Manual buenas practicas
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Este documento presenta un manual de buenas prácticas en refrigeración. Explica brevemente los efectos de la destrucción de la capa de ozono y el calentamiento global, las normativas internacionales y nacionales para proteger la capa de ozono, conceptos básicos de refrigeración, y procedimientos para sistemas de refrigeración doméstica, comercial e industrial. El objetivo del manual es capacitar a técnicos en refrigeración en Venezuela para realizar su trabajo de manera segura para el medio ambiente.
![7
INTRODUCCIÓN
INTRODUCCIÓN
Consideraciones generales rigen el proceso, las etapas que caracterizan todo
Este manual constituye, fundamentalmente, el sistema de enfriamiento y los componentes que
material de apoyo para los instructores y intervienen.
participantes en los cursos de capacitación en En el capítulo IV, se hace una explicación
buenas prácticas en refrigeración. detallada de los diferentes tipos de refrigerantes:
Los cursos están dirigidos a los técnicos que clasificación, y nomenclatura según su tipo; sus
prestan servicio en esta área, con el objeto de propiedades y consideraciones acerca de la
capacitarlos para que realicen un mejor trabajo, sin inflamabilidad y aspectos relativos a la seguridad
que se produzcan emisiones de Sustancias personal que debe observarse al momento de
Agotadoras del Ozono [SAO] a la atmósfera y en manipular estas sustancias.
general, de cualquier refrigerante; y también para Seguidamente, en el capítulo V, se desarrollan
preservar la expectativa de vida útil de los sistemas y ampliamente, las diferentes aplicaciones de la
equipos a los que les hagan servicio y reduciendo el refrigeración y el aire acondicionado; así como
daño al ambiente. también una serie de informaciones que ayudarán a
Las buenas prácticas están enfocadas en los técnicos en el análisis de fallas para los sistemas
particular, al manejo adecuado de las Sustancias comunes y sus componentes. El capítulo concluye
Agotadoras del Ozono, pero sin excluir a los con una descripción y explicación de las
Hidrofluocarbonos [HFC], que aunque no actúan herramientas y equipos con los que se debe contar
sobre la capa de ozono, contribuyen sensiblemente para realizar un buen trabajo de mantenimiento, así
al calentamiento global del planeta que es también como también la función y operación de cada uno
un daño ambiental de consecuencias catastróficas. de ellos.
En el capítulo VI, se podrá encontrar una serie de
consideraciones relativas a la instalación y
Organización del manual
mantenimiento de sistemas de refrigeración:
El manual fue estructurado para que cada inspección periódica, mantenimiento preventivo,
persona que lo consulte, pueda ubicar de manera diagnostico efectivo de fallas, tipos de fuga y los
rápida y sencilla la información deseada. Para ello, métodos e instrumentos.
se utilizó un lenguaje sencillo y cotidiano para
Por último, en los capítulos VII y VIII, se
facilitar la comprensión de las definiciones y
encuentran desarrolladas las técnicas de buenas
explicaciones contenidas.
prácticas en refrigeración, aplicables a la elaboración
El capítulo I, comienza con una breve de un diagnóstico correcto de fallas; limpieza interna
descripción de la capa de ozono, su importancia en y externa de sistemas de refrigeración; retiro y carga
la atmósfera, las causas, los efectos de su destrucción de los refrigerantes; prevención de fugas; recu-
y la relación con el cambio climático global. En el peración de gases refrigerantes, almacenaje y en
capítulo II, se describen las medidas que se han general, manipulación de recipientes a presión.
tomado a escala mundial y local, para detener la
Todo el temario desarrollado en este manual, ha
destrucción de la capa de ozono; concluyendo esta
sido concebido para ayudar a los técnicos de
parte, con una enumeración de las normativas
refrigeración a corregir los errores conceptuales, de
vigentes en Venezuela para proteger la capa de
procedimientos y de manejo, que inciden en el
ozono; así como las disposiciones relativas al buen
consumo innecesario y desmesurado de SAO,
manejo y empleo de refrigerantes, equipos, aparatos
mejorando la efectividad en los trabajos de
y sistemas que utilizan estas sustancias para su
instalación, mantenimiento y reparación; logrando
funcionamiento.
de esta forma, que los equipos y sistemas alcancen
El capítulo III, se hace una breve síntesis de la el máximo de vida útil prevista en su diseño original
refrigeración, su historia, su importancia y su y al mismo tiempo, contribuir con la conservación
desarrollo y se describen los principios básicos que del ambiente; y en especial, con la capa de ozono.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-7-320.jpg)
![CAPÍTULO I:
LA CAPA DE
9
OZONO
CAPÍTULO I LA CAPA DE OZONO
1 Causas y efectos de la Si el ozono estratosférico no logra formarse o se
destrucción del ozono destruye disminuyendo su concentración, la luz
estratosférico ultravioleta no seria absorbida y llegaría a la superfi-
cie, causando un efecto letal sobre todos los seres
La capa de ozono ubicada en la estratosfera, se vivos.
extiende entre los 15 y los 45 Km por encima de la En la troposfera, el ozono se origina en pequeñas
superficie del planeta. Como su nombre lo indica, cantidades durante las tormentas eléctricas; pero a
esta capa es rica en ozono que absorbe los rayos nivel del suelo, el ozono es un contaminante atmos-
ultravioleta del sol, impidiendo su paso a la Tierra. férico que se forma a partir de la reacción de las emi-
El ozono es una forma de oxígeno cuya molécu- siones de los vehículos con otros contaminantes del
la tiene tres átomos, en vez de los dos del oxígeno aire, formando una mezcla nociva para la salud
normal, convirtiéndose en una sustancia muy reacti- conocida como "smog fotoquímico", típica de ciu-
va e inestable, tóxica aún inhalada en pequeñas can- dades muy contaminadas como Los Ángeles y
tidades durante períodos cortos. Ciudad de México; las concentraciones de ozono
En la estratosfera, el ozono se forma a partir del oxígeno superiores a 0,1ppm son peligrosas para la salud,
del aire en presencia de la radiación ultravioleta b; plantas y animales.
ambos, oxígeno y ozono se mantienen en un equilibrio La capa de ozono protege la vida del planeta de
dinámico en el cual el ozono se forma y se destruye con- la radiación ultravioleta del sol; esta radiación tiene
tinuamente, siendo la formación mas rápida que la una longitud de onda menor que la de la luz visible,
destrucción, por lo cual el ozono tiende a acumular- pero mayor que los rayos X. Dentro de este espectro
se, alcanzando concentraciones de hasta 10ppm. se pueden distinguir tres tipos de radiación ultravioleta:
Perfil de la concentración de ozono [O3] en la atmósfera.
Radiación ultravioleta A [UV-A], la mas cercana Radiación ultravioleta B [UV-B], tiene una longi-
al color violeta de la luz visible, pasa en su totalidad tud de onda intermedia entre las dos anteriores,
a través de la atmósfera y llega a la superficie; es re- aunque es menos letal que la C, es también peligrosa
lativamente inofensiva, la emplean las plantas para aún en cantidades pequeñas, pues produce cáncer de
realizar la fotosíntesis y contribuye en pequeñas dosis piel, cataratas y otros daños en la vista, afecta el sis-
a fijar la vitamina A; sin embargo en exposiciones tema inmunológico, y todas las formas de vida:
prolongadas puede ser dañina. microbios, algas, hongos, plantas, invertebrados y
Radiación ultravioleta C [UV-C], la de menor vertebrados; normalmente es totalmente absorbida
longitud de onda y mas cercana a los rayos X, letal por la capa de ozono.
para la vida tal cual la conocemos, es totalmente En 1974, dos químicos de la Universidad de
absorbida por encima de la estratosfera, en la ionosfera. California: Sherwood Rowland y Mario Molina,](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-9-320.jpg)
![CAPÍTULO I:
LA CAPA DE
11
OZONO
mizar los efectos de la destrucción de la capa de
ozono y el incremento del calentamiento global.
Adicionalmente, es también esencial que nos ase-
guremos del uso eficiente de la energía a fin de
reducir los efectos indirectos del calentamiento global.
Se define el EFECTO TOTAL EQUIVALENTE DE
RECALENTAMIENTO de la atmósfera, conocido
como TEWI, por sus siglas en inglés, como:
El Calentamiento Global.
TEWI [Total Equivalent Warming
Impact]
Índices pluviométricos en descenso, incremento Efecto total equivalente de recalentamiento =
de la desertificación, temperaturas promedio anuales
Efecto directo por emisiones de refrigerantes
en aumento, aceleración en el derretimiento del
hielo de los casquetes polares y los glaciares, cam- +
bios en los patrones de las corrientes oceánicas, Efecto indirecto por el consumo de energía
inundaciones de áreas de baja altura adyacentes a
mares y océanos, mareas más altas y huracanes,
tifones y ciclones de mayor potencia, serán los fenó-
menos con los que tendremos que lidiar a diario a
medida que siga cambiando el clima de la Tierra.
Los CFC, HCFC y los HFC, tienen altos poten-
ciales de calentamiento, miles de veces superiores
al del dióxido de carbono y el metano; son práctica-
mente indestructibles en la troposfera y sus periodos
de vida superan en algunos casos los 100 años. De
manera que estas sustancias que durante años se con-
sideraron los refrigerantes perfectos, hoy sabemos
que son doblemente peligrosas: en la troposfera por
la cantidad de calor que atrapan y emiten, convir-
tiéndose en súper gases invernadero y en la estratos-
fera por la avidez destructora de ozono. Al dejarlas
escapar se contribuye directamente con ambas
catástrofes y una vez que estas sustancias han pasa- Análisis gráfico cuantitativo del Calentamiento Global.
do al aire no hay forma de retirarlas ni de neu-
tralizarlas, se quedarán allí haciendo daño mucho Si bien se ha enfocado este trabajo en la elimi-
mas tiempo que el que nosotros pasaremos en la nación de los gases refrigerantes que agotan la capa
Tierra, pero posiblemente si podremos sufrir y lamen- de ozono [SAO] por cuanto este es el alcance del
tar los efectos. Por estas razones estos refrigerantes programa; no podemos ignorar que con posterioridad
tienen que manejarse como sustancias peligrosas. se ha puesto en evidencia la acción de sustancias
La refrigeración contribuye al calentamiento global empleadas en refrigeración que, aún cuando no
en dos formas: actúan en el balance de ozono estratosférico, tienen
roles destacados en su contribución al efecto inver-
· Directamente: por la emisión de refrigerantes a
nadero. Es por ello que se incluyen menciones a
la atmósfera debido a fugas en sistemas o por la li-
dichos efectos, que hoy en día no pueden pasarse por
beración voluntaria y deliberada de gases refrige-
alto.
rantes en los procesos de reparación y puesta fuera
de servicio de equipos de refrigeración. Los escenarios posibles en refrigeración en el siglo
XXI son mucho más complejos de lo que fueron hasta
· Indirectamente: por la cantidad de energía
el Convenio de Viena y en la actualidad, por las discu-
eléctrica consumida, la cual produce emisiones de
siones sobre calentamiento global que se llevan a cabo
dióxido de carbono cuando la energía es producida
a la luz de los postulados del Protocolo de Kyoto, se
en plantas térmicas, que utilizan combustibles de ori-
complican aún más pues cuestionan soluciones, que si
gen fósil para su operación.
bien óptimas para el problema del agotamiento del
Es por lo tanto urgente que reduzcamos las emi- ozono no son apropiadas desde el punto de vista del
siones de refrigerantes a la atmósfera para mini- calentamiento global.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-11-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
16 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
Línea base para aplicar el Calendario de reducción. Calendario de reducción.
Límite en Kg. 2005 2007 2010
Sustancia
Producción Importación Consumo Lista A (Grupo I) y sus mezclas 50% 85% 100%
Lista A, Grupo I: Lista B (Grupo II y III) 50% 85% 100%
CFC11 1.114.772 0 320.000
2015 2035 2040
CFC12 3.672.122 0 2.667.253
0 20.000 20.000 Lista C Grupos I , II y
CFC113
CFC114, R506 0 1.000 1.000 sus mezclas congelamiento 85% 100%
CFC115, R502, R504 0 500 500
Lista A, Grupo II (todo) 0 0 0 chables; estos cilindros no pueden emplearse
Lista B, Grupo I (todo) 0 0 0 para importar, vender ni trasvasar CFC, HCFC
Lista B, Grupo II: ni sus mezclas.
Tetracloruro de Carbono 0 5.228.149 5.228.149
1,1,1Tricloroetano 0 10.000 10.000
Lista C, Grupo III 0 0 0 ¿Qué otras disposiciones contiene el Decreto?
Lista D y mezclas 0 0 0 Las empresas distribuidoras y vendedoras, así
Lista E: R500, R501, R503 y R505 0 0 0 como las empresas del sector servicio que instalan,
máquinas que empleen o contengan SAO; así reparan o hacen mantenimiento de sistemas y equipos
como también las emisiones de SAO con moti- de refrigeración y aire acondicionado, que emplean
vo de reparaciones, limpieza y mantenimiento las sustancias controladas, tienen que utilizar cilin-
de equipos de refrigeración. dros recargables, deben disponer de equipos de
Los equipos que utilizan sustancias agotadoras de recuperación y detección de fugas, para evitar las
la capa de ozono abarcan una amplia variedad, emisiones a la atmósfera y contar con un personal
resumida en las siguientes categorías: entrenado en el manejo de estos equipos.
• Equipos, aparatos o máquinas y bombas de Estas disposiciones deben cumplirse para la
calor reversibles para acondicionamiento de inscripción obligatoria, a partir de los seis meses de la
aire, bien sea para edificaciones o para vehículos. fecha de publicación de este Decreto, en el Registro
de Actividades Susceptibles de Degradar el
• Refrigeradores, congeladores, máquinas y
Ambiente (RASDA), a cargo del Ministerio del
aparatos para producir frío, bombas de calor,
Ambiente y Los Recursos Naturales [MARN].
refrigeradores y congeladores combinados,
Adicionalmente se mantiene el Registro de produc-
enfriadores de agua y de botellas, mostradores
tores, exportadores e importadores de SAO, comple-
y vitrinas refrigeradas, grupos frigoríficos,
mentando las condiciones para continuar en el mismo
máquinas de hacer hielo, liofilizadores o
y la obligación de solicitar el permiso semestral para
criodesecadores, deshumectadores, aparatos
producir, importar y exportar las sustancias, previo
de licuar gases, entre otros.
cumplimiento de las condiciones para dicha solicitud.
• Vehículos terrestres o acuáticos de carga o de
Las empresas que importen sustancias prohibidas
pasajeros que tengan compartimientos con
bajo otra denominación o mediante cualquier otro
aire acondicionado o refrigerados.
procedimiento fraudulento serán sancionadas por
Todos estos equipos y aparatos se fabrican en la contrabando, de conformidad con la Ley Orgánica de
actualidad con sustitutos; sin embargo hay aparatos, Aduanas. Igualmente estarán cometiendo un ilícito
equipos y máquinas fabricados años atrás, que fun- aduanero quienes no presenten el permiso del
cionan con CFC. En el Decreto 3228 se prohíbe la Ministerio del Ambiente o incumplan con las normas
importación de estos artefactos usados que con- de envasado. Quienes adquieran mercancías ingre-
tengan o estén diseñados para usar CFC. sadas mediante procedimientos ilícitos, también serán
3) Queda prohibido el envasado de SAO en cilin- sancionados tras el decomiso de la mercancía.
dros a presión que por su diseño, válvulas y Las infracciones al Decreto o su incumplimiento
características de fabricación, no pueden ser serán sancionadas de conformidad con lo establecido
recargados, por lo tanto son envases dese- en las normas ambientales y de Aduanas.
¡Atención!
Las sustancias que no dañan la capa de ozono como el HFC134a, HFC23, HFC125, entre otras y algu-
nas mezclas como R507, R508, R407 y R410, no están sujetas al Decreto 3228, pero son sustancias que pro-
ducen calentamiento global, por lo tanto son también sustancias peligrosas. Estas sustancias, como no están
controladas, se pueden importar en envases desechables; sin embargo al ser envases desechables no pueden
ser recargados; los técnicos que compren estos productos en envases no recargables no deben intentar recar-
gar el envase ni reusarlo, sino que deben destruirlos por tratarse de envases de sustancias peligrosas.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-16-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
18 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
como los CFC, HCFC, HFC y otros (sistemas de posición, densidad y otras propiedades, si se trata de
absorción de amoníaco, de bromuro de litio, entre un fluido como el aire o el agua.
los más usuales); máquinas de aire en sistemas abier- Por consiguiente, se ha hecho necesario definir
tos o cerrados (muy ineficientes); equipos de en- una serie de fenómenos que involucran el proceso de
friamiento de baja capacidad (hasta 1 ton de refrig.) enfriamiento y también crear herramientas que
que usan el efecto Peltier o efecto termoeléctrico; faciliten tanto el uso de esas definiciones como la
otros sistemas refrigerantes a base de propano o comprensión directa a partir de las características de
butano y para refrigeración de muy baja temperatura cada fenómeno representado. Tal es el caso de los
se utiliza CO2. diagramas, gráficos y ecuaciones, por citar algunos.
La criogenia en sí constituye un área altamente
especializada de la refrigeración para lograr tempe-
5 Definiciones
raturas muy bajas hasta cerca del cero absoluto
(-273ºC), cuando se trata de licuar gases como helio,
hidrógeno, oxígeno, o en procesos de alta tecnología Debemos saber que la técnica de la refrigeración
y energía atómica. está íntimamente ligada con la termodinámica; es
La refrigeración mecánica se usa actualmente en decir relacionada con la transferencia de calor. Con
acondicionamiento de aire para el confort así como el fin de entender bien la acción de los refrigerantes
congelación, almacenamiento, proceso, transporte y dentro de un sistema es necesario conocer las leyes
exhibición de productos perecederos. Ampliando que gobiernan el proceso.
estos conceptos, se puede decir que sin la refri- Temperatura: La temperatura de un cuerpo es su
geración sería imposible lograr el cumplimiento de la estado relativo de calor o frío. Cuando tocamos un
mayoría de los proyectos que han hecho posible el cuerpo, nuestro sentido del tacto nos permite hacer
avance de la tecnología, desde la construcción de un una estimación aproximada de su temperatura, de
túnel, el enfriamiento de máquinas, el desarrollo de modo análogo a como la sensación de esfuerzo mus-
los plásticos, tratamiento de metales, pistas de pati- cular nos permite apreciar aproximadamente el valor
naje, congelamiento de pescados en altamar, hasta la de una fuerza. Para la medida de la temperatura
investigación nuclear y de partículas, aplicaciones en debemos hacer uso de una propiedad física medible
el campo de la salud y otros. que varíe con aquella, lo mismo que para la medida
Clasificación según la aplicación: de una fuerza empleamos alguna propiedad de un
cuerpo que varía con la fuerza, tal como un resorte
1. Refrigeración doméstica.
en espiral. El instrumento utilizado para la medición
2. Refrigeración comercial. de temperatura se denomina termómetro, en el cual
3. Refrigeración industrial. se emplean diversas propiedades de materiales que
4. Refrigeración marina y de transporte. varían con la temperatura, tales como: la longitud de
una barra, el volumen de un líquido, la resistencia
5. Acondicionamiento de aire de “confort”.
eléctrica de un alambre o el color del filamento de
6. Aire acondicionado automotriz una lámpara, entre otros.
7. Acondicionamiento de aire industrial. Escalas termométricas: Se ha definido dos
8. Criogenia. escalas de temperatura, una en el Sistema
Internacional [SI], cuya unidad es el grado centígra-
4 Objetivo de do [ºC] y la otra en el sistema inglés, en el cual la
unidad es el grado Fahrenheit [ºF].
la refrigeración mecánica
Ambas se basan en la selección de dos tempera-
turas de referencia, llamados puntos fijos: el punto
El objetivo de la refrigeración mecánica es enfriar de fusión del hielo [mezcla de agua saturada de aire
un objeto o ambiente por medio de los dispositivos y hielo] y el punto de ebullición del agua, ambos a
desarrollados por el ser humano para este fin. la presión de una atmósfera.
Para lograr este propósito partimos de En la escala del SI [centígrada] el punto de
conocimientos de la física de los materiales y en par- fusión del hielo corresponde al cero de la escala y
ticular, los gases, según los cuales, el calor, como el punto de ebullición del agua a la división 100.
forma de energía, siempre tiende a fluir hacia un con- En la escala del sistema inglés [Fahrenheit], estos
torno más frío. Este proceso físico se efectúa a mayor puntos característicos corresponden a las divisiones
o menor velocidad según las características de 32 y 212 respectivamente.
resistencia que oponga el material por el cual el calor
circula, si es un sólido; o según la velocidad, forma,](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-18-320.jpg)
![CAPÍTULO III:
REFRIGERACION
19
En la escala centígrada cada división es 1/100 Como la temperatura de fusión del hielo en la escala
parte del rango definido y se le denomina grado cen- Fahrenheit está 32F por encima del cero de esta
tígrado. En la escala Fahrenheit se obtiene dividien- escala, debemos sumarle esto al resultado anterior
do la longitud de la columna entre los puntos fijos en para encontrar su equivalencia: 27 + 32 = 59F.
180 divisiones. Ambas escalas pueden prolongarse Expresado esto como una fórmula:
por fuera de los puntos de referencia. No existe un
límite conocido para la máxima temperatura alcan-
zable, pero si lo hay para la temperatura mínima. tF = 9/5 tC + 32
Este valor se denomina cero absoluto y corresponde
a - 273,2ºC.
y su inversa:
Escala absoluta Temperatura de fusión Temperatura de
del hielo ebullición del agua
tC = 5/9 (tF - 32)
Kelvin 273K 373K
Rankine 492R 672R
Fórmulas éstas muy fáciles de memorizar y de
gran utilidad cuando no se dispone de una tabla de
Existe una tercera escala cuyo punto cero coin- conversión y se necesita hacer la conversión en el
cide con el cero absoluto y tiene sus equivalencias en campo.
la escala centígrada y Fahrenheit. Estas escalas se Energía: Un cuerpo posee energía cuando es
denominan absolutas. La escala centígrada absoluta capaz de hacer trabajo mecánico mientras realiza un
se denomina también Kelvin y la escala Fahrenheit cambio de estado. La unidad de energía térmica es el
absoluta se denomina Rankine. Las temperaturas de joule [J], la kilocaloría [kcal], y British Thermal Unit
la escala Kelvin exceden en 273º las correspon- [Btu]; para la energía eléctrica es el kilovatio hora
dientes de la escala centígrada y la escala Rankine [Kwh].
en 460º a las de la escala Fahrenheit. Por lo tanto • Energía cinética: es la energía que posee un
los puntos de fusión del hielo y de evaporación en las cuerpo debido a su movimiento.
escalas equivalentes absolutas serán: • Energía potencial: es la energía debida a su
Expresado en fórmulas: posición o configuración.
• Energía interna: podemos elevar la temperatu-
TK [Kelvin] = 273 + tC ra de un cuerpo, bien poniéndolo en contacto
TR [Rankine] = 460 + tF con otro segundo cuerpo de temperatura más
elevada, o realizando trabajo mecánico sobre
él; por ejemplo, el aire comprimido por una
En virtud de que las escalas, centígrada y bomba de bicicleta se calienta cuando empu-
Fahrenheit se dividen en 100 y 180 divisiones respec- jamos el pistón hacia abajo, aunque también
tivamente, el intervalo de temperatura correspon- podría calentarse colocándolo en un horno. Si
diente a un grado centígrado es 180/100 o sea 9/5 analizáramos una muestra de este aire
del intervalo de temperatura correspondiente a un caliente, sería imposible deducir si fue calen-
grado Fahrenheit. tado por compresión o por flujo calorífico
El punto cero de la escala Fahrenheit está eviden- procedente de un cuerpo más caliente. Esto
temente 32F por debajo del punto de fusión del promueve la cuestión de si está justificado
hielo. Se consideran negativas las temperaturas por hablar del calor de un cuerpo, puesto que el
debajo del cero de cada escala. estado presente del cuerpo puede haberse
Para convertir una temperatura expresada en una alcanzado suministrándole calor o haciendo
escala en su valor correspondiente en la otra escala, trabajo sobre él. El término adecuado para
recurrimos al siguiente razonamiento, a partir de un definir este estado es el de energía interna. La
ejemplo: una temperatura de 15ºC es un valor situa- energía interna de un gas a baja presión puede
do 15 unidades en esa escala por encima del punto identificarse con la suma de las energías
de fusión del hielo. Puesto que ya vimos que una cinéticas de sus moléculas. Tenemos eviden-
división en la escala centígrada equivale a 9/5 de cias exactas de que las energías de las
división en la escala Fahrenheit, un intervalo de 15ºC moléculas y sus velocidades, sea el cuerpo
corresponde a un intervalo de 15 x 9/5 = 27F y por sólido, líquido o gaseoso, aumentan al aumen-
consiguiente esta temperatura se encuentra un inter- tar la temperatura.
valo de 27F por encima del punto de fusión del hielo.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-19-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
20 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
Equivalente mecánico del calor: La energía en mayor parte de los fines la diferencia es lo bastante
forma mecánica se mide en ergios, julios, kilo- pequeña para que pueda considerarse despreciable.
grámetros, o libras-pie; la energía en forma térmica Es esencial aclarar la diferencia entre cantidad de
se mide en caloría, kilocaloría o Btu. calor y temperatura. Estas expresiones suelen con-
Se define la kilocaloría como 1/860 Kw-h, luego, fundirse en la vida ordinaria. Para ello, un ejemplo:
por definición: Supuestos dos recipientes idénticos, montados
1 cal = 4,18605 julios sobre mecheros de gas idénticos, uno de ellos con
1 kilocaloría = 4186,05 julio = 427,1 kgm una pequeña y el otro con una gran cantidad de
agua, ambos a la misma temperatura inicial, digamos
1 Btu = 778.26 libras-pie
20ºC; si los calentamos durante el mismo tiempo
Trabajo: se lo representa por la letra [W], es el comprobaremos mediante termómetros, que la tem-
resultado de aplicar una fuerza sobre un objeto y peratura de la pequeña cantidad de agua se habrá ele-
obtener movimiento en el sentido de la fuerza aplicada. vado más que la de la gran cantidad. En este ejemplo
Calor: se lo representa generalmente por la letra se ha suministrado la misma cantidad de calor a cada
[Q]. Es una forma en que se manifiesta la energía. El recipiente de agua obteniéndose un incremento de
calor, como la energía mecánica, es una cosa intan- temperatura distinto. Continuando el experimento, si
gible, y una unidad de calor no es algo que pueda nos proponemos alcanzar una misma temperatura
conservarse en un laboratorio de medidas. La canti- final, digamos 90ºC, es evidente que la alcanzaremos
dad de calor que interviene en un proceso se mide más rápidamente en el recipiente con menor cantidad
por algún cambio que acompaña a este proceso, y de agua, o lo que es igual, habremos necesitado
una unidad de calor se define como el calor nece- menor cantidad de calor en este caso; o sea para un
sario para producir alguna transformación tipo con- mismo rango de temperatura, las cantidades de calor
venida. Citaremos tres de estas unidades: la caloría- necesarias han sido significativamente distintas.
kilogramo, la caloría-gramo y la unidad térmica En términos termodinámicos se interpreta que el
británica [Btu]. calor es la forma de energía que pasa de un cuerpo a
• Una caloría-kilogramo o kilocaloría es la can- otro en virtud de una diferencia de temperatura entre
tidad de calor que ha de suministrarse a un ellos.
kilogramo de agua para elevar su temperatura
en un grado centígrado
Termodinámica
• Una caloría-gramo es la cantidad de calor que
La termodinámica estudia cuestiones eminente-
ha de suministrarse a un gramo de agua para
mente prácticas. Considera un sistema perfectamente
elevar su temperatura en un grado centígrado.
definido (el gas contenido en un cilindro, una canti-
• Un Btu es la cantidad de calor que ha de sum- dad de determinada sustancia, por ejemplo vapor de
inistrarse a una libra de agua para elevar su un gas refrigerante que se expande al pasar por un
temperatura en un grado Fahrenheit. orificio, etc.), el cual es obligado a actuar directa-
Evidentemente, 1 caloría-kilogramo = 1000 mente sobre el medio exterior y realizar, mediante la
calorías-gramo generación de fuerzas que producen movimientos,
Puesto que 1 libra = 0,454 kilogramos y 1F = una acción útil. No toma en consideración los pro-
5/9ºC, la Btu puede definirse como la cantidad de cesos internos de la materia que no afectan al medio
calor que ha de suministrarse a 0,454 kg de agua circundante y que no tienen utilidad práctica o ser
para elevar su temperatura en 5/9ºC, y equivale a: medidos, por ejemplo la acción intermolecular o
1 Btu = 0,454 kilogramos X 5/9ºC = 0,252 kcal. entre los electrones interactuando entre sí que solo
originan trabajo interno.
Por consiguiente,
Primer principio de la termodinámica
1 Btu = 0,252 kcal = 252 cal
Trabajo y calor en ciclo cerrado: si consideramos
dos estados posibles [U1] y [U2] de energía interna de
Relación cuyo valor es muy útil recordar para cál- una sustancia (un gas refrigerante), definidos por: una
culos en el campo. presión, una temperatura y un volumen, p1, t1, v1 y
Las unidades de calor definidas varían levemente p2, t2, v2; confinada en un sistema cerrado, com-
con la temperatura inicial del agua. Se conviene ge- puesto de dos serpentines [A] y [B], separados por un
neralmente utilizar el intervalo de temperatura entre compresor y un orificio de restricción del flujo,
14,5ºC y 15,5ºC en el sistema internacional SI y entre conectados a ambos de manera que la sustancia pase
63F y 64F en el sistema inglés de medidas. Para la del serpentín [A] al [B] por el compresor y del [B] al](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-20-320.jpg)
![CAPÍTULO III:
REFRIGERACION
21
[A] por el orificio, cerrando un circuito; para que Esto significa que el serpentín que se emplea para
haya un cambio desde uno de estos estados, [U1] al enfriar el gas (el condensador) debe manejar (entre-
otro, [U2] hay que realizar un trabajo [W] sobre él, gar al medio externo de intercambio (aire o agua) la
para lo cual empleamos el compresor, enviando la suma del trabajo realizado por el compresor, además
sustancia hacia el serpentín [B], donde adopta la del calor extraído de la máquina frigorífica.
condición de estado definida por p2, t2, v2. Poste- La búsqueda de la eficiencia es una meta princi-
riormente se lo devuelve al estado inicial [U1], per- pal en refrigeración y para medirla definimos la
mitiéndole perder presión hasta el valor inicial relación entre trabajo consumido [W] y calor extraí-
haciéndole pasar por el orificio desde el serpentín [B] do [Q1], como:
al serpentín [A], donde alcanza el estado definido
Q1/W
por p1, t1, v1. La expansión del gas produce un efec-
to refrigerante que necesita absorber calor [Q]. Y como W = Q2 - Q1, la expresión para la efi-
ciencia térmica queda:
En el proceso descrito vemos que hemos pasado
de una condición de estado a otra mediante el aporte
de trabajo mecánico [W] y hemos vuelto a la condi- Q1
ción de estado primitiva, no por vía de trabajo Eficiencia =
Q2 - Q1
mecánico, sino por absorción de calor [Q].
Se puede hacer la siguiente afirmación, expresa-
da en forma matemática: El coeficiente de desempeño se usa para definir
la eficiencia de un compresor. Se lo expresa como la
U2 - U1 = Q - W
relación entre la cantidad de calor que el compresor
Despejando [Q]: puede absorber, bajo condiciones de funcionamiento
Q = U2 - U1 + W normalizadas, y la potencia eléctrica suministrada a
Conocida como la expresión del primer principio este para tal fin. Las unidades empleadas son:
de la termodinámica: "La variación de la energía [Btu/Wh] o Kcah/kwh].
interna de una sustancia no depende de la manera A mayor capacidad de un compresor, aumenta
en que se efectúe el cambio [la trayectoria del tra- este valor por cuanto los componentes intrínsecos
bajo] por el cual se haya logrado esa variación". que consumen energía, tales como fricción, pérdidas
Es el principio fundamental en que se basa la de carga, etc. son proporcionalmente menores, así,
refrigeración y en la práctica significa que es imposi- en pequeños compresores empleados en refri-
ble crear o destruir energía, también enunciado geración doméstica este valor es del orden de 4 ~ 5
como: "nada se pierde, nada se gana, todo se Btu/Wh, en tanto que en compresores de ma-
transforma". yores capacidades, estos valores son típicamente de
10 ~12 Btu/Wh.
Segundo principio de la termodinámica Calor específico: es numéricamente igual a la
cantidad de calor que hay que suministrar a la unidad
El segundo principio de la termodinámica de masa de una sustancia para incrementar su tem-
establece que "es imposible construir un motor o peratura en un grado. Las sustancias difieren entre sí
máquina térmica tal que, funcionando periódica- en la cantidad de calor necesaria para producir una
mente, no produzca otro efecto que el de tomar elevación determinada de temperatura sobre una
calor de un foco calorífico y convertir íntegramente masa dada. Si suministramos a un cuerpo una canti-
este calor en trabajo". dad de calor, que llamaremos Q, que le produce una
Aplicado a máquinas frigoríficas, las cuales elevación t de su temperatura, llamamos capaci-
pueden ser consideradas como motores térmicos fun- dad calorífica de ese cuerpo a la relación Q/ t y se
cionando en sentido inverso, podemos establecer un expresa ordinariamente en calorías por grado centí-
enunciado aplicable a estas: "es imposible construir grado [cal/ºC] o en British Thermal Units por grado
una máquina frigorífica que, funcionando periódica- Fahrenheit [Btu/F]. Para obtener una cifra que
mente (según un ciclo), no produzca otro efecto caracterice a la sustancia de que está hecho un cuer-
que transmitir calor de un cuerpo frío a otro caliente." po, se define la capacidad calorífica específica, o abre-
Una máquina frigorífica toma calor [Q1] a baja viadamente calor específico, a la capacidad calorífi-
temperatura, el compresor suministra trabajo mecáni- ca por unidad de masa de esa sustancia y lo deno-
co [W] y la suma de ambos se expulsa al exterior en minamos c =capacidad calorífica/masa = Q/ t/m =
forma de calor [Q2] a temperatura más alta. Q/ t.m
Del primer principio, esto se expresa: El calor específico de una sustancia puede con-
Q2 = Q1 + W siderarse constante a temperaturas ordinarias y en](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-21-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
22 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
intervalos no demasiado grandes. A temperaturas los átomos en las moléculas es denominado
muy bajas, próximas al cero absoluto, todos los calor latente y no se puede medir con ter-
calores específicos disminuyen, y para ciertas sustan- mómetro.
cias se aproximan a cero. • Entalpía: está identificada como una h y se
Calor latente de vaporización: es el calor en expresa en BTU/libra, o Kcal/kg. Es el resulta-
BTU [KCAL] requerido para llevar 1 libra [1 kilo- do de la suma de la energía interna U y el
gramo] de un fluido, de estado líquido a gaseoso en calor equivalente al trabajo hecho sobre el sis-
estado de saturación a presión constante. Este valor tema en caso de haber flujo. En estado esta-
desciende inversamente con el cambio de presión. La cionario es igual al calor total contenido o Q.
temperatura se mantiene constante durante todo el • Entropía: está identificada como S y se expre-
proceso de cambio. sa en BTU/ºF*libra o Kcal/ºC*kg. El cambio de
Calor latente de fusión: es el calor necesario en entropía es igual al cambio de contenido de
BTU [KCAL] necesario para cambiar 1 libra [1kilo- calor dividido por la temperatura absoluta Tk.
gramo] de una sustancia de estado sólido a líquido.
La temperatura se mantiene constante durante el
7 Cambio de estado
proceso.
de los gases
Los cambios termodinámicos de un estado a otro
Energía térmica - Formas de transmisión tienen lugar de varias maneras, que se denominan
La energía térmica se puede transmitir como procesos:
calor de tres maneras:
• Adiabático: es aquel en el cual no hay entra-
Radiación: es la transmisión de energía cinética da ni salida de calor. El proceso de expansión
interna en forma de emisión de ondas electromag- de un gas comprimido se entiende como adia-
néticas de un cuerpo a otro (no necesita medio sóli- bático porque se efectúa muy rápido.
do ni fluido).
• Isotérmico: el cambio se efectúa a temperatu-
Conducción: se efectúa en sólidos y se entiende ra constante durante todo el proceso.
como la transferencia de energía cinética como
• Isoentrópico: el cambio se efectúa a entropía
vibración molecular.
constante.
Convección: es la transferencia de energía térmi-
• Politrópico: el cambio se efectúa según una
ca por el movimiento de masa.
ecuación exponencial.
Se han enunciado solamente algunos de los prin-
cipios termodinámicos que los técnicos de refri-
geración deben reconocer y aplicar en sus activi- 8 Gráfico de Mollier
dades cotidianas; pero es necesario profundizar en su Todos los gases refrigerantes tienen tabuladas sus
conocimiento y en el de todos los fenómenos físicos propiedades en función de la temperatura, presión y
que se producen en un sistema de refrigeración. Se volumen. Además se han diseñado herramientas de
recomienda que los técnicos adquieran estos ayuda para facilitar el entendimiento y cálculo del
conocimientos en cursos especializados. comportamiento de ellos durante los cambios de
estado o en cualquier condición que se encuentren.
6 Propiedades de los gases Para ello es necesario conocer la Presión o la
temperatura si el gas está en cambio de fase, o conocer
Para comprender bien un sistema de refrigeración
presión y temperatura si es un gas sobrecalentado.
es necesario conocer las propiedades fundamentales
de los gases refrigerantes empleados. El gráfico de Mollier es una ayuda de gran valor
tanto para calcular como para visualizar un proceso
Las propiedades de presión, temperatura y volu-
y o analizar un problema en cualquier equipo que se
men se dan por conocidos. Otras propiedades ter-
esté diagnosticando.
modinámicas definidas son:
Aquí es importante destacar que de la compara-
• Energía interna: está identificada como U y se
ción entre gráficos de distintos gases, permite apre-
expresa como BTU/libra, o Kcal/kg. Es pro-
ciar las diferencias de presiones y temperaturas de
ducida por el movimiento y configuración de
operación que se lograrán en un mismo sistema si se
las moléculas, los átomos y las partículas suba-
efectúa una sustitución de refrigerante y las conse-
tómicas. La parte de energía producida por el
cuencias en cuanto a seguridad, pérdida o ganancia
movimiento de las moléculas es llamada energía
de eficiencia y logro de la temperatura de trabajo
sensible interna y se mide con el termómetro y
deseada.
la energía producida por la configuración de](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-22-320.jpg)
![CAPÍTULO III: 23
REFRIGERACION
Gráfico de Mollier.
8.1 Análisis del gráfico La zona de vapor indica el paso de líquido a gas
y ocurre a presión y temperatura constante, hasta que
todo el fluido se haya evaporado. Por consiguiente,
El gráfico tiene en su ordenada la presión abso-
durante este proceso vemos que la cantidad de líqui-
luta [en psia o en Kg/cm2 absolutos] a escala logarít-
do va disminuyendo mientras que el vapor va aumen-
mica y en la coordenada o abcisa, la entalpía en
tando, cambiando solamente la entalpía.
BTU/lbm o en Kcal/kgm a escala lineal.
La línea derecha de la curva indica el fin de la
Ahora bien, en este gráfico encontramos tres
evaporación, se denomina línea de vapor saturado y
zonas bien definidas:
en este punto se inicia el proceso denominado de
• Zona de líquido. recalentamiento y por lo tanto todo el gas es sobre-
• Zona de vapor (o cambio de estado de líqui- calentado. Después de esa línea todo el fluido o
do a gas en la ebullición). refrigerante poseerá otras condiciones que dependen
• Zona de gas. de la temperatura y la presión.
La línea izquierda de la curva indica el inicio de El punto de unión de las líneas de líquido saturado
la evaporación y se denomina línea de líquido saturado. y de vapor saturado se denomina punto crítico y en
En este punto se inicia la evaporación del líquido (en él, tanto la temperatura como la presión se denominan
nuestro caso del refrigerante) y varía según la presión temperatura crítica y presión crítica respectiva-
y la temperatura. mente. En este punto el refrigerante puede estar
como líquido o como vapor y no tiene un valor](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-23-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
24 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
determinado de calor latente de vaporización. Por Las líneas de volumen específico constante del
encima de este punto el gas no pasa a fase liquida a gas refrigerante están indicadas en metros cúbicos
pesar de la presión. por kilogramo del material [m3/kg] y están dibujadas
El proceso de evaporación bajo las condiciones en la zona de gas sobrecalentado. Esta información
de presión o temperatura predeterminada, es progre- nos permite conocer las características del gas en un
sivo y un punto cualquiera de él identifica por- punto y en particular, en el ciclo de refrigeración,
centualmente la cantidad de líquido convertido en para conocer el volumen o la masa manejados por el
vapor y se define como calidad del vapor y en el grá- compresor.
fico podemos leer la entalpía [h] que le corresponde, La breve descripción del gráfico de Mollier
o sea la entalpía que el refrigerante tiene en ese [Figura IV-a] antes hecha se puede entender mejor
punto. Esas líneas están dibujadas en la zona de con ejercicios de aplicación en cada caso particular,
evaporación de arriba hacia abajo y naturalmente o con ejemplos, como veremos a continuación.
están contenidas entre 0 (totalmente líquido) y 1
(totalmente vapor). La suma de puntos de calidad 1
corresponde a la línea de vapor saturado 8.2 Ciclo mecánico de
Por fuera de la curva de vapor, las líneas de tem-
refrigeración
peratura constante están dibujadas casi verticalmente
hacia arriba en la zona de líquido y casi vertical- En el gráfico siguiente se superponen un esquema
mente hacia abajo en la zona de gas sobrecalentado. de un sistema de refrigeración y un gráfico de Mollier
Las líneas de entropía [s] constante están dibu- para destacar la correlación que existe entre ambos
jadas en la zona de gas sobrecalentado. En el caso de cuando se identifican los procesos que se llevan a
un ciclo de refrigeración, representan el proceso de cabo en cada uno de los cuatro componentes princi-
compresión del refrigerante, el cual sucede isoen- pales de un sistema de refrigeración con los puntos
trópicamente. característicos que identifican cada uno de los pasos
en el diagrama de Mollier.
Diagrama de un ciclo básico de refrigeración.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-24-320.jpg)
![CAPÍTULO III:
REFRIGERACION
25
Debemos recordar que el objeto de un proceso de estado de líquido a gas, extrayendo dicho calor de los
de refrigeración es extraer calor de los materiales: productos o del medio que se desea refrigerar.
alimentos, bebidas, gases y de cualquier otro material El evaporador debe ser calculado para que
que deseemos enfriar, valiéndonos de los principios garantice la evaporación total del refrigerante y pro-
de la física como del conocimiento del ingenio humano ducir un ligero sobrecalentamiento del gas antes de
sobre el comportamiento de los fluidos y materiales salir de él, evitando el peligroso efecto de entrada de
desarrollados durante el avance de la tecnología. líquido al compresor, que puede observarse como
Como su nombre, ciclo, lo indica, se trata de un presencia de escarcha en la succión, lo cual prácti-
proceso cerrado en el cual no hay pérdida de materia camente representa una condición que tarde o tem-
y todas las condiciones se repiten indefinidamente. prano provocará su falla.
Dentro del ciclo de refrigeración y basado en la Cumpliendo el ciclo, el sistema se cierra nueva-
presión de operación se puede dividir el sistema en mente al succionar el refrigerante el compresor en
dos partes: condiciones de gas sobrecalentado.
• Lado de alta presión: parte del sistema que
esta bajo la presión del condensador. 8.2.3 Otros dispositivos
• Lado de baja presión: parte del sistema que
esta bajo la presión del evaporador.
Adicionalmente, usualmente se insertan a ambos
El proceso básico del ciclo consta de cuatro lados de presión (alta/Baja) en el sistema, con fines
elementos. de seguridad y de control, varios dispositivos como
son:
8.2.1 Lado de alta presión Filtro secador: su propósito es retener la
humedad residual contenida en el refrigerante y al
mismo tiempo filtrar las partículas sólidas tanto de
Compresor: (1-2) comprime el refrigerante en
metales como cualquier otro material que circule en
forma de gas sobrecalentado. Este es un proceso a
el sistema. Normalmente se coloca después del con-
entropía constante y lleva el gas sobrecalentado de la
densador y antes de la entrada del sistema de expan-
presión de succión (ligeramente por debajo de la pre-
sión del líquido. La selección del tamaño adecuado
sión de evaporación) a la presión de condensación,
es importante para que retenga toda la humedad
en condiciones de gas sobrecalentado.
remanente, después de una buena limpieza y
Condensador: (3-4) extrae el calor del refriger- evacuación del sistema.
ante por medios naturales o artificiales (forzado). El
Visor de líquido: su propósito es el de supervisar
refrigerante es recibido por el condensador en forma
el estado del refrigerante (líquido) antes de entrar al
de gas y es enfriado al pasar por los tubos hasta con-
dispositivo de expansión. Al mismo tiempo permite
vertir toda la masa refrigerante en líquido; su diseño
ver el grado de sequedad del refrigerante.
debe garantizar el cumplimiento de este proce-
so, de lo contrario se presentarán problemas de Separador de aceite: como su nombre lo indica,
funcionamiento. retiene el exceso de aceite que es bombeado por el
compresor con el gas como consecuencia de su mis-
Para condensadores enfriados por aire, puede
cibilidad y desde allí lo retorna al compresor direc-
decirse que la temperatura del refrigerante en un
tamente, sin que circule por el resto del circuito de
condensador debe estar 15K por encima de la tem-
refrigeración. Solo se lo emplea en sistemas de
peratura promedio del aire alrededor de este (tem-
ciertas dimensiones.
peratura del condensador = temperatura ambiente
+ 15ºC). Existen otros dispositivos que han sido desarrollados
para mejorar la eficiencia del ciclo de refrigeración,
Dispositivo de expansión: (5-6) es el elemento
tanto en la capacidad de enfriamiento (subenfriamiento),
que estrangula el flujo del líquido refrigerante para
como en el funcionamiento (control de ecualización);
producir una caída súbita de presión obligando al
o para proteger el compresor como es el caso de los
líquido a entrar en evaporación. Puede ser una válvu-
presostatos de alta y baja que bloquean el arranque
la de expansión o un tubo de diámetro muy pequeño
del compresor bajo condiciones de presiones en
en relación a su longitud [capilar].
exceso o en defecto del rango permitido de operación
segura, e impiden que el compresor trabaje en sobrecar-
8.2.2 Lado de baja presión ga o en vacío y los filtros de limpieza colocados en la
línea de succión del compresor en aquellos casos en
Evaporador: (6-7) suministra calor al vapor del que se sospeche que el sistema pueda tener vestigios
refrigerante que se encuentra en condiciones de cambio no detectados de contaminantes.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-25-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
26 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
8.3 Relación entre el ciclo constante. Este sobrecalentamiento nos permite ase-
de refrigeración gurar que el refrigerante será aspirado siempre como
mecánica y el gráfico gas. Esta parte del sistema es lo que se conoce como
lado de baja presión del sistema.
de Mollier
En ocasiones se aprovecha la baja temperatura, a
través de una disposición de las tuberías de retorno
Es importante recordar que el gráfico de Mollier de gas al compresor y el dispositivo de expansión (en
indica en el eje horizontal (o abcisa) la variación de la caso de que este sea un tubo capilar), dispuestas en
entalpía y en el eje vertical (u ordenada), la variación contacto directo, en forma de intercambiador de
de la presión absoluta. En el ciclo de refrigeración calor, para subenfriar el refrigerante después de la sali-
ilustrado se ha presentado al mismo tiempo el ciclo da del condensador, permitiendo ganar rendimiento del
teórico y el ciclo real. Allí, al analizar con atención evaporador equivalente al segmento [4-5].
podemos observar y visualizar todos los pasos que
Adicionalmente, el profesional que analiza el dia-
ocurren dentro del sistema de refrigeración, así:
grama de Mollier podrá calcular para cualquier ciclo
Arrancamos el proceso desde el punto 1 represen- diseñado, la cantidad de calor que debe ser manejado en
tado en la figura. Involucra el proceso [1-2] corres- él y seleccionar el equipamiento necesario (compresor,
pondiente al trabajo introducido por el compresor condensador, válvula de expansión, evaporador) según
que lleva el gas del punto 1 al 2 transcurriendo a la masa de refrigerante a circular por el sistema.
entropía constante. El refrigerante sale en forma de
gas sobrecalentado y va perdiendo calor rápidamente
(de 2 a 3), a presión aproximadamente constante. 8.4 Herramientas
Luego dentro del condensador, bien sea por medios computacionales para
naturales (convección natural) o por ventilación forza- el cálculo de sistemas
da, se extrae el calor del refrigerante (de 3 a 4), proce- de refrigeración
so que transcurre a presión y temperatura constantes.
Allí, el refrigerante pasa de ser vapor saturado seco
(gas), en el punto 3, a líquido o vapor saturado húme- Se recomienda a los profesionales de la refri-
do en el punto 4 y aproximadamente una vuelta antes geración que aún no estén familiarizados con la
de la salida del condensador. En la última parte del navegación en Internet, que adquieran las habili-
condensador, que corresponde al segmento [4-5], el dades necesarias para hacerlo, pues en Internet se
refrigerante en forma de líquido experimenta un enfria- publican informaciones valiosas que deben ser
miento adicional (tendiendo a la temperatura am- tenidas en cuenta para mejorar los procedimientos
biente) y menor que la temperatura de condensación; empleados en servicios y se obtiene información
denominando a esta parte zona de subenfriamiento. actualizada sobre las características y principios de
Los procesos descriptos hasta ahora están dentro de lo funcionamiento de gran cantidad de dispositivos y sis-
que se definió como lado de alta presión del sistema. temas que pueden serle de valiosa ayuda en su trabajo.
