Los refrigeradores y congeladores, como equipos de almacenamiento a baja temperatura para uso doméstico y comercial, han experimentado continuas mejoras en la selección de refrigerantes, centradas en la adaptabilidad a la eficiencia de refrigeración y el cumplimiento de las normativas medioambientales. Los tipos y características predominantes en las diferentes etapas se ajustan en gran medida a las necesidades de los equipos.
Inicios de la generalización: Aplicación de refrigerantes CFC con “alta eficiencia pero alta nocividad”
Desde la década de 1950 hasta la de 1990, el R12 (diclorodifluorometano) fue el refrigerante predominante. En cuanto a su adaptabilidad a los equipos, las propiedades termodinámicas del R12 se ajustaban perfectamente a las necesidades de almacenamiento a baja temperatura: con una temperatura de evaporación estándar de -29,8 °C, cumplía fácilmente con los requisitos de temperatura de los compartimentos de refrigeración (0-8 °C) y de congelación (por debajo de -18 °C). Además, presentaba una estabilidad química excepcional y una excelente compatibilidad con las tuberías de cobre, las carcasas de acero y los aceites lubricantes minerales del interior de los refrigeradores, lo que prácticamente eliminaba la corrosión y las obstrucciones en las tuberías, garantizando así una vida útil del equipo superior a 10 años.
El R12 tiene un potencial de agotamiento del ozono (PAO) de 1,0 (valor de referencia para este potencial) y un potencial de calentamiento global (PCG) de aproximadamente 8500, lo que lo convierte en un potente gas de efecto invernadero. Con la entrada en vigor del Protocolo de Montreal, el uso global de R12 en congeladores de nueva fabricación se ha prohibido gradualmente desde 1996. Actualmente, solo algunos equipos antiguos aún contienen residuos de este refrigerante y se enfrentan al problema de no contar con fuentes alternativas durante el mantenimiento.
Etapa de transición: Limitaciones de la “sustitución parcial” por refrigerantes HCFC
Para paliar la transición hacia la eliminación del R12, el R22 (difluoromonoclorometano) se utilizó brevemente en algunos congeladores comerciales (como los de pequeñas tiendas de conveniencia). Su ventaja radica en que su rendimiento termodinámico es similar al del R12, sin necesidad de modificaciones significativas en el diseño del compresor y las tuberías del congelador, y su potencial de agotamiento del ozono (PAO) se reduce a 0,05, lo que disminuye considerablemente su capacidad de dañar la capa de ozono.
Sin embargo, las deficiencias del R22 también son evidentes: por un lado, su potencial de calentamiento global (PCG) es de aproximadamente 1810, lo que lo sitúa entre los gases de efecto invernadero de alto valor, incongruente con la tendencia a largo plazo en materia de protección ambiental; por otro lado, su eficiencia de refrigeración (COP) es inferior a la del R12, lo que conlleva un aumento del consumo energético de entre el 10 % y el 15 % en su uso en refrigeradores domésticos, por lo que no se ha generalizado en este sector. Con la aceleración de la eliminación gradual de los refrigerantes HCFC a nivel mundial en 2020, el R22 prácticamente ha dejado de utilizarse en refrigeradores y congeladores.
I. Refrigerantes convencionales actuales: Adaptación de HFC y tipos de bajo PCA a escenarios específicos
Actualmente, la selección de refrigerantes para refrigeradores en el mercado muestra las características de “diferenciación entre uso doméstico y comercial, y equilibrio entre protección ambiental y costo”, dividiéndose principalmente en dos tipos principales, adaptándose a las necesidades funcionales de diferentes equipos:
1. Congeladores pequeños: “Dominio estable” de los refrigerantes
El R134a (tetrafluoroetano) es el refrigerante más utilizado en los refrigeradores actuales (especialmente en modelos con una capacidad inferior a 200 L), representando más del 70 %. Sus principales ventajas se reflejan en tres aspectos: primero, cumple con las normas de protección ambiental, con un valor de PAO de 0, eliminando por completo el riesgo de daño a la capa de ozono y cumpliendo con los requisitos básicos de las regulaciones ambientales globales; segundo, su rendimiento termodinámico es adecuado, con una temperatura de evaporación estándar de -26,1 °C, que, junto con el compresor de alta eficiencia del refrigerador, puede alcanzar de forma estable la temperatura del compartimento de congelación de entre -18 °C y -25 °C, y su eficiencia de refrigeración (COP) es entre un 8 % y un 12 % superior a la del R22, lo que puede reducir el consumo de energía del equipo; En tercer lugar, posee una seguridad confiable, al pertenecer a los refrigerantes de clase A1 (no tóxicos y no inflamables); incluso si se produce una pequeña fuga, no causará riesgos de seguridad para el entorno familiar y tiene buena compatibilidad con las piezas de plástico y el aceite lubricante del compresor dentro del refrigerador, con una baja tasa de fallas.
