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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. 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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¿Cómo utilizar una Tabla de Presión vs. Temperatura?

Algunos puntos clave deben ser considerados a la hora de resolver problemas usando una Tabla de Presión vs. Temperatura. Es importante que el técnico del servicio tenga a la mano la información adecuada al tratar de resolver un problema; por ejemplo, determinar la temperatura del serpentín (o su temperatura promedio) durante la operación.

En los refrigerantes más comunes, tales como el R-22 y el R-404A, la temperatura del serpentín puede ser leída en la escala de temperatura que muestra el indicador o calibrador.

En otros refrigerantes, especialmente para los de bajo deslizamiento, la temperatura del serpentín puede determinarse utilizando una Tabla de Presión vs. Temperatura, al ubicar la presión en el indicador y revisar su temperatura correspondiente. Sin embargo, En los refrigerantes de más alto deslizamiento, la tarea es un poco más difícil.

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El aire acondicionado en los autos

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.

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Fuente: https://bit.ly/2Phge7Y

 

Lo que tienes que saber del deslizamiento


Muchos técnicos se encuentran acostumbrados a usar refrigerantes que actúan con un solo componente con una temperatura de punto de ebullición que no cambia con el evaporador o el condensador. Pero con la mezcla zeotrópica, la temperatura en el evaporador será más fría en el inicio de la bobina que al final y la temperatura en el condensador será más caliente al inicio que al final. Simplemente se pone las diferencias en estas temperaturas es el deslizamiento.

Para el proceso del deslizamiento hay varios gases en los que se puede desarrollar:

  • En los gases 401A, 407C, 404A, entre otros.
  • Dentro de las mezclas azeotrópicas, El 410A , el compuesto es una mezcla debido a que el deslizamiento de temperatura es solo 0,1 C º, lo hace una mezcla muy estable.

Entendiendo que el deslizamiento es la clave para mantener la temperatura deseada y proteger al compresor:

  • Líquido con pocas burbujas (lo más frio).
  • Vapor y líquidos iguales.
  • Vapor y las últimas gotas de líquido (más caliente).

 

Figura 1. Representación del evaporador al sondensador

¿Por qué es importante el deslizamiento?

Debido a los distintos componentes en la mezcla cuenta con un punto de ebullición a diferentes temperaturas, la temperatura en la bobina va a variar al momento en que la mezcla empiece a hervir. Si la expansión del ajuste de la válvula no se hace usando un punto de rocío, dos cosas pasarían. Primero, el líquido puede no evaporarse antes que alcance al compresor, lo cual causaría ineficiencia y daría lugar a algún daño. Segundo, la mezcla puede bullir para afuera por medio del evaporador, conduciendo a una pérdida de eficiencia requerida para arreglar la temperatura.

Configuración del evaporador de presión

En esta tabla de Honeywell Solstice N40 PT, si se desea alcanzar una temperatura promedio de bobina de 20° F, como se nota en el número (4). Usando la tabla como referencia, nosotros sabemos que podemos empezar por medio de la configuración de la presión de 52 psig(19).

Tabla 1. Temperatura vs Presión

Configuración del sobrecalentamiento

En condición para configurar el sobrecalentamiento, se encuentra la temperatura del punto de Rocío correspondiente a la bobina de presión. La presión de la bobina de evaporación y la temperatura de rocío como son mostrados en los números 1 y 2 en la tabla anterior. Para alcanzar el sobrecalentamiento se compara con la temperatura de rocío de la tabla anterior para la tubería de salida. La diferencia en estas dos se encuentra en las temperaturas del sobrecalentamiento. En este ejemplo, cuando la temperatura es 51 psig y la temperatura de la turbina es de 30 grados, el sobrecalentamiento será de 30 menos 25, o 5 grados. Al momento de continuar para tomar las lecturas de temperaturas, se puede ajustar al sobrecalentamiento y la presión como se necesite hasta que haya alcanzado la temperatura deseada la bobina.

Cuando se ajusta un sistema de sobrecalentamiento o sub congelamiento usando un refrigerante con deslizamiento, recuerde que la presión es constante a través del evaporador o condensador mientras la temperatura va a cambiar durante la ebullición en el evaporador o condensar en el condensador.

Figura 2. Configuración del sobrecalentamiento


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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.

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