R407F

El R407F,  es una mezcla de refrigerantes del tipo H F C, diseñado como un reemplazo del gas R22 y alternativa del R404A.

Componente del
R-407F
Porcentaje de composición
en la Mezcla
R-134a 40%,
R12530%
R32 30%
Tabla de composición del refrigerante R407F

Características del Gas Refrigerante R-407F:

  • El refrigerante R-407F, es una mezcla del tipo zeotrópica.
  • Su clasificación de seguridad es A1, grupo L1, es decir, tiene baja toxicidad y no es inflamable. 
  • El refrigerante R-407F, tiene un potencial de calentamiento global  G W P, de 1825.
  • Por tener un potencial de calentamiento global menor de 2500, no es afectado por las restricciones ambientales, aplicadas en el año 2020, para refrigerantes con unp de mas de 2500.
  • El refrigerante R-407 F, requiere lubricante Poliol-Ester tipo POE.
  • El R407F, funciona como sustituto, retrofit del R22, inocuo para la capa de ozono, en diversas aplicaciones de refrigeración.
  • Para el reemplazo del R-22, el R407F, requiere cambio de lubricante, si la instalación funcionaba con aceite mineral, o alquín bencénico.
  • Su flujo másico es idéntico al del R-22, y no necesita reemplazo o ajuste de la  válvula de expansión termostática.
  • Aunque el refrigerante R407 F, fue pensado como un reemplazo del R22, su G W P de 1800, lo convierte en una alternativa de menor G W P al R404 á.
  • El refrigerante  R407F, Es un “Drop in”, sustituto directo del R404 A, y el R-507. 
  • El reacondicionamiento de R-404 A, al R-407F,  no requiere cambio del tipo de lubricante, ni de partes del sistema.
  • La temperatura de descarga del r-407 f, puede ser cerca de 20°C superior, a la del R404A, cuando se trabaja con una temperatura en el evaporador de -10°C.
  • Para temperaturas por debajo de -10°C, puede necesitar inyección de líquido, debido a la alta temperatura de descarga. 
  • La eficiencia energética del R-407 F, puede ser  un 15% superior, a la del r404 á.
  • La capacidad del r407 f, puede ser un 20% mayor a la del r404 á.
  • Para El refrigerante R-407F, siempre se debe efectuar la Carga en fase líquida.
  • Como todos los refrigerantes HFC, no daña la capa de ozono. 
  • Los vapores de R-407F, son más pesados que el aire, y suelen acumularse cerca del suelo. 
  • Concentraciones atmosféricas muy altas, pueden producir efectos anestésicos y asfixia. 

Tabla de Presión y Temperatura del gas R407:

En la siguiente tabla se tiene la presión y temperatura de saturación del R407F según la fase.

Temperatura
R407F °C
Presión
R407F
Burbuja

Absoluta
Presión
R407F
Rocio

Absoluta
-30°C2.08 bar1.59 bar
-26°C2.45 bar1.90 bar
-22°C2.88 bar2.25 bar
-18°C3.35 bar2.66 bar
-14°C3.89 bar3.11 bar
-10°C4.48 bar3.63 bar
-6°C5.15 bar4.21 bar
-2°C5.88 bar4.86 bar
2°C6.69 bar5.58 bar
6°C7.59 bar6.38 bar
10°C8.57 bar7.26 bar
14°C9.64 bar8.23 bar
18°C10.80 bar9.30 bar
22°C12.07 bar10.47 bar
26°C13.45 bar11.75 bar
30°C14.94 bar13.15 bar
34°C16.55 bar14.66 bar
38°C18.29 bar16.31 bar
42°C20.15 bar18.09 bar
46°C22.15 bar20.02 bar
50°C24.3 bar22.10 bar
Taqbla de presión y temperatura del R407F

Por ejemplo si la temperatura del evaporador es de -18°C se debe trabajar con la presión absoluta de burbuja de 3.35bar.

Para obtener la presión del manometro se debe restar la presión de atmósferica.

P manómetro = P absoluta – P atmósferica

P manómetro = 3.35 bar – 1 bar = 2.35 bar

P manómetro = 2.35 bar (34.54 psi)

Propiedades termodinámicas del R407F:

En la siguiente tabla se pueden observar las propiedades termofinamicas mas importantes del R407F:

Propiedades termodinámicas del R407F

¿Cómo se carga el gas refrigerante R-407F?