Luego de estar en el punto [5], se inicia una caída Debido a la complejidad de los cálculos para un
súbita de presión que ocurre en el dispositivo de sistema de refrigeración o para el acondicionamiento
expansión, correspondiendo a los puntos [5-6]. Este de ambientes, aunado a la tendencia y necesidad de
es un proceso adiabático, es decir que sucede a orden mundial cada vez mayor, de ser eficientes
entalpía constante. Podemos observar que la salida energéticamente hablando, se han desarrollado un
del vapor en el punto 6 no corresponde con la línea gran número de herramientas computacionales (soft-
de líquido saturado sino que se presenta como una ware) para la asistencia en el diseño de estos sistemas.
mezcla de vapor con baja calidad (Baja sequedad). La Universidad Técnica de Dinamarca, por
En ese punto se inicia el recorrido del vapor por el ejemplo, ha desarrollado un programa de cálculo de
evaporador entre los puntos 6 y 7, tomando el calor sistemas de refrigeración que cubre diversos aspectos
que necesita para completar la evaporación a presión de diseño y aplicaciones, de libre acceso, que resul-
y temperatura constantes y es en este proceso cuan- ta ser una herramienta de gran utilidad para explicar
do se realiza el efecto de refrigeración, o lo que es los diversos fenómenos que se llevan a cabo en un
igual el enfriamiento de las superficies que están en sistema de refrigeración. También resulta de utilidad
contacto con el evaporador. Antes de salir del práctica como guía para el cálculo efectivo de sis-
evaporador (algunas vueltas) el refrigerante ha llega- temas y la toma de decisiones en el diseño. El idioma
do a condiciones de saturado seco (gas) en 7 y sigue empleado es el inglés. La dirección de Internet [URL]
calentándose hasta llegar a la succión del compresor en la WWW [World Wide Web] es:
de 7 a 1, nuevamente a presión aproximadamente
http://www.et.web.mek.dtu.dk/Coolpack/UK/download.html](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-26-320.jpg)
![CAPÍTULO IV:
GASES
27
REFRIGERANTES
CAPÍTULO IV GASES REFRIGERANTES
Los refrigerantes son los fluidos de transporte que R11 [CFC11], (punto de evaporación 23,8ºC),
conducen la energía calorífica desde el nivel a baja empleado en chillers centrífugos y como agente
temperatura [evaporador] al nivel a alta temperatura espumante. SAO, cuya producción y empleo está
[condensador], donde pueden ceder su calor. actualmente siendo eliminado progresivamente.
Los atributos que deben considerarse en los sis- R12 [CFC12], (punto de evaporación - 29,8ºC),
temas de compresión de vapor son: se le ha empleado desde su desarrollo en una amplia
• El punto de ebullición normal. variedad de sistemas de refrigeración y A/A; conoci-
do como: Forane 12, Isotrón 12, Genetrón 12, Freón
• El punto de condensación normal.
12 o simplemente refrigerante F12; SAO, cuya pro-
Ambos deben encontrarse a temperaturas y pre- ducción y empleo está actualmente siendo eliminado
siones manejables y seguras para reducir los riesgos progresivamente.
de entrada de aire al sistema.
R22 [HCFC22], (punto de evaporación -40,8ºC),
Adicionalmente, el punto crítico debe ser lo más empleado en A/A residencial. Si bien su PAO es
alto posible para hacer más eficiente el proceso de menor que el de los CFC, su producción y empleo
evaporación. comenzará a reducirse a partir de 2016 y eliminada
Las propiedades térmicas deseadas en los después de 2040.
refrigerantes son: R502 [mezcla azeotrópica de R22 (48,8%) y
• Presiones convenientes de evaporación y R115 (51,2%), (punto de evaporación -45,4ºC),
condensación, empleado en refrigeración industrial de baja tempe-
• Alta temperatura crítica y baja temperatura de ratura. Ya casi no se lo utiliza debido a su escasez.
congelamiento, Ha sido sustituido por otras mezclas con menor PAO.
• Alto calor latente de evaporación y alto calor R717 [NH3], amoníaco, (punto de evaporación -
específico del vapor, 33ºC) se ha usado desde un principio en una amplia
• Baja viscosidad y alta conductividad térmica gama de aparatos y sistemas de refrigeración y
de la película. recientemente se le sigue empleando en grandes
instalaciones industriales y comerciales. Es tóxico, de
Otras propiedades deseables son:
acción corrosiva sobre las partes de cobre, zinc o
• Bajo costo. sellos que contengan estos metales; tiene elevado
• Químicamente inerte bajo las condiciones de calor latente de evaporación, y relación de presión-
operación. volumen específico, convenientes.
• Químicamente inerte con los materiales con R744, [CO2] dióxido de carbono, (punto de evap-
que esté construido el sistema de refrigeración. oración -78.5ºC) fue usado mucho tiempo como
• Bajo riesgo de explosión solo o al contacto refrigerante seguro; la exposición en recintos cerra-
con el aire. dos no es peligrosa a bajas concentraciones, pero
• Baja toxicidad y potencial de provocar tiene el inconveniente de requerir elevadas pre-
irritación. siones.
• Debe ser compatible y parcialmente miscible R764, [SO2] dióxido de azufre, (punto de evapo-
con el aceite utilizado en el sistema. ración -10ºC) sólo se usó en pequeños equipos de
refrigeración. Es muy irritante y corrosivo y su uso en
• Las fugas deben ser detectadas fácilmente. grandes instalaciones resulta peligroso. Por tal razón
• No debe atacar el medio ambiente ni actuar su uso fue discontinuado.
como agente catalizador que deteriore el R40, [CH3Cl] cloruro de metilo, también conoci-
equilibrio ecológico. do como clorometano o monoclorometano, (punto
de evaporación -23.8ºC) fue usado en unidades de
1 Refrigerantes aire acondicionado pequeñas y medianas. Es alta-
históricamente más mente inflamable (temperatura de ignición 632ºC),
comunes de uso altamente peligroso, anestésico en concentra-
ciones del 5 al 10% por volumen y fue reemplazado
por los CFC y HCFC. Pequeñas cantidades de
Los refrigerantes más comunes, empleados humedad en el sistema producen congelamiento en
tradicionalmente en refrigeración se mencionan a la válvula de expansión.
continuación:](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-27-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
28 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
2 Tipo de gases refrigerantes Los refrigerantes halogenados más comunes son
y nomenclatura clorofluorocarbonos, hidroclorofluorocarbonos e
hidrofluorocarbonos.
2.1 Refrigerantes
halogenados 2.1.1 Clorofluorocarbonos
[CFC]
Llamados así por contener en su estructura
molecular átomos de cloro, flúor o ambos. R12 (CFC12), nomenclatura científica: diclorodi-
Sustituyeron a la mayor parte de los refrigerantes, fluorometano [CFl2Cl2], fue sintetizado en 1928 por
tales como el amoníaco [NH3], el anhídrido carbóni- científicos de una transnacional automotriz iniciando
co [CO2], El dióxido de azufre [SO2], el cloruro de su producción en 1936. Fue ampliamente utilizado
metilo [ClCH3], el dicloroetano [C2H4Cl2], cuando en casi todos los equipos de refrigeración doméstica
su aplicación cumplía los requerimientos del diseño y aire acondicionado de vehículos. Aún es muy po-
del equipo, tanto en temperaturas como presiones. pular en los servicios de reparación y justamente por
Son químicamente estables, de baja toxicidad, lo extensivo de su empleo, los instructores y técnicos
con características térmicas muy buenas y hasta los deben cerciorarse de que los participantes en los
años 70 fueron considerados ideales para la refri- talleres de capacitación sobre BPR asimilen los
geración; cuando las investigaciones sobre el daño conocimientos necesarios para evitar descargar vo-
a la capa de ozono, los hicieron sospechosos de luntariamente al aire los refrigerantes puros o conta-
participar en el proceso de degradación del ozono minados de los equipos en servicio o mantenimiento.
estratosférico que protege al planeta contra la Su Potencial de Agotamiento del Ozono [PAO]
radiación UV B proveniente del sol. Hoy en día esas es igual a 1 para el Protocolo de Montreal, valor igual
hipótesis han sido científicamente comprobadas. al del CFC11, que fuera establecido como referencia
Son derivados halogenados de los hidrocarburos, para la medición relativa de todas las SAO. Otras
muy estables a nivel troposférico, pero que se entidades consideran que el valor es 0,82.
descomponen en la estratosfera como resultado de la Otros CFC, igualmente importantes por su uso en
acción combinada de la baja temperatura y la la industria son: CFC11, CFC113, CFC114, CFC115;
radiación ultravioleta (especialmente en el casquete todos ellos con elevado PAO (entre 0.8 y 1), con ca-
polar antártico). Dada la importancia de su rol, a par- racterísticas de Vida Media Atmosférica [VMA] tan
tir de su invención (década de 1930) en el avance de alta como 50 años de permanencia para el CFC11,
la industria de la refrigeración y hasta nuestros días, 102 años para el CFC12 y 85 años para el CFC113.
nos detendremos a analizar cuidadosamente su Estos gases han sido utilizados como espumantes,
influencia tanto en la industria como en el ambiente. propelentes de aerosoles, limpiadores en electricidad
Los refrigerantes basados en hidrocarburos halo- y otras muchas aplicaciones.
genados se designan con una letra "R" seguida de tres
números que indican: 2.1.2 Hidroclorofluorocarbonos
" El primero, el número de átomos de carbono [HCFC]
menos 1.
" El segundo, el número de átomos de R22 (HCFC22), nomenclatura científica: mono-
hidrógeno más 1. clorodifluorometano [CHClFl2], Se comenzó a fa-
" El tercero, el número de átomos de fluor. bricar en 1936, tiene un potencial de destrucción del
Ejemplo: Refrigerante R134a - FORMULA QUÍMICA: ozono [PAO] de 0,055. Es utilizado en sustitución
C2H2F4 del amoníaco, especialmente en aire acondicionado
y refrigeración comercial.
R > Refrigerante. Su bajo PAO, 18 veces menor al CFC12 y seis
1 > Número de átomos de carbono [C2] menos 1. veces menor al R502 (0,32), ha hecho que se le con-
(En el ejemplo: 2 átomos de carbono [C2] - 1 = 1). sidere para sustituirlos en ocasiones cuando sea posi-
3 > Número de átomos de hidrógeno [H2] más 1. ble su aplicación como refrigerante de transición,
pero también dejará de fabricarse a partir del 1º de
(En el ejemplo: 2 átomos de hidrógeno [H2] + 1 = 1).
enero de 2014 en la Unión Europea y el 1º de enero
4 > Número de átomos de fluor [F4]. de 2040 en los países firmantes del Protocolo de
a > Isómero del 134 (disposición de los átomos Montreal amparados en el Artículo 5.
diferente).](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-28-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
30 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
• Inflamabilidad: los hidrocarburos son infla- El deslizamiento (diferencia de temperatura entre
mables mezclados con aire, cuando la propor- el inicio de la evaporación y el fin), es de aproxi-
ción está dentro de ciertos límites de inflama- madamente 8ºC, generando una formación no uni-
bilidad inferior [LFL (Lower Flamability forme de hielo en el evaporador.
Level)], y superior [UFL (Upper Flamability Debemos recordar que esta mezcla es más densa
Level)]. Esa proporción varía para cada hidro- que el aire, lo cual obliga a ventilar cuidadosamente
carburo o para cada mezcla de hidrocarburos. los espacios cerrados o sótanos donde se opere con
Un 1,93% de la mezcla de isobutano/propano esta. Además se requiere usar guantes y anteojos en
en el aire [LFL] es equivalente a 35 gr/m3, en el proceso de manipuleo para evitar quemaduras
tanto que un 9.1% en el aire [UFL] es equiva- (Temperatura de evaporación= -31,5ºC).
lente a 165 g/m3.
Propano [R290], tiene capacidad volumétrica
Por seguridad no debería excederse un límite superior al CFC12, lo cual requiere redimensionar el
práctico de 8 gr de mezcla 50/50 de compresor, y trabaja a presiones superiores, lo cual
isobutano/propano por metro cúbico de aire, en un incrementa el riesgo de fugas; por lo tanto no es un
espacio o habitación cerrados. El gas que se fuga sustituto del CFC12, aunque sí del HCFC22.
tiende a acumularse a bajo nivel (por densidad).
El uso de hidrocarburos como sustancias refri-
Para iniciar la combustión se necesita una fuente gerantes requiere de una preparación mental enfo-
de ignición: llama, chispa o electricidad estática. Es cada en la prevención de situaciones de riesgo, que
improbable que la combustión ocurra en un sistema muchas veces escapan a la simple observación visual y
cerrado o hermético porque no existe la proporción requieren de una investigación de condiciones del
necesaria HC/aire. Para que se cree una situación de entorno que puedan convertirse en detonantes de
riesgo debe producirse una fuga de refrigerante a la una situación catastrófica por imprevisión. Por lo
atmósfera de tal magnitud que alcance o sobrepase el demás, las técnicas de servicio no difieren de las
nivel del límite inferior de inflamabilidad [LFL] y que empleadas con gases no inflamables, con excepción
esté presente una fuente de ignición. del énfasis que es necesario hacer en la prevención
Pureza de los HC como refrigerantes: deben ser de situaciones de riesgo de ignición de la sustancia
de alta pureza, con bajos niveles de contaminantes, que pueda liberarse inadvertidamente. La combi-
muy baja humedad y estar desodorizados. nación del uso de gases inflamables en sistemas con-
Si la humedad presente en un sistema de refri- trolados con circuitos eléctricos en el mismo equipo,
geración satura el filtro secador se acelera la produc- incrementa notablemente las probabilidades de acci-
ción de ácidos conduciendo al llamado baño metáli- dentes de trabajo con consecuencias serias, no solo
co en el compresor, en tanto que la presencia de para el técnico sino para otras personas en el
odorizantes ataca el bobinado del motor del compresor. entorno, además de los daños materiales que puedan
generarse.
Lo anterior indica que sólo debe usarse HC
refrigerante especialmente identificado y aprobado Considerando lo dicho anteriormente, en Venezuela
para tales propósitos. no estamos aún preparados para entrar en la etapa de
utilización de hidrocarburos como refrigerantes.
Sí debemos tomar conciencia de las diferencias y
Especificaciones de un HC comenzar desde ya a preparar nuestras mentes para
para ser usado como refrigerante.
asumir el reto del cambio a mediano plazo.
PARÁMETRO VALOR Mientras no se introduzcan en el mercado
equipos diseñados en base a estos refrigerantes y no
Grado de pureza Superior al 99,5%
haya disponibilidad de hidrocarburos aprobados para
Contenido de agua Máximo 10 ppm su uso como refrigerantes (grado de pureza y ausen-
Contenido de otros hidrocarburos Máximo 5000 ppm cia de contaminantes que cumplan con las normas
Impurezas cloradas y fluoradas No debe contener para estos productos), no es una opción experimen-
tar con hidrocarburos comerciales (destinados al
empleo en cocinas domésticas y otras aplicaciones
La mezcla 50/50 de Propano e Isobutano, es una donde estos productos son empleados como com-
mezcla zeotrópica, tiene condiciones operativas bustible) pues estos no cumplen las exigencias de
equivalentes al CFC12, con presión de condensación calidad necesarias para su empleo en refrigeración y
menor y un coeficiente de desempeño [COP] supe- los equipos de refrigeración existentes en el mercado
rior en 10%. El compresor es el mismo con pocos no han sido construidos con los recaudos necesarios
pero fundamentales cambios en los componentes para prevenir una situación de riesgo implícita en el
eléctricos, por razones de seguridad. uso de refrigerantes inflamables.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-30-320.jpg)
![CAPÍTULO IV:
GASES
31
REFRIGERANTES
Características comparativas de algunos HC vs. CFC12 Y HFC134a.
CFC HFC Isobutano Mezcla 50/50 Propano
PARÁMETROS
R12 R134a R600a Isobutano /Propano R290
Presión relativa de evaporación [Bar] 0,8 0,6 -0,1 0,65 1,9
(psig) (11,6) (8,7) (-1,5) (9,43) (27,5)
Presión relativa de condensación [Bar] 11,9 12,9 6,8 11,1 18,5
(psig) (173) (187) (99) (161) (268)
Relación de presiones 7,2 8,7 8,7 7,3 6,4
Coeficiente de desempeño (COP)
comparado con CFC-12 [Ref.] Ref. Inferior Igual Superior Igual
Capacidad volumétrica
comparada con CFC-12 [Ref.] Ref. Igual Inferior Igual Muy superior
Temperatura de descarga ºC 77 72 58 63 74
Temperatura de ebullición ºC -29,8 -15,1 -12 -31,5 -42
2.3.2 Compuestos otras palabras, la temperatura del punto triple deter-
inorgánicos mina la temperatura límite más baja para cualquier
proceso posible de transferencia de calor basado en
evaporación o condensación. En el otro extremo de
Incluyen gases simples como el oxígeno [O2],
la curva de presión de vapor el punto crítico marca el
nitrógeno [N2], y compuestos inorgánicos como el
límite superior para los procesos de transferencia de
anhídrido carbónico o dióxido de carbono [CO2]
calor. A temperaturas por encima de la temperatura
R744, agua [H2O], amoníaco [NH3] R717, y otros.
crítica, todos los procesos de transferencia de calor
serán procesos dentro de una misma fase. El término
Anhídrido carbónico [CO2], R744 crítico no es empleado en el sentido de definición de
"peligroso" o "serio". Su uso indica una condición
Es el refrigerante natural más económico, siendo límite, a partir de la cual la distinción entre líquido y
al mismo tiempo seguro por ser: inodoro, no inflamable, vapor se torna difícil.
no tóxico, químicamente estable y no tener efecto
sobre la capa de ozono. Sus características termo-
dinámicas hacen que se lo considere un refrigerante
con un coeficiente de desempeño bueno.
La baja temperatura de evaporación (-78,5ºC),
permite alcanzar temperaturas de congelamiento
10ºC menos que las normalmente usadas.
Además, tiene un rendimiento volumétrico
mucho mayor que el amoníaco, permitiendo
tuberías, condensadores y evaporadores de menor
tamaño.
Las principales desventajas consisten en que los
sistemas deben ser diseñados para alta presión, con
accesorios y equipos de control que prevengan el
aumento de la presión cuando el sistema se encuen-
tre en reposo.
Si observamos el gráfico de cambios de fase para
el R744, observamos las tres fases: sólido, líquido y Diagrama de cambios de fase del CO2 [R744].
vapor. Los límites entre ellas representan los proce-
sos de cambio de fase: evaporación y condensación La terminación de la curva de presión de vapor en
para el límite entre las fases líquido y vapor (curva el punto crítico significa que a temperaturas y pre-
de presión de vapor). El punto triple representa la siones por encima de las que determinan este punto
condición en que las tres fases pueden coexistir en no se puede distinguir claramente entre lo que se
equilibrio. A temperaturas por debajo de la tempe- define como líquido o vapor. Por lo tanto, existe una
ratura del punto triple, no puede existir líquido. En región que se extiende indefinidamente hacia arriba](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-31-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
32 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
e indefinidamente hacia la derecha del punto crítico pueda ser empleado como un refrigerante en aplica-
que es llamada la región de fluido. En el gráfico se ciones que intercambian calor con el ambiente a
ha caracterizado a esta región entre dos líneas pun- temperaturas por encima de 20ºC. El anhídrido car-
teadas que no representan transiciones de fase, sino bónico puede ser empleado como refrigerante en
que separan el fluido supercrítico de lo que común- estas aplicaciones, solo que el proceso de intercam-
mente conocemos como vapor o líquido. bio térmico en estas aplicaciones no puede depender
Todas las sustancias poseen un punto triple y un del proceso de condensación.
punto crítico, pero para la mayoría de las sustancias En estas aplicaciones habrán dos ciclos de refri-
empleadas como refrigerantes, estos puntos se pre- geración en el proceso: uno, en el que las presiones
sentan para condiciones que normalmente se presen- en todas las etapas se mantendrán por debajo de la
tan fuera de la zona de aplicación. En la siguiente presión crítica y otro, donde las presiones durante el
tabla se comparan las presiones y temperaturas críti- proceso de transferencia térmica se mantendrán por
cas de algunos refrigerantes comunes. encima de la presión crítica. Puesto que las presiones
en todas las fases del primer ciclo están por debajo
de la presión crítica, nos referimos a este como "pro-
Propiedades críticas de algunos refrigerantes. ceso de ciclo subcrítico". Cuando partes del proceso
cíclico se llevan a cabo a presiones por encima del
Refrigerante Presión crítica Temperatura crítica punto crítico y otras partes se efectúan por debajo de
[bar] [ºC] este, nos referimos a este como "proceso de ciclo
R22 49,9 96,7 transcrítico". En el proceso de ciclo transcrítico la
R134a 40,6 101,1 transferencia de calor se efectúa a presiones y tem-
R404A 37,3 72,0 peraturas por encima del punto crítico.
R410A 49,0 71,4 La terminología empleada para los procesos y los
R600a 36,4 134,7
componentes son casi idénticos para los dos ciclos
R717 (amoníaco) 113,3 132,3
R744 (anhídrido de proceso para las partes que intervienen en el pro-
carbónico) 73,8 31,0 ceso de transferencia térmica. En el proceso de ciclo
transcrítico, el intercambio térmico se denomina
enfriamiento del gas "gas cooling" y consecuente-
Los refrigerantes normalmente tienen tempera- mente el intercambiador de calor empleado es
turas críticas por encima de 90ºC, pero hemos selec- denominado enfriador de gas "gas cooler".
cionado algunos en la tabla (R404A y R410A y el Los compresores son sustancialmente diferentes
R744) cuyas temperaturas críticas están por debajo pues deben efectuar la compresión en dos etapas en
de ese valor. cascada debido a que la diferencia de presión es muy
Para el R134a la temperatura crítica es 101,1ºC. grande para una sola etapa.
Esto significa que para este gas los procesos de inter- Estos compresores están en la etapa de desarrollo
cambio térmico por condensación pueden alcanzar avanzado llevados a cabo por algunos fabricantes,
esa temperatura, la cual es suficientemente alta para con la intención de disponer de productos comer-
los procesos de intercambio térmico con el aire a ciales antes de 2007.
temperatura ambiente en la casi totalidad de sus
Actualmente se desarrollan proyectos basados en
aplicaciones.
equipos de refrigeración en base a CO2, con el obje-
Para el R744 la temperatura crítica es de solo tivo de sustituir al HFC 134a. Estos sistemas serán
31,0ºC. Esto quiere decir que los procesos de inter- más pequeños y más eficientes pero a la vez mucho
cambio térmico por condensación solo pueden más complejos por las altas presiones que deberán
establecerse a temperaturas por debajo de esta, la manejarse.
cual es mucho más baja que lo necesario para inter-
Grandes corporaciones multinacionales ya han
cambiar calor con el aire a temperatura ambiente en
asumido compromisos, al máximo nivel corporativo,
muchas aplicaciones de refrigeración. Considerando
para sustituir sus equipos comerciales de conser-
la diferencia de temperatura [?t] necesaria en un
vación refrigeración y congelación, que actualmente
intercambiador de calor, un valor práctico para el
operan con R134a, con sistemas desarrollados para
límite superior de un proceso de intercambio de
el empleo de CO2 a nivel mundial, para 2007.
calor basado en condensación para R744 debe fijarse
con temperatura ambiente de alrededor de 20ºC. La industria automotriz, también presionada por
la necesidad de reducir su aporte a los gases de
Para muchas aplicaciones de refrigeración la tem-
efecto invernadero, llevan por lo menos 10 años
peratura ambiente está por encima de este valor prác-
desarrollando sistemas de aire acondicionado
tico. Sin embargo, ello no significa que el CO2 no](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-32-320.jpg)
![CAPÍTULO IV:
GASES
33
REFRIGERANTES
automotriz empleando CO2, con el mismo objetivo La disolución de amoníaco en agua o las solu-
en términos de tiempo. ciones acuosas de amoníaco tiene una reacción
Puede estimarse que el CO2 tiene grandes posibili- exotérmica (riesgos de quemaduras en los ojos en
dades de ser el refrigerante de selección de la industria medio contaminado por él).
para aplicaciones comerciales e industriales de capaci- El valor límite de exposición para el hombre es de
dad intermedia y aire acondicionado automotriz. 25 ppm, su olor es muy irritante y en altas concen-
traciones provoca dificultades respiratorias y ahogo,
siendo mortal en concentraciones de 30.000 ppm.
Amoniaco [NH3], R717
Este refrigerante puede ser utilizado por el sistema
Es utilizado en grandes instalaciones industriales
convencional de compresión mecánica, para lo cual
y comerciales. Es económico, posee alto calor latente
se requiere diseñar y construir las partes del equipo
de evaporación y relación presión-volumen específi-
con los materiales apropiados que no tengan cobre o
co conveniente. Es un producto altamente tóxico,
sus aleaciones, pudiendo usarse tuberías de acero
inflamable y corrosivo que ataca el cobre y sus alea-
(no galvanizado) o aluminio.
ciones, razones por las que se debe manejar con
mucho cuidado. Los sistemas en donde esta sustancia es más uti-
lizada es el conocido como de absorción, en el cual
Para refrigeración de alimentos y con el fin de
el amoníaco actúa como refrigerante y el agua actúa
evitar la contaminación de estos, se acostumbra usar
como absorbente. A continuación una breve expli-
fluidos refrigerantes intermedios a base de alcoholes,
cación sobre el funcionamiento de estos procesos.
manteniendo la sala de máquinas separada y distante
de los alimentos y las personas que pudieran verse
afectados ante posibles fugas. Sistema de absorción
Su temperatura de evaporación a presión atmosférica El proceso de absorción de amoníaco elimina el
es de -34ºC y su rendimiento térmico es 4 a 5 veces uso de bombas u otro tipo de partes móviles. La presión
mayor que el de los CFC22 o CFC12, dado que se requiere del gas es uniforme en todo el sistema sellado herméti-
mucho menos masa para hacer el mismo trabajo. camente; la diferencia entre la presión de vapor de amo-
Otras ventajas son: su costo, que es aproximada- niaco en el condensador y en el evaporador es compen-
mente el 10% de los HFC, se detecta fácilmente y no sada por la presencia de hidrógeno (o helio). La suma de
es sensible a la presencia de agua o aire húmedo y las presiones parciales del hidrógeno y del vapor de
no se mezcla con el aceite. amoníaco en el evaporador es igual a la suma de las pre-
siones parciales en el condensador.
