🌈 Mezclas Zeotrópicas: Propiedades y Aplicaciones

Mezclas zeotrópicas son gases formados a partir de dos o más mezclas de gases, donde en su ebullición la temperatura varía desde el inicio de la evolución hasta el final de la misma.

A esa variación de temperatura se llama deslizamiento.

Son los gases con referencias iniciadas por R400.

Las mezclas azeotrópicas que veremos en otra entrada, sus referencias se inician por R500 y la temperatura de inicio de su evolución y el final no varía; se comportan como gases puros.

Tras los problemas medioambientales causados por el uso de los CFC y de los HCFC, tenemos hoy nuevos fluidos de los cuales algunos son mezclas zeotrópicas.

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Tal es el caso de los fluidos de la serie R400: R404A, R407C, R410A, R427A, etc.

Estas mezclas tienen la particularidad de modificarse durante la ebullición y son llamadas "zeotrópicas" o "no azeotrópicas". La temperatura de evaporación a presión constante varía entre el principio y el final del cambio de estado: se dice que el fluido tiene un deslizamiento.

El deslizamiento de temperatura

El punto de ebullición de una mezcla zeotrópica depende de la proporción y del punto de ebullición de cada fluido que la compone .

Así, por ejemplo, si una mezcla está compuesta de R22 (punto de ebullición a 1 atm: -40,8 oC) y de R124 (punto de ebullición a 1 atm: -12,1 oC), el punto de ebullición de la mezcla va a situarse entre -40,8 y -12,1 oC.

Si una bombona ( que contiene una mezcla compuesta de 50% de R22 y de 50% de R124) es abierta al aire libre, la temperatura de evaporación de la mezcla desciende y se estabiliza alrededor de -33 oC.

Si la mezcla se compone de 40% de R22 y de 60% de R124, el punto de ebullición bajo la misma presión será-31 oC.

Así, si consideramos el ejemplo ilustrado por las figura

donde la presión permanece constante, observamos que la temperatura de evaporación tiende a aumentar con la modificación de la mezcla.

Esta subida de la temperatura de ebullición a presión constante es llamada deslizamiento de la mezcla.

Se deduce que el evaporador de una instalación cargada con una mezcla funcionará con deslizamiento de su temperatura de evaporación.

En la realidad, el deslizamiento es menos importante que en el ejemplo pues, en el evaporador, la inyección de líquido es permanente y la mezcla se separa, pues, menos de sus proporciones iniciales.

La figura

muestra el deslizamiento de temperatura en un evaporador con pérdida de carga casi nula, alimentado con R409A (FX56). Si el evaporador presenta una pérdida de carga, el deslizamiento será menos importante.

También, las mezclas propuestas por los productores de fluidos refrigerantes son generalmente de tipo ternaria, lo que limita el deslizamiento.

En el diagrama entálpico de una mezcla, el deslizamiento se traduce por una inclinación de los isotermos en la zona de cambio de estado.

No son confundidos con las isóbaras como es el caso con los fluidos puros.

pone en evidencia esta particularidad de las mezclas.

El R407C es una mezcla de R32 / R125 / Rl34a destinada a sustituir al R22 en las aplicaciones de climatización. Su deslizamiento de temperatura a 1,013 bares es de 7,2 oC.

El R404A es una mezcla de R 143a / R 125 / Rl 34a destinada a sustituir al R502 y su deslizamiento de temperatura a 1,013 bares es de 0,9 oC.

 

Nota: un Gas antiguo puede tener uno o varios substitutos, por ejemplo el R22 tiene los seguintes:

El R410A es una mezcla de deslizamiento despreciable compuesto en un 50% de R32 y 50% de Rl 25. Es utilizado para sustituir al R22 en las aplicaciones de acondicionamiento del aire y de bomba de calor. Cada vez más fabricantes de climatizadores lo prefieren al R407C.