  • A partir de la temperatura que se necesita en el evaporador encuentre la presión absoluta de saturación.
  • La presión absoluta de saturación, se debe convertir en presión manométrica.
  • Para encontrar la presión manométrica solo reste la presión absoluta del valor de la atmósferica.
  • Así por ejemplo si se requiere cargar el refrigerante, para una aplicación cuya temperatura del evaporador es -18°C, se tiene en la tabla que la presión absoluta de saturación es de 3.35 bar.
  • A ese valor de 3.35 bar, se le debe restar 1 bar (presión atmosférica) para obtener la lectura del manómetro, en este caso el resultado es de 2.35 bar.
  • Como el refrigerante, esta formado por una mezcla se debe cargar en fase líquida.
  • el peso del refrigerante anterior puede ser una guía, pero debe ajustarse el valor con la presión que marca el manómetro de baja.

Diagrama de Mollier del R-407F

Reconversión de equipo de Refrigeración Comercial de R-404A a gas R-407F

  • En el vídeo que estamos mostrando en pantalla, tenemos un sistema de refrigeración comercial, que trabaja en el evaporador con una temperatura de 4°C.
  • El sistema hasta hace días trabajaba con refrigerante R404A.  
  • La capacidad del equipo, era de 11 toneladas refrigeración, aproximadamente.
  • Como la carga de enfriamiento es fluctuante, es decir se necesita generar diferentes cantidades de frío, el compresor del equipo cuenta con sistema de descargadores, de modo de solo utilizar los pistones que se necesitan, en cada momento.
  • Hoy en día debido a una falla, y  por disponibilidad, se  requiere cargar el sistema, con un nuevo gas, que sea reemplazo del r404A.

Para tomar la decisión de cual gas usar, se tomarán en cuenta, los siguientes aspectos.

  1. Temperatura del evaporador.
  2. Eficiencia del equipo.
  3. Capacidad del equipo.
  4. Necesidad de cambio de piezas, y componentes.
  5. Cambio de aceite.
  6. Temperatura de descarga del nuevo refrigerante
  7. Potencial de calentamiento global GWP, menor a 2500, para garantizar disponibilidad de gas, los años siguientes.

Tomando en cuenta los aspectos mencionados anteriormente, se ha tomado la decisión de usar como reemplazo, el gas refrigerante r407f.  

Veamos los primeros análisis.

  1. Temperatura del evaporador.  En este caso la temperatura promedio del evaporador es de 4°C.  Este valor pertenece al rango de trabajo del gas refrigerante r407f.
  2. Eficiencia del equipo.  Para el valor de temperatura del evaporador, el gas refrigerante r407f, tiene eficiencia comparable a la del r404A.
  3. Capacidad del equipo.  La cantidad de frío, que puede generar el r407f, con una temperatura del evaporador de 4°C, es comparable a la del r404A
  4. No es necesario el cambio de piezas.  el sistema trabaja con el compresor  semihermetico alternativo, modelo 3 D C-100, cuyo fabricante coopelamd, autoriza el uso del r407 f.  El modelo del equipo es de  40.2 kilovatios, con tres cilindros. 
  5. No se requiere cambio de aceite, ya que el refrigerante r407F, es compatible con el aceite POE, que antes tenía el r404A.
  6. Como la temperatura del evaporador, esta por encima de los 0°C, no hay problema con la temperatura de descarga.
  7. El potencial de calentamiento global g w p, del r407f, es de 1800, que colabora con la disposición del gas en el mercado.

Ahora vamos a mostrar, las nuevas presiones de funcionamiento del sistema, trabajando con el gas refrigerante r407f.

  • Recordemos, que la temperatura promedio del evaporador, que se necesita es de 4°C.
  • También debemos aquí mencionar, que el gas refrigerante r407f, posee deslizamiento, porque es producto de una mezcla de gases.
  • Esto quiere decir, que mientras el refrigerante se esta evaporando, hay un pequeño aumento de temperatura.
  • Por ello para lograr los 4°C requeridos,  necesitamos que el refrigerante R407F, entre al evaporador, con un poco menos de esa temperatura.  Así por ejemplo, vamos a graduar la presión para 2°C. 
  • De esta forma el r407F, entra con 2°C, y a medida que ocurre la vaporización, esa temperatura se acerca a los 4°C, debido al deslizamiento.
  • entonces si buscamos en la tabla, para una temperatura de 2°C, tenemos una presión absoluta  de 6.69 bar.
  • para conocer la presión, que va marcar el manómetro, debemos restar al valor de la tabla, la presión atmosférica, es decir restarle un bar.
  • Por ello la presión que debería marcar el manómetro, es 5.69 bar, o 83.64 p s i.
  • Ahora La presión de alta aproximada del sistema, la podemos encontrar, con una temperatura de condensación promedio de 46°C.  
  • De esta manera sabemos que la presión  de alta, que debe marcar el manómetro rojo, debe estar entre 22.15 y 22.02 bar.  Es decir unos 325 p s i.

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