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Comprendiendo el deslizamiento de temperatura del refrigerante

Importancia del deslizamiento de temperatura y conceptos relacionados.

Todos los técnicos en refrigeración son conscientes de la utilidad que tiene una tabla de presión vs temperatura a la hora de realizar su trabajo, sin embargo, no todos entendemos la forma correcta de leerlas. Para ello explicaremos los conceptos de los famosos puntos de rocío y burbuja, y las diferencias entre los refrigerantes puros y las mezclas.

En los refrigerantes más comunes, la temperatura del serpentín se puede leer a partir de la escala de temperatura que muestra el indicador o calibrador, facilitando su medición, sin embargo, en los otros refrigerantes, la tarea se vuelve un poco más complicada debido al deslizamiento de temperatura.

El deslizamiento de temperatura del refrigerante determinará la forma que tomará la Tabla de Presión vs. Temperatura. Por lo tanto, es necesario revisar de manera rápida los principales conceptos básicos sobre el tema:

  • El deslizamiento ocurre porque los diferentes gases que componen una mezcla de refrigerantes poseen diferentes temperaturas de ebullición, lo que genera que las composiciones de la fase líquida y vapor sean diferentes dentro de un sistema cerrado.
  • Debido a las diferencias de temperatura, los gases más volátiles se evaporan primero, generando que la temperatura de ebullición de la fase líquida vaya aumentando cada vez que se evapora más producto.
  • La temperatura de evaporación promedio se ubica entre la temperatura en la que el refrigerante comienza a hervir a la entrada del dispositivo de expansión y en la que deja de hervir en la parte final del evaporador.
  • El deslizamiento de temperatura promedio es usado para comparar el punto de ebullición en cada refrigerante y con ello obtener la misma temperatura promedio del serpentín.
  • El deslizamiento de temperatura en el condensador ocurre de la misma manera que en el evaporador, pero el proceso es revertido a medida que los componentes se condensan en diferentes escalas en la entrada y la salida.
  • El punto de burbuja es la temperatura donde aparece la primera burbuja de un líquido que comienza a hervir, mientras que el punto de rocío es la temperatura donde aparece la primera gota de líquido de un vapor que se empieza a condensar.

Para entender de manera gráfica los conceptos, se muestran a continuación dos diagramas que representan la evaporación/Condensación de un compuesto puro y una mezcla.

Para un componente puro, solo observamos un punto donde un vapor comienza a cambiar a estado líquido; o un líquido comienza a cambiar a vapor. Mientras ocurre el cambio de estado, la temperatura se mantiene constate. Esto es debido a que la energía requerida para realizar el cambio de fase se consume en su totalidad, evitando cambios en la energía interna del compuesto.

Como podemos observar en la gráfica para una mezcla zeotrópica, al ocurrir primero el cambio de estado de los compuestos más volátiles, la temperatura a lo largo del cambio de fase empieza a va en aumento hasta que se ocurre la evaporación/condensación en su totalidad.

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Y tú, ¿sabes cómo reemplazar un capacitor?


¿Qué es un Condensador (Capacitor)?

Capacitor de Arranque

Un condensador, coloquialmente conocido como capacitor, es un dispositivo eléctrico que, en su forma más básica, está compuesto por dos placas conductoras separadas por un material dieléctrico o por vacío, conectadas a una fuente de corriente directa que genera una diferencia de potencial positiva en una placa y negativa en la otra, anulando la variación de la carga total.

Capacitor Permanente

Gracias a su estructura, los condensadores son capaces de almacenar los electrones, dentro un  campo eléctrico, necesarios para abastecer en su totalidad los picos de energía consumidos por los componentes del sistema de refrigeración (principalmente el motor). Se puede decir que los capacitores dan el impulso extra al motor para que comience a funcionar (condensador de arranque) o para evitar problemas de calentamiento (condensador permanente).

En los sistemas de refrigeración suelen utilizarse dos tipos de capacitores: Los de arranque y los permanentes. A diferencia del capacitor de arranque que se utiliza vencer la fuerza opositora que se genera al arrancar, la función del capacitor permanente es reforzar al motor, mejorar el factor de potencia, reducir el consumo de corriente y, en consecuencia, disminuir la temperatura del motor. Los permanentes están diseñados para trabajar continuamente siempre que el motor esté encendido.

Equipo de Seguridad

Para diferenciar uno del otro podemos revisar la capacidad en microfaradios de cada uno. Los de arranque suelen tener valores mucho más altos que los permanentes. Otra forma de diferenciarlos es a través del color; los de arranque vienen en cilindros de color negro, mientras que los permanentes son de color blanco o gris claro.