La inflamación sucede con una concentración del
16 al 25% en aire y la temperatura de autoinfla- Funcionamiento: se puede utilizar una mezcla de
mación es de 651ºC. amoníaco (como refrigerante) y agua (como
GENERADOR
CONDENSADOR
INTERC. DE SOLUCIONES
EVAPORADOR
ABSORBEDOR
Representación esquemática de un sistema de absorción.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-33-320.jpg)
![CAPÍTULO IV:
GASES
35
REFRIGERANTES
3 Consideraciones relativas a Por ejemplo, el R152a tiene un límite de inflamabi-
la salud y la seguridad lidad del 4%. Esto significa que en 100 kg de aire, 4
kg de refrigerante tomarán fuego. Se considera al
R152a como de baja inflamabilidad. El propano
Muchas sustancias químicas, entre las que se
R290 tiene un límite de inflamabilidad de 2% por lo
cuentan los refrigerantes pueden ser peligrosas si se
que se le clasifica como de alta inflamabilidad.
utilizan del modo indebido. Dos categorías impor-
tantes de aspectos relativos a la salud y la seguridad La Norma 34 de ASHRAE clasifica cada refrige-
son: la toxicidad y la inflamabilidad. rante en uno de los tres grupos de inflamabilidad.
Hay definiciones científicas rigurosas para estos gru-
pos, pero en general pueden categorizarse como
3.1 Toxicidad sigue:
Grupo 1: ninguna inflamabilidad.
La toxicidad puede medirse de diversas maneras. Grupo 2: baja inflamabilidad.
En general hay límites para la cantidad de refrigerante
Grupo 3: alta inflamabilidad.
que una persona puede tolerar en un breve lapso de
tiempo (efectos agudos) y en un período prolongado Combinando los criterios de toxicidad e inflama-
(efectos crónicos de largo plazo). Con base a resulta- bilidad se obtiene una matriz que clasifica un
dos del Programa de alternativas para la toxicidad del refrigerante en la clase A1, A2, A3, B1, B2 ó B3,
fluorocarbono (PAFT) los fabricantes han recomenda- como puede verse en el cuadro siguiente.
do concentraciones que el ser humano puede tolerar La Norma 15 de ASHRAE, sobre el código de
durante determinado tiempo sin efectos perjudi- seguridad para la refrigeración mecánica, trata el
ciales, denominados límites permitidos de tema relativo al modo en que se pueden emplear los
Exposición "Authorized Exposure Levels" [AEL]. refrigerantes que han sido clasificados en la Norma
Estos valores se establecen en partes por millón 34 de ASHRAE. La Norma 15 refleja ya la introduc-
[ppm], indicando la cantidad máxima de refrigerante ción de refrigerantes de sustitución. Entre otras cosas,
que puede tolerarse sin peligro. Otros indicadores de esta Norma trata de los requisitos relativos a la insta-
la toxicidad incluyen los valores límites de umbral lación. Señala la necesidad de sensores de oxígeno,
"Threshold Limit Values" [TLV] y los valores de detectores de vapores y, en determinadas situa-
exposición permitidos "Permited Exposure Levels" ciones, de aparatos para respiración autónomos.
[PEL]. Los fabricantes de refrigerantes indican los Además de la toxicidad y la inflamabilidad, debe
AEL, TLV y el PEL del refrigerante en la hoja de datos recordarse que todos los refrigerantes a base de fluo-
de seguridad del material [MSDS]. rocarbono son más pesados que el aire y si se liberan
La Norma 34 de ASHRAE clasifica la toxicidad en un espacio cerrado pueden causar asfixia.
en dos grupos:
Norma 34 de ASHRAE con algunos ejemplos de refrigerantes.
Clase A: refrigerantes con baja toxicidad, con un
TLV ponderado en función del tiempo superior a 400
ppm. Es decir, que son de preocupar únicamente las GRUPO AUMENTA TOXICIDAD
concentraciones superiores a 400 ppm durante perío-
dos prolongados. A
R600a (ISOBUTANO) R1140 (CLORURO U
Clase B: refrigerantes con toxicidad elevada con
1 M
R290 (PROPANO) DE VINILO) E
un TLV ponderado en función del tiempo inferior a N
400 ppm. T
A
HFC32 I
3.2 Inflamabilidad R717 (AMONÍACO) N
2 HFC143a F
HFC152a L
A
También se mide en el laboratorio la inflamabili- M
dad, o sea: la capacidad de un producto químico de A
CFC11 B
mantener la combustión, lo cual depende del grado CFC12 I
de concentración de refrigerante en aire y de la can- 3 HCFC123 L
HCFC22
tidad de energía liberada por la combustión. HFC125 I
HFC134a D
Los refrigerantes se clasifican en general como A
D
No inflamables, de baja inflamabilidad o de alta CLASE A B
inflamabilidad.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-35-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
36 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
4 Efectos de algunos refrigerantes sobre la capa
de ozono y el calentamiento global
En el gráfico puede observarse el potencial de agotamiento del ozono estratosférico y el potencial de calen-
tamiento global de algunas sustancias empleadas como refrigerantes.
PAO versus PCG para algunos refrigerantes comunes.
5 Sustitutos transitorios gráfico que el R134a tiene un PAO igual a 0 pero su
potencial de calentamiento global PCG es 1300. Esta
En cumplimiento de los acuerdos suscritos en del es la razón por la cual no se le puede considerar un gas
Protocolo de Montreal, los fabricantes de refrige- ideal para reemplazar definitivamente al R12.
rantes y demás SAO han lanzado al mercado alterna- Su empleo requiere tener en cuenta ciertas caracterís-
tivas equivalentes que sustituyen a todas esas sustan- ticas que le son propias y lo diferencian de alguna manera
cias y en ese sentido han desarrollado nuevos pro- en su aplicación con relación al R12 que sustituye.
ductos, que hasta el momento no es posible afirmar
si permanecerán como definitivos o solo serán uti-
lizados temporalmente mientras se desarrollan otras
alternativas que satisfagan más ampliamente las
condiciones ambientales, de seguridad y económicas.
R134a. Es un refrigerante HFC identificado quími-
camente como CF3CH2F, no es inflamable y posee
niveles de toxicidad aceptables. Entre todos los susti-
tutos desarrollados el R134a ha sido aceptado en un
amplio rango de aplicaciones puesto que su
rendimiento termodinámico es equivalente al del R12
cuando la temperatura de evaporación es de -2ºC.
Sin embargo, cuando la temperatura desciende hasta
-18ºC, el rendimiento aminora proporcionalmente,
llegando a ser 6% inferior y cuando la temperatura se
Gráfico IV-d - Esquema comparativo de
ubica en 10ºC el rendimiento aumenta igualmente
rendimiento entre R12 Y R134a.
hasta en un 6%, lo cual hace que su empleo como
sustituto no sea ideal en todos los casos, habiéndose Tanto el HFC134a como el HCFC22, en condi-
desarrollado mezclas que operan mejor en condi- ciones de exposición a humedad, absorben mayor
ciones de trabajo de baja temperatura de evapo- cantidad de agua en estado líquido (son más
ración, que es donde el R134a no se comporta higroscópicos) que el CFC12; por tal razón será
aceptablemente. menos probable que se tapone un capilar en un sistema
Este es un compuesto halogenado sin átomos de de baja temperatura, pero esto no reduce la necesi-
cloro [Cl] pero si de flúor [F]. Podemos apreciar en el dad de usar un dispositivo de secado apropiado, pues](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-36-320.jpg)
![CAPÍTULO IV:
GASES
37
REFRIGERANTES
la humedad atrapada en el refrigerante, reacciona debe, o aumentar la longitud, o reducir el diámetro
químicamente con este produciendo ácido fluorhídrico, interno (lo que depende de la disponibilidad de
cuyo efecto corrosivo sobre los metales es altamente diámetros de capilares en existencia; una vez toma-
dañino para el sistema. da esta decisión se ajusta la longitud necesaria hasta
La selección de los tubos capilares debe ajustarse encontrar el punto de equilibrio del sistema); siendo
al nuevo gas, pues el HFC134a tiene un efecto siempre necesario hacer evaluaciones posteriores con
refrigerante mayor que CFC12, reduciendo la masa el sistema en funcionamiento para verificar presiones y
necesaria para la misma aplicación, por lo tanto se temperaturas para la carga de refrigerante especificada.
Tabla comparativa de propiedades de R12, R134a y R22 a temperatura
de evaporación de -15ºc y temperatura de condensación de 30ºc (MI)
Refrigerante CFC12 HFC134 a HFC22
Fórmula química CCl2F2 CF3CH2F CHClF2
PSIG 11,8 9,1 28,2
Presión de evaporación
BAR 0,814 0,627 1,944
PSIG 93,3 97 158,2
Presión de condensación BAR 6,432 6,688 10,908
Densidad de vapor saturado a -15ºC [Kg/m3] 10,987 8,214 12,936
Densidad de líquido saturado a 30ºC [Kg/m3] 1292,69 1190,17 1174,16
Calor latente de vaporización a -15ºC [Kcal/kg] 37,813 49,512 51,674
Miscibilidad: Es la capacidad de un lubricante de Los refrigerantes HFC no son tan tolerantes a los
mezclarse con un refrigerante. Esta propiedad es muy materiales de proceso de fabricación de los compo-
importante para garantizar el retorno del aceite al nentes del sistema (inhibidores de corrosión y
compresor. limpiadores) como el CFC12, siendo arrastrados por
El HFC134a y los aceites minerales no son mis- el POE en el sistema hasta el tubo capilar o la válvu-
cibles. Por esta razón se han desarrollado nuevos la de expansión taponándolos.
lubricantes que se adapten a esta exigencia. Los Los fabricantes de compresores han hallado que
poliolésteres (POE) y los polialquilglicoles (PAG) son la presencia de cloro en sistemas cargados con
miscibles con este refrigerante. R134a genera reacciones químicas indeseables de
Algunos tipos de POE son completamente misci- modo que todo residuo clorado en el sistema se con-
bles con R134a, tal como lo es el alquilbenceno con sidera contaminante y debe ser eliminado.
el R22, mientras que otros POE son parcialmente Para evacuar un sistema que utilice HFC134a se
miscibles. deben tomar varias precauciones:
Los lubricantes POE tienen una capacidad • Los equipos y uniones que se utilizan deben
higroscópica 100 veces mayor que los aceites mi- ser estrictamente para HFC134a.
nerales, siendo esta humedad más difícil de remover. • El vacío debe hacerse tanto por el lado de baja
Por esta razón los compresores cargados con aceites como por alta con vacío profundo hasta 200
POE no deben ser expuestos a la atmósfera por más micrones o menos.
de 15 minutos, recomendándose mantener tapona-
• El máximo de gases no condensables [GNC]
dos los compresores que contengan POE hasta justo
permisibles en el sistema es del 2%.
el momento de hacer las soldaduras a los tubos del
sistema sellado. La humedad máxima admisible es Para cargar el HFC134a se puede hacer en fase
de 100 PPM. Los filtros secadores recomendados son líquida (lado de alta) o de vapor (lado de baja), en
los compatibles con R22 como XH-7 y XH-9. Los este último caso, mientras el compresor está funcio-
filtros con núcleo de bauxita tienen la tendencia a nando. En caso de carga en fase líquida por alta,
absorber el POE y la humedad, con el consiguiente siempre se debe permitir el paso de algo de refrige-
proceso de hidrólisis para formar ácidos, lo cual rante al lado de baja (succión del compresor) en fase
finalmente afectará al compresor. de vapor antes de arrancar el compresor.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-37-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
38 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
5.1 "Retrofitting" o cambio • Cargue el sistema con la cantidad adecuada de
de refrigerante de R134a, que generalmente es menor que con
R12 a R134a CFC12.
• Verifique que el sistema funcione correcta-
mente.
Teniendo en cuenta las precauciones ya men-
cionadas es posible hacer cambio de R12 a HFC134a
siguiendo procedimientos rigurosamente controla- Este proceso, en equipos pequeños, es complica-
dos, tal como se describe a continuación: do, delicado y costoso; por tal razón, la experiencia
• Recupere el gas y aceite que se encuentren en ha demostrado su poca practicidad y en la actualidad
el sistema, con el equipo apropiado y toman- su recomendación ha perdido vigencia.
do la precaución de no dejar mucho tiempo En caso de equipos comerciales o industriales, la
expuestos los tubos abiertos al ambiente. decisión deberá ser tomada luego de un detallado
• Sople el sistema con nitrógeno en ambos sen- análisis de la situación.
tidos, para eliminar residuos de aceite mineral. Existe otro procedimiento posible que consiste en
• Cambie el tubo capilar o válvula de expansión cambiar solamente de refrigerante CFC12 a
por los especificados. HFC134a, lo cual implica sustituir también el lubri-
cante. Esta opción es aún menos recomendable y
• Reemplace el filtro secador por el indicado
más costosa, puesto que los fabricantes de compre-
para R134a.
sores aceptan un máximo contenido de 1% de aceite
• Sustituya el compresor de CFC12 por un com- mineral diluido en POE, y lograr extraer el aceite
presor de HFC134a. mineral de un sistema hasta alcanzar este valor no es
• Realice el vacío [por alta y baja] a los valores tarea fácil, pues implica una limpieza reiterada del
recomendados por el fabricante del compresor sistema hasta alcanzar los niveles de dilución
y por un tiempo que garantice la eliminación aceptables.
de humedad del sistema.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-38-320.jpg)
![CAPÍTULO V:
SISTEMA DE
39
REFRIGERACIÓN
CAPÍTULO V SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN
1 Sistemas de refrigeración Las neveras comienzan a fabricarse a partir de los
2 cu. ft. ≈ 57 lts y llegan hasta los 12 cu. ft ≈ 340
lts. Las pequeñas neveras son empleadas mayor-
La diversidad de equipos empleados para refri-
mente en cuartos de hotel, mientras que algunas de
geración y acondicionamiento de aire es muy grande
mediano tamaño están dirigidas al sector oficinas,
y su funcionamiento se ajusta, en términos generales,
por lo que se las denomina ejecutivas y el resto está
a los principios ya enunciados. Cada sistema tiene
destinado al uso doméstico y en este rango son nor-
sus características particulares. Cada tipo de compre-
malmente de bajo costo. En estas neveras existe una
sor opera según distintos mecanismos de compresión
sección con temperaturas de congelación en el inte-
(alternativos, rotativos, helicoidales "scroll", entre
rior del evaporador y sus paredes. Este se moldea en
otros). Cada dispositivo de control está diseñado para
forma de paralelepípedo, con la cara posterior abier-
mantener algún parámetro de funcionamiento de un
ta, pero a corta distancia de la pared posterior inter-
equipo entre determinados límites (principalmente:
na del gabinete y la anterior normalmente cerrada
temperaturas, presiones, acumulación de hielo, entre
por una puerta interna que disminuye y controla el
otros fenómenos que se desea controlar).
intercambio con el resto del compartimiento. El
A continuación se cubrirán los aspectos destaca- evaporador se fija a la cara superior del interior del
dos de los sectores en que se clasifica normalmente gabinete de manera que provea enfriamiento al resto
la refrigeración [Ver capítulo IV - 3]. del compartimiento de alimentos por convección. La
zona adyacente al evaporador hacia abajo general-
2 Refrigeración doméstica mente se emplea para conservar alimentos que
requieren de temperatura más baja (generalmente se
dispone en esta posición una bandeja identificada
Existen tres tipos básicos de artefactos destinados
para conservación de carnes). A continuación se
a este sector: neveras, diversas combinaciones de
disponen rejillas para facilitar el almacenaje de mer-
nevera - congelador y congeladores Las neveras y
cancía a conservar y en la parte inferior uno o dos
congeladores de mayor precio están equipadas con
recipientes para el almacenaje de vegetales y otros
circuitos para su descongelamiento automático, en
productos que requieran temperaturas menos bajas.
tanto que las combinaciones nevera - congelador
siempre cuentan con este circuito auxiliar. Las combinaciones nevera - congelador usual-
Adicionalmente, las neveras y combinaciones de mente comienzan en los 13 cu. ft. ≈ 368 lts. y llegan
nevera - congelador pueden ser equipadas con sis- hasta los 26 cu. ft. ≈ 736 lts. En estos casos, los mo-
temas automáticos fabricadores de hielo y otros delos de menor capacidad 13 hasta 18 cu. ft. (368 lts
dispositivos de confort, tales como puntos dispen- hasta 510 lts) poseen compartimiento de congelación
sadores de agua potable, proveniente de la red exter- y compartimiento de alimentos separados y accesi-
na, enfriada, circuitos de enfriamiento rápido de pro- bles mediante dos puertas independientes, arriba
ductos, controles de funcionamiento sofisticados para el congelador y abajo para el compartimiento de
basados en microprocesadores y en equipos de últi- alimentos (aunque existen versiones con el compar-
ma generación, interfaz para conexión vía Internet timiento de congelación abajo); en tanto que las
con el taller de servicio autorizado para realizar un neveras - congelador por encima de 20 cu. ft ≈ 566
prediagnóstico antes del envío del técnico de servicio. lts. y hasta 26 cu. ft. ≈ 736 lts. posicionan los com-
partimientos de congelación y de alimentos lado a
• Neveras domésticas lado "side by side", cada cual con su puerta dispues-
ta verticalmente. El volumen interno se distribuye
Las neveras pueden presentarse en dos configura- entre las dos secciones nevera - congelador en una
ciones básicas: una o dos puertas; en este último proporción aproximada de 1 - 3 [congelador -
caso las puertas pueden estar dispuestas una arriba nevera].
de la otra o lado a lado. Desde el punto de vista de
comodidad de uso, se ofrecen dos opciones: con y
sin escarcha. El tamaño de una nevera se define en
base a la capacidad interna del gabinete, que es igual
a su volumen interno, y se expresa en pies cúbicos
["cu. ft." en el sistema inglés] o litros (en el sistema
internacional [SI]). [1 pie cúbico = 28,3168 lts].](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-39-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
40 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
Neveras: 1 puerta, dos puertas verticales, dos puertas horizontales.
• Sistemas de refrigeración ha diseñado para que circule el gas refrigerante entre
en neveras domésticas el dispositivo de expansión, que en estos casos siem-
Circuito elemental pre es un tubo capilar, y la línea de retorno de gas al
compresor; estos evaporadores exponen un gran área
superficial destinada a absorber calor del interior del
En cuanto a los sistemas de refrigeración empleados,
gabinete para que sea retirado de allí por el flujo de
las más sencillas y económicas (entre 2 cu. ft. ≈ 57
refrigerante en evaporación y normalmente incluyen,
lts y 12 cu. ft. ≈ 340 lts) generalmente utilizan com-
cerca de la salida, un acumulador de líquido (que se
presores herméticos enfriados por convección natu-
observa como un ensanchamiento del trazado en
ral, con potencias que varían desde 1/20 h.p. ≈ 37 w
relieve cercano al punto de conexión de la línea de
hasta 1/6 h.p. ≈ 124 W {1 h.p.US = 745,7 vatios
retorno al compresor), que minimiza el riesgo de
[W]}; condensadores de tubo - alambre o tubo - lámi-
retorno de líquido a aquel en ocasiones de carga
na, enfriados por convección natural, montados
crítica del sistema (baja absorción de calor en el
externamente en la pared posterior del gabinete;
evaporador y falla de corte oportuno del termostato o
evaporadores de tipo "roll-bond" (consistente en dos
exceso de carga de refrigerante).
láminas de aluminio adheridas una a la otra, excep-
to en un trazado continuo interno, en relieve, que se
Circuito elemental de refrigeración.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-40-320.jpg)
![CAPÍTULO V:
SISTEMA DE
41
REFRIGERACIÓN
• Control termostático
T2
El control de funcionamiento del compresor se EVAPORADOR
T1
logra mediante un termostato de diafragma, sensible
a la temperatura, en un punto predeterminado por el
fabricante en el interior del gabinete, el cual abre el
circuito de alimentación eléctrica del compresor al
alcanzarse la temperatura deseada [seleccionable por
el usuario dentro de un rango distribuido en un
número de divisiones (usualmente 5 o 7) y que en la T4
CONDENSADOR
mayoría de los casos incluye un interruptor para abrir
manualmente el circuito] y cierra nuevamente el cir-
cuito cuando la temperatura asciende y alcanza un
valor diferencial (no programable por el usuario). El
diferencial entre la temperatura de arranque y parada T6 T5
del compresor es prefijado en la fábrica y es un valor T3 COMPRESOR
de compromiso que establece la mínima variación de T7
temperatura que permita que el tiempo de trabajo -
reposo del compresor tenga una distribución de 50%
- 50% en condiciones normales de operación (Existen Circuito elemental mostrando puntos de
normas de diseño de artefactos que establecen los lectura de temperaturas de diseño.
parámetros considerados como "condiciones nor- desde el evaporador a la succión del compresor. El
males de operación"). rango de esta temperatura tiene por objeto: por el
límite inferior, que no haya retorno de líquido al
Condiciones normales de funcionamiento. compresor y por el superior, que el gas de retorno no
Temperaturas y presiones llegue excesivamente caliente pues el equilibrio tér-
mico de funcionamiento, en este caso de un compre-
sor de baja presión de succión [LBP] requiere de la
Las temperaturas de diseño son, normalmente, las
baja temperatura del gas de retorno para enfriar el
siguientes:
compresor y mantener sus temperaturas críticas por
T1 = temperatura a la entrada del evaporador = - 25ºC ~ - 26ºC. debajo de los límites aceptables.
T2 = temperatura a la salida del evaporador = - 26ºC. La temperatura de condensación [T4] deben
T3 = temperatura a la entrada del compresor = 3 ~ 5ºC < Tamb. estar por encima de la temperatura ambiente para
que haya intercambio de calor desde el gas refrige-
T4 = temperatura de condensación = 10 ~ 13ºC > Tamb. rante hacia el aire que rodea el condensador.
T5 = temperatura de la descarga del compresor = 120ºC. Asimismo, debe ser tal que respete la máxima pre-
T6 = temperatura del domo del compresor = 110ºC. sión de descarga recomendada para el compresor.
T7 = temperatura del bobinado del motor del compresor < 130ºC. La temperatura de descarga [T5], usualmente
medida en el tubo de descarga, a 5 cm de la carcaza,
es un fiel reflejo de la temperatura de la válvula de
Estos límites de temperatura deben ser respetados
descarga. Si la temperatura en la válvula de descar-
rigurosamente pues de ello depende que el compre-
ga supera el valor límite hay riesgo de carbonización
sor funcione bien durante el total de su vida útil.
del lubricante en el asiento de la válvula, con la con-
Estas son las razones:
siguiente pérdida de compresión.
Las temperaturas a la entrada y salida del eva-
La temperatura medida en el domo [T6] (el cen-
porador [T1] y [T2] iguales, o casi iguales determinan
tro de la tapa del compresor) normalmente se correla-
que se está empleando este a su plena capacidad y
ciona con la temperatura del bobinado del motor,
dependen de la temperatura de evaporación del gas
siendo la temperatura del domo aproximadamente
empleado.
20ºC más baja que la temperatura de bobinas.
La temperatura a la entrada del compresor [T3]
Finalmente, la temperatura de los bobinados del
depende de que el proceso de evaporación se haya
motor [T7], que solamente podemos medir por el
completado dentro del evaporador y del trayecto del
método de variación de la resistencia, pues no
vapor por la línea de succión. Para obtener una tem-
podemos acceder a ellos con instrumentos de
peratura aceptable se suele recurrir a un intercambio
medición directa de la temperatura; se especifica en
de calor entre el tubo capilar y el tubo de retorno](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-41-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
42 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
función de la clase térmica del barniz empleado en lores necesarios para un funcionamiento adecuado
la fabricación del alambre esmaltado de las bobinas. del sistema aquí indicados, la presión crítica del
Tan importantes como las temperaturas men- refrigerante:
cionadas son las presiones de trabajo. Las presiones Los siguientes valores son recomendaciones váli-
de diseño dependen del gas refrigerante empleado y das para una Tamb = 43ºC.
deben fijarse teniendo en cuenta además, de los va-
Fluido refrigerante Presiones máximas Psig Aplicación
R12 Presión de equilibrio [lados alta - baja] 80 - 80 Baja presión de retorno [LBP].
Presión de pico 260
Presión de descarga estabilizada 212
R134a Presión de equilibrio [lados alta - baja] 85 - 85 Baja presión de retorno [LBP] - Sustituto R12
Presión de pico 290
Presión de descarga estabilizada 230
La presión de equilibrio que alcance el circuito externos propios del compresor hermético: relé de
de refrigeración durante los períodos de reposo del arranque [amperométrico o PTC], protector térmico
compresor dependerá de la carga de gas del sistema, [bimetálico] de accionamiento por temperatura y/o
que deberá ser calculada de manera de lograr el efec- consumo del compresor, y eventualmente un capaci-
to máximo de enfriamiento en el evaporador (que se tor de arranque destinado a mejorar el par de
observa cuando las temperaturas de entrada y salida arranque del compresor cuando este debe arrancar
son iguales o casi iguales). Un exceso de carga pro- cuando las presiones del sistema [alta - baja] no
ducirá como efecto: Primero que las presiones de tienen oportunidad de equilibrarse o cuando existen
equilibrio sean superiores a lo especificado y segun- condiciones de alimentación eléctrica tales que la
do, retorno de líquido al compresor. tensión en bornes del compresor desciende excesiva-
La presión de pico es la consecuencia de: a) la mente debido a que el consumo de corriente de
presencia de gases no condensables en el sistema o arranque produce una caída de tensión temporal en
b) que se ha cargado una mezcla zeotrópica inde- la línea de alimentación del artefacto. Los compre-
bidamente, o sea en fase vapor, y como consecuen- sores de alta eficiencia llevan siempre un capacitor
cia el gas resultante no responde a las especifica- permanente [capacitor de marcha], destinado a dis-
ciones de presiones - temperaturas correspondientes minuir el consumo de energía.
a la mezcla correcta o c) que se haya introducido una El circuito eléctrico elemental solo requiere de un
carga térmica en el gabinete demasiado elevada, dispositivo de control de funcionamiento del moto-
provocando que el gas de retorno se sobrecaliente en compresor, el cual en refrigeración doméstica es
exceso y al ser comprimido en el compresor se eleve normalmente un termostato. En aplicaciones comer-
temporalmente la presión que alcanza en el conden- ciales puede también encontrarse un dispositivo de
sador. El protector térmico debe estar en capacidad
control basado en la presión de retorno al compresor,
de detectar esta situación y detener temporalmente el
empleando un presostato. Más adelante veremos el
compresor.
funcionamiento de estos dispositivos.
