Hola, quería presentarme, me llamo Ángel y siempre he estado muy interesado por la climatización y el frío industrial.

Estoy terminando mis estudios, y estoy realizando el proyecto final de carrera sobre una aplicación de refrigeración a muy baja temperatura, y tengo unas dudas que estaría muy agradecido si alguien me puede orientar.

Os comento, estoy intentando desarrollar un equipo frigorífico por compresión de vapor para una cámara a muy baja temperatura. He estado consultando el foro (sistemas en cascada y sus aplicaciones) y entiendo que debo ir a un sistema de compresión múltiple en cascada.

La potencia frigorífica a proporcionar por el equipo es pequeña, de unos 4kW. La idea es alcanzar la menor temperatura de enfriamiento posible, si fuera posible por debajo de -100ºC.

El primer inconveniente viene cuando tengo que seleccionar los refrigerantes para el circuito de baja temperatura. Observando los refrigerantes del RSIF los refrigerantes que más baja temperatura me permiten obtener son el R-23 y el R-508B, que a presión atmosférica tienen un punto de ebullición de aprox. -82ºC y -88ºC respectivamente, pero he visto en internet congeladores de ultra baja temperatura en cascada para la industria farmacéutica y enlaboratorios para conservación de tejidos que alcanzan -152ºC pero no he sido capaz de conseguir las propiedades del refrigerante sólo que usan mezclas de gases refrigerantes.

La cuestión es, ¿sabéis de algún otro refrigerante que tenga un punto de ebullición más bajo que el R-23 o el R-508B, que pueda utilizar para esta aplicación?

¿Qué opináis de trabajar en vacío en el lado de baja presión del circuito de baja temperatura con el R-23 o el R-508B, es muy problemático a esas temperaturas?

¿Qué opináis de usar como refrigerante gases combustibles como el etileno?

Sabéis de algún fabricante de equipos (compresor, evaporador, condensador, intercambiadores, etc) especializado en servicios de muy baja temperatura o podría utilizar equipos convencionales?

Perdonad por la extensión. Muchas gracias por vuestra información

Vaya la he liado con el color. Empiezo bien..

Hola, quería presentarme, me llamo Ángel y siempre he estado muy interesado por la climatización y el frío industrial.

Estoy terminando mis estudios, y estoy realizando el proyecto final de carrera sobre una aplicación de refrigeración a muy baja temperatura, y tengo unas dudas que estaría muy agradecido si alguien me puede orientar.

Os comento, estoy intentando desarrollar un equipo frigorífico por compresión de vapor para una cámara a muy baja temperatura. He estado consultando el foro (sistemas en cascada y sus aplicaciones) y entiendo que debo ir a un sistema de compresión múltiple en cascada. La potencia frigorífica a proporcionar por el equipo es pequeña, de unos 4kW. La idea es alcanzar la menor temperatura de enfriamiento posible, si fuera posible por debajo de -100ºC.

El primer inconveniente viene cuando tengo que seleccionar los refrigerantes para el circuito de baja temperatura. Observando los refrigerantes del RSIF los refrigerantes que más baja temperatura me permiten obtener son el R-23 y el R-508B, que a presión atmosférica tienen un punto de ebullición de aprox. -82ºC y -88ºC respectivamente, pero he visto en internet congeladores de ultra baja temperatura en cascada para la industria farmacéutica y enlaboratorios para conservación de tejidos que alcanzan -152ºC pero no he sido capaz de conseguir las propiedades del refrigerante sólo que usan mezclas de gases refrigerantes.

La cuestión es, ¿sabéis de algún otro refrigerante que tenga un punto de ebullición más bajo que el R-23 o el R-508B, que pueda utilizar para esta aplicación?

¿Qué opináis de trabajar en vacío en el lado de baja presión del circuito de baja temperatura con el R-23 o el R-508B, es muy problemático a esas temperaturas?

¿Qué opináis de usar como refrigerante gases combustibles como el etileno?

Sabéis de algún fabricante de equipos (compresor, evaporador, condensador, intercambiadores, etc) especializado en servicios de muy baja temperatura o podría utilizar equipos convencionales?

