Transición de refrigerantes bajo la regulación 517/2014 de la F-Gas

Transición de refrigerantes bajo
la regulación 517/2014 de la F-Gas
Opciones prácticas para sistemas de climatización
preparados para el futuro
Introducción
La legislación de la UE está impulsando nuestros mercados de manera irreversible hacia una mayor eficiencia y una menor cantidad de emisiones
de gases de efecto invernadero. Este es el resultado de un esfuerzo más amplio en el que Emerson Climate Technologies participa activamente,
es decir, la hoja de ruta de la UE hacia una economía baja en emisiones de carbono hasta el 2050.
Reglamento sobre los
gases fluorados
•
El Reglamento nº 517/2014 sobre gases
fluorados forma parte de esta hoja de
ruta y entró en vigor con las primeras
consecuencias prácticas en enero de
2015. Con un objetivo de reducción
gradual de los hidrofluorocarburos
(HFC) en casi un 80 % para el año 2030,
este reglamento sobre gases fluorados
tendrá una mayor repercusión en el
sector de los refrigerantes de nuestra
industria.
[Figura 1]
Con el fin de apoyar los objetivos
fijados de reducción gradual, se han
introducido umbrales específicos
respecto al potencial de calentamiento
atmosférico (PCA) para las aplicaciones
concretas que se enumeran en la
Tabla 1. Estos umbrales básicamente
suponen una prohibición de
determinados refrigerantes para
las aplicaciones mencionadas.
100 %
Equivalente de CO2 (millones de toneladas)
•
180
-7 %
160
140
120
-37 %
100
-55 %
80
-69 %
60
-76 %
40
-79 %
20
0
15
20
16
20
17
20
18
20
19
20
20
20
21
20
22
20
23
20
24
20
25
20
26
20
Figura 1: Reducción gradual de los refrigerantes HFC autorizados en el mercado
27
20
28
20
29
20
30
20
Tabla 1
Prohibición de servicio y mantenimiento
HFC
Prohibiciones de comercialización (equipos nuevos)
Frigoríficos y congeladores para uso comercial (aparatos sellados herméticamente)
•
•
•
PCA
Plazo
2500
Ene. 2020
PCA
Plazo
2500
Ene. 2020
Frigoríficos y congeladores para uso comercial (aparatos sellados herméticamente)
150
Ene. 2022
Aparatos fijos de refrigeración (excepto aparatos diseñados para temperaturas inferiores a -50 °C)
2500
Ene. 2020
Sistemas de refrigeración centralizados de múltiples compresores, para uso comercial, con una capacidad igual
o superior a 40 kW (excepto en circuitos refrigerantes primarios de sistemas en cascada, en los que pueden
emplearse gases fluorados de efecto invernadero con un PCA inferior a 1500)
150
Ene. 2022
Aparatos portátiles de aire acondicionado para espacios cerrados (aparatos sellados herméticamente que el
usuario final puede cambiar de una habitación a otra)
150
Ene. 2020
Sistemas partidos individuales de aire acondicionado que contengan menos de 3 kg
750
Ene. 2025
De lo anterior se desprende que el refrigerante más extendido en la actualidad para los aparatos fijos de refrigeración, el R404A,
desaparecerá gradualmente del mercado. Esto se deberá al límite de PCA de los aparatos fijos de refrigeración igual a 2500 y la prohibición
de servicio de HFC con refrigerantes vírgenes a partir de enero de 2020.
Tanto la reducción gradual como las prohibiciones introducirán cambios importantes en la industria de la climatización que van mucho más
allá de la elección de refrigerante y que incluyen cambios en la estructura de los sistemas y las prácticas de campo.
El ambicioso plan de reducción gradual establecido por la UE exige una rápida transición de los refrigerantes actuales a alternativas nuevas
con menor potencial de calentamiento atmosférico.
Alternativas de refrigerante
•
•
•
•
•
La forma más segura para que cualquier organización de cualquier mercado/aplicación gestione esta situación es la de basar su actividad
empresarial en refrigerantes con un potencial de calentamiento atmosférico muy por debajo de 10. Desde la perspectiva actual, se puede
considerar que tales refrigerantes están preparados para el futuro, es decir, es probable que sigan en el mercado en un futuro cercano.
