Aunque los refrigerantes pueden estar
compuestas por un solo componente o sustancia, también pueden formarse
de la mezcla de dos o más sustancias, y generalmente se los denomina
como "Blends" o Mezclas. Los refrigerantes blends han sido formulados
para prestar casi las mismas características o ciertas propiedades que
los refrigerantes originales poseen o para cumplir con algunas
propiedades.
Los blends más disponibles
comercialmente poseen una mezcla de de entre dos a cinco sustancias.
Estas sustancias pueden ser HCFC, HFC y / o HC y PFC. Los componentes
individuales de un blend no tienen características físicas idénticas;
tienen diferentes densidades, diferente viscosidad y diferente
temperatura de evaporación y condensación a una presión determinada. En
la mayoría de los blends, los componentes que forman la mezcla cambian
su composición en las fases de vapor y líquido a medida que el blend
hierve o se condensa; estos refrigerantes se conocen como zeotropos.
Estos tienen una designación del tipo R-4xx (por ejemplo R-401A). De
forma menos frecuente, los componentes individuales en ciertos blends
interactúan de tal manera que mantienen la misma composicion tanto en
fase vapor como en líquido a determinada presión; estos blends se
denominan mezclas azeotrópicas. Estos tienen la designación R-5xx.
Blends azeotrópicos
Una blend azeotrópico es una mezcla de
generalmente dos sustancias, que se comportan como si fueran un fluido
puro. Cuando se les agrega o quita calor, la composición (fracción
molecular) del vapor y del líquido permanecen esencialmente sin cambios a
través de todo el proceso. En otras palabras, en un blend con un 50% de
de fluido A y un 50% de fluido B, por cada molécula de fluido A que se
evapora o se condensa, una molécula de fluido B hace lo mismo.
Blends zeotrópicos
Un blend zeotrópico es una mezcla de
refrigerantes que poseen diferentes niveles de volatilidad cuando se
observa la performance del ciclo de refrigeración. Por ejemplo, un
cambio en la composición molecular y / o un cambio en la temperatura de
saturación durante la ebullición o condensación; de esta manera, no se
comporta como un refrigerante de un solo componente cuando se condensa o
se evapora.
Se presentan dos situaciones diferentes, dependiendo del tipo de sistema frigorífico:
Sistemas de expansión directa
El fluido A hierve o se condensa en una
proporción diferente que el fluido B, y debido a los cambios en la
composición líquida del fluido A y B, mientras la presión se mantiene
igual, la temperatura de saturación en el intercambiador de calor varía a
lo largo del proceso.
Sistemas inundados
El fluido A hierve o se condensa en una
proporción diferente que el fluido B, lo que ocasiona la acumulación del
fluido más volátil en el condensador y el fluido con menor volatilidad
en el evaporador. Mientras que el cambio de estado ocurre a temperatura
constante, esencialmente hay un "cortocircuito" del refrigerante, que
ocasiona una disminución en la performance del sistema frigorífico.
La siguiente ilustración muestra la
acción de una mezcla zeotrópica compuesta por fluidos A y B, a medida
que circula por el interior del intercambiador de calor. En el caso de
un fluido puro (ver línea amarilla), la temperatura del refrigerante
permanece igual mientras se evapora el líquido o se condensa el vapor.
Sin embargo, con un blend zeotrópico, a medida que el refrigerante se
evapora, la temperatura de saturación se eleva, o a medida que el vapor
se condensa, la temperatura de saturación desciende. El refrigerante
estará en su punto de líquido saturado ó punto de burbuja cuando es un líquido puro (cuando se está evaporando) y estará en su punto de vapor saturado ó punto de rocío cuando es vapor puro (cuando se está condensando).
Nota:
se dice Punto de Burbuja (Bubble Point) porque el refrigerante en
estado líquido contiene burbujas; se dice Punto de Rocío (Dew Point)
porque el refrigerante en estado vapor contiene gotas de rocío.
En la siguiente figura se ilustra el
punto burbuja (líquido saturado) y el punto rocío (vapor saturado). El
rango comprendido entre estos dos puntos se denomina deslizamiento de
temperatura o glide.
PUNTO BURBUJA Y PUNTO ROCÃO EN LOS REFRIGERANTES BLENDS
En la siguiente figura podemos observar el comportamiento de un refrigerante blend dentro del intercambiador de calor.
COMPORTAMIENTO DE UN REFRIGERANTE BLEND DENTRO DEL INTERCAMBIADOR DE CALOR
En la siguiente figura, se puede
observar el comportamiento de un refrigerante puro, es decir, que se
compone sólo de una sola sustancia, a diferencia de un refrigerante
blend.
COMPORTAMIENTO DE UN REFRIGERANTE PURO
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