Más de una docena de mezclas químicas podrían servir como refrigerantes alternativos que no calientan la atmósfera tanto como los refrigerantes de hoy en día, o se incendian, según un nuevo estudio computacional realizado por el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología NIST.
El estudio NIST identificó las 22 "mejores" mezclas no inflamables o marginalmente inflamables con menor potencial de calentamiento global PCG, una medida de cuánto calor atrapará un gas si se libera a la atmósfera, que el refrigerante estándar actual para el vehículoaire acondicionado AC, llamado R-134a tetrafluoroetano.
La mayoría de las mezclas identificadas combinan R-134a con uno o dos refrigerantes comerciales.
El nuevo análisis NIST, que se realizó para el ejército de los EE. UU. Pero también se aplica a aplicaciones civiles como sistemas de aire acondicionado para hogares y automóviles, es un seguimiento de un estudio NIST 2017 que encontró que todos los componentes son amigables con el climalos refrigerantes eran al menos marginalmente inflamables. Ese estudio sugirió que las mezclas podrían ofrecer las soluciones óptimas.
"El ejército insiste en querer mezclas no inflamables, pero las aplicaciones civiles se están moviendo cada vez más hacia mezclas al menos marginalmente inflamables", dijo el ingeniero mecánico del NIST y autor principal del estudio Ian Bell.
Para ayudar a reducir el calentamiento global, cerca de 200 naciones, incluido Estados Unidos, acordaron en 2016 enmendar el Protocolo de Montreal para reducir gradualmente a mediados de siglo los refrigerantes utilizados en la mayoría de los sistemas de CA. La eliminación parcial, en lugar de una eliminación completa,reconoció las opciones complicadas que deberán hacerse para seleccionar reemplazos.
Para el nuevo estudio, los investigadores del NIST seleccionaron 13 fluidos dentro de un rango de presión, inflamabilidad y valores de GWP que podrían producir una mezcla con las características deseadas. Todos los fluidos tenían baja toxicidad y estaban disponibles comercialmente. Los investigadores realizaron una evaluación exhaustiva detodas las combinaciones posibles de dos o tres de los 13 fluidos.
Los fluidos incluían hidrofluoroolefinas, que tienen un GWP muy bajo pero son levemente inflamables; hidrofluorocarbonos HFC no inflamables con GWP de moderado a alto; HFC levemente inflamables; y dióxido de carbono, que no es inflamable y también tiene un GWP muy bajo de 1, pero aumentaría la presión de funcionamiento de una mezcla, lo que es indeseable.
los investigadores del NIST no encontraron ninguna combinación que cumpliera con todas las restricciones deseadas: no inflamabilidad, bajo PCA, alta eficiencia enfriamiento por unidad de trabajo y capacidad de enfriamiento general similar a la del sistema de línea de base R-134a.
El estudio identificó 14 mezclas no inflamables que ofrecían una reducción en GWP de, como máximo, 51 por ciento en comparación con el GWP de R-134a de 1300. Se identificaron ocho mezclas adicionales que eran marginalmente inflamables con reducciones de GWP de hasta 99 por ciento.Los investigadores simularon el rendimiento de estas 22 mezclas en un modelo detallado de ciclo de refrigeración. El estudio se realizó utilizando herramientas computacionales; los investigadores planean llevar a cabo experimentos de laboratorio para verificar los resultados.
El estudio reveló varias tendencias. Las mezclas no inflamables más prometedoras tienen una eficiencia ligeramente menor en comparación con R-134a. Estas mezclas no inflamables tienen un límite inferior de GWP de 640; esto se debe a la necesidad de una gran cantidad de R-134a en la mezclapara suprimir la inflamabilidad de los fluidos de bajo PCG. Otras mezclas que contenían una cantidad significativa de dióxido de carbono tampoco eran inflamables, pero tenían una eficiencia muy baja en comparación con el R-134a y no se consideraban alternativas viables.
También existe una tendencia general de aumento de la eficiencia junto con GWP e inflamabilidad. Esto se debe a que los fluidos con un GWP más bajo tienden a ser moléculas más complejas y esta complejidad puede dificultar el rendimiento de la refrigeración.
"Las mezclas" buenas "que encontramos son muy poco inflamables", advirtió Bell. "Eso no significa que aún no se quemarán dado el entorno adecuado. Debemos ser cautelosos, porque esto es una especie dearte oscuro. Hay una compensación fundamental: si realmente quieres no inflamabilidad y eficiencia, no obtendrás ambos. Obtendrás uno u otro ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Nacional de Estándares y Tecnología NIST . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :