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¿Cuál es la función de la Bomba de Vacío?
Conocer el funcionamiento de estos dispositivos permitirá extraer con éxito los gases y sustancias contaminantes de las tuberías de los equipos de refrigeración y aire acondicionado, lo cual ayudará a reducir la presión del sistema.
Su funcionamiento se define por la velocidad en el bombeo y la cantidad de gas evacuado por unidad de tiempo. Las principales características de estos equipos son la presión mínima de entrada y el tiempo necesario para alcanzar dicha presión. Ambos factores no dependen necesariamente del tipo de bomba, sino de la tubería a evacuar.
Proceso de alto vacío
Lograr un alto vacío en un sistema de refrigeración utilizando una bomba es la única forma de asegurarse de que éste se encuentra completamente seco, sin gases no condensables y fugas. El propósito de hacer el vacío es remover los gases no deseados que crean presión en el sistema como:
- Humedad
- Nitrógeno
- Argón
- Dióxido de carbono presente en el aire que respiramos
Estos gases tienen puntos de ebullición tan bajos que, para cualquier condición de trabajo que el sistema de refrigeración pudiera tener, permanecerán en forma de gas. Asimismo, son incapaces de condensarse dentro del equipo, a diferencia de los refrigerantes. Al no poder realizar esta acción ocupan espacio dentro del condensador, lo cual evita que se libere el calor que transporta el gas refrigerante. Esto tiene un grave impacto en las condiciones de funcionamiento del sistema, lo que provoca:
- Alto consumo de energía
- Alta temperatura en la descarga del compresor, que además hace que los refrigerantes halogenados pierdan su estabilidad térmica
- Alta temperatura en el lubricante hasta que se colapsa
- De cada 10 compresores que fallan en campo, 6 o 7 lo hacen por funcionar en las condiciones antes descritas, en promedio
La humedad también tiene efectos devastadores en el sistema de refrigeración:
- Formación de hielo en la válvula de expansión, en el tubo capilar y en el evaporador
- Corrosión
- Partes internas del compresor se cobrizan
- Daño químico en el aislante del motor del compresor y a otros componentes del sistema
- El lubricante se hidroliza
- Formación de lodos en el sistema
El vacío es un proceso que debe ejecutarse cada vez que tenemos que abrir el sistema de refrigeración o de aire acondicionado. La bomba de vacío elegida para ello tiene que ser de doble estado, para poder llegar a los vacíos adecuados:
- 500 micrones para lubricante alquilbenceno
- 250 micrones para lubricante polioléster
Estas lecturas deben llevarse a cabo con un vacuómetro electrónico y no con el manómetro de baja presión del manifold de servicio.
La mejor selección
Las bombas de vacío se eligen tomando como referencia las toneladas de refrigeración del sistema, a razón de 7 toneladas por cada cfm (pie cúbico por minuto) de la bomba. Es decir, una de 4 cfm tiene la capacidad de deshidratar un sistema de 28 toneladas de refrigeración. El tiempo que toma hacer vacío varía según la altura sobre el nivel del mar a la que se trabaje, la temperatura ambiente a la que está expuesto el sistema, la longitud, qué tan húmedo está el sistema y el diámetro de las mangueras.
Si utilizamos las mangueras de ¼” que tienen los manómetros de servicio estaremos haciendo vacío a una velocidad de 1.7 cfm, aunque nuestra bomba sea de 4 cfm. Si queremos utilizar toda la potencia, entonces es necesario emplear una manguera, cuyo diámetro interior sea idéntico al puerto de aspiración más ancho de la bomba. Además de las anteriores, se puede recurrir a la manguera de ” de goma, o también usar una manguera metálica de acero para hacer vacío.
Para alcanzar un correcto vacío, ASHRAE recomienda evacuar a menos de 1,000 micrones, y una vez aislado, el sistema no debe subir por encima de los 2,500 micrones durante varias horas.
Mantenimiento
Cada bomba de vacío es diferente y cuenta con características especiales; sin embargo, todas necesitan mantenimiento y limpieza. Una que esté constantemente en uso necesitara de mayor atención.
Las inspecciones periódicas se deberán hacer cada bimestre, o por lo menos anualmente, según la clase y el uso de servicio. Mientras la bomba tenga un uso periódico, el mantenimiento será más frecuente. La revisión tendrá que ser completa y deberá incluir un chequeo de las partes que giran y las estacionarias, así como los componentes que se encuentran expuestos a los daños causados por la corrosión.
