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Componentes para el CO2 (R744)

Los componentes frigoríficos para el CO2 (R744)

El CO2 es un gas refrigerante cada vez más utilizado ya que está considerado como un refrigerante ecológico: su impacto en la capa de ozono es nulo (ODP=0) y su impacto sobre el efecto invernadero es bajo (GWP=1).
Sus características termodinámicas son excelentes y permiten prever un buen porvenir para este refrigerante, a pesar de las presiones de servicio mucho más elevadas que las de los HFC.

El CO2 es un gas no inflamable, no explosivo, y no peligroso. Sus características termodinámicas en baja temperatura permiten reducir los volumenes de los circuitos frigoríficos y los consumos energéticos. La temperatura crítica de 30,98°C limita su utilización.

En una instalación frigorífica con una condensación por aire, el ciclo puede funcionar por encima de esta temperatura crítica ; el ciclo se llama transcrítico

En el caso de que el CO2 se emplea para la refrigeración baja temperatura, está utilizado o sea como un refrigerante termoportador, o sea en cascada con otro gas refrigerante (R404A, NH3, R134a etc.).
El ciclo funciona entonces por debajo de la temperatura crítica, y se llama ciclo subcrítico.

Las presiones de funcionamiento del CO2 son elevadas, en torno a los 140 bar para los ciclos transcríticos y entre 40 y 52 bar para los ciclos subcríticos. 
Las presiones de servicio de los componentes deben permitir que soporten la presión debida a la temperatura ambiente en el caso de parada del sistema frigorífico. 
Por ejemplo, si la temperatura ambiente está en torno a los 32°C (Réf ENV 378-2), la presión en el interior del sistema frigorífico será superior a los 74 bar. 
Los sistemas frigoríficos, funcionando en régimen subcrítico con CO2 se pueden mantener en temperatura gracias a un grupo frigorífico adicional o evacuando el exceso de presión hacia un depósito de almacenaje.

 

Componentes frigoríficos

1) Ciclo transcrítico

Los sistemas frigoríficos funcionando en ciclo transcrítico son principalemente las bombas de calor, los expendedores de bebidas y las centrales de refrigeración de temperaturas medias. 
La refrigeración comercial tiende a utilizar cada vez más centrales frigoríficas en cascada funcionando con CO2 en régimen transcrítico para el piso de temperatura media y en régimen subcrítico para el piso de baja temperatura.

La utilización del CO2 en ciclo transcrítico necesita productos cuyas presiones de servicio son:

Posición
en el circuito

Presión
maxi de servicio
(bar)

Temperatura
maxi de servicio
(°C)

Productos concernidos

Descarga
compresor

140 bar

160°C

Silenciadores, separadores de aceite, válvulas

Salida
« gaz cooler »

140 bar

60°C

Filtros deshidratadores, depósitos de líquido, visores de líquido, válvula

Salida evaporador

40 bar

30°C

Separadores de líquido, filtros de aspiración, válvulas

Los aceros de cárbono, que se utilizan en general, son totalmente compatibles con las aplicaciones transcríticas. Sólo los espesores de los materiales se tienen que adaptar para resistir a presiones y temperaturas elevadas. 
CARLY puede proponer bajo demanda un filtro deshidratador y un visor para aplicaciones transcríticas.


2) Ciclo subcrítico

Las instalaciones funcionando con un ciclo subcrítico se destinan a la refrigeración baja temperatura (-25°C a -45°C) comercial o industrial. 
Al contrario de los refrigerantes sintéticos (CFC, HCFC, HFC, etc.), el CO2 funciona con presiones de servicio muy elevadas, en particular en baja temperatura. 
Los componentes, colocados en la línea de líquido o en la línea de aspiración, están sometidos a fuertes presiones y a temperaturas muy bajas.
La resistencia de los aceros al carbono habituales no permite utilizarlos con toda seguridad con temperaturas bajas y presiones elevadas.
Entonces es necesario utilizar, o sea aceros bajas temperaturas (LTCS), o sea aceros inoxidables cuya resistencia es especialmente adecuada.

La utilización del CO2 en ciclo subcrítico necesita productos cuyas presiones de servicio son:

Posición
en el circuito

Presión
maxi de servicio
 (bar)

Temperatura
mini de servicio
(°C)

Temperatura
maxi de servicio
(°C)

Productos concernidos

Descarga
compresor

40 (52)*

0

150

Silenciadores, separadores
de aceite,
antivibradores, válvulas

Línea de líquido

40 (52)*

-20

0

Filtros deshidratadores, depósitos de líquido, visores de líquido, filtros de impurezas, válvulas

Línea de aspiración

28

-50

-20

Separadores de líquido, filtros de aspiración, antivibradores

(*) Evolución de las presiones de servicio para tener en cuenta el aumento de las temperaturas de condensación.

CARLY propone toda una gama de productos compatibles (ver tabla aquí abajo) con las aplicaciones CO2 subcríticos. 
Productos en acero inoxidable están en curso de desarrollo (carcasas filtros deshidratadores, filtros deshidratadores, separadores de líquido) para cumplir las demandas del mercado.

Filter drier shell stainless steel - BCYFilter drier stainless steel - DCYSection line accumulator stainless steel - LCY

 

Productos Carly compatibles con las aplicaciones CO2 subcrítico:

Gama productos CO2

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