En la práctica, las consideraciones respecto al ciclo de vida, como la antigüedad de una instalación, el presupuesto de inversión disponible
y los requisitos específicos de la aplicación pueden limitar nuestra capacidad para cambiar con rapidez a estos refrigerantes preparados para
el futuro. Para tener en cuenta esto, el mercado también requiere refrigerantes intermedios, es decir, refrigerantes que pueden no estar
preparados para el futuro, pero que aun así permiten una reducción notable del PCA. En algunas aplicaciones, todavía no hay prácticamente
ninguna alternativa disponible que se pueda usar, de modo que en el futuro cercano habrá que utilizar los refrigerantes existentes. En
algunos segmentos del mercado de la calefacción y la refrigeración, es cuestionable si los refrigerantes preparados para el futuro con un PCA
inferior a 10 llegarán si quiera al mercado. En estos segmentos, los refrigerantes intermedios pueden convertirse en soluciones a largo plazo.
Por esta razón, es importante el modelado del consumo general medio del PCA. Los segmentos de la industria en los que hoy en día existen
opciones de refrigerante preparadas para el futuro tienen que compensar a los que no tienen alternativas fácilmente disponibles con el fin de
lograr el objetivo global de reducción.
Resulta práctico observar las alternativas de refrigerante en las diferentes categorías y considerar únicamente de forma individual los refrigerantes
que destacan por una alta probabilidad de permanecer en el mercado a largo plazo, es decir, los refrigerantes preparados para el futuro.
Tales categorías se resumen en la siguiente tabla.
Tabla 2
Categoría del refrigerante
Nombre
Ejemplos
Alternativas a los HFC con bajo PCA
HFC A1
R407A/F, R134a
De 1400 a 2500
actualmente
Mezclas de HFO A1
R449A, R450A
De 400 a 1500
actualmente
Mezclas de HFO A2L, R32
R447A, R454B, R32
150…700
> 2016
HFO
R1234yf, R1234ze
4…6
> 2016
A3
R290 (propano)
3
actualmente
4
A1
R744 (CO2)
1
actualmente
4
Refrigerantes intermedios
Refrigerantes preparados
para el futuro
Intervalo de PCA Listo para usarse
Natural
Evaluación de los refrigerantes
•
•
•
El diagrama de radar [Figura 2] evalúa los refrigerantes
y las categorías en función de diferentes criterios que
son relevantes para los diseñadores e instaladores
de sistemas a la hora de tomar decisiones, ya sea al
desarrollar nuevos diseños o al sustituir sistemas.
Ninguno de estos criterios y evaluaciones debe llevar
a excluir categóricamente una opción específica. Por el
contrario, el diagrama debería utilizarse para identificar
las áreas particulares de atención en comparación con el
diseño de sistemas o la práctica de funcionamiento de
hoy en día.
Si se abordan de forma adecuada, cualquiera de las
opciones ofrecidas puede llegar a ser viable. La elección
final será siempre una decisión personal.
Medio ambiente
HFC
R744
Reacondicionamiento
1
FO A
DE H
CLA
MEZ
Seguridad
MEZCLA DE
HFO A1
HFO
HFC
R290
R744
HFO
R32
Funcionamiento
R32
Diseño del sistema
y estructura
R290
Rendimiento del sistema
Figura 2: Diagrama de radar que clasifica los refrigerantes en función de criterios
de selección relevantes
En la siguiente sección se ofrece un breve resumen acerca de las consideraciones que conducen a la evaluación representada por el diagrama
de radar anterior.
Medio ambiente
Todas las opciones de refrigerante comentadas carecen de potencial de agotamiento de la capa de ozono. Por lo tanto, la evaluación ambiental
de las opciones de refrigerante se basa en el potencial de calentamiento atmosférico (PCA). Más adelante, se enumeran en este documento los
valores específicos de PCA, basados en el cuarto informe del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC).
