Como se ha mencionado en publicaciones anteriores, hay algunos gases refrigerantes que están formados a partir de la mezcla de dos o más refrigerantes. Estas mezclas se pueden clasificar de dos maneras: en azeotrópicas y zeotrópicas.
En esta ocasión nos enfocaremos en dar una breve explicación de qué son las MEZCLAS ZEOTRÓPICAS y sus principales características al usarse como refrigerantes.
¿Qué es una mezcla zeotrópica?
El origen de la palabra zeótropo proviene del griego Zein = hervir y Tropos = cambiar, entonces es que se le llama mezcla zeotrópica a la mezcla de dos o más refrigerantes puros con diferentes volatilidades. En ellas, cuando ocurre le proceso de evaporación o condensación dentro de un sistema de refrigeración, su composición y temperatura de saturación cambia a causa de que, al ocurrir la evaporación, los componentes más volátiles se evaporan en porcentajes más elevados. Después de que continúa evaporándose, la mezcla líquida remanente tiene menor concentración del componente más volátil y una mayor concentración de el o los componentes menos volátiles. Al aumentar la concentración de los componentes menos volátiles en el líquido remanente, ocurre un aumento en el punto de ebullición de la mezcla.
¿Qué es el deslizamiento de temperatura?
Antes de describir el deslizamiento de temperatura, debemos entender los conceptos de punto de burbuja y punto de rocío.
Se le conoce como punto de burbuja a la temperatura a la cual un líquido saturado comienza a hervir (es decir, es momento en el cual aparece la primera burbuja).
Se le conoce como punto de rocío a la temperatura en la cual un líquido saturado evapora su última gota, o cuando aparece la primera gota de líquido en un vapor saturado.
Debido a que en los compuestos puros el punto de rocío y e punto de burbuja ocurren a la misma temperatura, solo se utiliza el término de temperatura de ebullición para describir el proceso de evaporación y condensación. En el caso de las mezclas, el punto de burbuja ocurre a una temperatura menor que el punto de rocío a una presión constante, esta diferencia de temperatura entre el punto de rocío y el de burbuja se le conoce como deslizamiento de temperatura.
Es importante recalcar que, a mayor valor de deslizamiento de temperatura mayor es la probabilidad de descompensación de un refrigerante a la hora de ocurrir una fuga. Entre más bajo es el valor del deslizamiento de temperatura, la mezcla tiene un comportamiento más parecido a un compuesto puro.
Entonces ¿cuál es la diferencia entre una mezcla zeotrópica a una mezcla azeotrópica?
Las mezclas azeotrópicas ocurren cuando las interacciones fisicoquímicas entre los componentes de la mezcla a una concentración específica son tan fuertes, esto porque las volatilidades de los componentes de la mezcla se igualan en un punto específico. Básicamente, esto hace que la mezcla se comporte como si fuese un compuesto puro (el punto de rocío y burbuja son iguales).
Estas mezclas (azeotrópicas) tienen la ventaja de que, al comportarse como un compuesto puro, se pueden cargar al sistema en cualquier fase, mientras que las mezclas zeotrópicas deben cargarse siempre por en la fase líquida.
Sabiendo todo lo anterior, la pregunta que debes estarte haciendo es “Y hora ¿cómo reconocerlas?”, esto es muy sencillo: a las mezclas zeotrópicas comerciales se les asignó el número de identificación en la serie 400 (R-404A, R-410A, entre otros), mientras que las mezclas azeotrópicas están clasificadas en la serie 500 (R-507A, R-508B, entre otros).
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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 Humedad es uno de los problemas que debemos enfrentar, ya sea en los sistemas de refrigeración, aire acondicionado estacionario y aire acondicionado automotriz. En algunos sistemas o equipos se tiene instalado en las tuberías accesorios como protecciones o sensores, los cuales actuarán para proteger el equipo, como el presostatos de baja presión, accesorio que tiene como función principal de proteger al sistema si tuviera baja presión de succión del refrigerante, evitando así que el equipo siga operando y pueda succionar la humedad al sistema. (más…)
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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¿Por qué el Gas Refrigerante de Quimobásicos es tu mejor opción? 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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