Es necesario estar al pendiente del nivel de aceite que marca en el cárter, ya que el aumento provocará un mal funcionamiento y la saturación de los filtros coalescentes.
Para verificar que la bomba funcione correctamente, ésta deberá estar en marcha y en vacío. Además, es necesario cambiar el aceite especial cada 1,000 horas o cuando pierda el color original.
En caso de que aspire constantemente vapores ácidos durante su funcionamiento, es importante que el cambio sea más seguido. Si no se realiza constantemente, el aceite corroerá su interior.
Para hacer un lavado interno de la bomba, es indispensable aplicar aceite limpio e introducirlo lentamente por la aspiración. En tanto que, al desarmarla, hay que tomar en cuenta los siguientes puntos:
- La tubería auxiliar debe desconectarse sólo en los puntos en los que sea necesario para retirar una parte, excepto cuando se tenga que desmontar la bomba de la base
- Después de haber desconectado la tubería, debe amarrarse un trapo limpio en los extremos o aberturas del tubo para evitar la entrada de cuerpos extraños
- Emplear siempre un extractor para quitar el acople del eje
- Las camisas del eje poseen roscas para apretarle en sentido contrario a la rotación del eje
Después de desarmar la bomba
Antes de hacer la inspección, hay que limpiar las partes minuciosamente. Los residuos gomosos y espesos pueden removerse a vapor. Los depósitos de sustancias extrañas se eliminan por medio de un chorro de arena, trabajo que se realiza cuidadosamente para que no forme huecos ni dañe las superficies labradas de la máquina.
Reensamblaje
Las tolerancias entre las partes giratorias y las estacionarias son muy pequeñas y debe manipularse con el mayor cuidado para ensamblar adecuadamente sus partes, a fin de conservar estas tolerancias.
El eje debe estar completamente recto y todas las partes absolutamente limpias. Un eje torcido, mugre o lodo en la cara del eje impulsor, o sobre la camisa de un eje puede ser causa de fallas o daños en el futuro, por lo que hay que estar atentos para prevenir o solucionar estos problemas.
Los impulsores, las camisas del espaciador y las del eje constituyen un ensamblaje resbaladizo bastante ajustado, por lo que deberá aplicarse una pasta delgada de aceite al ensamblar las partes del mismo.
Componentes externos
- Carcasa de aluminio liviano y duradero
- Mango con cubierta plástica para evitar deslizamiento
- Puerto de acceso para llenado de aceite
- Válvula de drenado en la parte inferior para fácil limpieza y cambio de aceite
- Base de metal con caucho para asegurar estabilidad
- Aletado para disipar el calor
- Mirilla de cristal para indicar el nivel de aceite
- Válvula de cierre rápido
- Cierre rápido a ¼” de vuelta
- Aísla la bomba del sistema que se está probando por si tiene fugas
- Incluye puertos de ¼”, 3/8” SAE y adaptador 1/2” ACME
- Presente en los modelos: VA-15N, VA-30N, VA-50N, VA-80N, VA-100N y VA-120N
- Puerto de descarga vapor
Componentes Externos Bomba De Vacío
Componentes internos
- Cartucho con rodamiento que reduce las altas temperaturas y extiende la vida útil
- Filtro para prevenir el paso de partículas de aceite
- Partes maquinadas y ensambladas de manera precisa para un vacío profundo
- Tornillos que ensamblan el mecanismo de vacío para ajuste perfecto
- Protector térmico interno
Componentes Internos Bomba De Vacío
Protector Térmico Interno
- Tornillo cruzado
- Cubierta de ventilador
- Ventilador
- Cubierta del motor
- Cojinete
- Tornillo cruzado
- Rotor de motor
- Fuente de alimentación
- Cables de alimentación eléctrica
- Cojinete
- Interruptor centrífugo
- Boquilla aislante
- Cubierta plástica del mango
- Tuerca
- Mango
- Capacitor
- Cubierta de ensamble
- Casco de motor
- Tornillo
- Cubierta de caballete
- Puerto de llenado de aceite
- Sellador
- Puerto de entrada
- Caballete
- Cuerpo de bomba
25-1. Aspa rotatoria
25-2. Aspa rotatoria de resorte
- Tablero del casquillo
- Entrada de vacío
- Cárter de aluminio
- Cristal de visibilidad
- Tapa de aceite
- Sellador
- Tornillo
- Sellador
- Tornillo
- Pies de hule
- Tornillo
- Base
Referencias:
Danahé San Juan y Marco Antonio Dueñas (2018, enero 17). La bomba de vacío. Cero Grados Celsius.