Además, algunos refrigeradores domésticos de gama media y alta utilizan R600a (isobutano, un hidrocarburo), un refrigerante natural con un potencial de agotamiento del ozono (PAO) de 0 y un potencial de calentamiento global (PCG) de solo 3, lo que supone un rendimiento ambiental muy superior al del R134a. Su eficiencia de refrigeración es entre un 5 % y un 10 % mayor que la del R134a, lo que permite reducir aún más el consumo energético. Sin embargo, el R600a pertenece a la clase A3 de refrigerantes (altamente inflamables) y, cuando su concentración volumétrica en el aire alcanza entre el 1,8 % y el 8,4 %, explota al exponerse a una llama. Por lo tanto, su uso se limita únicamente a refrigeradores domésticos (la cantidad de carga está estrictamente limitada a 50 g-150 g, mucho menor que la de los equipos comerciales), y el refrigerador debe estar equipado con dispositivos de detección de fugas (como sensores de presión) y compresores a prueba de explosiones, con un costo entre un 15 % y un 20 % mayor que el de los modelos R134a, por lo que no se ha popularizado completamente.
2. Congeladores comerciales / refrigeradores grandes: “Penetración gradual” de refrigerantes de bajo PCA
Los congeladores comerciales (como los congeladores de isla de los supermercados) tienen mayores exigencias en cuanto a la protección ambiental y la eficiencia de refrigeración de los refrigerantes debido a su gran capacidad (normalmente superior a 500 L) y su elevada carga frigorífica. Actualmente, las opciones más comunes se dividen en dos categorías:
(1) Mezclas de HFC: “Adaptación a alta carga” del R404A
El R404A (una mezcla de pentafluoroetano, difluorometano y tetrafluoroetano) es el refrigerante más utilizado en congeladores comerciales de baja temperatura (como los congeladores de congelación rápida a -40 °C), representando aproximadamente el 60% del mercado. Su ventaja radica en su excelente rendimiento de refrigeración a bajas temperaturas: a una temperatura de evaporación de -40 °C, su capacidad de refrigeración es entre un 25% y un 30% superior a la del R134a, lo que permite satisfacer rápidamente las necesidades de almacenamiento a baja temperatura de los congeladores. Además, pertenece a la clase A1 de refrigerantes (no tóxicos ni inflamables) y admite una carga de hasta varios kilogramos (muy superior a la de los refrigeradores domésticos), sin riesgo de inflamabilidad, adaptándose así al funcionamiento a alta carga de los grandes congeladores.
Sin embargo, las deficiencias ambientales del R404A se han hecho cada vez más evidentes. Su PCA es de 3922, lo que lo clasifica como un gas de efecto invernadero de alto valor. Actualmente, la Unión Europea y otras regiones han emitido normativas para restringir su uso (como la prohibición del uso de refrigerantes con un PCA superior a 2500 en congeladores comerciales de nueva fabricación a partir de 2022). Por lo tanto, el R404A está siendo reemplazado gradualmente por refrigerantes de bajo PCA.
(2) Tipos de bajo PCA: “Alternativas ambientales” de R290 y CO₂
En un contexto de normativas medioambientales más estrictas, el R290 (propano) y el CO₂ (R744) se han convertido en opciones emergentes para congeladores comerciales, adaptándose a diferentes necesidades en distintos escenarios:
R290 (propano)El R290 se utiliza principalmente en congeladores comerciales pequeños (como los congeladores horizontales de tiendas de conveniencia). Su potencial de agotamiento del ozono (PAO) es 0 y su potencial de calentamiento global (PCG) es de aproximadamente 3, lo que lo convierte en un refrigerante extremadamente respetuoso con el medio ambiente. Su eficiencia de refrigeración es entre un 10 % y un 15 % superior a la del R404A, lo que permite reducir el consumo energético de los congeladores comerciales (que funcionan durante más de 20 horas al día, por lo que el consumo de energía representa una parte importante de los costes). Sin embargo, el R290 pertenece a la clase A3 de refrigerantes (altamente inflamables) y su carga debe controlarse estrictamente hasta un máximo de 200 g (por lo que su uso se limita a congeladores pequeños). Además, el congelador debe contar con compresores a prueba de explosiones, tuberías estancas (como las de aleación de cobre-níquel) y sistemas de ventilación y disipación de calor adecuados. Actualmente, su uso en congeladores de tiendas de conveniencia en Europa supera el 30 %.
CO₂ (R744)Se utiliza principalmente en congeladores comerciales de ultrabaja temperatura (como los congeladores de muestras biológicas a -60 °C). Su temperatura de evaporación estándar es de -78,5 °C, lo que permite el almacenamiento a ultrabaja temperatura sin necesidad de un sistema de refrigeración en cascada complejo. Tiene un potencial de agotamiento del ozono (PAO) de 0 y un potencial de calentamiento global (PCG) de 1, lo que garantiza una protección ambiental insustituible. Además, es atóxico e ininflamable, con mayor seguridad que el R290. Sin embargo, el CO₂ tiene una temperatura crítica baja (31,1 °C). Cuando la temperatura ambiente supera los 25 °C, se requiere tecnología de ciclo transcrítico, lo que eleva la presión del compresor del congelador a 10-12 MPa. Esto exige el uso de tuberías de acero inoxidable de alta resistencia y compresores resistentes a altas presiones, con un coste entre un 30 % y un 40 % superior al de los congeladores que utilizan R404A. Por lo tanto, actualmente se utiliza principalmente en escenarios con requisitos extremadamente altos de protección ambiental y bajas temperaturas (como congeladores para investigación médica y científica).
