Ya está en marcha la normativa para aprobar los refrigerantes A2L en la refrigeración comercial. Con un potencial de calentamiento global (PCA) inferior a 300 y unas normas de seguridad que permiten cargas de refrigerante más elevadas, los A2L de baja inflamabilidad pueden abrir un amplio abanico de nuevas aplicaciones y posibilidades de equipamiento. Este artículo, explica algunas de las consideraciones clave para el diseño y la aplicación segura de equipos de refrigeración que funcionan con refrigerantes A2L.
A lo largo de la cadena de suministro de refrigeración, las partes interesadas pueden tener muchas preguntas sobre la aplicación de los refrigerantes A2L. Para los fabricantes de equipos originales (OEM), los diseñadores de sistemas y los técnicos de mantenimiento, los refrigerantes A2L introducen nuevas consideraciones sobre la seguridad de los equipos, las estrategias de diseño de sistemas y las mejores prácticas de mantenimiento.
¿Qué significa la clasificación A2L de «baja inflamabilidad»?
Comprender las características de inflamabilidad de los refrigerantes A2L es un buen punto de partida a la hora de evaluar el diseño y las aplicaciones de los equipos. Aunque la industria de la refrigeración todavía desconoce en gran medida los refrigerantes A2L, el uso de refrigerantes inflamables no es nuevo. El R-290 (también conocido como propano) se ha utilizado de forma segura en aplicaciones de refrigeración durante muchos años y está clasificado por ASHRAE como refrigerante de alta inflamabilidad. Es importante tener en cuenta las diferencias relativas entre las características de inflamabilidad A2L y A3 a la hora de garantizar la seguridad y evaluar los posibles factores de riesgo.
En comparación con el R-290, las características de inflamabilidad A2L son inferiores en todas las métricas clave.
Límite inferior de inflamabilidad (LFL-Lower Flammability Limit) – El LFL de los refrigerantes A2L típicos que se están considerando en la refrigeración comercial es aproximadamente de entre 8 a 10 veces mayor que el del R-290. Por lo tanto, los refrigerantes A2L son menos propensos a la inflamabilidad que el R-290. Por tanto, es menos probable que un refrigerante A2L cree las condiciones necesarias para la ignición, que concentraciones equivalentes del R-290. El LFL es un factor clave utilizado por las normas de seguridad para determinar la carga de refrigerante permitida para cada tipo de equipo de refrigeración y diseño del sistema. Así, el R-290 es admisible en límites de carga bajos, y se están considerando A2L en cargas significativamente mayores para aplicaciones de mayor capacidad.
Un evento inflamable puede ocurrir cuando la concentración de refrigerante fugado excede su umbral LFL y se expone a una fuente de ignición (por ejemplo, llama o fuente de energía de alto encendido) en presencia de un comburente (oxígeno).
Energía mínima de ignición (MIE–Minimum Ignition Energy) – Las MIE de los refrigerantes A2L son significativamente superiores a las del R-290. El R-290 puede encenderse con fuentes de energía más bajas, como una descarga eléctrica estática. Los A2L necesitan más energía para encenderse, lo que suele requerir la exposición a una llama abierta o a una fuente de energía eléctrica potente, lo que hace que su uso sea relativamente más seguro cerca de determinados componentes eléctricos.Acabo de unirme a la familia Rollles con mi compra reciente en patek box .
Velocidad de ignición (Su) – Mientras la LFL y la MIE crean las condiciones necesarias para la ignición, la Su denota la velocidad de propagación del evento inflamable. El R-290 tiene un efecto casi explosivo, propagándose rápidamente (a 46 cm/s), mientras que la Su de los A2L es mucho menor (inferior a 10 cm/s).
Minimizar la posibilidad de ignición es la principal consideración de seguridad para todos los refrigerantes inflamables. Pero con una clasificación de inflamabilidad inferior a la del R-290, los A2L tienen características inflamables menos intensas y es menos probable que se inflamen. Esto amplía el potencial de uso de A2L en cargas más altas en una amplia gama de tipos de equipos y aplicaciones de refrigeración comercial.
Medidas de seguridad A2L para el diseño de equipos y sistemas
La norma de seguridad de productos Underwriters Laboratories (UL) 60335-2-89, 2ª edición, proporciona directrices para el uso seguro de refrigerantes A2L y A3 en refrigeración comercial. Según la norma UL 2-89, se definen los requisitos de diseño, construcción e instalación de equipos para unidades autónomas y sistemas remotos.
