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Definición de conceptos en la refrigeración
Conceptos comunes en la refrigeración y su significado.
Los técnicos en el área de refrigeración y aire acondicionado estamos acostumbrados a trabajar con gran variedad de equipos y herramientas; sin embargo, muchos desconocemos las definiciones o significados de los términos que comúnmente utilizamos en el día a día de nuestro trabajo. En esta publicación nos encargaremos dar una definición a aquellas palabras que escuchamos en nuestro ámbito laboral y de las cuales en algunas ocasiones desconocemos su significado en su totalidad.
Estos son los términos y sus significados:
CALOR. Es la forma de energía generada por el movimiento de las moléculas de un cuerpo. A menor movimiento hay menor cantidad de calor, lo que se traduce en una menor temperatura. Por consiguiente, a mayor movimiento hay mayor calor en el cuerpo, provocando una mayor temperatura.
BTU (British Thermal Unit). Son una unidad inglesa que utilizamos para medir una cantidad de calor. Un BTU se define como la cantidad de calor necesaria para aumentar (o disminuir) en un grado Fahrenheit la temperatura de una libra de agua.
TONELADA DE REFRIGERACION. La tonelada de refrigeración es la capacidad de extracción de carga térmica de un equipo de refrigeración. Se define como la cantidad de calor necesaria para convertir una tonelada de hielo en agua en una hora. Una tonelada de refrigeración equivale a 12,000 BTU.
CALOR LATENTE. Es el calor necesario para producir un cambio de estado en una sustancia sin que exista un cambio de temperatura. El ejemplo por excelencia es el cambio de agua líquida a vapor de agua. Cuando el agua llega a 100°C empieza a convertirse en vapor sin aumentar su temperatura hasta que se termina de evaporar toda el agua.
CALOR SENSIBLE. Es el calor que hace que una sustancia aumente su temperatura. El calor sensible provoca un aumento o disminución de la temperatura mientras que el calor latente produce un cambio de estado (Líquido, vapor o sólido).
CONDENSACIÓN. Es un cambio de estado producido por la extracción de calor (enfriamiento) donde los gases pasan a estado líquido.
EVAPORACIÓN. Cambio de estado producido por la introducción de calor (calentamiento) a un líquido para que pase a vapor.
CONDUCCIÓN. Es la transferencia de calor a través de los sólidos. Ocurre cuando dos cuerpos con diferentes temperaturas están en contacto directo, provocando que el cuerpo con mayor temperatura entregue calor al cuerpo de menor temperatura hasta que su temperatura sea la misma.
CONVECCIÓN. Es la transferencia de calor a través de fluidos y sólidos. Por ejemplo, al usar un horno calentamos el aire que está en la cabina del horno, y el aire caliente se encarga de calentar la comida dentro del horno. La convección es la transferencia entre el aire y la comida.
CONVECCIÓN FORZADA. Es igual a la convección, pero con aceleramos la transferencia de calor con medios externos. Por ejemplo, al usar un abanico estamos forzando a que el aire fluya más rápido y absorba el calor de nuestro cuerpo a mayor velocidad.
RADIACIÓN. Es la transferencia de calor por medio de ondas electromagnéticas. Por ejemplo, los rayos solares poseen ondas electromagnéticas que calientan los objetos que se interponen en su camino. El pavimento en las carreteras es bombardeado por los rayos solares, provocando un aumento en su temperatura por la absorción del calor de las ondas de los rayos.
Factores importantes de un refrigerante
Factores importantes de un refrigerante
En esta entrada vamos a conocer un poco más sobre cómo funcionan los gases refrigerantes. Antes que nada tenemos que entender que un 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?
– 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, esta energía es medida en BTUs (British Thermal Unit).
– La concentración de energía es comúnmente medida a través de la temperatura.
– Existen 3 tipos de energía: Potencial, Cinética, e Interna
Flujo de energía = Energía / Tiempo = Potencia
La intensidad de flujo es afectada por la diferencia de temperatura, área de transferencia de calor y tipo der 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:
1. CAPACIDAD: El refrigerante debe de contar con la suficiente capacidad para mantener las temperaturas requeridas.
2. EFICIENCIA: ¿Cuánto aporta el refrigerante al total del consumo en el sistema?
3. 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.
4. GWP (Global-warming potential): ¿Cuánto calor puede ser atrapado por un determinado gas de efecto invernadero? 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.