El mal funcionamiento de los capacitores es uno de los problemas más comunes que ocurren a los sistemas de refrigeración, para ello vamos a dar algunos consejos, enfocados para técnicos primerizos, que les pueden ayudar a determinar si un necesita ser reemplazado o no.

¿Cómo reemplazar un capacitor?

Antes que nada, sugerimos revisar el manual del fabricante del equipos y en caso de que no seas experto en la materia, consultes con un técnico especializado quien deberá asesorarte en cuanto al procedimiento de la mejor manera.

El proceso es muy sencillo, para ello requerirás la siguiente herramienta:

  • Dos destornilladores
  • Un medidor de volts y ohms analógico

Adicionalmente te recordamos que deberás seguir las siguientes reglas de seguridad si decides seguir esta recomendación:

  • Usa anteojos de seguridad cuando trabajes con el condensador para garantizar tu seguridad.
  • Se cuidadoso cuando trabajes con piezas de alta tensión, como es el caso de un capacitor de arranque.

Procedimiento:

  1. Para evitar accidentes, debes desconectar todos los cables eléctricos que estén conectados al motor.
  2. Se deben retirar los dos tornillos de la pieza que cubre el condensador de arranque, posteriormente deberás tocar las dos terminales de metal del condensador al mismo tiempo con un destornillador de mango aislado. Con esto te asegurarás de que el condensador no haya quedado cargado.
  3. Después de ajustar el medidor analógico a ohms, conecta las dos extensiones del medidor juntas, y coloca en cero el medidor moviendo la rueda.
  4.  Toca con la extensión positiva el terminal de metal negativo del condensador y con la extensión negativa el positivo. Observarás que la aguja del medidor reaccionará. Un condensador en buen estado supera el metro y luego marca resistencia infinita, si el condensador se encuentra en malas condiciones se quedará en el lado opuesto, es decir que no producirá una lectura infinita.
  5.  Por último, tienes que verificar si hay signos de desgaste físico como protuberancias o fugas. Y en caso necesario deberás de reemplazarlo.

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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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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.

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


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Un filtro deshidratador o secador correcto puede hacer la diferencia en el funcionamiento del sistema.

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1El filtro deshidratador o secador es uno de los componentes básicos del sistema de re­frigeración y aire acondicionado, siendo responsable por evitar que impurezas y/o humedad pasen hacia el elemento de control (tubo capilar o válvula de expansión) o hacia el propio compresor. Por eso, es esencial que se use un modelo de buena calidad y que sea adecua­do al equipo en donde se instalará, además propio para el tipo de refrigerante marca Genetron con el que trates.

Una de las principales funciones del filtro es la de absorber humedad en el sistema. Aún después realizar un proceso de vacío correctamente, podría existir humedad, por eso el filtro es muy importante. Además, el filtro también tiene la función de impedir que pasen partículas sólidas (astillas metálicas de acero o de cobre, residuos de soldadura, entre otras) lo que pueden provocar que el sistema se pueda tapar y traer problemas como baja de enfriamiento, protección por baja presión de succión, alta temperatura de la descarga, por mencionar algunos.

Muchas veces la obstrucción es parcial, llevando a la caída de rendimiento del sistema. En este caso, el problema puede ser incorrectamente atribuido al compresor o a la carga del refrigerante. Por ello, se necesita hacer un análisis detallado de la situación antes de iniciar el trabajo.

Ejemplo del tipo de filtro deshidratador.

2

La mayoría de los fabricantes de filtros deshidratadores publican tabla de capacidad

CAPACIDAD DE FLUJO DE REFRIGERANTE —

Es el máximo flujo de refrigerante (en toneladas) que el filtro secador deja pasar con una caída de presión de 1 psi. Los valores en toneladas están basados una temperatura de líquido de 30°C y flujos de refrigerante.

3.1 lbs. Por minuto por tonelada de refrigerante 134a

2.9 lbs. Por minuto por tonelada de refrigerante 22

3.9 lbs. Por minuto por tonelada de refrigerante 404A

2.9 lbs. Por minuto por tonelada de refrigerante 407C

2.8 lbs. Por minuto por tonelada de refrigerante 410A

4.1 lbs. Por minuto por tonelada de refrigerante 507

3

 Hay que recordar que existe una gama muy extensa de tipos de filtros deshidratadores, el técnico debe conocer la mejor opción para la protección del equipo.

A continuación te proporcionamos un enlace a la página web del fabricante Parker, en ella podrás localizar el mejor filtro deshidratador según tu necesidad.

http://ph.parker.com/us/17575/es/refrigerant-filters-dryers-spd


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