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Guía rápida de conceptos de Refrigeración (Cuarta Parte)
Conceptos de refrigeración cuarta parte: Líneas de Refrigerante
A lo largo de diferentes blogs, hemos revisado varios conceptos teуricos utilizados en el бrea de refrigeración y aire acondicionado; también revisamos el uso y descripción de los compresores, condensadores, y los dispositivos de control de flujo. Sin embargo, las partes de un sistema de refrigeración no se encuentran conectadas una a lado de la otra, más bien se encuentran unidas a través de un sistema de tuberías que reciben el nombre de líneas de refrigerante.
La línea de refrigerante, como su nombre indica, es la encargada de la conducción del refrigerante de una parte del sistema a la otra. El refrigerante lo podemos encontrar en estado líquido o vapor dependiendo de la sección en que se encuentre del sistema completo de refrigeración. En la mayorнa de los casos, las líneas de refrigerante están construidas por tubos de cobre rígido, aunque en algunos países se permite el uso de tubos de cobre flexibles en el extremo de la unidad condensadora y en los accesorios.
Los sistemas de refrigeración cuentan con 3 líneas principales:
– Líneas de líquido
En esta línea el refrigerante y el aceite se mezclan adecuadamente. Aun cuando el líquido se mueva lentamente y existan trampas en la línea el aceite nunca quedará atrapado. Debe existir suficiente presión en la línea para evitar que el dispositivo de control de flujo trabaja incorrectamente. Para evitar una caída de presión excesiva se recomienda sub enfriar el líquido.
– Líneas de succión.
Existen problemas de diseсo, principalmente cuando se utilizan compresores reciprocantes (los que utilizan cilindros y pistones para comprimir). Esta debe tener el diámetro apropiado para compensar la pérdida de presión ocasionada cuando el sistema trabaja a su máxima capacidad. Esta línea debe ser capaz de regresar el aceite del evaporador al compresor cuando el sistema traba a velocidades lentas.
– Líneas de descarga.
Conocida como línea de gas caliente, es una línea con pocos problemas en los sistemas que tienen el condensador integrado. Esta linea se debe diseсar de tal manera que no retenga el aceite del compresor.
Todas las tuberías de que componen las líneas de refrigerante deben ser del tamaño correcto para la cantidad de líquido o vapor a las que fueron diseсadas, incluyendo el diámetro correcto, la longitud y el calibre de la tuberнa. Esto es de vital importancia ya que un mal diseсo provoca una pérdida de presión del refrigerante en las líneas, y es perjudicial para el sub enfriamiento de la línea del líquido. Esto ocasiona que la válvula de expansión no realice adecuadamente su trabajo. También existen problemas con el compresor y el evaporador cuando hay bajas presiones en el sistema.
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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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