5. 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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La necesidad de los bombas de vacío y los vacuómetros
La necesidad de los bombas de vacío y los vacuómetros
Como se ha mencionado con anterioridad, la aplicación de vacío a los sistemas de refrigeración es de vital importancia para evitar daños en los equipos y mejorar el funcionamiento del sistema completo.
¿Qué equipo necesito para realizar un correcto vacío al sistema?
Además del equipo de seguridad recomendado, se requiere una bomba de vacío adecuada y un vacuómetro que nos de la lectura del vacío aplicado.
La selección de la bomba de vacío se debe realizar de acuerdo a las toneladas de refrigeración del sistema. El manual de “Buenas prácticas en sistemas de refrigeración y aire acondicionado” recomienda seleccionar la bomba siguiendo la siguiente relación:
Toneladas de refrigeración del sistema ÷ 7 = cfm’s requeridos
Cabe mencionar que es importante revisar las recomendaciones de los fabricantes sobre las capacidades de las bombas de vacío. La relación descrita anteriormente solo sirve como guía general, y el fabricante dará la información real sobre cual bomba se ajusta mejor a cada tipo de sistema de refrigeración.
Una práctica común entre los técnicos es utilizar un compresor fraccionario o el mismo compresor del sistema para realizar el vacío. Las consecuencias de estas prácticas son las siguientes:
No se llega al vacío requerido debido que los compresores están diseñados para aumentar la presión de un gas, no para generar vacío.- Estos compresores utilizan el mismo refrigerante del sistema para enfriarse. Al hacer vacío se obliga al compresor a trabajar sin su medio de enfriamiento, provocando que la temperatura de las bobinas se eleve y se dañe el compresor.
- Las bobinas del motor generan arcos eléctricos cuando se trabaja el compresor en condiciones de vacío, lo que puede provocar daños al equipo o un corto circuito.
Para asegurar que la bomba llegó al nivel de vacío correcto se requiere el uso de un vacuómetro. Los vacuómetros más comunes son los electrónicos, que tienen la ventaja de ser muy resistentes y de no requerir calibración para empezar a utilizarlos.
¿Por qué es necesario medir la presión de vacío en el sistema en vez de solo contar el tiempo de trabajo de la bomba?
Al bajar la presión en el sistema hacemos que el agua se evapore a temperatura ambiente, permitiendo que la bomba la succione junto con otros vapores para expulsarlos al exterior. Al no hacer la medición correcta de la presión de vacío corremos el riesgo de que la presión baje a tal punto de que el aceite comience a hervir y sea expulsado por la bomba junto con la humedad y otros contaminantes, provocando graves daños al compresor.
Ahora sabemos la importancia de tener el equipo adecuado al realizar el proceso de vacío a los sistemas de refrigeración, y sobre todo debemos recordar usar el equipo de seguridad adecuado al trabajar con los sistemas de refrigeración.
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Humedad en sistemas de Refrigeración
Humedad en sistemas de Refrigeración
En varias ocasiones se ha hablado sobre la importancia del proceso de vacío aplicado a los sistemas de refrigeración. Gracias al vacío, podemos depurar el sistema interno de impurezas que pueden dañar o disminuir la eficiencia y capacidad del refrigerante; y una de las impurezas más relevantes en nuestro ámbito es la humedad.
Muchos técnicos desconocen de forma parcial o total la forma correcta de ejecutar el proceso de vacío. Al omitir o hacer de forma incorrecta el proceso, nos atenemos a un mal funcionamiento de los equipos a los que les damos servicio, traduciéndose en visitas costos extras al momento en que los clientes exigen su garantía.
Uno de los principales errores cometidos al aplicar vacío a los sistemas de refrigeración, es utilizar equipos no aptos para el proceso tales como compresores que utilizamos como sustitutos a las bombas de vacío, o la utilización del mismo compresor del sistema de refrigeración para generar el vacío requerido. También solemos prescindir del equipo adecuado de medición de vacío correspondiente y lo sustituimos con el conteo del tiempo que la bomba de vacío lleva encendida.
Dicho lo anterior, podemos preguntarnos: ¿Qué sucede cuando dejamos rastros de humedad al aplicar de manera incorrecta el vacío al sistema?
Al existir humedad en el sistema existe la gran probabilidad de que se genere hielo en las partes internas del ciclo de refrigeración, principalmente el tubo capilar o válvula de expansión. Esto genera daños importantes a la unidad más cara de todo el sistema, el compresor.
Los dos síntomas principales son el exceso de refrigerante suministrado por la válvula, o la disminución o paro completo del suministro de gas por la válvula. Estos problemas ocasionan:
- Que la temperatura del aire o agua suministrado sea alta.