La presión de descarga estabiliza depende del
gas en el circuito y nuevamente de la carga de gas. En el circuito eléctrico, a continuación del dis-
Las presiones de descarga elevadas pueden ser pro- positivo de control primario del motocompresor y en
ducto de una sobrecarga de gas en el sistema, así aplicaciones de equipos sin escarcha puede encon-
como de un condensador sucio o mal ventilado, por trarse otro dispositivo, un reloj de descongelamiento
falla del ventilador (si es de enfriamiento forzado) u con su circuito asociado, consistente en una resisten-
obstrucción en el flujo regular de aire de enfriamiento. cia eléctrica de descongelamiento y un dispositivo
bimetálico para la desconexión de esta, cuyo fun-
cionamiento también veremos más adelante.
Otros componentes del circuito eléctrico Otros componentes que pueden encontrarse, a
de un sistema de refrigeración doméstica medida que los modelos crecen en capacidad y
requieren de estos accesorios son: un electroventi-
En un circuito básico de refrigeración se encuen- lador de condensación, un electroventilador de
tran, además de los elementos descritos, los accesorios evaporación y accesorios varios.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-42-320.jpg)
![CAPÍTULO V:
SISTEMA DE
45
REFRIGERACIÓN
También se recurre al intercambio forzado en el mediante un control por "damper" cuyo fun-
caso de neveras con congelador separado (llamadas de cionamiento se describió más arriba.
dos puertas verticales) a partir de los 16 cu. ft ≈ 453 lts.,
en las cuales la temperatura del compartimiento de
alimentos se logra forzando aire proveniente del con-
gelador a través de un pasaje o ducto, en el cual se
regula el caudal mediante un "damper" cuya apertu-
ra gradúa el usuario para alcanzar la temperatura que
desea en este compartimiento, mientras que la
operación del compresor es controlada, como siem-
pre, por el termostato, cuyo bulbo sensor se ubica en
el evaporador. En estas neveras, ya generalmente sin
escarcha, se utiliza el mismo circuito de desconge-
lamiento ya descrito.
Evaporador
principal
Nevera de 2 puertas horizontales "side by side".
Fluido refrigerante
en forma líquida
y/o mezclado
Básicamente, el funcionamiento es controlado
de la misma manera que en el circuito básico y solo
Línea de
descarga difiere por el agregado ocasional de servicio tales
Placa fría o
evaporador como fabricador de hielo o enfriamiento de agua
Condensador
secundario proveniente de un circuito alimentado por la red
externa de agua potable.
Fluido refrigerante Línea de succión
en la forma
gaseosa,
sobrecalentado
(alta presión) Fluido refrigerante • Control centralizado por microprocesador
en la forma
gaseosa
Filtro secador (baja presión)
Tubo capilar
Con el desarrollo tecnológico se han incorporado
Compresor innovaciones tales como control centralizado por
microprocesador, el cual sustituye los componentes
Nevera de 2 puertas verticales (transparencia).
tradicionales tales como el termostato de diafragma y
el control de descongelamiento y los reemplaza por
Las neveras de mayores dimensiones, por encima un dispositivo electrónico que, mediante señales
de 20 cu. ft. ≈ 566 lts., normalmente son construidas recibidas a través de termocuplas ubicadas estratégi-
con dos puertas orientadas verticalmente y reciben el camente, no solo lleva a cabo el control de fun-
nombre corriente de "side by side" (lado a lado, cionamiento sino que registra continuamente las
refiriéndose a la ubicación de las dos puertas corre- condiciones de trabajo, indica las temperaturas de
spondientes al congelador y al compartimiento de trabajo y en situaciones de riesgo, genera señales de
alimentos). Estas neveras requieren de compresores alarma para el usuario y servicio técnico. Esta forma
de ¼ h.p. ≈ 186 W hasta 1/3 h.p. ≈ 249 W, los cuales de control tiene además como objetivo optimizar la
indefectiblemente requieren de enfriamiento forzado, operación del sistema eléctrico para minimizar el
circunstancia que determina que todas ellas utilicen consumo de energía de estas unidades, normalmente
condensadores de tubo y aletas que aprovechan el en cumplimiento de exigencias de límites impuestos
caudal de aire de enfriamiento del compresor para el por entidades reguladoras, tales como la
doble propósito de enfriar en cascada el conden- "Environmental Protection Agency" [EPA] de Estados
sador. El evaporador, que puede ser de tubo y aletas Unidos y la entidad reguladora de la Comunidad
o de placa (tipo "roll bond"), dispuesto en la pared Europea [CE].
posterior del congelador, siempre es de intercambio Estos controles electrónicos requieren que el
de aire forzado y en estos casos se aprovecha la dife- técnico adquiera destrezas en el campo de la elec-
rencia de presiones entre el aire más frío en la parte trónica; que incluye conocimientos sobre tecnologías
inferior del congelador y el aire más caliente en la de circuitos de estado sólido, tarjetas de circuito
parte superior para enviar una parte de este flujo al impreso, termocuplas, programación, interfaces
compartimiento de alimentos para enfriar este, equipo - usuario, a fin de estar en condiciones de](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-45-320.jpg)
![CAPÍTULO V:
SISTEMA DE
47
REFRIGERACIÓN
bacterias, microorganismos y enzimas en células y Los congeladores domésticos de menor capaci-
fibras vivas, y reducen la pérdida de fluidos de los dad interior (hasta aproximadamente 9 cu. ft. [250
alimentos. Existen numerosos estudios que han deter- lts]) emplean compresores dotados de circuito
minado cuantitativamente la temperatura ideal de enfriador de aceite, que no requiere ventilación
conservación de los diversos alimentos que compo- forzada, y en tal caso el circuito será idéntico al que
nen la dieta del ser humano; en este contexto se emplea en neveras con precondensador, descrito
podemos generalizar diciendo que para conservar más arriba; pero la gran mayoría trabaja con sistemas
cierto tipo de alimentos más comunes por períodos de compresores herméticos y condensadores enfria-
largos la temperatura debe ser estar por debajo de - dos por ventilador; en tanto que los evaporadores
18ºC, e idealmente menor que - 20ºC. pueden ser de tubo y aletas, o placa, en las versiones
Existen versiones verticales (que externamente verticales y siempre de placa en las versiones
son exactamente iguales a una nevera), pero que horizontales.
internamente están construidos para trabajar a tem- El principio de funcionamiento es el mismo que
peraturas de congelación. En el interior del gabinete el explicado para neveras, excepto por los mayores
se distribuyen parrillas destinadas a acomodar las requerimientos de potencia del compresor para
mercancías que se desea congelar, tal como las alcanzar y mantener las temperaturas de con-
parrillas de una nevera. El termostato opera, por gelación. Los congeladores horizontales casi siempre
supuesto, en un rango de temperaturas más bajo que requieren descongelación manual y la descarga de
el de una nevera y requieren compresores de mayor agua de deshielo se efectúa a través de un orificio en
potencia para una misma capacidad interna. Existen el piso obstruido por un tapón.
congeladores sin escarcha, que dependen de un cir- En cuanto a la estructura de los congeladores
cuito de descongelamiento similar al de las neveras, horizontales, estos son simples cajas aisladas térmi-
así como otros que no eliminan el hielo y que deben camente, con una tapa superior sujeta por bisagras
ser descongeladas manualmente con cierta periodici- con resortes de compensación que reducen el esfuer-
dad, dependiendo fundamentalmente de la humedad zo necesario para abrirla y dependen de su peso y del
relativa ambiente de la zona y de la frecuencia de estado de la empacadura de puerta para cerrar her-
apertura de puerta. méticamente la caja. El exterior de la caja puede ser
metálico o plástico, en tanto que su interior es siem-
pre metálico (aluminio liso o corrugado) al cual se
fija mecánicamente o mediante adhesivo especial
una longitud de tubería de cobre que actúa como
evaporador y cuya distribución es tal que las paredes
y piso del congelador actúen como intercambiadores
de calor absorbiendo el calor de la mercancía con-
tenida en su interior. El compartimiento de alo-
jamiento de la unidad condensadora se obtiene a
Congelador vertical.
expensas del volumen interno de la caja de manera
que la superficie exterior del congelador sea un para-
Otra configuración disponible en el mercado de lelepípedo sin protuberancias. Este compartimiento
aplicaciones domésticas es la que, a similitud de las donde se alojan: compresor, condensador, ventilador,
unidades comerciales, está dispuesta en una caja o termostato, elementos de protección del compresor y
gabinete de acceso por arriba, llamados conge- el exceso de tubo capilar, está diseñado como un
ladores horizontales; usualmente no disponen de pa- túnel, de tal manera de proporcionar un flujo de aire
rrillas que permiten una mejor acomodación de las de enfriamiento correcto al compresor y al conden-
mercancías, pero son más efectivas en mantener la sador por lo que tiene rejillas de ventilación obser-
temperatura interior al abrir la puerta de acceso. vables en las paredes exteriores del congelador,
estratégicamente ubicadas para orientar adecuada-
mente este flujo. Debe tenerse cuidado de mantener
una distancia de al menos 5 centímetros entre estas
rejillas y la pared más próxima y evitar obstruir de
cualquier manera el flujo de aire que es absoluta-
mente necesario para el buen funcionamiento de la
Congelador horizontal.
unidad.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-47-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
48 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
2.1 Componentes del circuito junto compresor - motor, ensamblados bajo estrictas
de refrigeración en normas de limpieza y con tolerancias y ajustes de alta
neveras o congeladores precisión y sujetos dentro de una carcaza soldada
herméticamente la cual es previamente configurada
domésticos habiéndose soldado eléctricamente a ella: un conec-
tor eléctrico de tres pines para la alimentación de las
Señalamos que no existen diferencias fundamen- bobinas de marcha [M], arranque [A] y común [C]
tales entre una nevera y un congelador domésticos en del motor; y unidos por soldadura fuerte un mínimo
cuanto a sus características constructivas y principios de tres (y un máximos de cinco) tubos destinados a
generales de funcionamiento. El tipo de compresor conectar el compresor con el sistema de refrigeración
que se ha establecido como el patrón de referencia en que vaya a ser empleado.
para casi todas estas aplicaciones domésticas es el
motocompresor hermético reciprocante o alternativo,
por sus ventajas comparativas de bajo costo, fun-
cionamiento confiable, bajo nivel de ruido, tamaño
reducido y alta eficiencia. Neveras y congeladores
domésticos comparten el mismo tipo de compo-
nentes pero con sutiles diferencias en lo que respec-
ta a las características operativas. Describiremos las
características más importantes de estos, así como el
lubricante y los problemas relacionados con este en
función de su rol en el compresor y su influencia en
el sistema de refrigeración.
Motocompresor hermético de potencia fraccionaria.
• Motocompresor hermético reciprocante o
alternativo • Rangos de aplicación
Este componente, conocido también como Los compresores pueden clasificarse según su
unidad sellada, compresor o simplemente (e impro- rango de aplicación, disposición para el arranque y
piamente así llamado) "motor", consiste en un con- gas refrigerante, en las siguientes familias:
Presión de retorno Par de arranque Gas refrigerante
Baja presión de retorno [LBP] (low back pressure) Normal [LST] (low starting torque)
Alto par de arranque [HST] (high starting torque)
Presión de retorno media [MBP] (middle back pressure) Normal [LST] (low starting torque) R12, R134a,
Alto par de arranque [HST] (high starting torque) R600a, R22,
Presión de retorno alta [HBP] (high back pressure) Normal [LST] (low starting torque) R502, R404A,
Alto par de arranque [HST] (high starting torque) R507, R290,
Presión de retorno alta / aire acondicionado Normal [LST] (low starting torque) etc.
Presión de retorno comercial [CBP] (commercial back pressure) Normal [LST] (low starting torque)
Alto par de arranque [HST] (high starting torque)
Donde se definen:
Temperatura de evaporación
Rango de aplicación
ºC ºF
Baja presión [LBP] -34,4 ~ -12,2 -30 ~ -10
Presión comercial [CBP] -17,8 ~ 10,0 0 ~ 50
Media / Alta presión -20,0 ~ 12,8 -4 ~ 55
Aire acondicionado / Alta presión 0,0 ~ 12,8 32 ~ 55](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-48-320.jpg)
![CAPÍTULO V:
SISTEMA DE
49
REFRIGERACIÓN
Par de arranque ello esta vinculado con la temperatura de retorno del
gas y su efecto de contribución al enfriamiento del
compresor. Una presión de retorno más elevada sig-
Normal [LST] (bajo par de arranque): no
nifica gas más caliente y menos enfriamiento. En
requiere capacitor de arranque y se diseña para que
algunos casos, el fabricante especifica un rango
arranque cuando las presiones en el sistema alcanzan
extendido de aplicación, o sea que el mismo com-
a equilibrarse en los valores máximos establecidos
presor puede funcionar en LBP, MBP o HBP, con solo
para cada gas refrigerante ya vistos más arriba en este
cambiar algunos componentes, tales como relé y pro-
mismo capítulo. Normalmente se emplean solo en
tector térmico, pero antes de tomar la decisión de
sistemas que funcionan con tubo capilar. Pueden
emplear un determinado tipo de compresor el técni-
estar dotados de un capacitor de marcha, pero este
co debe verificar las especificaciones del fabricante.
sólo se emplea para aumentar la eficiencia del com-
presor. Ocasionalmente pueden encontrarse compre- En refrigeración doméstica, la mejor presión de
sores con motores de bajo par de arranque a los retorno posible, siempre y cuando se cumplan todos
cuales se ha conectado un capacitor de arranque los requisitos de enfriamiento solicitados por la apli-
para asistirlo cuando las condiciones de tensión de cación para la mercadería contenida, o sea, una vez
línea son bajas y dificultan el arranque. Esto aumenta lograda la temperatura de evaporación deseada, es la
el par de arranque aproximadamente un 30 ~ 50%, más baja presión posible, sin que en ninguna condi-
pero no logra el mismo efecto que se obtiene en un ción de trabajo esta llegue a alcanzar niveles de
motor diseñado para alto par de arranque, donde este vacío.
llega a ser 100% mayor que el de un motor de bajo
par de arranque. • Capacidad del compresor
Alto par de arranque: el motor está diseñado
para arrancar cuando se alimenta su bobina auxiliar
Definamos primero las condiciones de medición
a través de un capacitor de arranque cuyo valor de
de capacidad de un compresor establecidas por
capacitancia es calculado para lograr el máximo par
ASHRAE, que son las que emplean la gran mayoría
de arranque posible cuando se lo conecta con un
de fabricantes de compresores para clasificar sus
bobinado de las características propias de ese motor.
productos:
Montar un capacitor de otro valor no va a lograr el
mismo efecto y puede provocar tensiones eléctricas Temperaturas ASHRAE
mayores en las bobinas del motor. Están diseñados ºC / (ºF) LBP CBP M/HBP HBP/AC
para aplicaciones en las cuales es impredecible
Evaporación -23,3 / (-10) -6,7 / (20) 7,2 / (45) 7,2 / (45)
conocer si las presiones del sistema alcanzarán el
equilibrio mencionado más arriba, antes que el com- Condensación 54,4 / (130) 54,4 / (130) 54,4 / (130) 54,4 / (130)
presor reciba la señal de arranque, tal como aplica- Gas de retorno 32,2 / (90) 35,0 / (95) 35,0 / (95) 35,0 / (95)
ciones comerciales donde la apertura de puerta del Líquido 32,2 / (90) 46,1 / (115) 46,1 / (115) 46,1 / (115)
artefacto es frecuente. Ambiente 32,2 / (90) 35,0 / (95) 35,0 / (95) 35,0 / (95)
El gas que se vaya a emplear en un determinado
compresor determina, entre otras cosas, el torque de
Estas son las condiciones de ensayo que deben
arranque necesario pues las presiones del sistema
ajustarse en el calorímetro donde se esté determinan-
varían notablemente entre unos y otros y esto debe
do la capacidad de un compresor. La capacidad fri-
tenerse en cuenta al diseñar el motor correspon-
gorífica, medida en estas condiciones, es la que per-
diente, también fija las limitaciones a tener en cuen-
mite comparar dos compresores, cualquiera sea su
ta en función de las características de seguridad del
fabricante. Normalmente se efectúa el ensayo a 60
gas (inflamable o no, entre otras) pues de ello
Hz y a la tensión para la cual fue diseñado el motor.
depende el tipo de accesorios requeridos (normales o
La capacidad equivalente a 50 Hz puede calcularse
herméticamente sellados, etc.)
dividiendo la capacidad a 60 Hz por 60 y multi-
plicándola por 50 pues la capacidad es función del
• Consideraciones particulares relacionadas rendimiento volumétrico, que es proporcional a la
con el rango de aplicación de un compresor velocidad del motor y puesto que la velocidad es pro-
porcional a la frecuencia, la relación se mantiene
En aplicaciones domésticas particularmente, es para la capacidad.
muy importante verificar que la presión de succión La capacidad del compresor puede expresarse en
del compresor esté dentro del rango aceptable según Kcal/hr en el Sistema Internacional o Btu/hr en el sis-
su clasificación [LBP - MBP - HBP - AA] puesto que tema inglés, con la siguiente relación entre ellas:](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-49-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
50 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
1 Btu/hr = 0,252 kcal/hr = 252 cal/hr reducir el consumo de energía, pero en lo que
La costumbre ha popularizado el uso del término respecta al trabajo termodinámico, es mejor indicati-
HP para definir la capacidad de un compresor, vo emplear el desplazamiento volumétrico o cilindra-
denominación que tiene su origen histórico en la da al momento de tomar una decisión de sustitución
época de la máquina de vapor, de donde provienen de compresores.
las definiciones siguientes:
• Descripción de las funciones de los tubos
Media/Alta Presión de Evaporación [M/HBP]y en la carcaza del compresor
Acondicionamiento de aire [HBP-AC]:
Dos de estos tubos son accesos directos al interior
de la carcaza y se emplean, uno para conectar un
Capacidad frigorífica en Btu/hr @ 60 Hz
Capacidad en HP = tubo de servicio y carga [denominado "tubo de servi-
12.000 cio"] y el otro para la conexión de la línea de retorno
del evaporador [denominado "tubo de succión" del
Ejemplo: un compresor que rinde 24.000 Btu/hr, compresor]. Si bien ambos tubos pueden ser usados
[medidos en condiciones ASHRAE @ 60 Hz] es lla- indistintamente para cualquiera de las dos funciones:
mado un compresor de 2 HP. succión o servicio, pues no hay ninguna diferencia
entre ellos, es importante destacar que en los ma-
nuales de compresores, el fabricante define cual
Presión Comercial [CBP] debe usarse para tal o cual fin. La razón reside en
que, en compresores de fabricación moderna, el tubo
Capacidad frigorífica en Btu/hr @ 60 Hz definido como de succión por el fabricante es el que
Capacidad en HP = garantiza que el gas a baja temperatura retorne al
8.000 compresor e ingrese en una cámara interna llamada
silenciadora "muffler" que, por una parte, minimiza
Ejemplo: un compresor que rinde 4.000 Btu/hr, el sonido de la válvula de lámina "flapper" de succión
[medidos en condiciones ASHRAE @ 60 Hz] es lla- y por la otra dirige inmediatamente el gas a la succión
mado un compresor de 1/2 HP. del mecanismo de compresión para ganar eficiencia.
El tercer tubo corresponde a la descarga del gas
Baja Presión [LBP] comprimido a alta presión. El gas comprimido en el
mecanismo de compresión es retenido por la válvula
de lámina "flapper" de descarga, y antes de dejar el
Capacidad frigorífica en Btu/hr @ 60 Hz cuerpo, debe pasar por cámaras/s destinadas a ate-
Capacidad en HP = nuar el nivel de ruido de las válvulas de succión y
4.000
descarga, antes de ser enviado al exterior de la car-
caza a través de un tubo de pequeño diámetro con-
Ejemplo: un compresor que rinde 1.000 Btu/hr, formado con formas geométricas curvas diseñadas
[medidos en condiciones ASHRAE @ 60 Hz] es lla- para que absorban gran parte de la vibración, el cual
mado un compresor de 1/4 HP. se suelda internamente al tercer tubo ya mencionado,
denominado "de descarga" del compresor, de tal
Sin embargo, los fabricantes de compresores se modo que al conectar el compresor al sistema de
han desviado un poco de estas equivalencias y refrigeración en que va a trabajar el amortiguamiento
puesto que se obtienen mayores coeficientes de de ruido sea el máximo posible.
desempeño en la actualidad [COP] ("Coefficient of Los "dos" tubos adicionales que salen de la car-
performance" por sus iniciales en inglés) para un caza en la parte más cercana al fondo de esta, en las
mismo desplazamiento volumétrico del compresor, versiones de cinco tubos, realmente corresponden a
en la actualidad se han abandonado estas equivalen- los "dos extremos de un tubo" plegado, doblado, cur-
cias atribuyéndose a los compresores valores en HP vado y conformado para acomodar una determinada
que no coinciden totalmente con estos criterios. longitud en el menor área posible, para que se
Es recomendable que los técnicos conozcan la sumerja totalmente en el aceite de lubricación que se
capacidad frigorífica de un compresor al hacer un mantiene en el fondo de la carcaza, con la finalidad
reemplazo por otro de otra marca o idealmente el de enfriar el aceite con gas proveniente del conden-
desplazamiento volumétrico puesto que esto es lo sador, tomado desde un punto en el que ya haya per-
que determina la verdadera equivalencia en cuanto a dido parte del calor ganado en el proceso de compre-
la aplicación determinada. Un mejor COP le permitirá sión, y devuelto posteriormente al mismo punto en el](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-50-320.jpg)
![CAPÍTULO V:
SISTEMA DE
51
REFRIGERACIÓN
condensador para que prosiga perdiendo calor hasta Se han hecho progresos importantes en la reduc-
alcanzar el estado líquido, antes de llegar al filtro ción de los niveles de ruido de los compresores alter-
secador y el dispositivo de expansión. nativos, así como en el desempeño desde el punto de
Los compresores alternativos dependen de un vista de consumo de energía.
delicado sistema de suspensión interna, basado en
resortes, en algunos casos de tracción y más moder- • Tipos de motores
namente de compresión, destinado a minimizar la herméticos de potencia
transferencia a la carcaza de la vibración propia del fraccionaria
motor eléctrico y el mecanismo de compresión de
Los motores eléctricos de
gas. Sin esta suspensión el nivel de ruido de los com-
estos compresores son del tipo
presores sería inaceptable para un artefacto que fun-
monofásico, de inducción, de
ciona durante las veinticuatro horas del día en el
potencia fraccionaria (menor
entorno hogareño. Adicionalmente, la carcaza debe
que ½ hp) y puede clasificarse
ser montada sobre bases amortiguadoras, general-
por su forma de arrancar y pos-
mente de caucho blando, ajustadas a una cierta ten-
terior funcionamiento, en tres
sión, cuya función es reducir aún más el nivel de Motor hermético.
familias principales:
vibración que el compresor pueda transferir al gabinete.
• Arranque por fase dividida: RSIR [por sus iniciales en inglés: "Resistance Start Induction Run"] o
PTCSIR [por sus iniciales en inglés: "PTC Start Induction Run”].
En estos casos se emplean uno u otro de los siguientes tipos de relé:
Relé amperométrico.
Relé "PTC" [por sus iniciales en inglés: Positive Temperatura Coefficient].
Relé voltimétrico. (Poco empleado en refrigeración doméstica pero sí en aire acondicionado).
Motores con torque normal de arranque, adecuados para aplicación en sistemas de refrigeración con dis-
positivo de control de flujo de refrigerante por tubo capilar, en los cuales las presiones alcanzan el equilibrio
antes del arranque. El relé alimenta la bobina de arranque directamente hasta que la corriente en la bobi-
na de marcha indica que el rotor ha alcanzado velocidad suficiente para generar su propio campo electromag-
nético rotativo que mantiene el movimiento.
Circuito de arranque RSIR.
Circuito de arranque PTCSIR.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-51-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
52 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
• Arranque con capacitor: CSIR [por
sus iniciales en inglés "Capacitor
Start Induction Run"] o PTCCSIR
[por sus iniciales en inglés: "PTC
Capacitor Start Induction Run”].
Los relés son similares a los descritos
precedentemente pero están dotados de
contactos adicionales para la conexión
del capacitor de arranque.
Motores con alto torque de arranque.
Para lograrlo emplean un capacitor elec-
trolítico conectado en serie con la bobina
de arranque que solo se energizan durante
los instantes en que está conectada esta
bobina a través de los contactos del relé
Circuitos de arranque CSIR [con relé amperométrico y relé voltimétrico].
de arranque, tal como en el caso anterior.
Son aptos para empleo en sistemas de refrigeración con dispositivo de control de flujo de refrigerante por tubo
capilar o válvula de expansión, permitiendo el arranque aún cuando las presiones del sistema no hayan alcan-
zado el equilibrio.
• Con capacitor de marcha: PSC [por sus iniciales en inglés "Permanent Split Capacitor"].