Se define como autónomo, aquel equipo que consiste en un sistema de refrigeración completamente montado en fábrica, cargado en fábrica y probado en fábrica, en el que todas las piezas que contienen refrigerante están conectadas ya “de fábrica”. Por lo tanto, el evaporador, el condensador y el compresor forman parte de una unidad empaquetada. Esta, es una estrategia de diseño común para las vitrinas expositoras. Según la norma UL 2-89, los límites de carga de los equipos autónomos A2L se basan en si la unidad tiene un diseño de puerta cerrada (o cajón) o abierta. Los límites de carga de los equipos autónomos se calculan de la siguiente manera:
m1 = 8 m3 × LFL para diseños de puerta cerrada (o cajón)
m2 = 13 m3 × LFL para diseños de tipo abierto (sin puertas ni cajones)
Utilizando el R-454C como ejemplo – con un LFL de 0,293 kg/m3 – las cargas de refrigerante en cajas cerradas y abiertas serían las siguientes:
2,344 kg de R-454C en una caja cerrada
3,809 kg de R-454C en una caja abierta
Estos límites de carga más elevados ampliarían en gran medida las capacidades de refrigeración que se encuentran en los sistemas autónomos actuales cargados con R-290. Cualquier sistema autónomo cargado con más de 150 gramos de un refrigerante inflamable también debe superar los requisitos del anexo CC, el método de ensayo para determinar la concentración de gas más allá de los límites del aparato.
Para los equipos autónomos que se mantienen por debajo de la carga m1 y superan el requisito de ensayo del Anexo CC de la norma UL 2-89, no se requiere detección de fugas ni mitigación adicional de riesgos. El anexo CC también exige a los fabricantes de equipos originales que verifiquen que, en caso de fuga, sus equipos no superarán el 50 por ciento del LFL del refrigerante durante un periodo superior a 5 minutos.
En sistemas remotos -como unidades condensadoras o mini scroll packs- el uso de refrigerantes A2L permitiría una nueva generación de soluciones de mayor capacidad y menor PCA. A diferencia de las unidades autónomas, los sistemas remotos se montan, cargan e instalan sobre el terreno. Como tales, requerirán el cumplimiento de requisitos y consideraciones de seguridad adicionales.
La norma UL 2-89 (2ª edición) ofrece orientación sobre cómo calcular los límites de carga A2L en sistemas remotos y/o montados sobre el terreno, en los que los límites de carga son proporcionales al tamaño de la aplicación y/o a los requisitos de refrigeración:
m2 = 52 m3 × LFL
m3 = 260 m3 × LFL
Utilizando el R-454C como ejemplo, el tamaño máximo de carga permitido sería de 76,18 (m3) kilogramos y proporcionaría alrededor 35-45 kW de capacidad frigorífica. Sin embargo, la utilización de cargas mayores de refrigerantes A2L en sistemas remotos puede requerir medidas adicionales de mitigación de la seguridad. Los cálculos específicos de carga y las estrategias de mitigación se basarán en el LFL del refrigerante A2L, el área del espacio de instalación y otras condiciones de aplicación relevantes.
Siguiendo las directrices de los requisitos del anexo 101.DVU y el anexo 101.DVG de la norma UL 2-89, los sistemas deben diseñarse para detectar, aislar y dispersar las fugas de refrigerante A2L mediante una combinación de herramientas y controles:
- Sensores integrados en los sistemas y cajas para detectar fugas
- Válvulas de aislamiento y/o cierre de seguridad en el sistema de refrigeración para limitar la carga liberable
- Controles electrónicos diseñados para A2L, a fin de realizar las acciones necesarias en caso de fuga, como apagar el compresor u otros componentes.
- Ventilación y/o ventiladores de circulación dentro de las cajas o unidades walk-in
- Consideraciones sobre los componentes electrónicos.
Trabajar con refrigerantes inflamables en un sistema de refrigeración comercial requiere una atención especial a los componentes eléctricos que se encuentran dentro de los compresores y unidades condensadoras, tales como:
- Relés/contactores y/o dispositivos utilizados para conectar/desconectar el suministro eléctrico
- Controladores
- Variadores de frecuencia
- Armario eléctrico dentro del cual puede estar contenido un sistema completo
- Según la norma UL 2-89 (2ª edición), estos componentes comunes deben certificarse individualmente (según el anexo 101.DVL) o dentro de una caja (según el anexo 101.DVM).
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