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Tubos capilares en sistemas de refrigeración
Los tubos capilares son dispositivos de expansión en sistemas de refrigeración pequeños, como el aire acondicionado residencial, refrigeradores domésticos, vitrinas de refrigeración de media temperatura comercial, enfriadores de botellón, etc.
Los refrigerantes, R22, R404A, R502, R134a, entre otros, siguiendo el ciclo normal de refrigeración, entrarán al capilar. Podemos señalar las medidas de capilares más comunes, que son de 1 a 6 metros de largo x 0.5 a 2 mm de diámetro. Estos datos deben ser de acuerdo a la capacidad del compresor y temperatura del sistema.
El capilar cumple dos tareas: reducir la presión del refrigerante líquido que sale del condensador hacia el evaporador y regular el flujo másico (la cantidad de líquido) del refrigerante que va hacia el evaporador para el efecto de enfriamiento.
De esta forma, si el vapor refrigerante no está completamente en forma de líquido, el flujo másico será reducido, teniendo por consiguiente un bajo enfriamiento y recalentamiento del refrigerante que llega al compresor. Por otra parte, si existiera exceso de refrigerante acumulado en el condensador, la presión y la temperatura en el condensador aumentarán y la capacidad en el evaporador disminuirá.
“Una vez que se ha definido bien un capilar, nuestro sistema trabajará eficientemente y con buena capacidad de enfriamiento”
La presencia de humedad dentro del sistema, residuos de sólidos, tubo capilar obstruido o doblado, podrá ocasionar variación del flujo refrigerante teniendo como resultado bajo desempeño del equipo. Por esta razón se debe tener cuidado en el manejo del capilar, estos deben estar tapados y se debe retirar el tapón apenas lo utilice. Las dimensiones son de acuerdo a su operación en el sistema; Por lo tanto, variaciones de temperatura de condensación o cambio de carga térmica reducen su eficiencia.
LA CARGA INSUFICIENTE DE REFRIGERANTE:
Este efecto traerá como consecuencia utilizar el evaporador parcial y menor capacidad de refrigeración.
LA CARGA DE REFRIGERANTE EXCESIVA:
La presión del condensador se elevará, sobrecargando la función del compresor y bajando la capacidad del condensador.
En algunos casos el refrigerante puede llegar líquido al compresor dañándolo.
Para sistemas que trabajan con 134a, como este refrigerante, posee un efecto de refrigeración superior al R12. Se reduce el flujo másico para una determinada capacidad. Como resultado, se necesita tener un diámetro interno menor o su largo de entre 10 a 20% más al mismo capilar del R12.
Para sistemas con refrigerante como el R 404A, que posee un efecto de refrigeración superior al R502, se reduce el flujo másico requerido para una determinada capacidad. Como consecuencia, el capilar necesita aumentar su largo hasta un 15% y su diámetro al mismo que el R502.
Aquí algunas tablas para selección del capilar. Esta información fue tomada del manual de buenas prácticas en refrigeración y aire acondicionado.
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Importancia en los capacitores de arranque
Los capacitadores de arranque son piezas muy importantes en procesos como el aire acondicionado, la refrigeración, calefacción, los motores eléctricos, entre otros,
En esta entrada vamos a aprender ¿Qué es? Y ¿Cómo funciona?
Los capacitores son dispositivos para almacenar electrones; son usados para incrementar el torque de arranque y factor de potencia de los motores eléctricos (Mf / mfd / microfaradios).
Su reemplazo debe de hacerse con cuidado, asegurando el tipo correcto de capacitor y rango microfaradio, además del voltaje. Esto se debe hacer para cada aplicación.
Un capacitor muy simple puede estar hecho por dos placas separadas por un dieléctrico, en este caso aire, conectadas a una fuente de corriente directa (CD): una batería. Los electrones fluirán de la placa 1 y serán conectados a la placa 2.
