Propano (R290) frente a R32: el duelo de refrigerantes para bombas de calor más ecológicas.

En la feria ISH 2023 de Fráncfort, todos los fabricantes de bombas de calor presentaron sus últimos modelos que funcionan con R290, un nuevo refrigerante más respetuoso con el medio ambiente, más conocido como propano.

Después del sustitución de R410A por R32En este artículo, veremos las diferencias entre estos dos refrigerantes, para ayudarle a elegir un nuevo modelo de bomba de calor.

El R290 es un hidrocarburo natural

Se trata de una molécula simple formada por carbono e hidrógeno (C3H8): es, por tanto, un hidrocarburo natural. A diferencia de los HFC, no tiene impacto sobre la capa de ozono y su GWP (potencial de calentamiento global) es muy bajo.

El R32, de fórmula CH2F2, no contiene cloro. Su impacto sobre la capa de ozono también es muy bajo, pero mayor que el del R290.

El R290 tiene un GWP prácticamente nulo

El propano (R290) tiene un potencial de calentamiento global del 3 son extremadamente bajas, lo que lo convierte en un gas prácticamente neutro desde el punto de vista del efecto invernadero. Por tanto, es naturalmente favorecido por fabricantes de bombas de calor.

El R32 tiene un GWP de 675. Esto lo convierte en una mejor opción que los fluidos más antiguos, como el R410A o el R407C.

Lea también: diferencias entre R410A y R32

El R290 es más eficiente energéticamente que el R32

Mientras que el R32 es excelente y permite a las bombas de calor alcanzar COP de entre 3 y 5, el R290 está un escalón por encima y permite alcanzar COP de entre 4 y 6 si las condiciones son las adecuadas.

El R290 tiene muy buenas propiedades termodinámicas, incluida una mejor conductividad térmica (0,152 W/m-K) que el R32 (0,084 W/m-K) y una capacidad calorífica que es aproximadamente el doble (1,64 kJ/kg-K), lo que le permite transportar el calor de forma más eficiente que el R32 (0,85 kJ/kg-K).

Además, el rendimiento a baja temperatura de los dos gases es más o menos el mismo. El R32 tiene un punto de ebullición de unos -52°C, mientras que el R290 tiene un punto de ebullición de unos -42°C. Aunque teóricamente el R32 tiene ventaja porque puede seguir evaporándose por encima de -42°C y hasta -52°C, estamos hablando de temperaturas tan bajas que son irrelevantes: después de todo, no vivimos en Yakutia. En general, a bajas temperaturas, el R290 tiene ventaja gracias a sus mejores propiedades termodinámicas, que le permiten transportar el calor de forma más eficaz.

El R290 es muy inflamable, mucho más que el R32.

El R32 está clasificado como A2L en cuanto a inflamabilidad, lo que lo convierte en un fluido ligeramente inflamable. Con una energía de ignición mínima de 100mJ, se necesita muchísima energía para encenderlo.

Además, se necesitan al menos 14,4% de R32 en aire en concentración para que se produzca la combustión, y la velocidad de propagación de la llama en caso de ignición es mucho menor que en el caso de gases altamente inflamables como el R290.

El R290 está clasificado como A3, que es altamente inflamable. En comparación con el R32, su energía mínima de ignición es de 0,25 mJ, es decir, 400 veces menor que la del R32.

Además, sólo se necesitan 2,1% de gas R290 para iniciar la combustión en el aire, y la velocidad de propagación del R290 es superior a la del R32.

Por tanto, el R290 sólo puede utilizarse cuando el circuito de refrigerante está fuera de la vivienda, lo que limita su uso a las bombas de calor aire/agua de exterior.

Problemas de compatibilidad de los equipos

Como los dos gases tienen propiedades diferentes, un sistema R32 puede no ser compatible con un sistema R290 y viceversa. Esto imposibilita la sustitución del gas.

Por ejemplo, los compresores deben dimensionarse específicamente para cada gas, ya que existen diferencias en las propiedades termodinámicas y la densidad del vapor. Un compresor para R32 puede no ser ideal para R290.

Los intercambiadores de calor deben dimensionarse para maximizar la transferencia de calor, y los dos fluidos tienen conductividades térmicas y capacidades caloríficas diferentes. Un intercambiador de calor para R32 puede no ser muy eficiente para R290 y viceversa.

Por último, una bomba de calor que utilice R290 requiere equipos de seguridad adicionales debido a la alta inflamabilidad del gas. Todos estos son sistemas que no serían necesarios en una bomba de calor de R32.

Si tuviéramos que sustituir el R32 por el R290, no se trataría simplemente de sustituir el fluido, sino que también tendríamos que revisar una serie de componentes internos para garantizar que todo funcione correctamente y, sobre todo, poner en marcha las medidas de seguridad necesarias debido a la alta inflamabilidad del propano. Lo que hace que esta operación tenga poco sentido desde el punto de vista económico.

El antiguo gas R22 se sustituía más fácilmente por fluidos más recientes, como el R407 o el R410A, con unos pequeños ajustes. Un retrofit es cuando se sustituye un gas por otro y se hacen ajustes para que funcione. Una adaptación del R290 es imposible, por así decirlo, por razones de seguridad.

R290 es más barato que R32

Aunque el gas R290 (89 euros por 5 kg) es más barato que el R32 (139 euros por 5 kg) cuando se compra en bombonas, no ocurre necesariamente lo mismo con una bomba de calor que utilice R290 en comparación con otra que utilice R32. Esto se debe a las medidas de seguridad que requiere el R290: mejor ventilación, detectores de fugas y protocolos especializados de instalación y mantenimiento. Todo ello aumenta el coste global de la máquina instalada.

Por último, ¿qué debe elegir entre R32 y R290 para su bomba de calor aire/agua exterior?

Aunque el R32 puede sustituirse por R290 de forma bastante ventajosa, el R32 sigue siendo utilizable según la normativa sobre refrigerantes hasta 2030. Lo que lo convierte en un candidato sostenible.

Aunque el R290 da lugar a máquinas más eficientes y es más respetuoso con el medio ambiente que el R32, sigue siendo un gas altamente inflamable, lo que aumenta el coste de la bomba de calor y de su instalación.

Aunque es más barata de comprar, el coste total de una bomba de calor R290 puede ser elevado debido a las medidas de seguridad necesarias. Por tanto, la elección entre R290 y R32 dependerá de sus prioridades en términos de ecología, eficiencia y seguridad. Lo que es seguro es que la gran mayoría de los fabricantes se han pasado al R290, y que dentro de unos años será la única opción que quede. Otros fabricantes, como Stiebel Eltron han optado por el R454C, que tiene un GWP muy bajo de 148 y es menos inflamable que el R290.