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Condensador y Evaporador: Los corazones del Sistemas de Refrigeración.


Condensador y Evaporador: Los corazones del Sistemas de Refrigeración.

En un sistema de refrigeración, el condensador y el evaporador son las ventanas a través de las cuales el calor sale y entra de una habitación. Estos componentes, que operan como intercambiadores de calor, funcionan bajo la tendencia natural de hacer fluir la energía (temperatura) desde un espacio caliente hacia otro frío gracias a las propiedades termodinámicas del refrigerante que llevan dentro.

¿Cómo fluye el calor?

La transferencia de calor ocurre cuando un cuerpo de mayor energía (mayor temperatura) traspasa su calor a uno de menor energía (menor temperatura) por medio de 3 fenómenos: la conducción, donde el calor fluye a través del contacto directo; la convección, donde el calor viaja a través de un fluido como el aire (está es la principal forma de cambio de temperatura en un sistema de refrigeración); y la radiación, proceso donde la energía es emitida a través de ondas de calor.

En un sistema de refrigeración, el evaporador es el encargado de absorber la energía de un cuarto, y el condensador expulsa esa energía a la parte externa del cuarto.

¿Qué provoca la transferencia de energía?

La transferencia de calor se rige por medio de estados físicos que afectan en su capacidad de absorción de calor. Los tres principales factores que influyen en el flujo de calor se explican a continuación:

  1. Diferencial de temperatura. La cantidad de calor que fluye de un cuerpo con mayor temperatura a un cuerpo con menor temperatura es directamente proporcional a la diferencia de temperaturas entre estos. Entre mayor sea la diferencia de temperatura, mayor será el flujo de calor y las temperaturas de estabilizarán con mayor rapidez. En cambio, si la diferencia de calor es pequeña, la velocidad de transferencia de calor es menor.
  1. Área o superficie de contacto. El flujo de calor es directamente proporcional a la superficie de contacto. En grandes áreas de contacto entre un cuerpo frío y otro caliente, el calor fluirá más rápidamente que en áreas pequeñas donde el contacto es menor. Un buen ejemplo de este fenómeno sucede en los refrigeradores domésticos que cuentan con serpentín negro en la parte trasera. El serpentín aumenta el área de contacto del refrigerante que pasa en su interior, ayudando a la disipación del calor y mejorando la eficiencia del equipo.
  1. Conductividad de Materiales. La conductividad es la capacidad que tienen los materiales en transferir calor. Los conductores, que son materiales con altos valores de conductividad, permiten que el calor fluya más rápido a través de ellos; mientras que los materiales con menor conductividad de calor dificultan el flujo de la energía. Algunos materiales comúnmente utilizados en los sistemas de refrigeración por sus altos valores de conductividad son el Cobre, Aluminio, o inclusive el níquel.

FUNCIONES DEL EVAPORADOR Y CONDENSADOR.

El evaporador.

 El evaporador es el encargado de absorber la energía del cuarto frío y transferirla al refrigerante. La absorción de energía promueve que el refrigerante se evapore dentro del sistema. Este proceso provoca que la temperatura del cuarto o habitación disminuya gradualmente mientras el refrigerante se esté evaporando.

Para generar el movimiento del refrigerante dentro de evaporador, todo el vapor que sale del equipo es succionado por el compresor, aumentando la presión necesaria para iniciar el proceso de condensación.

Algunos de los requisitos principales para el óptimo funcionamiento de un evaporador son:

  1. Mantener un volumen de intercambio constante.
  2. Permitir el flujo del refrigerante con una mínima caída de presión.
  3. Tener un diseño apropiado (con materiales adecuados) que permita flujo de calor al refrigerante en una forma fácil y rápida.

El condensador.