Seguridad
Los aspectos de seguridad del diagrama tienen en cuenta los grupos de seguridad de la ASHRAE (Sociedad Americana de Ingenieros de
Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado) A1 (no tóxico, no inflamable), A2L (no tóxico, ligeramente inflamable) y A3 (no tóxico,
inflamable). Se espera que la categoría A2L para refrigerantes ligeramente inflamables se incorpore a las normas europeas armonizadas
durante el año 2016.
Diseño y estructura del sistema
Este criterio considera el impacto de la elección de refrigerante en las inversiones relacionadas con el diseño y la estructura del sistema. Por
ejemplo, un sistema con R744 hace que los costes del sistema sean más elevados debido a su mayor presión y otras propiedades de CO2. Del
mismo modo, un sistema que utiliza refrigerantes inflamables o ligeramente inflamables cuenta con determinadas peculiaridades que hacen
que los costes aumenten. Las mezclas de HFO están ligeramente degradadas por el hecho de que presentan un deslizamiento mayor que ha de
tenerse en cuenta durante el diseño del sistema.
Rendimiento del sistema
Esto explica el hecho de que los sistemas con R744 sean complejos en términos de rendimiento, sobre todo en climas más cálidos. En resumen,
el R744 se considera similar o ligeramente peor en términos de rendimiento en comparación con los sistemas de HFC de última generación.
Funcionamiento
El deslizamiento y las altas temperaturas de descarga del refrigerante que se encuentran en las mezclas de HFO provocan algunos problemas
que deben abordarse durante el funcionamiento del sistema. El R744 requiere especial atención debido a su creciente presión a temperatura
ambiente, por ejemplo en caso de fallo del suministro eléctrico (capacidad de recuperación del sistema).
Reacondicionamiento
Para reunir los requisitos para un reacondicionamiento, un refrigerante debe producir la capacidad volumétrica más parecida posible a la del
refrigerante al que sustituye. Asimismo, los niveles de presión de funcionamiento deberán tener características similares y la categoría de
seguridad debe ser idéntica. Muchas de las mezclas de HFO A1 se acercan a estos requisitos.
Guía de sustitución del refrigerante
•
•
•
•
Actualmente, en el año 2016, el mercado de los refrigerantes ya está en proceso de transición. Los fabricantes de refrigerante han lanzado opciones
de sustitución para algunos de los refrigerantes utilizados con frecuencia, al tiempo que continúan desarrollando soluciones para los demás.
La Tabla 3 resume los refrigerantes utilizados con frecuencia y las alternativas disponibles con bajo PCA que se encuentran totalmente
disponibles en el mercado actual (listo para usarse) o que se discuten como posibles candidatos para la sustitución.
Los candidatos que no están etiquetados como "listo para usarse", puede que estén disponibles para las pruebas de campo pero que no
puedan considerarse actualmente sustitutos principales por diversas razones. Estas pueden incluir falta de disponibilidad de los datos
definitivos de la composición química y las propiedades o falta de disponibilidad de los componentes de producción en serie para estos
refrigerantes, entre otros aspectos.
También se debe indicar que la lista no es exhaustiva. Varios fabricantes de refrigerantes están diseñando mezclas muy similares a las que
aparecen en la Tabla 4
Tabla 3
Nº de ASHRAE
Nombre común
PCA
Categoría de seguridad
Sustituye a
Listo para usarse
R404A
R404A
3922
A1
-
actualmente
R407A/F
R407A/F
2107/1825
A1
-
actualmente
R134a
R134a
1430
A1
-
actualmente
R448A
N40
1387
A1
R404A
actualmente
R449A
XP40
1397
A1
R404A
actualmente
R450A
N13
604
A1
R134a
actualmente
R513A
XP10
631
A1
R134a
actualmente
R744
CO2
1
A1
-
actualmente
R32
R32
675
A2 (A2L)
R410A
>2016
R447A/DR5x
L41/DR5x
450…700
A2 (A2L)
R410A
>2016
R444B/DR3
L20/DR3
150…300
A2 (A2L)
R407C
>2016
R454A/R455A
XL40/HDR110
148/246
A2 (A2L)
R404A
>2016
R1234yf
1234yf
4
A2 (A2L)
R134a
>2016
R1234ze
1234ze
6
A2 (A2L)
R134a
>2016
R290
Propano
3
A3
-
actualmente
Elección de refrigerante por segmento de mercado y aplicación
Se puede dar orientación más específica cuando se valora una opción de refrigerante en el contexto de una estructura o un tipo de aparato de
aplicación en particular. Sin embargo, las recomendaciones solo pueden ser de carácter general. Se debe llevar a cabo una evaluación caso por
caso para tener en cuenta los parámetros específicos de la aplicación, como las temperaturas ambientales, la carga del sistema y la instalación
en áreas de acceso internas o autorizadas, entre otros aspectos. En la tabla siguiente, el término "intermedio" debe interpretarse con cierta
flexibilidad dependiendo del segmento de aplicación y la disponibilidad de alternativas adecuadas "preparadas para el futuro". Por lo general,
se asume que describe un período de 5 a 10 años.