Los capacitores de arranque están diseñados únicamente para un servicio intermitente: típicamente para no más de 20 arranques por hora (ciclo de 3 minutos) con cada periodo de arranque sin exceder de 3 segundos. Periodos más largos de arranque o arranques más frecuentes causarán un incremento excesivo de calor dentro del capacitor y provocarán una falla prematura.
Los capacitores de arranque son referidos por sus microfaradios en rangos que pueden ser muy variados. Por ejemplo 108-130 microfaradios y se encuentran en los voltajes como 110v, 220v, 330v, etc. Usualmente su forma física puede ser de un pequeño cilindro de plástico negro.
Los capacitores de trabajo, a diferencia del de arranque, están diseñado para un servicio continuo. El capacitor siempre está en el circuito cuando el motor está trabajando. Ellos usualmente tienen menos microfaradios, como 15 mfd, o incluso trae dos factores de capacitancia como en algunos casos en mini Split de A/C: Capacitor de 30 mfd + 5 mfd y voltaje de 44vac y los puedes encontrar en voltajes 220v, 370v, 440v, etc.
El propósito del aceite o de otro fluido dentro de estos capacitores es incrementar la fortaleza del dieléctrico como papel, poliéster o polipropileno y actúan como disipador de calor. Recordemos que los capacitores de trabajo son dispositivos para un servicio continuo y cantidades grandes de fluidos ayudan a disipar el calor antes de que pueda afectar adversamente al capacitor, el aceite tiene una tendencia de hacer perder la fortaleza del dieléctrico conforme la temperatura se incrementa.
Problemas que ocurren cuando el capacitor apropiado no está disponible.
Hay tanta variedad que no siempre el apropiado está disponible. En este caso, el rango apropiado puede ser logrado conectando dos o más capacitores en serie y paralelo.
Conexión en Serie: nos sirve para aumentar los voltajes:
60mfd / 250v + 60mf2 50v = 60mfd / 500v.
Conexión en Paralelo: es para poder aumentar los microfaradios, por ejemplo:
15mfd / 370v + 5mfd / 370v = 20mfd / 370 v.
También es sumamente importante que a la brevedad posible se consiga el capacitor adecuado para que el sistema trabaje adecuadamente y no sufra un daño. Recuerda siempre revisar los datos de placa del equipo.
Aquí mencionamos algunas aplicaciones, recordando que existe una gran gama de estos accesorios:
- En motores de ¼ a 1 ½ hp llevan un capacitor de arranque.
- En motores de 2 hp lleva dos capacitores, 1 de arranque de 590-708, 110 v, de trabajo de 60 mf 230v siemens.
- En Motores de 3 hp lleva dos capacitores, 1 de arranque de 590- 708, 110 v, uno de trabajo de 75 mf 230 v siemens.
- Para Motores de 5 hp, lleva 1 de arranque de 1000-1200 110v, de trabajo de 100mf a 250v siemens.
Nota: puede haber variantes de rango de capacitores en lo ya mencionado siempre y cuando se ajuste a la tolerancia mínima requerida.
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Importancia de los diagramas en los Sistemas de Refrigeración y Aire Acondicionado.
Cuando de mantenimiento o reparaciones en un equipo de refrigeración o aire acondicionado hablamos, existen varios tipos de eventos que podemos identificar. Principalmente podemos hablar en esta ocasión de 2 tipos de ellos; Las fallas mecánicas y fallas control o eléctricas.
Algunos ejemplos de fallas mecánicas pueden ser; El plato de válvulas dañado en un compresor semi-hermético, compresor con válvulas rotas compresor hermético, válvula de expansión obstruida, filtro deshidratador saturado, condensador o evaporador serpentín sucio, etc. Que normalmente estos tipos de fallas las normalmente las dominamos, pero en la industria de la refrigeración y el aire acondicionado NO debemos dejar atrás las fallas de control y/o eléctricas que cada día son más relevantes en estos sistemas de refrigeración, además de las nuevas tecnologías como mini Split inverter.