En el condensador, la operación es justamente contraía a la del evaporador. El vapor de refrigerante entra al condensador después de ser comprimido por el compresor a una alta presión y elevada temperatura, permitiendo el intercambio de calor con el aire, agua de proceso o con cualquier fluido. Esto logra el calor que absorbió del evaporador sea cedido al medio ambiente (o cualquier otro fluido). En el proceso de condensación, el refrigerante cambia de vapor a líquido saturado o líquido sub-enfriado, a fin de que se mantenga en fase líquida en su camino de retorno al evaporador.

Algunos de los tipos de condensadores más comunes, de acuerdo a su funcionamiento y/o sus materiales, son los siguientes:

  1. Enfriado por aire.
  2. Enfriado por agua.
  3. Tubo concéntricos
  4. Carcaza y tubos.
  5. Agua de torre.

Tres puntos importantes que con los que debe cumplir un condensador son los siguientes:

  • Poseer suficiente área de intercambio.
  • Mínima caída de presión.
  • Materiales que faciliten la transferencia de calor.


¿Tienes alguna duda sobre esta publicación en la que desees te apoyemos? Escríbela en los comentarios de abajo, o contáctanos en nuestro FacebookTwitter o YouTube. También ponemos a nuestros expertos a tu disposición en el correo electrónico asesor.quimobasicos@cydsa.com para resolver tus dudas sobre gases refrigerantes de la mejor manera.

En Quimobásicos nos interesa mucho tu opinión, ya que nos ayuda a brindarte un mejor servicio, por favor no dudes en hacernos saber cualquier comentario, critica o sugerencia que tengas sobre la empresa, los productos, o nuestras publicaciones.

Herramientas esenciales para sistemas con R410A, Manómetros y Tanque de recuperado.

Las herramientas esenciales de servicio para sistemas con Refrigerante  Genetron® AZ20 (R410A): Los Manómetros y El Tanque de recuperado.

Como lo platicamos en artículos anteriores (Preguntas Frecuentes acerca del Refrigerante Genetron® 410A), a nuestro país están llegando cada vez más equipos con gas refrigerante R410A, y para su servicio e instalación es recomendable usar los manómetros especialmente diseñados para manejo de este gas de alta presión: el R-410A.

Muchos de nosotros utilizamos los manómetros convencionales y los usamos indistintamente para todo tipo de equipos, con la excusa de hacerlo “por practicidad”.

 

LOS MANÓMETROS

Es muy común que usemos los mismos manómetros para distintas tareas: ya sea que revisemos un aire acondicionado con  R22, chequemos las presiones de un refrigerador que funcione con R 134a o bien para realizar la carga de refrigerante a ‘racks’ de refrigeración con R 404A; en todos estos casos no tendremos problema alguno al hacerlo dado que las presiones de estos equipos (debido al tipo de gas que usan) se encuentran dentro de los mismos parámetros de medición.

Los manómetros para R410A no son los mismos que para los casos anteriormente mencionados, a continuación te hacemos unas recomendaciones de la herramienta específica para usarse en equipos del gas refrigerante R-410A (comercializado por Quimobásicos bajo el nombre de Genetron® AZ20), esto es lo que hay que verificar con el fabricante de los manómetros:

 

Características de los Manifold diseñados con especificaciones para el manejo de Gas Refrigerante R410A:

EJEMPLOS DE MANIFOLDS PARA MANEJO DE REFRIGERANTE R410A

  • 800 PSIG en el lado de alta
  • 500 PSIG en el lado de baja
  • Mangueras diseñadas para R 410A, debemos notar que en algunos casos las tres mangueras son de color negro, esto se debe a que el material con que están fabricadas asegura las presiones de trabajo necesarias (ver Tabla de Presión Temperatura Quimobásicos).

EL TANQUE DE RECUPERADO

De similar manera, para recuperar el refrigerante residual se debe tener un tanque de recuperado. Este tanque de recuperado debe cumplir con la especificación de presión de trabajo de por lo menos 400 PSIG (DOT 4BA400 o DOT 4BW400) y una configuración de válvula de alivio de por lo menos 600 PSI.