Motores con torque normal de arranque. Utilizan un capacitor de marcha conectado en serie con la bobi-
na de arranque, que se mantiene energizada; de esta manera la eficiencia del motor es superior a la de los
motores RSIR. Se los emplea en aplicaciones con dispositivo de control de flujo de refrigerante por tubo capi-
lar, donde las presiones del sistema alcanzan el equilibrio antes del arranque.
Circuito de
arranque PSC.
• Arranque con capacitor, marcha con capacitor: CSR [por sus iniciales en inglés: Capacitor Start and Run].
Motores con alto torque de arranque. Emplean un capacitor de arranque y uno de marcha, conectados
mediante un relé voltimetrito. Son aplicados en sistemas con dispositivo de control de flujo de refrigerante por
tubo capilar o válvula de expansión en los cuales no se alcanza el equilibrio de presiones antes del arranque.
Al igual que los motores PSC ofrecen un mejor nivel de eficiencia (menor consumo de corriente).
Circuito de
arranque CSR.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-52-320.jpg)
![CAPÍTULO V:
SISTEMA DE
53
REFRIGERACIÓN
• Relés
El relé de arranque juega un papel fundamental
en el arranque de los motores de compresores her-
méticos que lo necesitan. En el instante de arranque
del motor se conecta la bobina auxiliar, que determi-
na el sentido de rotación del motor y proporciona el
torque necesario para el inicio del movimiento.
Después del arranque, se desconecta la bobina au-
xiliar (excepto en los motores con capacitor de mar-
cha permanente "PSC"), y solamente la bobina de
marcha permanece funcionando. Esquema eléctrico de relé amperométrico.
Relé amperométrico Al energizarse la bobina de arranque se genera un
campo magnético rotatorio en el estator del motor,
cuya dirección depende de la conexión relativa de
los extremos de las bobinas de marcha y arranque y
su magnitud de la intensidad de las corrientes en
cada bobina y desfase relativo entre estas, que a su
vez dependen de las componentes inductivas, resisti-
vas y capacitivas de cada bobina (por ello es que el
diámetro de los alambres y número de espiras son tan
Relé amperométrico. distintos entre una y otra). Este campo magnético
rotatorio interactuando con las barras de aluminio
Por su diseño requiere que se lo instale de ma- inyectadas en el rotor, unidas en sus extremos por
nera que el eje de la bobina esté en posición vertical dos anillos denominados "anillos de cortocircuito"
[una desviación de 5º con respecto a la vertical es genera en estas una fuerza perpendicular a ellas y al
suficiente para que la velocidad de actuación se vea campo magnético que cruza el entrehierro entre los
disminuida, lo que afecta la vida de los contactos], dientes del estator y el rotor, y que es tangencial a la
con los contactos normalmente abiertos por encima superficie cilíndrica del rotor. La sumatoria de las
de ella. Es un dispositivo electromecánico, con con- fuerzas generadas en cada una de las barras del rotor
tactos normalmente abiertos mientras está en reposo. multiplicada por el radio del rotor es lo que genera el
Desde el punto de vista eléctrico, el relé se conecta torque que da inicio a su movimiento rotativo. Una
de tal forma que su bobina quede en serie con la vez iniciado el giro del rotor, este alcanza su veloci-
bobina de marcha del motor del compresor y los con- dad final muy rápidamente (en cuestión de 1 a 3
tactos del relé - normalmente abiertos, en serie con segundos, dependiendo del torque resistente) y el
la bobina de arranque y conectando a esta (cuando rotor mismo genera su propio campo electromagnéti-
cierran) con la misma línea a la que está conectada co que interactúa con el de la bobina de marcha, con
la bobina del relé. Cuando el circuito de control del lo que la intervención de la bobina de arranque ya no
artefacto envía la señal de puesta en marcha del com- es necesaria.
presor (cerrando los contactos del control de tempe- Oportunamente, la presencia del campo magnéti-
ratura, en términos generales, el termostato), se apli- co rotativo generado en el rotor reduce rápidamente
ca una tensión a la bobina del relé, en serie con el la fuerza contraelectromotriz, que requiere una ele-
borne M (correspondiente a la bobina de marcha del vada corriente en la bobina de marcha; a consecuen-
motor) y el borne C (común) del compresor. La ten- cia de lo cual la corriente disminuye considerable-
sión aplicada a la serie de la bobina del relé y la mente (hacia lo que constituye lo que denominamos
bobina de marcha produce el paso de una corriente corriente nominal). La intensidad de esta corriente no
que es proporcional a la fuerza contraelectromotriz es suficiente para mantener la armadura en el interior
de la bobina de marcha, que es lo suficientemente de la bobina del relé en su posición superior y esta
elevada como para generar en la bobina del relé una desciende bruscamente (ayudada por la acción de un
fuerza electromagnética que eleva una armadura resorte calibrado ubicado en su eje), para forzar una
deslizante en el interior de esta, que provoca el cierre apertura brusca de los contactos que energizan la
de los contactos y como consecuencia el cierre del bobina de arranque dejando a esta fuera del circuito
circuito de alimentación de la bobina de arranque hasta el próximo arranque (a menos que se trate de
conectada internamente al borne A (arranque). una aplicación de capacitor de marcha permanente).](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-53-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
54 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
Si por alguna circunstancia el rotor no pudiera que cierre los contactos) y su corriente de desen-
alcanzar la velocidad necesaria para que la disminu- ganche se alcance cuando el rotor ha alcanzado
ción en la corriente en la bobina de marcha aproximadamente el 75% de su velocidad de fun-
provoque la apertura de los contactos del relé, la co- cionamiento (puesto que a esta velocidad el rotor
rriente mantenida en la bobina de arranque provoca puede generar su campo magnético tal como se
un paulatino pero muy rápido aumento de su tempe- describió más arriba. Hay que seleccionar cuidadosa-
ratura que afecta rápidamente el aislamiento (barniz) mente estos valores pues debe evitarse que en algu-
de esta y eventualmente la lleva a su destrucción. na condición de sobrecarga la corriente en la bobina
Esta condición se produce cuando, por ejemplo, el de marcha se mantenga en un valor elevado que im-
termostato indica que el compresor debe arrancar pida que los contactos abran, por estar por encima de
antes de que las presiones del sistema se hayan equi- la corriente de apertura, lo que provocará que la
librado. Esto a su vez puede ser causado por: apertu- bobina de arranque no se desconecte y su temperatu-
ra de puerta demasiado frecuente, intentos de ra suba hasta provocar la apertura de la protección
arranque del compresor interrumpidos por actuación térmica.
del protector térmico del mismo, fluctuaciones o Cada relé viene identificado por una combi-
interrupciones momentáneas del servicio eléctrico, o nación de letras y números que nos indican una can-
cualquier otra acción externa que requiera de una tidad de datos tales cómo características constructi-
frecuencia de arranques más corta que la prevista por vas, tipo de conexiones externas y la clasificación
el fabricante del artefacto que a su vez estará prede- según corrientes de enganche y desenganche, en los
terminada por las especificaciones del fabricante del tres últimos dígitos del código.
compresor.
La vida media útil del relé ha sido calculada para
Relé PTC
un número predeterminado de cierres de contactos,
en determinadas condiciones de carga, que usual-
mente es de 100.000 actuaciones. La vida útil real El funcionamiento de este relé, introducido
dependerá de la carga a la cual son sometidos los mucho después del relé amperométrico, es elec-
contactos. trotérmico y no posee piezas en movimiento ni bobi-
El problema más común asociado con el relé nado por lo que es mucho más confiable que su ante-
amperométrico es el generado por desgaste por chis- cesor; su único componente pasivo es una pastilla de
porroteo de los contactos, que puede derivar en con- material cerámico que posee la propiedad de aumen-
tactos soldados o, el caso contrario, que no cierran el tar su resistencia eléctrica cuando es calentado por el
circuito. Estas dos condiciones pueden verificarse paso de una corriente a través de él. Esta pastilla está
con un multímetro o probador de continuidad, en el conectada a los terminales del relé que conectan, por
primer caso con el relé en su posición normal de tra- un lado a la línea de alimentación y por el otro al
bajo (en estas condiciones los contactos deben estar borne [A], correspondiente a la bobina de arranque.
abiertos, si están cerrados están soldados) y en el El relé alimenta directamente a la bobina de marcha
segundo caso con el relé en posición invertida (en a través del borne [R].
estas condiciones los contactos deben estar cerrados,
si no hay continuidad están dañados al punto de no
hacer contacto eléctrico).
• Selección del relé amperométrico
La selección del relé es crítica pues para cada
uno de ellos existe una combinación de dos paráme-
tros importantes: la corriente de cierre (enganche) de
los contactos "pick up" y la corriente de apertura Relé PTC.
(desenganche) de estos "drop out". Como ya vimos
más arriba, el relé actúa por el efecto de la corriente Inicialmente, la pastilla del PTC estará a tempe-
que pasa por la bobina de marcha, la cual asciende ratura ambiente y su resistencia es baja de modo que
abruptamente al energizarse el motor, pero luego está en condiciones de dejar pasar una corriente sin
desciende rápidamente. El relé debe seleccionarse de impedimentos a través de sí misma. Cuando el
manera que su corriente de enganche esté por deba- circuito de control del artefacto (termostato) cierra el
jo de la máxima corriente que circula por la bobina circuito de alimentación eléctrica del compresor, la
de marcha en el momento de arranque (para garantizar tensión presente aplicada al terminal L2 del relé](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-54-320.jpg)
![CAPÍTULO V:
SISTEMA DE
55
REFRIGERACIÓN
produce una circulación de corriente a través de la • Selección de relé PTC
bobina de marcha y simultáneamente a través de la
serie de la pastilla del relé PTC y la bobina de La selección del relé tipo PTC es menos comple-
arranque y que cierra el circuito a través del protec- ja pues existen muchos menos tipos distintos para
tor térmico, en cuyo Terminal L1 se conecta la otra adaptar a un gran número de compresores distintos.
línea de alimentación. En estas condiciones, como se El factor determinante es el tiempo requerido por la
explicó anteriormente, el motor gira y la corriente pastilla para recuperar su valor de resistencia eléctri-
que pasa a través de la pastilla del PTC calienta a esta ca inicial, una vez que se ha interrumpido el paso de
rápidamente por el calor generado por la corriente de corriente por ella y se ha enfriado y la capacidad de
arranque Ir2 x RPTC, con el efecto de un rápido corriente que maneja. Ello se logra con un número
aumento de la resistencia de la pastilla del PTC hasta relativamente pequeño de pastillas, que varían en su
el punto que permite el paso de una corriente muy resistencia eléctrica, para distintas tensiones de apli-
reducida, que puede considerarse despreciable. cación (120 / 240) y diferentes valores de tensión
máxima / intensidad de corriente máxima [Vmax/Imax].
Consideraciones particulares para relés PTC
• La superficie y terminales del relé pueden alcan-
zar altas temperaturas en condiciones normales
de operación. Cualquier material que esté en
contacto con el relé, incluyendo cables y ais-
lamiento de los cables de los accesorios vincula-
dos (capacitor, ventilador, protector térmico)
Corte mostrando construcción interna PTC. deben ser clase térmica 105ºC y debe evitarse el
contacto con materiales cuya clase térmica sea
Su utilización es muy común en compresores de
inferior.
diseño reciente de baja capacidad, destinados a apli-
caciones donde el tiempo entre ciclos de operación • El relé tipo PTC debe estar protegido de fuentes
sea lo suficientemente largo para que la pastilla del potenciales de salpicadura de líquidos, tal como
PTC se enfríe y quede lista para un nuevo ciclo (mí- la bandeja de evaporación del agua de descon-
nimo 1 minuto). gelación o las conexiones de alimentación de
agua en las aplicaciones que tengan servicio de
El tiempo de reposición del protector térmico,
alimentación de agua externa.
determinado en fábrica en función del tiempo que
necesitan los bobinados del motor para que su tempe- • Ciertos materiales, tales como gases clorados
ratura baje a niveles seguros, es también crítico pues en CFC y CHFC pueden degradar las características
caso de relé PTC debe tomarse en cuenta el tiempo que de la pastilla del PTC. Este dispositivo no debe
necesita la pastilla cerámica para reducir su resistencia ser expuesto a gases clorados o sulfurados ni a
que, como dijimos, debe ser de más de un minuto. materiales que puedan generarlos. En particular,
evite emplear aislamiento basado en policloruro
Es por ello que en algunos casos, intentar sustituir
de vinilo [PVC] en contacto con los terminales
un relé amperométrico con un relé PTC puede no ser
del relé.
exitoso, en aquellos casos en que el tiempo de
reposición del protector calculado para ese compre- • El relé PTC debe estar protegido por una cubier-
sor para ser usado en conjunto con un relé ampe- ta de protección contra posibles contactos
rométrico, sea muy corto. humanos durante su empleo.
• Comparación entre relé amperométrico y PTC
COMPARACIÓN
RELÉ AMPEROMÉTRICO RELÉ PTC
• No necesita enfriarse para operar. • No posee partes móviles. • No se desgasta.
VENTAJAS • Tiempo de conexión depende del arranque del motor. • No produce chispas. • Pocos modelos diferentes.
• Funciona en cualquier posición.
• Posee partes móviles. • Necesita tiempo para enfriarse y volver a operar.
• Tiene contactos eléctricos que se desgastan. • Tiempo de conexión no depende del arranque del motor.
DESVENTAJAS • Emite señales de interferencia electromagnética por
las chispas al abrir contactos.
• Un modelo específico para cada compresor.
• Debe ser montado en posición vertical.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-55-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
56 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
Relé voltimétrico
Son empleados en aplicaciones comerciales que
empleen compresores que requieran capacitores de
arranque y marcha en el circuito de alimentación del
motocompresor. La bobina del relé se conecta en
paralelo con la bobina de arranque del motor eléctri-
co y sus contactos, normalmente cerrados [NC] se
emplean para desconectar el capacitor de arranque.
La tensión en la bobina de arranque aumenta a En la cápsula se han dispuesto dos contactos fijos
medida que lo hace la velocidad del motor, hasta y sus puntos de conexión al circuito de alimentación
alcanzar el valor necesario para atraer la armadura del compresor, así como una resistencia eléctrica en
del relé lo cual acciona los contactos, abriéndolos. serie con el circuito, por detrás y a corta distancia del
La tensión inducida en la bobina de arranque por el disco de tal manera que la corriente que circula por
campo electromagnético del motor en funcionamien- el compresor crea una temperatura que precalienta el
to continúa atrayendo la armadura, manteniendo los disco. La forma de esta cápsula es tal que posiciona
contactos abiertos. El capacitor de marcha [perma- el disco a una distancia prefijada de la carcaza y lo
nente] se conecta en paralelo con la serie del relé de protege de influencias térmicas externas.
arranque y los contactos NC. Los protectores térmicos están basados en distin-
tas combinaciones de pares de metales, distintas for-
mas y tamaños de discos, distintas geometrías de los
cortes y perforaciones y distintos valores de la
resistencia de precalentamiento para lograr diferentes
respuestas a combinaciones de consumo de corriente
Relé voltimétrico.
y temperatura radiada desde la carcaza.
• Protector térmico bimetálico externo
tipo disco
Corte protector térmico.
El protector térmico es un componente basado en
un disco bimetálico que depende de los coeficientes Para un determinado compresor se hace una
de dilatación distintos de dos metales adheridos entre selección cuidadosa del protector térmico adecuado
si, cuando estos dos metales son sometidos a cam- para que actúe cuando sea necesario, desconectan-
bios en la temperatura. Un disco troquelado de este do la alimentación por el tiempo que tarde el disco
material bimetálico (en el cual se han efectuado bimetálico en retomar su forma normal, que corres-
cortes y perforaciones cuidadosamente calculados ponde a la posición de contactos cerrados.
para obtener una actuación precisa dentro de un
rango de temperaturas de actuación al cual se han También es importante lo opuesto, o sea que no
electrosoldado en una misma cara, cerca del produzca interrupciones de funcionamiento innecesarias
diámetro exterior del disco dos contactos diametral- por demasiado tiempo, cuando la causa de incre-
mente opuestos), se sujeta a una cápsula, general- mento de temperatura es temporal y se corrige por sí
mente de bakelita o plástico, mediante un tornillo de misma (esto sucede, por ejemplo, cuando se carga el
calibración. Este tornillo es regulado en la fase final gabinete con productos cuya temperatura excede la
del proceso de fabricación para que el bimetálico temperatura ambiente). El gas en el evaporador
reaccione deformándose hasta que, por tensión adquiere más energía de lo normal y por lo tanto
mecánica sus contactos se separan de los contac- retorna al compresor con una temperatura mayor
tos fijos con un accionamiento brusco "snap", con (aumenta lo que se llama "superheat" más de lo
el objeto de minimizar el chisporroteo de los deseable); como consecuencia el gas que retorna al
contactos. compresor lo hace a una temperatura más alta y](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-56-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
58 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
• Rotor bloqueado. "Locked Rotor" forma de los contactos, la velocidad de reacción del
disco "snap action", puesto que su efecto es también
dañino para la vida útil del contacto, y por ende del
La corriente con el rotor detenido es sumamente
protector (10.000 ciclos), pero inevitable. Es por ello
elevada y si se mantiene por un tiempo suficientemente
que para que un compresor pueda ser clasificado
prolongado (del orden de los 5 ~ 10 segundos) el
como apto para trabajar con refrigerantes clasifica-
bobinado auxiliar (arranque) se sobrecalentará y de
dos como inflamables, tales como los hidrocarburos
persistir esta condición perderá su aislamiento. El
[HC], este dispositivo debe ser encapsulado herméti-
protector debe actuar en pocos segundo y prevenir
camente, para evitar el riesgo de explosión.
esta situación, aunque persista por un período de hasta
15 días (requerimiento de UL), y hacerlo manteniendo La detallada explicación precedente tiene por obje-
la temperatura de la carcaza por debajo de 150ºC to enfatizar la importancia que tiene el protector tér-
(requerimiento de UL) mientras que la temperatura de mico para el compresor, tanto en lo que respecta a su
bobinas debe mantenerse también por debajo del selección como a su colocación en el compresor. El
máximo permitido por el fabricante del compresor. técnico debe entender, por lo dicho aquí, que si bien
todos los térmicos son aparentemente iguales, su
Esta prueba debe hacerse bajo tres condiciones
respuesta es distinta para cada modelo y no se debe
extremas: tensión nominal, tensión mínima de trabajo
sustituir arbitrariamente por otro similar sino por otro
aceptable y tensión máxima de trabajo aceptable para
idéntico, si se pretende que cumpla su función. Un tér-
el compresor.
mico que no corresponde a una aplicación determina-
Para estas tres condiciones deben registrarse tanto da (por ejemplo un térmico para un modelo de com-
la corriente consumida así como la velocidad a la que presor enfriado por convección natural o por intercam-
la temperatura de las bobinas aumenta. La corriente biador de calor sumergido en el aceite, no protegerá
medida es la corriente que circula por el terminal "C" adecuadamente a un compresor enfriado por ventilador
[común] del compresor. Si el relé asociado es del tipo porque las pruebas de desarrollo no se hicieron en esas
electromecánico, se mide la corriente total. Si el relé es condiciones). Habrá, arbitrariamente, o sobreprotec-
de tipo PTC, se mide la corriente total, el tiempo de ción (creando paradas innecesarias) o protección insu-
reposición del relé PTC y la corriente de la bobina de ficiente (que permitirá que las temperaturas de bobinas
marcha solamente. También se registra la corriente a la excedan lo permitido por su clase térmica, con la con-
cual se desea que se produzca la apertura del protec- siguiente aceleración del proceso de envejecimiento
tor. Se debe garantizar que el protector va a mantener prematuro del esmalte y reducción correspondiente de
la situación controlada dentro de límites durante el la vida útil del compresor.
número de días especificados para el ensayo.
La correcta colocación es también de fundamental
importancia pues solo actuará debidamente si se lo
• Corte de la energía y reenganche. instala en las mismas condiciones en que se efectuaron
"Power Outage" las pruebas de desarrollo, tal como se lo describió en
párrafo precedente.
Un caso particular de actuación en condiciones de Es común observar neveras, congeladores y todo
rotor bloqueado se produce cuando se interrumpe la tipo de artefactos en los cuales la tapa de protección
energía por un corto intervalo (segundos) y el relé de las conexiones eléctricas se encuentra suelta, sin
empleado es PTC. Si el compresor estaba en fun- sujetador o simplemente no está. Esta tapa de termi-
cionamiento antes del corte de energía, el compresor nales también cubre el protector térmico y lo
intentará arrancar cuando se repone el servicio eléctri- mantiene sujeto en la posición determinada por el
co, pero el rotor no podrá girar debido a que la presión fabricante del compresor, de manera que reproduzca
de descarga no ha alcanzado el nivel de equilibrio, en las condiciones de montaje durante las pruebas de
cuyo caso el protector actuará. En estas condiciones es desarrollo.
necesario especificar cuánto tiempo es necesario que También es posible ver un número de casos, parti-
permanezca abierto el protector para que la pastilla del cularmente después de una llamada de servicio técni-
relé PTC tenga tiempo de enfriarse. co, en que el protector térmico es dejado expuesto al
Todos los protectores térmicos mencionados aire libre intencionalmente para evitar que actúe.
poseen un contacto seco cerrado [NC], que debe Estas dos situaciones deben evitarse pues en esas
abrirse, bajo carga inductiva, al producirse una condi- condiciones el dispositivo no puede cumplir con su
ción de riesgo, perceptible como un aumento de tem- funcionamiento, respondiendo solo a condiciones
peratura. Esta apertura de contactos en esas condi- extremas, tales como un cortocircuito o puesta a tierra
ciones, normalmente produce una pequeña chispa; tan de uno a ambas bobinas y en tal caso, ya es tarde para
pequeña como pueda hacerse con el diseño de la salvar el compresor.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-58-320.jpg)
![CAPÍTULO V:
SISTEMA DE
59
REFRIGERACIÓN
El protector térmico puede evitar un cambio de repetitividad de actuación del protector en cuanto a
compresor innecesario, si interpretamos su actuación tiempo de reacción y corriente de accionamiento a lo
como una herramienta de diagnóstico de la presencia largo de la vida útil del protector, menores varia-
de condiciones de funcionamiento anormales (que ciones de temperatura de accionamiento a todo lo
pueden ser temporales, como dijimos más arriba) pero largo de los ciclos de disparo previstos para toda al
que en muchos casos ponen en evidencia situaciones vida útil del protector, tiempos de reposición del
que, de ser corregidas a tiempo, mantendrán el com- disco más largos, ideales para permitir que la pastilla
presor trabajando en condiciones seguras por todo el del relé PTC se enfríe y excelente resistencia mecáni-
tiempo que se espera funcione. ca y choques térmicos. Se fabrican con equipos
No solo protege al compresor contra operación totalmente automatizados y su calibración no
incorrecta de componentes del circuito en que está depende de ajustes mecánicos. Su diseño es mucho
operando (tanto del circuito eléctrico como del circuito más compacto y facilita la operación de su monta-
de refrigeración), sino que también actúa en respuesta je puesto que no requiere arnés ni sujetador para
a intentos de arranque o para evitar que funcione cuan- ello y su posición es única de manera que es
do la tensión en bornes está fuera del rango admisible, imposible que se lo posiciones incorrectamente,
puesto que esto incrementa el consumo de corriente, evitando este riesgo.
que aumenta la temperatura que irradia la resistencia
colocada en la cápsula detrás del disco, lo que provo-
ca la actuación del protector.
