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Dispositivos de control de flujo, 3a Entrega

A lo largo de esta y anteriores publicaciones hemos visto distintos conceptos que nos ayudan a entender de mejor manera el ámbito de la refrigeración. Con el fin de completar la información obtenida y aprendida, les hemos traído esta tercera parte de los conceptos de refrigeración. Hoy nos enfocaremos en definir los diferentes tipos de dispositivos de control de flujo.
Para empezar debemos hacernos primero esta pregunta ¿qué son los dispositivos de control de flujo? Se conocen con este nombre a aquellos componentes del sistema de refrigeración encargados de regular el refrigerante líquido en los evaporadores. Son conocidos por dividir el sistema de refrigeración, de igual manera que lo hace el compresor, en alta y baja presión.

Funcionamiento de dispositivo de control de flujo

Diferentes tipos de dispositivos de control de flujo:

• Tubo capilar: este dispositivo de control es el más básico de todos, se encuentra formado por un pequeño tubo perforado a lo largo de su interior, pero esta perforación es muy pequeña. Dispositivos como este solo se encuentran en equipos que poseen gabinete y en sistemas inundados (un 75% del volumen del equipo es refrigerante). A este dispositivo no se le considera una válvula debido a que no cuenta con un mecanismo de ajuste y por tal motivo no es controlable de otra manera, excepto por la perforación de su interior. Por lo tanto, el tamaño del tuvo debe estar adecuado al sistema específico.

Tubo Capilar

• Válvula termostática de expansión (VTE): este dispositivo es el más usado en los sistemas de refrigeración. Funciona con ayuda de la temperatura y la presión, y tiene una abertura que controla el flujo del refrigerante; mientras una aguja se encarga de controlar la velocidad del flujo mediante un bulbo que siempre contiene líquido. Para esto se mide y compara la temperatura del compresor con la del bulbo, y la aguja abrirá la válvula dependiendo de las necesidades del evaporador. A mayor temperatura del evaporador, mayor será la abertura de la válvula.

Válvula termoeléctrica de expansión

 

Resultado de imagen para Válvula automática de expansión

• Válvula automática de expansión (VAE): se encarga de controlar el flujo del refrigerante de la línea del líquido manteniendo la presión constante en el evaporador. El sistema funciona de forma semejante al del VTE, pero en lugar de controlar la temperatura controla la presión del evaporador. Esta válvula no permitirá que el líquido vaya al compresor a menos que se reduzca la presión del mismo.

Válvula automática de expansión (VAE)

• Válvula termoeléctrica de expansión (VTEE). Este dispositivo consta de dos partes, la válvula que controla el flujo y un sensor eléctrico que mide el calor por medio de termistores. El termistor se define como un conductor eléctrico que cambia su conductividad (capacidad para conducir electricidad) cuando existe un cambio en la temperatura. A mayor temperatura, los termistores conducen mayor electricidad. Cuando el evaporador tiene una temperatura elevada los termistores aumentan el voltaje provocando que el sensor interprete el incremento en el voltaje como un aumento en la temperatura, incitando a que la válvula se abra y permita un mayor flujo de refrigerante.

De esta manera, se podría decir que los dispositivos de control de flujo cargan con la responsabilidad de evitar que el líquido llegue al compresor, evitando así daños en el mismo.

Válvula termoeléctrica de expansión (VTEE)

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La importancia de conocer el deslizamiento de Temperatura (GLIDE)

Deslizamiento de temperatura (Glide) ¿Por qué es sumamente importante conocerla?

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. En lo que sucede este cambio, la temperatura se mantiene constante. Lo anterior es debido 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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La necesidad de los bombas de vacío y los vacuómetros


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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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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Recuperación y reutilización de gases refrigerantes

Recuperación y reutilización de gases refrigerantes

La recuperación de los gases refrigerantes es una de las maneras más efectivas de disminuir las emisiones de los refrigerantes a la atmósfera.

Una de las causas por las que la capa de ozono sufre de un degradamiento es por los efectos que producen los gases al hacer contacto con la atmósfera. Este problema es causa de la desinformación de los técnicos al no saber qué hacer con el refrigerante cuando ya no lo quieren utilizar, le dan un mantenimiento al compresor, cambio de válvula de expansión, entre otras actividades.

La recuperación del refrigerante evita la emisión de estos productos al ambiente. Un técnico debe hacer una buena recuperación para evitar que los gases se liberen a la atmósfera. Para esta ejecución se debe utilizar equipo adecuado como las recuperadoras y los cilindros de recuperado.

Se debe tener tanque de recuperado especial.
No se deben utilizar los cilindros de refrigerante como recipientes para recuperar.

Los tanques de recuperado son de color gris con la parte superior en amarillo, esto también dependerá del fabricante. Existen diversas capacidades de estos recipientes, los tanques pequeños traen dos válvulas en un mismo puerto, una de color azul, que corresponde al vapor y otra de color rojo que es de líquido.

Precaución: No se debe confundir con el color de los manómetros de refrigeración porque tendrá problemas cuando quiera recuperar.

Formas de recuperar el refrigerante:

Recuperado: El refrigerante se vuelve a utilizar sin analizar, esto se hace con un equipo de recuperado hacia el tanque almacén y se regresa el mismo refrigerante al equipo sin analizar.

Reciclar: Esto se puede hacer en una máquina especial. Lo que hace el equipo es separar lubricante del refrigerante para volver a utilizar.

El reciclado de un refrigerante se hace para reducir los contaminantes que se encuentran en el refrigerante usado, este proceso conlleva la separación del aceite, eliminación de las sustancias no condensables y la utilización de filtros secadores de núcleo que reducen la humedad, la acidez y las partículas.

Reclaim: En este proceso el refrigerante alcanza la especificación de producto nuevo, (virgen) donde se considera limpio, sin humedad y no condensable. A este proceso se puede realizar un análisis de pureza de acuerdo al ARI-700.

Recuerda que es muy importante no ventear el refrigerante a la atmósfera.

Forma de recuperado

Recuperar el refrigerante en fase de líquido, esto puede ser para sistemas grandes o pequeños donde tenga una toma para conectar las mangueras o sistemas que contengan un recibidor de líquido. Recuperado de refrigerante para equipos con el compresor sin funcionar, este es para sistemas pequeños como el doméstico y AC automotriz.

Recuperado si el compresor funciona, retirar la manguera de baja y extraer por el lado de alta, en este efecto es importante tener el tanque de recuperado en un recipiente frío para que no se presurice el tanque.

Recuerda, método líquido – vapor, sólo vapor, líquido – vapor por push pull, puede ser para la sustitución de un refrigerante de un CFC a un HCFC o hacia un HFC, también puede ser para el cambio de aceite de un sistema o por el compresor dañado, lo importante es tomar en cuenta que debemos cambiar la forma de hacer las cosas.

Existen centros de reciclado instalados por parte de la SEMARNAT en México que podrán ayudarte con la limpieza de tu refrigerante y la re-utilización y bajar las emanaciones de estos gases al ambiente. Puedes buscar el más cercano en http://sissao.semarnat.gob.mx/

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