El no utilizar el cilindro adecuado para esta tarea resulta extremadamente peligroso y compromete la seguridad personal y de los bienes tanto del técnico como del cliente.

El tanque de recuperado es una herramienta necesaria de todo técnico profesional y responsable pues garantiza que no se contamine el ambiente al no ‘ventear’ refrigerante a la atmosfera, además de que puede ser una forma de economizar pues en algunos casos este mismo refrigerante pudiese volver a ser utilizado.

En el tanque de recuperado que utilicemos para recuperar Gas Refrigerante R410A hay que tener en cuenta lo siguiente:

  1. En algunos casos los tanques traen un sensor de recuperado para no exceder más del 80% del refrigerante que se desea recupera.
  2. Debemos siempre de ETIQUETAR el tipo de refrigerante que contiene el tanque o cilindro de recuperado así como la cantidad y la fecha en la cual se recuperó.
  3. No debemos de mezclar Gases Refrigerantes.
  4. Debemos de mantener nuestros tanques de recuperado en un lugar fresco, limpio y sin humedad.
  5. Por ningún motivo debemos exceder la capacidad de llenado.

 

Además de lo anterior es sumamente importante conocer y haber leído las especificaciones del fabricante del equipo, para estar al tanto sobre que otro tipo de cuidados se debe tener con el tanque con que estemos trabajando.

¿Tienes alguna duda? Escríbela en los comentarios de abajo, o contáctenos en nuestro Facebook, Twitter o YouTube. En Quimobásicos nos interesa mucho tu opinión, ya que nos ayuda a brindarte un mejor servicio, por favor no dudes en hacernos saber cualquier comentario, critica o sugerencia que tengas sobre la empresa, los productos, o el blog.

 

 

Las herramientas esenciales de servicio para sistemas con Refrigerante  Genetron® AZ20 (R410A): Los Manómetros y El Tanque de recuperado.

Como lo platicamos en artículos anteriores (Preguntas Frecuentes acerca del Refrigerante Genetron® 410A), a nuestro país están llegando cada vez más equipos con gas refrigerante R410A, y para su servicio e instalación es recomendable usar los manómetros especialmente diseñados para manejo de este gas de alta presión: el R-410A.

Muchos de nosotros utilizamos los manómetros convencionales y los usamos indistintamente para todo tipo de equipos, con la excusa de hacerlo “por practicidad”.

 

LOS MANÓMETROS

Es muy común que usemos los mismos manómetros para distintas tareas: ya sea que revisemos un aire acondicionado con  R22, chequemos las presiones de un refrigerador que funcione con R 134a o bien para realizar la carga de refrigerante a ‘racks’ de refrigeración con R 404A; en todos estos casos no tendremos problema alguno al hacerlo dado que las presiones de estos equipos (debido al tipo de gas que usan) se encuentran dentro de los mismos parámetros de medición.

Los manómetros para R410A no son los mismos que para los casos anteriormente mencionados, a continuación te hacemos unas recomendaciones de la herramienta específica para usarse en equipos del gas refrigerante R-410A (comercializado por Quimobásicos bajo el nombre de Genetron® AZ20), esto es lo que hay que verificar con el fabricante de los manómetros:

 

Características de los Manifold diseñados con especificaciones para el manejo de Gas Refrigerante R410A:

EJEMPLOS DE MANIFOLDS PARA MANEJO DE REFRIGERANTE R410A

  • 800 PSIG en el lado de alta
  • 500 PSIG en el lado de baja
  • Mangueras diseñadas para R 410A, debemos notar que en algunos casos las tres mangueras son de color negro, esto se debe a que el material con que están fabricadas asegura las presiones de trabajo necesarias (ver Tabla de Presión Temperatura Quimobásicos).

EL TANQUE DE RECUPERADO

De similar manera, para recuperar el refrigerante residual se debe tener un tanque de recuperado. Este tanque de recuperado debe cumplir con la especificación de presión de trabajo de por lo menos 400 PSIG (DOT 4BA400 o DOT 4BW400) y una configuración de válvula de alivio de por lo menos 600 PSI.