Los técnicos, además tener los conocimientos sobre los fundamentos de refrigeración mecánicos, también deben saber leer un diagrama eléctrico o circuito de control, que hoy por hoy son muy importantes en el funcionamiento de estos equipos. Los fabricantes normalmente, nos indican en un solo diagrama esquemático, como se encuentra el cableado y que circuito se debe completar para que nuestro sistema funcione correctamente, los cuales son representados en líneas, diagramas con líneas de colores, alfa/numérico o dibujos.
Normalmente encontramos diagramas de fuerza y diagrama de control.
“Tarjeta de control para mini Split”
Diagrama de cableado con código de colores, “Sistema de Refrigeración”
Los diagramas los podemos encontrar con símbolos y líneas, que en algunos casos se codifican con colores que aparecen tal cual viene el cableado del equipo real, o también las líneas pudieran venir enumeradas L1, L2, L3, etcétera; como alimentación del equipo, para su fácil comprensión al momento de restablecer el sistema. En los dibujos o símbolos podemos encontrar la descripción de los capacitores, el contactor, motor ventilador del condensador, el compresor y todos los elementos que integran el sistema de refrigeración o aíre acondicionado, además de otros accesorios. Los técnicos deben tener la habilidad de reconocer e identificar los componentes de la unidad, de esta forma podemos analizar la secuencia de un arranque de la unidad o poder identificar una falla eléctrica o de control.
En sistemas un poco más grandes se tiene una leyenda, que no es más que un listado de todos los componentes y conexiones del equipo, y adicionalmente en algunos casos nos da a conocer la secuencia de arranque que todo el sistema.
Con el conocimiento de poder leer un diagrama eléctrico y diagrama de control, los técnicos de servicio pueden identificar fallas, secuencias de arranque, controles dañados, diferenciar voltajes de control.
En la actualidad debemos conocer, además de ciclo del refrigerante en los equipos, todas las funciones de los accesorios del sistema eléctrico y de control; dando oportunidad de saber cuál cable o accesorio se deben reemplazar, además de identificar cual es la función que debe cumplir.
Recuerda que estos circuitos van desde lo más sencillo (mini Split, unidad de ventana) hasta lo más sofisticado “electrónico” (Chillers de agua fría, racks de supermercados, etc.).
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Factores importantes de un refrigerante
En esta entrada vamos a conocer un poco más sobre los gases refrigerantes. Recordemos que el gas refrigerante es el intermediario encargado de absorber calor en los sistemas.
Esto nos lleva a la pregunta ¿Qué es y cómo se mide el calor?
- Es una forma de energía, (lo que absorbe y desecha el refrigerante es energía en un sistema de compresión de vapor). – Todo objeto tiene cierta cantidad de energía.
- La cantidad de energía es medida en BTUs (British Thermal Unit)
- La concentración de energía es comúnmente medida a través de la temperatura. Tipos de energía: Potencial, Cinética e Interna.
Tipos de energía: Potencial, Cinética e Interna.
Formas de transferencia de energía = calor
Flujo de energía = Energía / Tiempo = Potencia
La intensidad de flujo es afectada por la diferencia de temperatura, área de transferencia de calor y tipo de material.
Los tipos de transferencia más comunes son conducción, convección y radiación, y podemos ver cuál es el proceso de cada uno en el siguiente esquema:
Cuando se desee reemplazar el REFRIGERANTE de un sistema es necesario tomar en cuenta los siguientes factores:
- CAPACIDAD: ¿El refrigerante tiene la suficiente capacidad para mantener las temperaturas requeridas?
- LA EFICIENCIA: ¿Cuánto aporta el refrigerante al total del consumo en el sistema?
- FLUJO MÁSICO: Cuando existe un flujo másico alto significa más refrigerante moviéndose en el sistema. Diferentes flujos másicos requieren cambio de TXV o reemplazo de capilar.