La mayoría de nosotros somos entendemos la utilidad de una tabla de presión-temperatura en nuestro trabajo, sin embargo no todos logramos entenderlas del todo. Es por eso que hoy explicaremos los conceptos de: deslizamiento o glide, punto de rocío y punto de burbuja.
La mayoría de los técnicos en refrigeración y aire acondicionado somos conscientes de la utilidad que tiene una tabla de presión contra la temperatura a la hora de hacer nuestro trabajo, sin embargo, no todos logramos entender la forma correcta de leerlas. Es por eso que hoy nos hemos dado un tiempo para explicar los conceptos: punto de rocío y punto de burbuja, además de las principales diferencias entre los refrigerantes puros y las mezclas.
En los refrigerantes más comunes, la temperatura del serpentín puede ser leída a partir de la escala de temperatura que se muestra en el indicador y calibrador, facilitando de esta forma su medición; sin embargo, no todos los refrigerantes tienen esta función, existen algunos donde la tarea se vuelve más complicada a causa del deslizamiento de temperatura.
Este deslizamiento de temperatura es la que ayudará a determinar la forma que tomará la tabla de presión contra la temperatura. Por esto es necesario revisar de manera inmediata los principales conceptos de este tema:
- El desplazamiento ocurre a partir de que los distintos gases que componen la mezcla del refrigerante poseen una amalgama de temperaturas de ebullición lo cual genera una diferencia entre las composiciones de la fase líquida y la de vapor dentro de un sistema cerrado.
- A causa de esta diferencia en la temperatura, los gases más volubles suelen evaporarse primero haciendo que la temperatura de ebullición de la fase líquida vaya en aumento cada vez que se evapora más el producto.
- La temperatura de evaporación promedio se encuentra entre la temperatura en la que el refrigerante empieza a hervir, hacia la entrada del dispositivo de expansión, y en la que deja de hervir en la parte final del evaporador.
- Un dato más sobre el deslizamiento de temperatura es que es usado para comparar los puntos de ebullición de cada refrigerante obteniendo de esta manera la misma temperatura promedio para el serpentín.
- Otro dato sobre el deslizamiento es que en el condensador sucede lo mismo que en el evaporador, aunque el proceso es revestido a medida que los componentes se condensan a distintas escalas tanto en las entradas como en las salidas.
- Por otro lado, el punto burbuja trata sobre la temperatura donde aparece la primera burbuja de ebullición, mientras que en el punto de rocío ocurre lo contrario: el vapor 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, se puede observar un punto donde su vapor empieza a cambiar a estado líquido, o cuando ese líquido cambia a vapor. Mientras sucede este cambio, la temperatura se mantiene constante. Lo anterior se debe a que la energía requerida para realizar el cambio de una fase a otra se gasta en su totalidad, evitando de esta forma los cambios en la energía interna del compuesto.
Como se puede observar en la gráfica para una mezcla zeotrópica, al ser primero el cambio de estado de los compuestos altamente volátiles, la temperatura durante el proceso va en aumento hasta llegar a la evaporación o condensación en su totalidad.
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Razones del porque usar bomba de vacío y vacuómetros en nuestras instalaciones:
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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La herramienta más adecuada para hacer el vacío de los sistemas de refrigeración y aire acondicionado es una bomba de vacío, te platicamos más sobre ellas aquí 👉
La herramienta más adecuada para hacer el vacío de los sistemas de refrigeración y aire acondicionado es una bomba confiable, también hay otras herramientas que ayudarán a realizar el proceso de evacuación de una manera mas eficiente.
En muchas ocasiones, no le damos la importancia de hacer el vacío en los sistemas de refrigeración o aire acondicionado para extraer la humedad o gases no condensables como el aire. Es común ver que cuando se instala un equipo de aire acondicionado tipo mini split, sólo purgamos las tuberías con el mismo refrigerante, o hacemos el vacío con los compresores herméticos utilizados para los refrigeradores domésticos. Este tipo de compresores no son bombas de vacío, lo cual resulta en una mala práctica.
Es muy importante hacer el vacío en los sistemas ya que permite confiar en la buena operación del sistema, evita altas presiones de trabajo (sobre todo en el condensador), tiene un bajo consumo de amperaje al tener mayor transferencia de calor en el condensador, y existe una buena capacidad del refrigerante al cambiar de estado (vapor – líquido – vapor). Para hacer un mejor vacío utilice el menor número de mangueras para conseguir una velocidad máxima de evacuación.