- El sobrecalentamiento excesivo del sistema o sobrecalentamiento inexistente.
- La presión de succión puede ser menor o mayor de lo recomendado.
- La presencia de líquido en el compresor.
Sin embargo, el principal problema ocurre con la presencia de aire y humedad. El aire y la humedad, al combinarse con los refrigerantes que contienen cloro o flúor, generan compuestos ácidos que deteriora los sistemas herméticos y semiherméticos; ocasionando problemas prematuros al motocompesor debido a su gran poder corrosivo. Adicionalmente, es importante comentar que los fabricantes de compresores no otorgan ningún tipo de garantía para problemas generados por presencia de humedad en el sistema.
Ahora que conocemos la importancia de eliminar la humedad y el aire de los sistemas de refrigeración, debemos prepararnos adecuadamente para realizar los procesos de vacío de manera correcta y con los equipos necesarios. En próximas entregas expondremos las buenas prácticas para la limpieza de sistemas de refrigeración por vacío.
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Recuperación y reutilización de gases refrigerantes
Recuperación y reutilización de gases refrigerantes
La recuperación de los gases refrigerantes es una de las maneras más efectivas de disminuir las emisiones de los refrigerantes a la atmósfera.
Una de las causas por las que la capa de ozono sufre de un degradamiento es por los efectos que producen los gases al hacer contacto con la atmósfera. Este problema es causa de la desinformación de los técnicos al no saber qué hacer con el refrigerante cuando ya no lo quieren utilizar, le dan un mantenimiento al compresor, cambio de válvula de expansión, entre otras actividades.
La recuperación del refrigerante evita la emisión de estos productos al ambiente. Un técnico debe hacer una buena recuperación para evitar que los gases se liberen a la atmósfera. Para esta ejecución se debe utilizar equipo adecuado como las recuperadoras y los cilindros de recuperado.
Se debe tener tanque de recuperado especial.
No se deben utilizar los cilindros de refrigerante como recipientes para recuperar.
Los tanques de recuperado son de color gris con la parte superior en amarillo, esto también dependerá del fabricante. Existen diversas capacidades de estos recipientes, los tanques pequeños traen dos válvulas en un mismo puerto, una de color azul, que corresponde al vapor y otra de color rojo que es de líquido.
Precaución: No se debe confundir con el color de los manómetros de refrigeración porque tendrá problemas cuando quiera recuperar.
Formas de recuperar el refrigerante:
Recuperado: El refrigerante se vuelve a utilizar sin analizar, esto se hace con un equipo de recuperado hacia el tanque almacén y se regresa el mismo refrigerante al equipo sin analizar.
Reciclar: Esto se puede hacer en una máquina especial. Lo que hace el equipo es separar lubricante del refrigerante para volver a utilizar.
El reciclado de un refrigerante se hace para reducir los contaminantes que se encuentran en el refrigerante usado, este proceso conlleva la separación del aceite, eliminación de las sustancias no condensables y la utilización de filtros secadores de núcleo que reducen la humedad, la acidez y las partículas.
Reclaim: En este proceso el refrigerante alcanza la especificación de producto nuevo, (virgen) donde se considera limpio, sin humedad y no condensable. A este proceso se puede realizar un análisis de pureza de acuerdo al ARI-700.
Recuerda que es muy importante no ventear el refrigerante a la atmósfera.
Forma de recuperado
Recuperar el refrigerante en fase de líquido, esto puede ser para sistemas grandes o pequeños donde tenga una toma para conectar las mangueras o sistemas que contengan un recibidor de líquido. Recuperado de refrigerante para equipos con el compresor sin funcionar, este es para sistemas pequeños como el doméstico y AC automotriz.
Recuperado si el compresor funciona, retirar la manguera de baja y extraer por el lado de alta, en este efecto es importante tener el tanque de recuperado en un recipiente frío para que no se presurice el tanque.
Recuerda, método líquido – vapor, sólo vapor, líquido – vapor por push pull, puede ser para la sustitución de un refrigerante de un CFC a un HCFC o hacia un HFC, también puede ser para el cambio de aceite de un sistema o por el compresor dañado, lo importante es tomar en cuenta que debemos cambiar la forma de hacer las cosas.
Existen centros de reciclado instalados por parte de la SEMARNAT en México que podrán ayudarte con la limpieza de tu refrigerante y la re-utilización y bajar las emanaciones de estos gases al ambiente. Puedes buscar el más cercano en http://sissao.semarnat.gob.mx/
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