- GWP (Global-warming potential): En Quimobásicos nos interesa mucho el cuidado al medio ambiente, es por eso que nosotros recomendamos adquirir los refrigerantes con un bajo potencial de calentamiento global (GWP, por sus siglas en ingles), como por ejemplo nuestro GENETRON® 134a ECO.
- SOBRECALENTAMIENTO: Se necesita proteger el compresor y asegurar la capacidad del refrigerante. 6. RETORNO DE ACEITE: El refrigerante debe ser miscible con el aceite, tal que permita el retorno y protección del compresor.
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Nuestros expertos están disponibles en nuestros correos electrónicos asesor.quimobasicos@cydsa.com y quimobasicos@cydsa.com, contáctalos si tienes dudas sobre los usos de nuestros productos.
REFRIGERANTES REEMPLAZO DEL R12
Como algunos de nosotros sabemos, en la historia de los refrigerantes la necesidad de tener un refrigerante que no fuera tóxico ni inflamable dio la oportunidad de tener un refrigerante como el R12 (el cual era un clorofluorocarbono); este refrigerante fue uno de los pioneros en la refrigeración doméstica y en la industria del Aire Acondicionado Automotriz. Sin embargo, y pese a su popularidad, de acuerdo a estudios realizados se descubrió que el refrigerante R12 estaba deteriorando la capa de ozono, por lo que fue necesario el cese de su producción a nivel global, lo cual en México sucedió en el año 2005.
En esta transición de la eliminación del R12 surgieron varias alternativas de refrigerantes como por ejemplo MP39, MP66, R409A, entre otros.
En algunos de los casos sólo era necesario reemplazar el R12 en los sistemas pudiendo trabajar con el mismo lubricante. Aún existen equipos que trabajan con los refrigerantes como el MP 39 o MP 66.
¿Cuál es la situación?
Estás alternativas contienen el R 22 como parte de su composición, y de acuerdo a la nueva regulación, el R 22 tiene una salida paulatina, por lo que es necesario el reemplazo de estos refrigerantes por un refrigerante libre de cloro, como opción a estos tendrías los refrigerantes 134a y 404A.
COMPOSICIÓN DE LA MEZCLA DE REFRIGERANTE
| TIPO DE REFRIGERANTE | R 22 | R 152a | R 124 | R 142 b |
| MP 39 (R 401 A) | 53% | 13% | 34% | |
| MP 66 (R 401 B) | 61% | 11% | 28% | |
| R 409 A | 60% | 25% | 15% |
¿Qué se debe hacer para reemplazar?
De CFC a HFC…
Lo primero es recabar todos los datos de operación antes de hacer cualquier cambio.
- Recupere el refrigerante, recuerda NO ventear vapores a la atmósfera, esta cantidad debe quedar registrada.
- Recuperar el lubricante, esta cantidad debe quedar registrada y se suministra lubricante Poliolester (POE).
- Purgar el sistema a contra flujo con nitrógeno, no es necesario limpiar con R 141b.
- Realizar un vacío a 250 micrones.
- Suministrar el lubricante Poliolester al sistema, la misma cantidad que recuperó en el paso 3
- Cargar el sistema con el nuevo refrigerante 134a, de acuerdo a lo recuperado en el paso 2.
- Cargar al 85% y arrancar el sistema de acuerdo a las lecturas tomadas en el paso 1, ajustar el sistema con carga de un 5% hasta dejar en operación el sistema.
Conclusiones.
- La eliminación de los HCFC se dará paulatinamente.
- Se debe considerar el cambios a refrigerantes más amigables al medio ambiente.
- Son pocos los pasos para el reemplazo.
- Busca los lineamientos más completo en nuestra página quimobasicos.com
- Si necesitas más información la puedes obtener en asesorías te asistirá uno de nuestros personal de servicio técnico.
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