Puesto que es un dispositivo de reposición
automática, una vez que actúa, se repondrá y repe-
tirá su trabajo mientras se mantengan las condiciones
adversas o fuera de límites de trabajo normal; según
la especificación de selección ya mencionada. En
cuanto se detecte que la nevera o congelador ha
comenzado a trabajar de esta manera (ciclando por
activación del protector térmico), es una buena Protector térmico para Vistas en Corte
medida que el usuario intervenga, desconectando el montaje en conector
artefacto, puesto que se dará cuenta que este no
enfría. Si se deja que continúe ciclando indefinida- • Protectores térmicos internos
mente, la corriente que circula por la bobina de
arranque es de una magnitud tan elevada que mien-
Algunos compresores emplean protectores térmi-
tras más tiempo se tarde en interrumpir el ciclo,
cos bimetálicos encapsulados, montados en contacto
mas se afectará la vida útil restante del compresor.
directo con los bobinados del motor y que reaccio-
nan cuando la temperatura de la bobina a la cual está
• Protector térmico bimetálico montado en sujeto el protector alcanza la temperatura de apertu-
el conector del compresor ra. Como puede verse, tienen la ventaja de que
actúan mucho más rápidamente que los exteriores,
descritos en los párrafos anteriores y en su gran ma-
Existe una versión de protectores térmicos más yoría son empleados en motores de compresores
modernos, que operan con los mismos principios ya abiertos y solo en contados compresores herméticos
descritos para los protectores tipo disco, desarrollados, puesto que si este elemento llegase a fallar por
principalmente, para ser empleado en conjunto con razones propias o por cualquier otra circunstancia en
relés tipo PTC, aunque el fabricante lo ha diseñado un compresor hermético, sería imposible de sustituir
para funcionar con cualquier relé, incluso los sin abrir el compresor, lo cual no es aceptado por el
convencionales (amperimétricos). Estos dispositivos fabricante ni recomendado
reciben las señales de temperatura provenientes de la bajo ninguna circunstan-
carcaza, el elemento calefactor eléctrico (por el que cia. Sin embargo, los fabri-
pasa la corriente de ambos bobinados), la temperatura cantes que han decidido
ambiente y la temperatura interna de la carcaza a través incorporarlos lo hacen por-
del pin común [C] del conector del compresor puesto que consideran que su nivel
que van enchufados directamente en este. Tienen la de confiabilidad es tal que
ventaja de que el disco bimetálico responsable de su uso en estas aplicaciones
actuar ante un aumento de temperatura no forma parte no influenciará la vida útil
del circuito eléctrico, por lo que se obtiene mejor del compresor. Protectores térmicos internos.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-59-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
60 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
Selección del protector térmico (externo) pre inferior al del capacitor de
arranque (entre 1 y 10 µF) y el
voltaje también puede ser 110 o
El protector térmico viene identificado por una serie
220 V.
de números y letras que indican datos que es necesario
conocer y utilizar para su sustitución (supuesto que no Ambos son del tipo no pola-
haya sido cambiado previamente por un técnico en un rizado y se puede comprobar su
servicio anterior por uno parecido). Si se puede confir- estado mediante el empleo de un
mar, a través del catálogo del fabricante, el modelo de multímetro, en la escala de
protector, se le debe sustituir por otro cuyo código sea medición de resistencia eléctrica.
exactamente igual, excepto, quizás por los dos últimos
Capacitor de marcha.
números, dado que ellos indican el tipo de conexiones
externas: normalmente pala macho de 6,35 mm (¼") de
ancho, diferenciándose cuando el protector lleva una
conexión extra para alimentar desde allí el ventilador,
en caso de que se trate de una aplicación que requiera • Dispositivo de control del motor eléctrico -
aire forzado. Termostato
• Capacitores En aplicaciones domésticas, el motor del compre-
sor hermético es tradicionalmente controlado por un
Los motores eléctricos pueden ser asistidos con termostato. En diseños de última generación el ter-
capacitores para mejorar su desempeño en ciertas mostato de diafragma convencional es sustituido por un
condiciones. dispositivo de control de estado sólido que recibe la
señal de temperatura proveniente de una termocupla,
lo cual permite, además de controlar el arranque y
Capacitor de arranque parada del motocompresor a través de un relé, exhibir
en un "display" la temperatura del bulbo, a través de un
Los capacitores de arranque circuito de termometría incluido en el dispositivo de
son del tipo electrolítico, encap- control.
sulados en baquelita y sellados. Con el fin de que el compresor no tenga que ope-
Están diseñados para trabajar por rar continuamente, un sistema de refrigeración se cal-
cortos períodos de tiempo y sus cula para que mantenga la temperatura dentro de un
valores de capacidad son expre- rango deseado por el usuario, en condiciones de uso
sados en microfaradios [µF]. Los normal, con una relación de tiempo de trabajo a tiem-
capacitores de arranque se po de descanso del compresor de 50/50. Esto permite
conectan en serie con la bobina absorber las variaciones relacionadas con los distintas
de arranque y aportan energía modalidades de uso que pueda tener un usuario
sólo en el instante del arranque, corriente. En caso de aperturas de puerta frecuentes u
después de lo cual deben ser otras condiciones de sobrecarga, es posible que se
Capacitor de arranque
excluidos del circuito (función llegue a necesitar que el compresor funcione continua-
que cumple el relé de arranque). mente, escapando del rango de control del termostato
Su valor capacitivo (normal- y aún así es probable que la temperatura de conser-
mente entre 50 y 300 µF) y voltaje (110 o 220 V) son vación no sea suficiente. Durante las horas de menos
determinados por el fabricante del compresor pues uso (normalmente de noche) es posible que los perío-
dependen del diseño de los bobinados del motor. dos de descanso sean más largos y el compresor se vea
aliviado, prolongando su vida útil.
Capacitor de marcha. El dispositivo normalmente encontrado, encargado
de ejercer este control de encendido - apagado del
motocompresor es un termostato electromecánico.
Los capacitores de marcha son de polietileno
encapsulados en plástico o metal. Están diseñados para
funcionar continuamente. Normalmente se conectan
en paralelo con la serie compuesta por el capacitor de
arranque y su contacto de manera que al excluirse este,
el capacitor de marcha continúe conectado en serie
con la bobina de arranque. Su valor capacitivo es siem-](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-60-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
64 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
como del evaporador, por separado, hasta asegurarse adecuada correspondiente al gas que se esté emplean-
de que no ha quedado ningún residuo extraíble. Para do en un sistema. Existen cilindros con distintas escalas
verificar esto, es recomendable emplear el mismo y se debe tener cuidado de emplear la correcta; algu-
método mencionado para verificar la limpieza de un nas combinaciones de escalas comerciales son:
tubo capilar obstruido. Aún así, después de haber R12 - R22 y R502
sustituido compresor y filtro secador nuevo, puede
R12 - R22 y R134a
ser aconsejable emplear un filtro de quemado en la
línea de aspiración del compresor, solo para estar R22 - R134a y R407
seguros, por lo menos temporalmente, pues a medi- R134a - R404 y R407C
da que se contamine se convertirá en una obstruc-
ción al paso del gas de retorno y esto puede afectar
el desempeño del equipo.
Para retirar este filtro será necesario, por supuesto,
seguir los procedimientos de recuperación del gas y al
mismo tiempo se recomienda tomar una muestra del
aceite para verificar el grado de pureza, empleando un
kit para prueba de ácido. Si la muestra indica que no
Cilindro dosificador.
hay contaminación puede reasumirse el servicio nor-
mal del equipo. Si hubiese indicación de acidez en el
aceite, será necesario sustituir el aceite contaminado
(asumiendo que la contaminación sea leve) y repetir el Están fabricados en vidrio Pyrex de alta
procedimiento de limpieza de componentes. resistencia, envuelto en otro cilindro de plexiglás
transparente con escalas graduadas para cada uno de
los 3 gases según las opciones indicadas más arriba,
que se puede girar para enrasar un nivel de referen-
cia con el nivel de refrigerante líquido precargado,
para una determinada presión que se mide en el
manómetro que viene instalado en el cilindro para
medir la presión del líquido en su interior.
El cilindro dosificador se carga inicialmente con
una cantidad de refrigerante líquido proveniente de un
Filtro secador de motor quemado. cilindro de refrigerante (existen cilindros dosificadores
de distintas capacidades y debe tenerse la precaución
de no superar el nivel de carga segura).
Lamentablemente, se habrá alcanzado esta condi- Para emplearlo, se debe calcular previamente la
ción como consecuencia de no haber efectuado una carga deseada y sustraerla del nivel de líquido en el
limpieza correcta en la primera oportunidad y ahora el interior (que se toma cono nivel de referencia).
nuevo compresor también habrá sido expuesto, Posteriormente se transfiere refrigerante al sistema,
aunque protegido por el filtro en la línea de aspiración, manteniendo la presión constante mediante el
a contaminantes que pueden afectar su vida útil. Por empleo de una resistencia de calentamiento dispues-
ello se enfatiza la importancia de efectuar una ta en su interior para tal fin (algunos cilindros pueden
limpieza profunda incuestionable a la primera oportu- no estar equipados con este elemento). La carga se
nidad pues de lo contrario, el trabajo adicional será ha completado cuando el nivel de líquido en el
mucho más arduo y el efecto sumamente dañino. cilindro alcance el nivel correspondiente al valor
resultante de sustraer la carga calculada del nivel de
2.2 Procedimiento de referencia [en la escala adecuada].
carga para sistemas de Estos cilindros vienen equipados con una válvula
de alivio de presión para el caso de que se exceda la
refrigeración doméstica presión segura del cilindro, en cuyo caso descargará
refrigerante al medio ambiente hasta recuperar el
Carga con cilindro dosificador valor de presión segura calibrado en la válvula.
Debido al riesgo implícito en el uso de este dis-
El cilindro dosificador de carga graduado es una positivo (por ser de vidrio), es necesario usar
herramienta de taller que permite dosificar con gran antiparras de protección, guantes y ropa cubriendo
precisión una carga de refrigerante empleando la escala todo el cuerpo durante su empleo.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-64-320.jpg)
![CAPÍTULO V:
SISTEMA DE
71
REFRIGERACIÓN
PROBLEMA CAUSA A INVESTIGAR MEDIDA A TOMAR PRÁCTICA CORRECTIVA
Compresor comienza a funcionar Sobrecarga momentánea del Observar, si después de unos Existen condiciones temporales
ciclando por actuación de su pro- sistema por introducción de pocos (10 a 30 ciclos) pasa a de sobrecarga que el protector
tector térmico y luego retoma su carga caliente. funcionar controlado por el ter- debe detectar y prevenir actuan-
marcha normal. mostato del sistema, no hay do, sin que ello represente un
problema. riesgo a largo plazo.
Alimentación eléctrica que Verificar si la tensión en el toma- Si la tensión no está en el rango
llega a los bornes del compre- corrientes es la correcta 120 V ± correcto, emplear un regulador
sor está por fuera del rango 10% (108 V ~ 132 V). de voltaje de la capacidad nece-
permitido por su fabricante. saria, o por lo menos un protec-
tor de voltaje.
Protector térmico incorrecto. Verificar si el protector instalado Sustituir por el protector correcto.
es el indicado por el fabricante
del compresor para ese modelo
Compresor continua ciclando por y tipo.
protector término indefinidamente.
Compresor no recibe suficiente Verificar obstrucciones en flujo Es común observar que un técni-
enfriamiento. de aire, falla del ventilador de co de servicio omita volver a
condensación, falta de pantallas poner alguna pantalla en el
enrutadoras de flujo de aire compartimiento de la unidad
alrededor del compresor. condensadora por que está dete-
riorada o porque piensa que no
es necesaria. Concepto erróneo
que debe corregirse.
Gas de retorno al compresor Sobrecarga de gas. Conectar manómetros, extraer
muy caliente (presión de suc- gas a un cilindro de recu-
ción > la autorizada para ese peración vacío, hasta que las
tipo de compresor [LBP]). presiones sean las correctas.
Falla mecánica interna (proba- Verificar resistencias de bobinas Recuperar el gas, sustituir por
Motocompresor trancado. ble falla de lubricación o esta- y aislamiento a tierra. Probar si otro compresor idéntico o su equi-
tor fuera de posición por golpe arranca aplicando tensión direc- valente exacto. Investigar causa de
(rotor rozando estator)). tamente a bornes. daño al compresor y corregir.
Temporizador de descon- Verificar funcionamiento o Reparar cableado o sustituir el
gelación inoperativo. cableado de alimentación (arnés) control si está dañado.
Resistencia de descongelamien- Verificar continuidad de la Reparar cableado o sustituir
to abierta. resistencia y su circuito de ali- resistencia si está abierta.
mentación.
Hielo en el evaporador.
Termostato dañado (contactos Accionar manualmente termosta- El sustituto debe ser de idénticas
soldados). to para que abra contactos; si no características que el sustituido.
reacciona, sustituir.
Bulbo sensor del termostato Reposicionar en la ubicación Esperar y verificar resultado del
mal ubicado. original establecida por el fabri- cambio.
cante del equipo. Fijar para que
no se vuelva a mover.
Compresor funciona ininterrumpi- Formación de hielo en el Revisar todas las variables indi- Corregir la variable que
damente, la temperatura es normal. evaporador. cadas en el diagnóstico prece- corresponda.
dente.
Exceso de carga de gas. Verificar presiones del sistema. Recuperar el exceso de carga de
gas hasta alcanzar presiones de
Línea de retorno de gas al compre- trabajo correctas.
sor cubierta por un manguito de
hielo (normalmente el evaporador Elemento de control de flujo Ajustar (aumentar) longitud o Verificar que el ajuste produzca
también habrá acumulado hielo). (capilar) permitiendo pasaje (disminuir) diámetro del capilar los resultados esperados.
excesivo de gas refrigerante. para restringir el paso de gas
refrigerante a un valor adecuado.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-71-320.jpg)
![CAPÍTULO V:
SISTEMA DE
73
REFRIGERACIÓN
Los sistemas de mayores capacidades utilizados dispone de señales de advertencia temprana y de alar-
en supermercados, frigoríficos, centros de almace- ma que previenen a los responsables de la operación
naje masivo de alimentos perecederos, acondi- de este sistema de situaciones de riesgo oportunamente
cionamiento de aire centralizado y otras instalaciones e interrumpen el funcionamiento de la/s unidad/es que
que requieren grandes capacidades de refrigeración o presenten síntomas de funcionamiento fuera de los
condiciones variables, requieren de diversas combi- parámetros seguros.
naciones de circuitos de refrigeración, de acuerdo a El servicio de los equipos más complejos requiere
los requerimientos; entre estas alternativas se encuentran: de conocimientos más especializados y normalmente
están a cargo de empresas organizadas que cuentan
Sistema multievaporador con personal capacitado para el manejo de estas situa-
ciones. Si bien los principios de refrigeración elemen-
tales son exactamente los mismos que aplican al cir-
Un sistema de estas características puede ser ali- cuito básico explicado en el capítulo anterior, la com-
mentado ya sea por un compresor o por una batería plejidad de algunas instalaciones fijas implica la uti-
de compresores "rack", los cuales comparten un con- lización de componentes tales como, válvulas de
densador y el refrigerante es luego distribuido en una expansión automáticas [AEV], válvulas de expansión
cantidad de evaporadores en paralelo, con controles termostáticas [TXV], válvulas de flotante en el lado de
de evaporación independientes y reguladores de baja, válvulas de flotante en el lado de alta, presostatos
presión a la salida de cada evaporador para contro- de alta y baja presión, separadores de aceite, válvulas
lar individualmente la temperatura de evaporación de solenoides, condensadores enfriados por aire o enfria-
cada evaporador. dos por agua, con diversas variantes, evaporadores
para aplicaciones especiales, filtros secadores de líqui-
do de núcleo cambiable, visores indicadores de
humedad y ácidos, válvulas de accionamiento manual,
de aguja, de membrana, tanques recibidores de líquido
incorporados al circuito, intercambiadores de calor
industriales, válvulas de seguridad sensibles a la pre-
sión, amortiguadores de vibración, líneas de refrige-
rante de grandes diámetros, etc.
Diagrama de sistema multievaporador de tres temperaturas,
con un solo condensador enfriado por agua y un compresor.
Batería de compresores "Rack"
Baterías "racks" de compresores.
Las baterías de compresores son necesarias cuando
el volumen de refrigerante a emplear requeriría un Sistemas de refrigeración con fluido
compresor de mucha capacidad (y correspondiente alto secundario "chillers"
costo) y la carga de refrigeración es muy variable. En
esos casos se emplea un número de compresores
conectados en paralelo y montados en una estructura Cuando los sistemas asumen tales proporciones que
denominada "rack" para facilitar la conexión y el man- sería poco práctico o productivo llenar toda la insta-
tenimiento de las unidades. En estos sistemas es críti- lación con gas refrigerante, se recurre a la imple-
co el control de la distribución del lubricante de tal mentación de sistemas que, mediante el proceso de
manera que ninguno de los compresores se quede sin refrigeración, enfrían un fluido secundario a través de
lubricación para lo cual existen diversas maneras de intercambiadores de calor que actúan como evapo-
controlar el nivel para que sea el mismo en todos los rador. Es este fluido secundario, que puede ser agua o
cárteres. El número de compresores que trabajan es salmuera u otro fluido económico y seguro, el que pos-
determinado por la carga de refrigeración de la insta- teriormente es bombeado por el circuito secundario, a
lación y el control es automático y habitualmente lo través de tuberías aisladas térmicamente hasta los pun-
lleva a cabo un microprocesador a través de un tablero tos donde se requiere extraer calor. Estos sistemas
de controles electromecánicos. El sistema de control reciben el nombre de "chillers" y son empleados tanto](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-73-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
74 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
en la industria como en aire acondicionado central de cilindro; compresores herméticos rotativos; compre-
grandes capacidades. sores semiherméticos - enfriados por aire o enfriados
por refrigerante - mono o multicilíndricos - de válvulas
de lámina o de disco; compresores accionados por
polea; compresores helicoidales "scroll" - de uno o dos
rotores; solo para mencionar los más conocidos.
Compresor rotativo
Después de los compresores herméticos recipro-
cantes, los compresores rotativos son los más amplia-
mente utilizados, principalmente en aire acondiciona-
do doméstico. Son más compactos y tienen un mayor
"Chiller" de agua helada.
coeficiente de desempeño [COP]. Son equipo de
norma en casi todas las unidades de aire acondiciona-
do tipo unidad condensadora separada - "split" y son
cada vez más utilizados en unidades de ventana.
3.1 Componentes de
circuitos de
refrigeración comercial
e industrial
Describiremos brevemente el uso de cada uno de
estos componentes pero su utilización puede ser muy
variada y dependerá del diseñador cuales sean nece-
sarias. El técnico de servicio debe estar en condi-
ciones de diagnosticar la posible causa de falla de un
sistema y relacionarlo con el componente defectuoso
a través de un exhaustivo análisis de la docu-
mentación disponible para el sistema en cuyo servi-
cio o mantenimiento esté involucrado.
Compresor rotativo.
La deficiencia en consultar la información perti-
nente antes de involucrarse en el manipuleo de Se debe destacar que su construcción se ajusta a
equipos industriales o comerciales de grandes dimen- tolerancias muy estrechas y materiales muy delicados
siones puede resultar en fallas catastróficas que deben en la cámara de compresión rotativa por lo que su
ser evitadas, para impedir la posibilidad de liberación instalación requiere cuidados excepcionales en lo
de grandes volúmenes de refrigerantes dañinos a la referente a la limpieza del sistema, particularmente en
atmósfera. El supervisor responsable de estas instala- ocasión de servicio en el campo.
ciones deberá asumir la responsabilidad de contratar
solo personal calificado para el manejo de las situa-
ciones que puedan presentarse y de mantener la infor- Resorte
Succión
mación necesaria para su correcto mantenimiento Descarga
Paleta
disponible para el personal a cargo de estas tareas.
• Compresores
Inicio de los procesos de Anillo
Diagrama esquemático
succión y compresión de ciclo de
Además de los compresores herméticos reciprocantes compresión rotativo
o alternativos descritos, empleados en refrigeración
doméstica y comercial de capacidad reducida, existen
un amplio surtido de compresores diseñados para
adaptarse a diversas necesidades y condiciones de uti-
Final de los procesos de Final de cada ciclo de
lización, tales como: compresores herméticos recipro- succión y compresión succión y compresión
cantes o alternativos de motor trifásico, de más de un](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-74-320.jpg)
![CAPÍTULO V:
SISTEMA DE
75
REFRIGERACIÓN
Los compresores herméticos de capacidades ma- empleando el principio de cigüeñal - biela - pistón,
yores, son empleados en sistemas comerciales de deslizándose en el interior de un cilindro, y recurre al
capacidad intermedia donde el nivel de ruido sea empleo de anillos de compresión y válvulas (que
importante y son intercambiables, en muchos casos pueden ser de láminas o discos) para la compresión del
por compresores semiherméticos. vapor.
Tienen un área importante de usos en sistemas
Compresor semihermético comerciales y sus aplicaciones compiten con los com-
presores herméticos en la preferencia de los di-
señadores de equipos de refrigeración, dependiendo de
Los compresores semiherméticos pueden conside- las características de cada uno de los sistemas en que
rarse como los más usados, después de los herméticos. vayan a ser aplicados.
Su precio es bastante más alto y se emplean en aque-
Toleran más variables de aplicación, principal-
llas aplicaciones de servicio extrapesado donde las
mente porque son asociados con dispositivos de expan-
expectativas de mantenimiento frecuente son inevita-
sión regulables [válvulas de expansión] y en caso de
bles y como consecuencia de ello se considere que
errores de aplicación graves la solución puede ser
pueda resulta menos costoso reparar un compresor
menos costosa [sustitución de los repuestos dañados en
semihermético que sustituir un hermético. Su principal
lugar de cambio del compresor]; pero su empleo
ventaja es que son reparables y existen repuestos de
requiere conocimientos específicos, tanto de refri-
fábrica o de terceros para su mantenimiento.
geración como de mecánica, pues en estos casos se
Para el mecánico de refrigeración, cuando existe la deberán tomar decisiones sobre tolerancias y ajustes
opción, son preferibles pues pueden ser reparados y mecánicos [en casos de reparaciones mayores]; en el
consecuentemente, se puede cobrar por el servicio adi- caso de compresores herméticos estos últimos
cional implícito en su labor, en tanto que un compre- conocimientos no necesitan ser tan profundos.
sor hermético solo puede ser sustituido (ningún fabri-
En los circuitos externos de estos compresores, así
cante de compresores herméticos considera acep-
como en su fabricación, se emplean diversos disposi-
table que sus productos puedan ser reparados fuera
tivos y prácticas necesarias para que tanto el en-
de su planta de fabricación, debido a las condiciones
friamiento como la lubricación se lleven a cabo efecti-
especiales que son necesarias durante su ensamblaje).
vamente y es responsabilidad del diseñador del sistema
Si la calidad tanto de los repuestos empleados en primer lugar y del técnico de servicio, conocer y
como de la mano de obra de una reparación fueran aplicar estos dispositivos y prácticas en cada sistema en
inobjetables, su empleo pudiera considerarse venta- que vayan a ser empleados.
joso; pero existe un amplio interrogante en esta área, y
Fallas por lubricación deficiente, retorno de líqui-
el riesgo para el usuario final es mayor pues la interven-
do "slugging", sobrecalentamiento, se presentan por
ción humana, si no está debidamente capacitada,
igual en compresores semiherméticos como herméticos
aumenta la probabilidad de falla. Existen talleres espe-
y sus consecuencias solo se diferencian por el costo de
cializados en la reparación de estos compresores, que
la reparación. Pero cada vez que un sistema falla,
pueden garantizar el funcionamiento porque emplean
cualquiera sea la causa, se presenta un evento donde
métodos de trabajo controlados y representan la mejor
hay que decidir si es necesario extraer el refrigerante,
opción en caso de daños internos.
reusarlo o descartarlo, y eso debe ser evitado hasta la
Su fabricación se ajusta a los principios de fabri- última oportunidad posible.
cación de un mecanismo de compresión mecánica
Vista lateral de un compresor semihermético.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-75-320.jpg)
![CAPÍTULO V:
SISTEMA DE
77
REFRIGERACIÓN
Se los emplea principalmente en Chillers de agua helada de grandes instalaciones de aire acondicionado
central de grandes edificios e instalaciones industriales.
Compresores centrífugos - varias vistas.
Funcionan comprimiendo el gas por fuerza cen- Este tipo de válvula solamente se puede emplear en
trífuga impulsado por varios álabes que giran a alta conjunto con un control de motor operado por tempe-
velocidad y son máquinas de grandes dimensiones ratura, nunca con un control operado por presión de
succión del compresor.
• Válvula de expansión
termostática [TXV]
La gran mayoría de las unidades comerciales están
equipadas con válvulas de expansión controladas por
temperatura. Esta válvula depende de la expansión de
un gas en una cámara hermética (similar a la del ter-
Eje de compresor centrífugo.
mostato antes visto en refrigeración doméstica); el
bulbo sensor se posiciona a la salida del evaporador y
Dispositivos de expansión las variaciones de temperatura controlan la apertura o
cierre de la válvula de aguja que dosifica el rociado de
• Válvula de expansión automática [AXV] refrigerante líquido hacia el evaporador. Este mecanis-
mo permite un llenado más rápido del evaporador y un
enfriamiento más eficiente. La válvula de expansión
La válvula de expansión auto-
termostática mantiene el evaporador lleno de refrige-
mática es un dispositivo de control de
rante vaporizado cuando el sistema está funcionando.
flujo de refrigerante líquido acciona-
A medida que la temperatura en el evaporador
do directamente por la presión exis-
desciende, la válvula de expansión reduce el flujo de
tente en el evaporador. Solo actúa en
refrigerante al evaporador. Tampoco habrá flujo a
respuesta a la puesta en marcha del
menos que el compresor esté funcionando.
compresor, sino permanece cerrada.
A medida que la presión en el evapo- Este tipo de válvula puede funcionar indistinta-
rador desciende la válvula se abre y mente con control del motor operado por presión o
permite pulverizar refrigerante evapo- por temperatura. Una válvula de expansión ter-
Válvula de
rado dentro del evaporador. El flujo mostática puede ser empleada en sistemas con múlti-
expansión
requerido puede ser controlado me- ples evaporadores.
automática [AXV].
diante un tornillo lo que permite ajus- Existen dos variantes de válvu-
tar la presión en el evaporador al valor deseado; la de expansión termostática:
recordemos que al reducirse la presión en el evapo- • Con ecualización de presión
rador se reduce la temperatura a la cual el refrigerante interna: empleadas en instalaciones
líquido se evapora. Un sistema que emplea válvula de de baja capacidad frigorífica donde
expansión automática recibe el nombre de sistema la pérdida de carga [?P] en el eva-
"seco" debido a que el evaporador no se llena nunca porador es insignificante, y el eva-
con refrigerante líquido sino con una niebla de refrige- Válvula de expansión porador es de un solo tubo (sin dis-
rante evaporado. termostática [TXV] sin tribuidor de líquido ni colector).
ecualización interna.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-77-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
78 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
• Con ecualización de pre- mostático (que varía en proporción al cambio de tem-
sión externa: utilizadas en peratura que experimenta el bulbo en contacto con la
grandes instalaciones fri- pared del tubo de salida de gas del evaporador. Su
goríficas industriales o accionamiento produce la apertura de la válvula.
comerciales en las cuales F2 - Fuerza proporcional a la presión del evapo-
la pérdida de carga [?P] en rador, actuando directamente sobre la cara inferior de
el evaporador es impor- la membrana y cuya acción contribuye al cierre de la
tante. Es el tipo de válvula Válvula de expansión válvula.
que debe emplearse cuan- termostática [TXV] sin
F3 - Fuerza ejercida por el resorte sobre la cara infe-
do el evaporador sea de de ecualización externa.
rior de la membrana, resistiendo el movimiento de
múltiples circuitos en para-
apertura de la válvula. El ajuste de esta fuerza regula el
lelo unidos en ambos extremos por distribuidor
sobrecalentamiento del gas.
de líquido y colector. El uso de distribuidores
causa generalmente una caída de presión de 1 En condiciones de trabajo regular, existe un balance
bar en el distribuidor y el tubo del distribuidor. entre las tres fuerzas.