Tabla 4
Estructura
Intermedio
R404A
R448A, R449A
R134a
R450A, R513A
R407C
R407C, Nota¹
Paquetes de múltiples compresores
con expansión directa y secundaria
R404A
R448A, R449A
R134a
R450A, R513A
Sistemas híbridos
con circuito de temperatura media
CO2 de supuesta baja temperatura
R404A
R448A, R449A
R134a
R450A, R513A
Sistemas de aumento de CO2
R744
R744
R404A
R448A, R449A
R134a
R450A, R513A
R407C
R407C, Nota ²
R410A
R410A, Nota ²
Refrigeradores comerciales - Pequeños
R410A
R410A, Nota ²
R290, Nota³
Refrigeradores comerciales - Grandes
R290
R410A
R410A, Nota ²
Nota³
R134a
R134a, Nota ²
Nota³
Unidades condensadoras
y paquetes pequeños de menos de 40 kW
Sistemas autosuficientes
Calefacción doméstica y comercial
DGE-186-ES-1603
Nuevo espacio "preparado
para el futuro"
Actualmente
R744, R290
R744, R290
R290
R744
R290, Nota³
R290, Nota³
Nota 1: Aunque no hay en el mercado una solución intermedia "lista para usarse", se están proponiendo algunas mezclas de HFO A2L. Emerson puede proporcionar a los
clientes que lo deseen orientación, valoraciones y ayuda con las pruebas de campo.
Nota 2: Aunque no hay en el mercado una solución intermedia "lista para usarse", se están proponiendo algunas mezclas de HFO A2L y HFC R32. Emerson puede proporcionar
a los clientes que lo deseen orientación, valoraciones y ayuda con las pruebas de campo.
Nota 3: Más allá del refrigerante R290 indicado, serán necesarias soluciones de refrigeración adicionales para abarcar todas las aplicaciones de este segmento. Los fabricantes
de refrigerantes están proponiendo refrigerantes HFO, pero aún no están "listos para usarse". Emerson puede proporcionar a los clientes que lo deseen orientación,
valoraciones y ayuda con las pruebas de campo. También se espera que en estas aplicaciones algunas de las mezclas de HFO A2L y HFC R32 sigan en el mercado como
opciones a largo plazo, es decir, más allá de los próximos 10 años.
Para obtener más información, visite www.emersonclimate.eu
Emerson Climate Technologies - Sede europea - Pascalstrasse 65 - 52076 Aachen (Alemania)
Tel. +49 (0) 2408 929 0 - Fax: +49 (0) 2408 929 570 - Sitio web: www.emersonclimate.eu
El logotipo de Emerson Climate Technologies es una marca comercial y de servicio de Emerson Electric Co. Emerson Climate Technologies Inc. es una filial de Emerson Electric Co. Copeland es una marca
registrada y Copeland Scroll es una marca comercial de Emerson Climate Technologies Inc. El resto de marcas comerciales son propiedad de sus respectivos propietarios. Emerson Climate Technologies
GmbH no se hace responsable de errores en las capacidades, dimensiones, etc. indicadas ni de errores tipográficos. Los productos, especificaciones, diseños y datos técnicos contenidos en este documento
están sujetos a modificación por nuestra parte sin previo aviso. Las ilustraciones no son vinculantes.
© 2016 Emerson Climate Technologies, Inc.