_en

UE - Alternativas respetuosas con el clima a los HFC y HCFC: https://ec.europa.eu/clima/policies/f-gas/alternatives_en

N2O - La sustancia agotadora del ozono dominante emitida en el siglo XXI: http://science.sciencemag.org/content/suppl/2009/08/27/1176985.DC1/Ravishankara.SOM.pdf

Emerson - CO2 como refrigerante - Cinco peligros potenciales del R744: https://emersonclimateconversations.com/2015/07/02/co2-as-a-refrigerant-five-potential-hazards-of-r744/

Agencia Federal de Medio Ambiente de Alemania: https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/klimaschutz-energiepolitik-in-deutschland/treibhausgas-emissionen/die-treibhausgase

EPA: https://www.epa.gov/snap/unacceptable-substitute-refrigerants

Honeywell - Parada R-404A y R-507: https://www.honeywell-refrigerants.com/europe/wp-content/uploads/2017/03/honeywell-nomore404A-phase-out-information.pdf

Chemours - R23: https://www.chemours.com/Refrigerants/en_US/products/Freon/Freon23.html