Otra opción es utilizar medidores electrónicos o análogos de vacío, llamados vacuómetros, este tipo de herramienta nos permite saber cuándo ya el equipo está deshidratado y se ha hecho un vacío.
Se recomienda que la evacuación sea por debajo de 1,000 micrones de vacío, (igual a .039 pulgadas de mercurio). Una medición no se puede hacer con un indicador mecánico o como se acostumbra “por un determinado tiempo”, o con el sonido de la bomba. La herramienta que puede ver lecturas de vacío puede ser un medidor electrónico o análogo de vacío o manómetros. Con un medidor de vacío, el técnico podrá ser testigo de que el sistema está libre de aire, humedad y no condensables.
Es aconsejable sustituir el aceite de la bomba de vacío para no dañar los componentes internos de la bomba, además de que retenga la humedad si es que el sistema está contaminado, con alta humedad, es necesario buscas la información del fabricante, para determinar los cambios de aceite de la bomba de vacío.
Utilizar la bomba de vacío nos permite efectuar
las buenas prácticas de refrigeración.
Algunos fabricantes de bombas de vacío señalan los cfm para la capacidad de extraer la humedad o no condensables:
1,3 cfm: para sistemas hasta 5 TON.
6,0 cfm: para sistemas hasta 50 TON.
4,0 cfm: para sistemas hasta 25 TON.
12,0 cfm: para sistemas hasta 65 TON.
La mejor referencia para hacernos de una herramienta útil como lo es bomba de vacío es la descripción que nos hace el fabricante del equipo.
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Actualmente una de las preocupaciones de los técnicos especialistas en Aire Acondicionado y Refrigeración es estar seguro de la calidad del refrigerante que están utilizando en los equipos, ya que existen nuevas marcas , nuevas mezclas de refrigerante y sobre todo grandes diferencias en los precios, que casi siempre nos lleva a la tentación de buscar comprar el más barato, sin tomar en cuenta si el producto cumple con todas las especificaciones de Calidad que requiere el diseño de los equipos para lograr su mejor desempeño y tener una óptima eficiencia de los componentes del sistema.
El uso de un producto que no cumple las especificaciones para ser cargado a los equipos nos puede llevar desde una perdida en la eficiencia y hasta un mal funcionamiento en los equipos, con un resultado potencialmente catastrófico para muestros clientes si se produjera un daño mayor.
Cuando se adquiere un refrigerante ya sea en Cilindro retornable, Cilindro no Retornable o lata este debe cumplir con las siguientes características de calidad:
- Especificaciones del refrigerante de acuerdo al documento del Instituto Americano de la Refrigeración (AHRI por sus siglas en inglés) donde se establecen los parámetros de cada componente para determinar su pureza, así de las cantidades máximas permitidas de los contaminantes como por ejemplo la humedad, acidez, gases no condensables, etc. Todos los refrigerantes de Quimobásicos cuentan con un certificado de análisis de nuestro Laboratorio de Aseguramiento de Calidad.
Ilustración 1. Laboratorio de Aseguramiento de Calidad de Quimobásicos
- Empaque y Etiquetado cumpliendo las normas mexicanas donde se pueda identificar plenamente y en español el contenido neto del envase, cantidad de piezas, Nombre de la compañía que lo fabrica y/o envasa con ubicación y contactos, información de seguridad cumpliendo con el sistema armonizado de señalización y peligros, así como datos importantes para el manejo del envase de acuerdo a las normas oficiales mexicanas de Envasado y Etiquetado (NOM-018-STPS-2015).
Ilustración 2. Caja de Cilindros de Genetron 22 6.8 kg con Etiquetado de Acuerdo a la Norma Oficial Mexicana vigente (NOM-018-STPS-2015).
3. En Quimobásicos nos esforzamos en asegurar a los técnicos que todos nuestros productos cumplen con los más altos estándares de calidad a través de sistemas soportados por nuestros certificados ISO9001 e ISO14000, con esto nos aseguramos que los equipos trabajen de acuerdo a su diseño.
Ilustración 3. ISOs 14001 y 9001 obtenidos por Quimobásicos.
Uno de los principales compromisos de Quimobasicos es ser la mejor opción para los técnicos y nuestra forma ofrecerlo es cumpliendo con todos los requisitos y especificaciones en todos nuestros gases refrigerantes en oportunidad, cantidad y calidad, con el soporte de todo nuestro personal que trabaja para que los equipos de refrigeración y aire acondicionado operen con la máxima eficiencia apoyando con esto también al medio ambiente.
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