El no utilizar el cilindro adecuado para esta tarea resulta extremadamente peligroso y compromete la seguridad personal y de los bienes tanto del técnico como del cliente.

El tanque de recuperado es una herramienta necesaria de todo técnico profesional y responsable pues garantiza que no se contamine el ambiente al no ‘ventear’ refrigerante a la atmosfera, además de que puede ser una forma de economizar pues en algunos casos este mismo refrigerante pudiese volver a ser utilizado.

En el tanque de recuperado que utilicemos para recuperar Gas Refrigerante R410A hay que tener en cuenta lo siguiente:

  1. En algunos casos los tanques traen un sensor de recuperado para no exceder más del 80% del refrigerante que se desea recupera.
  2. Debemos siempre de ETIQUETAR el tipo de refrigerante que contiene el tanque o cilindro de recuperado así como la cantidad y la fecha en la cual se recuperó.
  3. No debemos de mezclar Gases Refrigerantes.
  4. Debemos de mantener nuestros tanques de recuperado en un lugar fresco, limpio y sin humedad.
  5. Por ningún motivo debemos exceder la capacidad de llenado.

 

Además de lo anterior es sumamente importante conocer y haber leído las especificaciones del fabricante del equipo, para estar al tanto sobre que otro tipo de cuidados se debe tener con el tanque con que estemos trabajando.

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IMPORTANCIA DE LOS DIAGRAMAS EN LOS SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN Y AIRE ACONDICIONADO

Cuando nos referimos al mantenimiento o reparaciones en algunos equipos de refrigeración o aire acondicionado, existen varias situaciones con las que nos podemos encontrar. En esta publicación vamos a hablar de 2 muy comunes: las fallas mecánicas y las fallas de control/eléctricas.

Las fallas mecánicas incluyen, entre otras tantas: que el plato de válvulas este dañado, compresor con válvulas rotas, válvula de expansión obstruida, filtro deshidratador saturado, y más. Todos estos problemas los debemos de conocer muy bien en la industria de la refrigeración, pero no se deben de descuidar las fallas de control y eléctricas, ya que cada día son más relevantes en estos sistemas de refrigeración.

FIG. 1. Diagrama eléctrico de AC Carrier de 36,000 BTUs

Los técnicos, además de tener los conocimientos sobre los fundamentos de refrigeración, también debemos de saber leer un diagrama eléctrico o circuito de control, que hoy en día son de suma importancia en el funcionamiento de estos equipos. Estos diagramas usualmente son proporcionados por el fabricante (Ver Fig. 1), en estos se puede observar como se encuentra el cableado y que circuito se debe completar para que nuestro sistema funcione correctamente.

FIG. 2. Ejemplo de codificación en colores en un diagrama

Los diagramas se componen de símbolos y líneas, usualmente codificados con colores (Ver Fig. 2), que representan como está acomodado el cableado del equipo. Están diseñados para ser leídos fácilmente al momento de restablecer el sistema. En los dibujos o símbolos podemos encontrar la descripción de los capacitadores, el motor ventilador del condensador, el compresor y todos los elementos que integran el sistema de refrigeración (Ver Fig 3). Los técnicos deben de tener la habilidad de reconocer e identificar los componentes de la unidad y de esa forma analizar la secuencia de un arranque en la unidad o identificar una falla de control/eléctrica.

imagen 3

Fig. 3. Diagrama de cableado de Unidad al aire libre


¿Tienes alguna duda adicional que no hayamos resuelto en esta publicación? Si es así, por favor escríbela en los comentarios al final de esta publicación, o si lo prefieres, contáctanos en nuestras redes sociales: Facebook, Twitter, Google+ y YouTube.

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Tubos capilares en sistemas de refrigeración

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foto-1Los 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.

foto-2“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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