Perdonad por la extensión. Muchas gracias por vuestra información

Por un sistema de compresion de vapor en cascada dificilmente vas a poder bajar de -90ºC en el recinto refrigerado.

Y la potencia frigorifica del equipos que estas estudiando si es de 4 kW/hora (3.500 frigorias/h.) evaporando a -110ºC o menos relativamente no es uno de pequeña potencia.

Como te he comentado para bajar de -90ºC con un sistema mecanico de compresion de vapor no sirve el sistema en cascada. Deberas de ir a un sistema de autocascada. Un solo compresor con una mezcla de difrentes refrigerantes y separadores de fase. Y deberas seleccionar, dimensionar y situar todos y cada uno de los componentes y analizar la compativilidad de materiales y condiciones de trabajo.

Refrigerantes para la etapa final del autocascada hay varios (en.wikipedia.org/wiki/List_of_refrigerants) incluido el que, para -100ºC, tu has mencionado (R-1150). Varios pero todos peligrosos por una cosa o por otra (explosion o presion).

Un saludo Artico si quieres te puedes presentar a los compañeros en éste apartado :

www.forofrio.com/index.php/foro-24/4-presentacion-y-off-topic
A mi solo se me ocurre la crionización con N2 para ésas temperaturas.

Muchas gracias Moncayo por tus comentarios.
Tienes toda la razón, no es un equipo menor, he estado haciendo los cálculos para una cascada de dos etapas con R-508B en el circuito de baja temperatura (-85/ -35ºC) y y con R-404A en el circuito de alta (-45/ 30ºC) y el desplazamiento volumétrico que tienen que mover los compresores es grande para 4 kW a estas temperturas.
Seguiré dándole vueltas..

Un saludo Silenbloc,
Precisamente el proyecto intenta ver la viabilidad de sustituir la refrigeración con nitrógeno líquido por un sistema frigorífico de compresión de vapor aunque no sea a tan baja temperatura como el nitrógeno (el nitrógeno líquido evapora a -196ºC a presión atmosférica). Parece que está complicado..
Muchas gracias por tu comentario

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Interesante tu proyecto Artico2011 espero nos tengas informados de tus progresos y conclusiones piensa que de lo que compartas aqui aprenderemos TODOS!!! como sabras muchos aqui estamos avidos de conocimientos seguire muy interesadamente por aprender lo que puedas comentar de tu proyecto. GRACIAS

Para un sistema de refrigaracion de un recinto a -80ºC perfectamente puedes ir a un sistema en cascada como el que comentas pero........si es para funcionar en España y en verano te hara falta 3 etapas: R-508B en el circuito de baja temperatura (-85/ -35ºC), R-404A en el circuito de alta (-45/ 30ºC) y R-410A en la etapa de aire acondicionado para la etapa de alta.

Por lo que me han comentado algunos usuarios de equipos de ultrabaja temperatura a -152ºC actualmente les sale mas a cuenta, economicamente, aunque con algunas molestias de uso. los Dewars y el nitrogeno liquido a granel. Hay que tener en cuenta que un ultracongelador de -152ºC, y ademas del costo del equipo y su mantenimiento, tiene un consumo electrico (€) importante y que si se averia o falla la alimentacion durante algunas horas, pocas, la temperatura del recinto sube a toda la velocidad si no tiene un sistema de respaldo que tambien deberia ser de nitrogeno liquido.

Por otro lado......como sabes un recinto a estas temperaturas tan bajas (-80ºC ) y/o criogenicas tienen tambien muchos requerimientos en cuanto aislamiento, materiales, ventilacion, etc.

Habitualmente en refrigeracion Artico2011 solemos empezar a estudiar los sistemas precisamente por el recinto que debemos refrigerar y sus condiciones termicas interiores, exteriores y de uso, y posteriormente la maquinaria necesaria para eso.

Un saludo y por favor, y como ha dicho "frigotron", ya nos iras informando de tu proyecto y adelantos.

www.idr.upm.es/instalaciones/instalaciones.html