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La diferencia que el aire acondicionado ha hecho al automovilismo es difícil de pasar por alto. Atrás quedaron los días en que el calor del motor afectaba a los pasajeros del auto; También se han ido los días en los que se tenían que bajar todos los vidrios de las ventanas para que fluya suficiente aire fresco a través de la cabina.
El concepto de los sistemas modernos de aire acondicionado se originó en los Estados Unidos. Su desarrollo no fue el resultado de la búsqueda de una mayor comodidad, sino el resultado de problemas con el papel. La compañía Sackett & Wilhelms Lithography & Printing Company (S&W), con sede en Nueva York, estaba teniendo problemas con su papel: a medida que la humedad en las salas de impresión variaba, el papel se encogería o expandiría.
Esto puede parecer un problema relativamente menor, pero, para S&W, fue un problema grave. Debido a que la compañía estaba tratando de imprimir documentos de varios colores, en el que los colores se aplicaban uno por uno, las dimensiones minuciosamente cambiantes del papel causaron estragos en la calidad de cada impresión.
Willis Carrier fue el encargado de resolver ese problema que tanto aquejaba a S&W. Después de todo, la tecnología existente permite a los ingenieros controlar la temperatura del aire y alterar su humedad, pero no se ha logrado un control preciso de estos innumerables factores, particularmente la humedad.
Carrier desarrolló posteriormente bobinas de calentamiento y enfriamiento de precisión, que podrían regular con precisión la temperatura del aire y, por lo tanto, ayudar a controlar el contenido de humedad en el aire. Sus investigaciones y diseños, detallados en dibujos dieron como resultado el primer sistema eléctrico de aire acondicionado de producción. Estaba en pleno funcionamiento, en la planta de Sackett & Wilhelms, a principios de 1903.
Desarrollos posteriores llevaron a General Motors, por su marca Cadillac, a interesarse más por el aire acondicionado. Del mismo modo, el archirrival de Cadillac, Packard, vio el aire acondicionado como una adición útil a su alineación. A fines de 1939, había finalizado un diseño y, superando a GM, presentó su ‘Weather-Conditioner’, disponible en el modelo 180.
Era casi lo mismo que encontraría en la actualidad al interior del automóvil, con compresor , condensador, evaporador y secador. Sin embargo, solo se instaló un control que regulaba la velocidad del ventilador y no había control de temperatura. Si algún pasajero deseaba apagarlo, tenía que quitar manualmente la correa del compresor ya que no se instaló ningún sistema de embrague.
La configuración complicada y principalmente montada en el maletero se retiró después de 1941. Y para 1953, GM, Chrysler y Packard introdujeron configuraciones más prácticas. Un año después, la extinta firma Nash Motors lanzó el primer automóvilequipado con un sistema compacto de motor de aire acondicionado como lo conocemos hoy en día. Este elemento vió la introducción de un sistema compacto de embrague montado en la parte delantera.
Denominado ‘All-Weather Eye’, era un sistema mucho más barato, pequeño y menos pesado, pues únicamente pesaba 60 kilos, la mitad de algunos otros sistemas; Además, puede considerarse el padre de todos los sistemas posteriores en automóviles.
En 1964, Cadillac introdujo un sistema de control climático llamado ‘Control de confort’. Al igual que los sistemas actuales, todo lo que el conductor tenía que hacer era elegir la temperatura y el sistema se esforzaría por alcanzar y mantener el clima deseado.
En cualquier caso, a medida que la carrera para mejorar la comodidad de los pasajeros se aceleró, el aire acondicionado se volvió mucho menos exclusivo y más barato, en la medida en que es bastante difícil comprar un automóvil nuevo sin él en la mayoría de los países.
Actualmente los dos refrigerantes utilizados en aire acondicionado automotriz son el R-134a y el HFO-1234yf. Ambos nos encargamos en Quimobásicos de distribuirlos a gran parte de las armadoras automotrices de nuestro país además de en la red de distribuidores Quimobásicos para el mantenimiento de los vehículos.
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Fuente: https://bit.ly/2Phge7Y
Hoy nuestro artículo hablará un poco de lo importante que es conocer los gases refrigerantes, sus especificaciones técnicas y la función específica de cada uno. Entérate aquí:
Cuando hablamos de tipos de refrigerante tenemos que hablar también de la enorme variedad de equipos según su función, ya sea de conservación, confort, refrigeración, congelación e inclusive criogénicos. El tipo de refrigerante depende en gran medida de su aplicación final.
Los refrigerantes deben cumplir estrictos estándares de calidad los cuales se hallan establecidos en la norma ‘AHRI 700-2012’ que se refiere de manera precisa a las especificaciones con que deben cumplir los Refrigerantes Fluorocarbonados (Specification for Fluorocarbon Refrigerants).
Para conocer las especificaciones de los gases refrigerantes estos se someten a pruebas mediante un equipo llamado cromatógrafo, que nos indica las condiciones generales del gas refrigerante previo a ser envasado para su comercialización.
Las siguientes cinco características son las más comúnmente verificadas en laboratorios de acuerdo al programa de certificación de Refrigerantes:
- Humedad (ppm en peso).
- Acidez (ppm en peso).
- Residuo de alto punto de ebullición (% en volumen).
- No condensables (% en volumen).
- Impurezas volátiles, incluyendo otros refrigerantes (% en volumen).
Esto datos pudiesen ser más extensos y exhaustivos pero, como ya lo mencionábamos anteriormente, los análisis enlistados previamente son los más significativos al momento de reconocer las condiciones de calidad otorgadas por el fabricante de gases refrigerantes.
En el caso de las mezclas de gases refrigerantes, estas también deben ser sometidas a las pruebas anteriores y cumplir con el estándar para el tipo de mezcla refrigerante que la AHRI 700-2012 dictamine. Algunos ejemplos de los refrigerantes catalogados como mezclas son el R 404A, el R 410A, el R 507A, o inclusive el R 438a, entre otros tantos.
Es de suma importancia que verifiquemos que los refrigerantes que manejamos provengan de un fabricante serio que cumpla con los parámetros de certificación aceptables para cada gas refrigerante, ya sea puro o mezcla. Es cada vez más común encontrar en el mercado refrigerantes de dudosa procedencia, la mayoría de las veces el signo distintivo de estos es precisamente no brindar información ni del fabricante, sus métodos de contacto, ni de sus estándares de calidad en cuanto a humedad, acidez, porcentaje de residuos, elementos no condensables o grado de impurezas volátiles.
Al momento de hablar de estándares de calidad no sólo estamos arriesgando los equipos de los clientes, ¡estamos poniendo en juego nuestra reputación como profesionales!
La próxima vez que estés tentado a recurrir a un refrigerante apócrifo o “patito”, recuerda que cada equipo está diseñado con especificaciones de presión y temperatura específicas al estándar oficial de cada refrigerante; y que si el refrigerante no cumple con estos estándares mínimos de calidad lo más seguro es que estarás arriesgando el funcionamiento de los equipos y la calidad de tu trabajo.
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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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