II. Tendencias futuras de los refrigerantes: El bajo PCA y la alta seguridad se convierten en ejes fundamentales
En combinación con las regulaciones ambientales globales (como el Reglamento de la UE sobre gases fluorados y el plan de implementación del Protocolo de Montreal de China) y las mejoras en la tecnología de los equipos, los refrigerantes para refrigeradores y congeladores mostrarán tres tendencias principales en el futuro:
refrigeradores domésticosEl refrigerante R600a está reemplazando gradualmente al R134a. Gracias a la consolidación de las tecnologías antifugas y antiexplosivas (como las nuevas juntas de estanqueidad y los dispositivos de corte automático de fugas), el coste del R600a disminuirá progresivamente (se prevé una reducción del 30 % en los próximos 5 años), acentuándose sus ventajas de alta eficiencia y respeto al medio ambiente. Se espera que para 2030 el R600a represente más del 50 % del refrigerante utilizado en los frigoríficos domésticos, convirtiéndose en el refrigerante predominante en lugar del R134a.
congeladores comercialesDesarrollo dual de mezclas de CO₂ y HFO: para congeladores comerciales de temperatura ultrabaja (inferior a -40 °C), la madurez técnica del CO₂ seguirá mejorando (por ejemplo, con compresores de ciclo transcrítico de alta eficiencia) y su coste disminuirá gradualmente, esperándose que su proporción supere el 40 % en 2028; para congeladores comerciales de temperatura media (de -25 °C a -18 °C), el R454C (una mezcla de HFO y HFC, PCA ≈ 466) se convertirá en la opción predominante, con un rendimiento de refrigeración similar al del R404A y perteneciente a la clase de refrigerantes A2L (baja toxicidad y baja inflamabilidad), sin restricciones estrictas en la cantidad de carga, equilibrando la protección ambiental y la practicidad.
Normas de seguridad mejoradasDe la “protección pasiva” a la “monitorización activa”: independientemente de si se trata de equipos domésticos o comerciales, los futuros sistemas de refrigeración estarán equipados generalmente con funciones de “monitorización inteligente de fugas + tratamiento automático de emergencia” (como sensores de fugas láser para refrigeradores domésticos, alarmas de concentración y dispositivos de conexión de ventilación para congeladores comerciales), especialmente para refrigerantes inflamables como el R600a y el R290, para eliminar posibles riesgos de seguridad a través de medios técnicos y promover la popularización generalizada de refrigerantes de bajo PCA.
III. Prioridad de la coincidencia del escenario principal
Para satisfacer las necesidades de los diferentes usuarios, se pueden seguir los siguientes principios al seleccionar refrigerantes para refrigeradores:
Usuarios domésticos: Se da prioridad a los modelos R600a (equilibrio entre protección ambiental y ahorro energético). Si el presupuesto lo permite (entre 200 y 500 yuanes más caros que los modelos R134a), se recomienda optar por refrigeradores con la etiqueta "refrigerante R600a". Su consumo energético es entre un 8 % y un 12 % menor que el de los modelos R134a, y son más ecológicos. Tras la compra, se debe tener cuidado de no acercar la parte trasera del refrigerador (donde se encuentra el compresor) a llamas abiertas y revisar periódicamente la estanqueidad de las juntas de la puerta para reducir el riesgo de fugas.
Usuarios comerciales:Elija según las necesidades de temperatura (equilibrando el costo y la protección ambiental): los congeladores de temperatura media (como los de las tiendas de conveniencia) pueden optar por modelos R290, con menores costos de consumo de energía a largo plazo; para congeladores de temperatura ultrabaja (como los equipos de congelación rápida), si el presupuesto lo permite, se prefieren los modelos CO₂, que se ajustan a la tendencia de las regulaciones ambientales y evitan el riesgo de su eliminación gradual en el futuro; si la sensibilidad al costo a corto plazo es una preocupación, se pueden elegir modelos R454C como una transición, equilibrando el rendimiento y la protección ambiental.
Mantenimiento y reemplazoUtilice siempre el mismo tipo de refrigerante que el original. Al reparar refrigeradores y congeladores antiguos, no sustituya el refrigerante por otro de forma arbitraria (por ejemplo, de R134a a R600a), ya que cada refrigerante tiene diferentes requisitos de aceite lubricante del compresor y presión de las tuberías. El uso de refrigerantes diferentes puede dañar el compresor o provocar fallos en el sistema de refrigeración. Es necesario contactar con profesionales para que añadan el refrigerante adecuado según la placa de características del equipo.
Fecha de publicación: 29 de agosto de 2025 Vistas: