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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

 

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• 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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Condensador y Evaporador: Los corazones del Sistemas de Refrigeración.


Condensador y Evaporador: Los corazones del Sistemas de Refrigeración.

En un sistema de refrigeración, el condensador y el evaporador son las ventanas a través de las cuales el calor sale y entra de una habitación. Estos componentes, que operan como intercambiadores de calor, funcionan bajo la tendencia natural de hacer fluir la energía (temperatura) desde un espacio caliente hacia otro frío gracias a las propiedades termodinámicas del refrigerante que llevan dentro.

¿Cómo fluye el calor?

La transferencia de calor ocurre cuando un cuerpo de mayor energía (mayor temperatura) traspasa su calor a uno de menor energía (menor temperatura) por medio de 3 fenómenos: la conducción, donde el calor fluye a través del contacto directo; la convección, donde el calor viaja a través de un fluido como el aire (está es la principal forma de cambio de temperatura en un sistema de refrigeración); y la radiación, proceso donde la energía es emitida a través de ondas de calor.

En un sistema de refrigeración, el evaporador es el encargado de absorber la energía de un cuarto, y el condensador expulsa esa energía a la parte externa del cuarto.

¿Qué provoca la transferencia de energía?

La transferencia de calor se rige por medio de estados físicos que afectan en su capacidad de absorción de calor. Los tres principales factores que influyen en el flujo de calor se explican a continuación:

  1. Diferencial de temperatura. La cantidad de calor que fluye de un cuerpo con mayor temperatura a un cuerpo con menor temperatura es directamente proporcional a la diferencia de temperaturas entre estos. Entre mayor sea la diferencia de temperatura, mayor será el flujo de calor y las temperaturas de estabilizarán con mayor rapidez. En cambio, si la diferencia de calor es pequeña, la velocidad de transferencia de calor es menor.
  1. Área o superficie de contacto. El flujo de calor es directamente proporcional a la superficie de contacto. En grandes áreas de contacto entre un cuerpo frío y otro caliente, el calor fluirá más rápidamente que en áreas pequeñas donde el contacto es menor. Un buen ejemplo de este fenómeno sucede en los refrigeradores domésticos que cuentan con serpentín negro en la parte trasera. El serpentín aumenta el área de contacto del refrigerante que pasa en su interior, ayudando a la disipación del calor y mejorando la eficiencia del equipo.
  1. Conductividad de Materiales. La conductividad es la capacidad que tienen los materiales en transferir calor. Los conductores, que son materiales con altos valores de conductividad, permiten que el calor fluya más rápido a través de ellos; mientras que los materiales con menor conductividad de calor dificultan el flujo de la energía. Algunos materiales comúnmente utilizados en los sistemas de refrigeración por sus altos valores de conductividad son el Cobre, Aluminio, o inclusive el níquel.

FUNCIONES DEL EVAPORADOR Y CONDENSADOR.

El evaporador.

 El evaporador es el encargado de absorber la energía del cuarto frío y transferirla al refrigerante. La absorción de energía promueve que el refrigerante se evapore dentro del sistema. Este proceso provoca que la temperatura del cuarto o habitación disminuya gradualmente mientras el refrigerante se esté evaporando.

Para generar el movimiento del refrigerante dentro de evaporador, todo el vapor que sale del equipo es succionado por el compresor, aumentando la presión necesaria para iniciar el proceso de condensación.

Algunos de los requisitos principales para el óptimo funcionamiento de un evaporador son:

  1. Mantener un volumen de intercambio constante.
  2. Permitir el flujo del refrigerante con una mínima caída de presión.
  3. Tener un diseño apropiado (con materiales adecuados) que permita flujo de calor al refrigerante en una forma fácil y rápida.

El condensador.

En el condensador, la operación es justamente contraía a la del evaporador. El vapor de refrigerante entra al condensador después de ser comprimido por el compresor a una alta presión y elevada temperatura, permitiendo el intercambio de calor con el aire, agua de proceso o con cualquier fluido. Esto logra el calor que absorbió del evaporador sea cedido al medio ambiente (o cualquier otro fluido). En el proceso de condensación, el refrigerante cambia de vapor a líquido saturado o líquido sub-enfriado, a fin de que se mantenga en fase líquida en su camino de retorno al evaporador.

Algunos de los tipos de condensadores más comunes, de acuerdo a su funcionamiento y/o sus materiales, son los siguientes:

  1. Enfriado por aire.
  2. Enfriado por agua.
  3. Tubo concéntricos
  4. Carcaza y tubos.
  5. Agua de torre.

Tres puntos importantes que con los que debe cumplir un condensador son los siguientes:

  • Poseer suficiente área de intercambio.
  • Mínima caída de presión.
  • Materiales que faciliten la transferencia de calor.


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¿Por qué debemos utilizar la bomba de vacío?

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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.

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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.

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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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El Condensador y el Evaporador.

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 El condensador y el evaporador son las ventanas por las que el calor entra y sale en una habitación. Estos componentes también son llamados intercambiadores debido a que operan bajo la tendencia natural de hacer fluir temperatura desde un espacio caliente hacia otro frío.

¿Cómo es que fluye el calor?
La mayor parte del calor fluye por un intercambio de temperatura, ya sea desde adentro o afuera de un sistema de refrigeración, o viceversa. Esto pudiera ocurrir por convención, conducción o incluso por radiación (cuando el calor es transferido por medio de la corriente del flujo).

¿Qué afecta al flujo de calor?

Los tres factores principales que pueden afectar el flujo de calor son los siguientes:

⦁ Diferencial de temperatura: Cuando la diferencia de temperatura de un cuerpo a otro sea grande, el calor fluirá con mayor rapidez entre ellos; en caso contrario, si las diferencias de temperaturas entre ambos cuerpos son pequeñas, el calor fluirá con mayor lentitud.

⦁ Área o superficie de contacto: Con grandes áreas de contacto entre un cuerpo frío y otro caliente, el calor fluirá más rápidamente que en áreas pequeñas donde el contacto se halle más concentrado. Un buen ejemplo de este fenómeno sucede en los refrigeradores domésticos los cuales no cuentan con serpentín negro en la parte trasera. En este caso el calor es diferido a las paredes de estos aparatos las cuales facilitan la labor de disipar la temperatura.

⦁ Conductividad de Materiales: Algunos materiales que sirven como conductores, permiten que el calor fluya más rápido a través de ellos, mientras que otros de menor conductividad de calor dificultan el flujo de la temperatura. Algunos materiales comúnmente utilizados en los sistemas de refrigeración por sus propiedades de conductividad son: Cobre, Aluminio, o inclusive el Níquel.

FUNCIONES DEL EVAPORADOR Y CONDENSADOR.

El Evaporador.

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Circuito de refrigeración  (con evaporador incluido)

El evaporador es donde la fase de caída de presión y de temperatura se lleva a cabo. Aquí siempre debe de mantenerse un caudal del flujo de refrigerantes en estado líquido. Una función del evaporador es permitir el mayor intercambio entre el refrigerante Genetron® con el área a enfriar, gracias al intercambio del aire o de agua. De esta manera se logra que la temperatura sea absorbida por el refrigerante y succionada por medio del compresor, el cual cambiará de líquido a vapor, lo que deja un espacio libre para que más refrigerante líquido pueda entrar.
Algunos de los requisitos principales de un evaporador funcional son:

⦁ Mantener un volumen de intercambio constante.
⦁ Permitir el flujo del refrigerante con una mínima caída de presión.
⦁ Tener un diseño apropiado (con materiales adecuados) que permita el flujo de calor al refrigerante de forma fácil y rápida.

El Condensador.

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En el condensador la operación es justamente contraria a la del evaporador. En él, el vapor refrigerante, al ser comprimido en el compresor y entrar al condensador en forma de vapor (gas refrigerante) en alta presión y temperatura, permite el intercambio de temperaturas con el aire, el agua o con cualquier fluido; esto logra que ceda todo el calor del refrigerante que absorbió del evaporador, que ahora será desechado. El condensador debe pasar el refrigerante de vapor a líquido saturado (líquido sub-enfriado), a fin de mantenerse siempre líquido en su camino hacia el evaporador.

Algunos de los tipos de condensadores más comunes, de acuerdo a su funcionamiento y/o sus materiales, son los siguientes:

⦁ Enfriado por aire.
⦁ Enfriado por agua.
⦁ Tubo concéntricos
⦁ Carcasa y tubos.
⦁ Agua de torre.

Tres puntos importantes con los que debe cumplir un condensador son los siguientes:
⦁ Poseer suficiente área de intercambio.
⦁ Mínima caída de presión.
⦁ Facilitar la transferencia de calor.

Para más información relacionada con la refrigeración te invitamos a que visites nuestra Página Web o déjanos tus comentarios en nuestras Redes sociales (Twitter y Facebook) y nuestro Blog Quimobásicos®.

Charla acerca de los sustitutos de R-422, y la carga del R 410A y R 422D

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Con motivo de brindar un servicio de calidad a los técnicos de la región y procurando resolver las dudas de nuestros consumidores, en Quimobásicos® ofreceremos una charla para resolver dudas de nuestros sustitutos de R-22, la carga del R-410A y el R-422D.

La cita es hoy en Cuevas Corporación, Sucursal Matriz, en Mexicali ubicada en Calle Nicolás Bravo #273 Col. Centro;

Mayores informes al Tel: (686) 554- 1280.

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