También son de uso obligado en instalaciones de
refrigeración con evaporadores compactos de pequeño F1 = F2 + F3
tamaño, como por ejemplo intercambiadores de calor
de placa, en los que la caída de presión normalmente En estas condiciones se mantiene el flujo regulado
será mayor que la presión correspondiente a 2K. del vapor hacia el refrigerante. Si la cantidad de vapor
disminuye, el bulbo se calienta, aumentando el valor
• Selección de una válvula de expansión de F1 abriendo más el paso de vapor. Este aumento
termostática produce una reducción de la temperatura del bulbo, lo
cual reduce el valor de F1. Al desconectarse el compre-
sor por indicación de su dispositivo de control (ter-
Para la correcta selección de una válvula ter- mostato o presostato) la fuerza F2 desciende a cero y la
mostática se necesitan los siguientes datos: válvula se cerrará (excepto en el caso de que la fuerza
• Líquido refrigerante. F1 ejercida por la presión del elemento termostático
• Capacidad del evaporador. supere la fuerza del resorte F3).
• Presión de evaporación.
• Presión de condensación.
• Subenfriamiento.
• Caída de presión a través de la válvula.
• Igualación de presión interna o externa.
• Funcionamiento de una válvula de
expansión termostática
Una válvula de control termostática está compues-
ta por: (1) un elemento termostático separado del cuer-
po de la válvula por una membrana elástica.
Este elemento termostático se vincula con un bulbo Diagrama en corte de válvula de expansión termostática.
(2) mediante un tubo capilar y se carga con un gas
con coeficiente de dilatación térmica adecuado. La Regulaciones en la válvula de
membrana elástica acciona sobre un vástago que en expansión termostática
su otro extremo acciona una válvula de aguja. El
accionamiento de la membrana es resistido parcial-
Sobrecalentamiento "Superheat"
mente por un resorte de ecualización.
En su operación intervienen tres fuerzas propor-
cionales a presiones de control. El sobrecalentamiento se mide en el lugar donde se
sitúa el bulbo en la tubería de succión del compresor.
F1 - fuerza proporcional a la presión ejercida por la
Su valor se calcula como la diferencia entre la
dilatación del gas contenido en el elemento ter-
temperatura que mide el bulbo y la presión de](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-78-320.jpg)
![CAPÍTULO V:
SISTEMA DE
79
REFRIGERACIÓN
evaporación/temperatura de evaporación en el mismo La fuerza aplicada por el resorte de regulación de la
lugar. Este parámetro se especifica en [K] o [ºC] y se válvula puede ajustarse mediante un tornillo a un valor
emplea como señal reguladora de inyección de líquido que determina qué diferencia entre la temperatura del
a través de la válvula de expansión. bulbo y temperatura del gas en el evaporador se abrirá
La mezcla de líquido-vapor de refrigerante que la válvula. Este valor se denomina sobrecalentamien-
ingresa al evaporador debe haberse vaporizado por to estático. Para el control de la válvula desde su
completo en algún punto antes de llegar a la salida del apertura hasta su valor nominal, es necesario un
evaporador. El bulbo sensor de la válvula termostática nuevo aumento de la presión del bulbo (a presión de
se posiciona a cierta distancia de la salida del evapo- succión constante), o sea un calentamiento adicional
rador, en la línea de succión del compresor. En este del bulbo (sobrecalentamiento) para controlar la
tramo desde el punto donde se ha completado la vapo- fuerza ascendente causada por la tensión del resorte.
rización y el lugar donde se ha instalado el bulbo, el Este sobrecalentamiento adicional se denomina
vapor está sobrecalentado; lo que significa que su tem- sobrecalentamiento de apertura. La suma de estos
peratura es superior a su temperatura de saturación. Si dos sobrecalentamientos se denomina sobrecalen-
bien este gradiente de sobrecalentamiento reduce la tamiento de operación o total.
capacidad del evaporador, es necesario para el fun-
cionamiento estable de la válvula de control de flujo. Montaje de la válvula de expansión y
Un sobrecalentamiento por encima de 8ºC se consi- sujeción del bulbo termostático de la válvula
dera anormal, en tanto que si es inferior a 5ºC es débil de expansión
puesto que crea una situación de riesgo para el com-
presor por la posible aparición de golpes de líquido.
Normalmente esto sucede con una válvula mal regula- La válvula de expansión se monta en la tubería de
da o mal seleccionada. líquido delante del evaporador y su bulbo se sujeta
firmemente con abrazaderas a la salida del evaporador
lo más cerca posible de este, en la sección horizontal
del tubo de succión del compresor de tal manera que
el contacto físico entre bulbo y tubo sea óptimo. La
posición ideal puede ser cualquiera que sea conve-
niente, excepto en la cara inferior del tubo pues en
caso de presencia de aceite en la tubería la transfe-
rencia térmica en esta zona sería peor. En el caso de
válvulas con ecualización de presión externa, el punto
de conexión de la línea de ecualización en la tubería
de succión inmediatamente después del bulbo (nunca
Medición de sobrecalentamiento.
entre este y el evaporador) y ubicado en la cara
superior de dicho tubo.
Montaje correcto de TXV con ecualización externa. Ubicación correcta del bulbo.
El bulbo debe medir la temperatura del vapor de
aspiración y por lo tanto no debe situarse de manera Posición correcta
que sea influenciado por fuentes externas de calor o del bulbo sensor
frío. Si el bulbo se encuentra en ambiente con co- [horizontal antes de
rrientes de aire caliente se recomienda su aislamiento. bolsa de líquido] vs
Tampoco debe montarse después de un intercam- incorrecta [vertical
biador de calor o en las proximidades de compo- o después de bolsa
nentes de circuito con grandes masas por cuanto esto de líquido].
producirá señales falsas a la válvula de expansión.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-79-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
80 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
Tal como se indicara anteriormente, el bulbo debe de la presión de aspiración en el momento de puesta
instalarse en la parte horizontal de la tubería de en marcha, como por ejemplo en el sector de trans-
aspiración, inmediatamente después del evaporador y porte y en instalaciones de aire acondicionado. Las
no debe instalarse en un colector de aspiración o en válvulas de expansión con MOP tienen una cantidad
una tubería vertical después de una trampa de aceite. muy reducida de carga en el bulbo. Esto significa que
Siempre debe montarse delante de posibles bolsas de la válvula o el elemento tienen que tener una tempe-
líquido. ratura mayor que el bulbo. En caso contrario la carga
puede emigrar del bulbo hacia el elemento, con el con-
siguiente cese de funcionamiento de la válvula de
Subenfriamiento
expansión. La carga del bulbo está en concordancia
con la Máxima Presión Operativa y es la más alta pre-
sión de aspiración/evaporación que se puede permitir
en las tuberías de aspiración/evaporación. La carga se
habrá evaporado cuando se llegue al punto de MOP.
Cuando la presión de aspiración vaya aumentando, la
válvula de expansión comenzará a cerrarse, unos
0,3 ~ 0,4 bar por debajo del punto MOP, y se cerrará
completamente cuando la presión de aspiración se
igual al punto MOP.
Las válvulas de expansión con carga MOP con las-
tre se usan preferentemente en instalaciones de refri-
Medición del subenfriamiento. geración con evaporadores "dinámicos en alto grado",
como por ejemplo en instalaciones de aire acondi-
cionado e intercambiadores térmicos de placa que
El subenfriamiento se define como la diferencia
tienen una alta transmisión de calor.
entre la temperatura del líquido y la presión del con-
densador/temperatura a la entrada de la válvula de Con carga MOP con lastre se puede conseguir un
expansión, se mide en grados Kelvin [K] o en [ºC]. menor sobrecalentamiento, equivalente a 2 ~ 4 K (ºC)
que con otros tipos de carga. El bulbo de la válvula de
El subenfriamiento del refrigerante es necesario
expansión termostática contiene un material altamente
para evitar burbujas de vapor en el líquido a la entrada
poroso y de gran área superficial en relación a su peso.
de la válvula. Las burbujas de vapor merman la capaci-
La carga MOP con lastre tiene un efecto amortiguador
dad de la válvula y por consiguiente reducen el sumi-
sobre la regulación de la válvula de expansión. La
nistro de líquido al evaporador. Un subenfriamiento del
válvula se abre despacio cuando la temperatura del
orden de 4 ~ 5 K normalmente es suficiente.
bulbo aumenta y cierra rápido cuando la temperatura
del bulbo disminuye.
Cargas de las válvulas de expansión termostáticas
• Ajustes de la válvula de expansión
Las válvulas de expansión pueden venir con tres termostática [TXV]
tipos de carga:
• Carga universal.
La válvula de expansión se suministra con un
• Carga MOP (Maximum Operating Pressure). ajuste de fábrica que normalmente es adecuado para
• Carga MOP con lastre. la mayoría de los casos. Si fuese necesario un ajuste
Las válvulas de expansión con carga universal son personalizado emplee el tornillo de regulación pro-
empleadas en la mayoría de instalaciones de refri- visto. Haciendo girar el tornillo en sentido horario se
geración en las que no se exige una limitación de pre- aumenta el recalentamiento y en sentido contrario se
sión y en las que el bulbo puede llegar a tener una disminuye.
mayor temperatura que el elemento, o en altas tempe- Un funcionamiento inestable del evaporador puede
raturas de evaporación / alta presión de evaporación. eliminarse con el siguiente procedimiento: aumentar el
Estas válvulas tienen una carga líquida en el bulbo. La recalentamiento girando el tornillo en sentido horario
cantidad de carga es tan grande que siempre quedará hasta que el funcionamiento inestable desaparezca.
carga en el bulbo a pesar de que el elemento se Seguidamente, girarlo en sentido contrario gradual-
encuentre más frío o más caliente que el bulbo. mente hasta que la inestabilidad aparezca para final-
Las válvulas con carga MOP se usan normalmente mente volver a girar en sentido horario lo suficiente
en unidades de fábrica, donde se desea una limitación para eliminar la inestabilidad. Una oscilación de](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-80-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
84 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
de una válvula de seguridad del tipo aquí descrito.
Adicionalmente, si la cantidad de refrigerante es muy
grande, será necesario que la descarga de la válvula
se efectúe a un recipiente seguro, de suficiente
capacidad para contener toda la carga del sistema
(doble redundancia).
• Válvulas solenoides
Válvula solenoide y bobina.
Las válvulas solenoides son dispositivos que se
instalan en las líneas de fluidos (refrigerante, lubricante, directo o pilotado y para distintas sustancias (líqui-
etc.) para interrumpir el flujo cuando así lo disponga el dos: agua, aceite; gases: aire, refrigerante (especificar
accionamiento de un contacto en un circuito de con- tipo). Al instalar o sustituir una válvula solenoide es
trol que alimenta la bobina de la válvula. Pueden ser: necesario especificar todos los datos anteriores,
soldables, roscadas o de brida "flange"; de distintos además de la máxima (mínima) presión de operación
diámetros de conexión; con bobinas para distintas [MOP] en la línea donde se instalará. Al instalar se
especificaciones eléctricas [tensión, frecuencia, debe tener en cuenta todo lo anterior y adicional-
AC/DC]; de disposición de orificio normalmente abierto mente que el sentido de flujo en la válvula coincida
[NA] o normalmente cerrado [NC]; de accionamiento con el del fluido en la tubería.
SÍNTOMA CAUSAS POSIBLES SOLUCIONES
Falta de tensión en la bobina. Verificar si la válvula está abierta o cerrada.
1) Utilizar un detector magnético.
2) Levantar la bobina y verificar
continuidad.
Nota: Nunca se debe desmontar la bobina
energizada ya que esto puede quemarla.
Verificar siempre el diagrama y las cone-
xiones eléctricas.
Verificar los contactos del relé.
Verificar el cableado.
Verificar fusibles.
La válvula solenoide no abre. Tensión/frecuencia incorrectas. • Comparar los datos de la bobina con las
especificaciones de la instalación.
• Medir la tensión de funcionamiento de la
bobina. Tolerancia: +10% - 15% de la
tensión nominal.
• Cambiar la bobina por una de la especifi-
cación correcta, si fuese el caso.
Bobina quemada. Ver en Síntoma: "Bobina quemada".
Presión diferencial demasiado alta. Verificar las especificaciones de la válvula.
Cambiar por válvula correcta.
Reducir, de ser posible la presión diferen-
cial, por ejemplo, la presión de entrada.
Presión diferencial demasiado baja. Verificar las especificaciones de la válvula y
la presión diferencial.
Cambiar por válvula correcta.
Verificar la membrana y/o los aros del
La válvula solenoide no se abre o se abre émbolo y cambiar empacaduras.
parcialmente.
Tubo de la armadura dañado y curvado. Cambiar componentes defectuosos.
Impurezas en la membrana/el émbolo. Cambiar componentes defectuosos.
Impurezas en el asiento de la válvula. Limpiar la válvula.
Impurezas en la armadura/tubo de la Cambiar partes defectuosas.
armadura. Cambiar empacaduras.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-84-320.jpg)
![CAPÍTULO V:
SISTEMA DE
87
REFRIGERACIÓN
Son bidireccionales y tienen la ventaja de que no servicio que se instalan normalmente una en el lado de
presentan pérdida de carga pues al abrir, su diámetro baja del sistema y otra en el lado de alta, en el tanque
es igual al de la tubería. Su accionamiento solo recibidor de líquido. Se construyen con dos o tres vías
requiere un giro de 90º del vástago. de acuerdo a la función que desempeñen.
En refrigeración solo deben usarse componentes Las válvulas de una vía tienen la misma función
diseñados para este uso pues están construidos con de las válvulas de membrana o de aguja ya
materiales aprobados para uso con los diferentes mencionadas pero son menos accesibles para evitar
gases refrigerantes. maniobras incorrectas y requieren de una herramien-
Un tipo particular de estas válvulas de ta (preferiblemente una llave de trinquete "ratchet")
accionamiento manual son las llamadas válvulas de para su operación.
Válvula de servicio [una vía]. Vista en corte con tapón colocado [abierta].
En las válvulas de dos vías se obtienen tres condi- Estas válvulas cuentan con tapones para proteger
ciones de conexión de acuerdo a la posición del las conexiones que no están permanentemente conec-
vástago: tadas. Estos tapones deben sacarse sólo durante el
• Un circuito cerrado y el otro abierto. Por ejem- empleo de la conexión correspondiente y en todo otro
plo tanque de líquido a línea de líquido. momento deben esta colocados en su sitio.
• La condición inversa a la anterior. Por ejemplo,
tanque de líquido a manómetro.
Válvulas de servicio.
• Válvulas antiretorno "check valves"
Se emplean para garantizar el flujo de un fluido
en una tubería en una sola dirección. Pueden ser en
línea o en ángulo de 90º. En su selección se debe
• Las tres vías abiertas. Por ejemplo manómetro considerar: diámetro de la tubería, presión de trabajo,
midiendo presión del sistema en operación.
Válvula antiretorno "check". Corte y esquema.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-87-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
88 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
temperatura de trabajo, forma de conexión (soldada previsible la necesidad de cambio de filtros frecuentes
o roscada), caudal que debe manejar y pérdida de se puede utilizar filtros secadores con núcleo inter-
carga que va a producir. cambiable (de cartucho).
Los filtros secadores deben ser almacenados con
• Filtros secadores de líquido sus extremos taponados herméticamente desde su fa-
bricación hasta el preciso momento en que se conecten
en el sistema, y esta operación debe ser la última,
Los filtros secadores empleados en sistemas de después de haber efectuado todas las pruebas de fugas
refrigeración de gran capacidad deben estar dimensio- y en casos de accidentes donde se puedan haber dis-
nados de acuerdo a la cantidad de gas contenida en el persado en el sistema contaminantes sólidos o líquidos
sistema. Para la función secante se construyen filtros (compresor con motor quemado) se recomienda que
de tamiz molecular "molecular sieve" solamente, y fil- después de hacer una limpieza profunda en el sistema
tros con combinaciones de tamiz molecular y alúmina empleando un solvente tal como CF60 y, si fuese nece-
activada en diferentes proporciones según la apli- sario, un equipo de recirculación externo "flushing
cación. Otros materiales adsorbentes, tal como la sal equipment" hasta obtener un grado de limpieza satis-
de sílicio "silicagel" se emplea en combinación con factorio, colocar un filtro secador especial en la línea
estos materiales en algunas aplicaciones. El material de succión del compresor para proteger el nuevo com-
adsorbente puede estar en forma de gránulos con- presor. Este filtro tiene una composición de secador
tenidos entre dos mallas o en forma de sólido poroso. diseñada para adsorber ácidos además de humedad y
La selección debe tener en cuenta la compatibilidad debe tener una caída de presión mínima, por lo tanto
con el refrigerante, el tipo de conexión (soldable o su construcción es especial. Si por efecto de la conta-
roscado), la presión de trabajo y la máxima presión minación, el filtro presenta una caída de presión alta
de prueba. Para la retención de partículas sólidas, en (verificable midiendo la presión en ambos extremos
su función filtrante, se emplea malla de trama muy (hay filtros secadores con conexiones roscadas a tal
fina [15 ~ 20 µm]. Los filtros secadores son unidi- efecto) esto interfiere con el buen funcionamiento del
reccionales y se colocan en las líneas delante del dis- sistema y se debe sustituir.
positivo que se desea proteger; el sitio más común es
El filtro secador colocado en la línea de líquido
en la línea de líquido, delante del dispositivo de
suele ser precedido o seguido de un visor de líquido
expansión (válvula de expansión o tubo capilar). En
con indicador de humedad.
equipos que por la naturaleza de su función sea
Filtros secadores (varios tamaños) - corte.
• Visores de líquido indicadores de humedad
Son dispositivos que permiten observar la condición del fluido en el interior de
una tubería. Se encuentran versiones con conexiones soldables y roscadas
para diversos diámetros de tubería y son específicos para distintos gases. En
su interior se encuentra un disco de material reactivo colorimétrico sensible a
la humedad cuyo color seco es verde intenso y a medida que aumenta la
humedad palidece hasta tornarse amarillo cuando el nivel de humedad es
superior a lo aceptable; por esta característica se lo suele emplear asociado
a un filtro secador; posicionado antes, después o en ambos lados de este,
con el fin de diagnosticar el estado del secador en el filtro. También se lo
emplea para supervisar el estado del fluido que se devuelve al compresor. Visor de líquido indicador de
En la línea de líquido permite apreciar el llenado de la tubería y la presencia humedad.
de burbujas es indicadora de insuficiencia de carga o de subenfriamiento pobre.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-88-320.jpg)
![CAPÍTULO V:
SISTEMA DE
91
REFRIGERACIÓN
• Separadores de aceite densador a través de un tubo cuya aspiración dentro de
la cámara está dispuesto para tomar el gas lo más seco
Para prevenir la migración excesiva de aceite al sis- posible. El aceite que se acumula en el fondo del se-
tema, que puede dejar al compresor sin la lubricación parador se retorna directamente al cárter del compre-
necesaria, se instala a la descarga de este un separador sor (donde la presión sea menor que en la cámara del
de aceite que consiste en un recipiente que recibe el separador)por un tubo; el ritmo de retorno puede ser
vapor caliente comprimido. El vapor caliente ingresa a determinado ya sea por una válvula accionada por
la cámara en forma de régimen turbulento, pierde flotante en el interior del separador de aceite o por una
velocidad y descarga el aceite que se acumula en las válvula manual o solenoide (se recomienda un
paredes y desciende hacia el fondo del recipiente. accionamiento automático, ya sea por flotante o sole-
Acto seguido, el vapor sigue su marcha hacia el con- noide temporizado, para evitar errores humanos.
Separadores de aceite (corte).
• Intercambiadores de calor industriales de calor, construidos como dos tubos concéntricos con
entradas y salidas independientes. Por el tubo interior
El vapor que retorna al compresor aún posee un circula el vapor y en el interior de intercambiador se lo
efecto refrigerante que se puede utilizar para subenfriar direcciona hacia las paredes, reduciendo su velocidad
el refrigerante líquido antes de su ingreso al dispositivo para que intercambie calor con estas. Por el tubo exte-
de expansión a fin de asegurar la ausencia de burbujas rior, y en sentido contrario al del vapor, se inyecta el
de vapor que si ingresan en el evaporador producen un líquido caliente proveniente del condensador (después
fenómeno denominado "Flash gas" que reduce la efi- de pasar por el filtro secador) y a la salida se lo envía
ciencia del evaporador. Asimismo, el vapor que se al dispositivo de expansión. El líquido caliente pierde
dirige al compresor se calienta con el líquido aumen- calor intercambiándolo con la pared del tubo interior y
tando el sobrecalentamiento de este, lo que permite las paredes externas. El calor cedido al tubo interior es
ajustar el sobrecalentamiento de la válvula de expan- adquirido por el vapor pasante, el cual al aumentar su
sión a un mínimo y ello aumenta aún más la capacidad temperatura termina de vaporizar alguna molécula que
de evaporación. Para ello se utilizan intercambiadores aún pudiera estar en estado líquido.
Intercambiadores de calor. Corte de un intercambiador de calor.
[tubo capilar y TXV].](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-91-320.jpg)
![CAPÍTULO V:
SISTEMA DE
93
REFRIGERACIÓN
En refrigeración comercial e industrial se emplean a enfriar. En esta forma constructiva, el ventilador enfría
diversas construcciones, en función de la capacidad el compresor al tiempo que el condensador. La direc-
del sistema y la necesidad de extraer calor del gas ción del flujo de aire es muy importante para que la
comprimido, proveniente del compresor, hasta lle- ventilación sea efectiva y es necesario mantener todos
varlo a su estado líquido. los paneles de estas unidades montados en su posición
Para que haya pérdida de calor debe existir una original, con todos sus tornillos y dispositivos de suje-
diferencia de temperatura entre el condensador y el ción pues el aire que se fuga por intersticios está
medio externo, que puede ser agua o aire. Los sis- disminuyendo la cantidad que es necesaria para
temas comerciales y de aire acondicionado de enfriar el condensador y el compresor.
capacidad intermedia usualmente emplean conden- El o los ventiladores, deben estar posicionados de
sadores enfriados por aire, en tanto que instalaciones acuerdo a las especificaciones originales y las aspas
de grandes dimensiones deben recurrir a conden- deben ser del tamaño correcto y estar posicionadas
sadores enfriados por agua. de manera que efectúen el trabajo para el que fueron
diseñadas - soplar o extraer (las aspas tiene distinto
diseño para el cual son más eficientes y esto debe ser
• Condensador enfriado por aire
tenido en cuenta al montarlas). Al hacer sustituciones
se debe tener en cuenta que la potencia de un deter-
Los condensadores enfriados por aire de sistemas minado motor solo puede mover aspas dentro de un
comerciales y de aire acondicionado solo difieren de rango. Al excederse ese rango el motor se estará
los empleados en refrigeración doméstica por su sobrecargando. Si es necesario sustituir un aspa
tamaño y variaciones constructivas. Los más comunes dañada y no se encuentra una de iguales característi-
son los construidos con tubos y aletas y pueden ser cas se deberá emplear una de mayor capacidad, pero
instalados en una caja metálica diseñada para contener al hacerlo, se debe verificar que el consumo del
el compresor y el condensador, denominada unidad motor se mantenga dentro de lo admisible; en caso
condensadora y que se instala en el exterior de la zona contrario se deberá cambiar también el motor.
Condensadores de aire forzado (tubo y aletas). Condensador de aire forzado
[vista de perfil y frontal].
Condensadores enfriados por agua
Cuando las condiciones de uso lo requieran, es necesario emplear condensadores enfriados por agua. Estos
pueden ser:
• De casco y tubos. • De casco y serpentín. • De tubo dentro de un tubo.
Condensador multitubular o de casco y serpentín.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-93-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
96 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
• Amortiguadores de vibración
Puesto que los compresores empleados en instala-
ciones industriales son habitualmente fuente de vibra-
ciones, es deseable impedir que estas se transmitan a las Amortiguador de vibración.
líneas de succión y descarga y a través de ella a otros
componentes del sistema. Para ello se emplean amortiguadores de vibración entre el compresor y estas líneas.
La disposición debe ser tal que no cree tensiones en estos elementos.
Recomendado Aceptable Inaceptable
Diversas formas de conectar amortiguadores de vibración.
UNIDAD CONDENSADORA EXTERNA
3.2 Procedimiento de carga
Compresor
para sistemas de Intercambiador de
calor externo
refrigeración comercial Válvula de servicio
de la línea de líquido
Ventilador de la unidad
condensadora
Válvula de servicio
Para llevar a cabo un servicio de calidad en un de la línea de succión
del compresor
sistema comercial hacen falta algunas herramientas
importantes, en la sección VI-7 se ilustran los
Manómetro Manómetro
equipos y herramientas necesarias para tales fines. lado de baja lado de alta
Carga de refrigerante en un sistema comercial
Juego de manómetro
La carga de refrigerante en un sistema debe
realizarse por peso, siguiendo las instrucciones del fa-
bricante (si se dispone de las mismas). Identificar en el
equipo mediante etiquetas dispuestas en sitios visibles
el refrigerante que se esté empleando en este. Cilindro de Bomba de vacío
refrigerante
El fabricante ha diseñado y probado los productos
bajo diversas condiciones de funcionamiento y ha ela-
borado procedimientos detallados de carga: por el lado Intercambio de calor
interno
de baja o por el lado de alta.
Evaporador montado Ventilador del
en el interior evaporador
Carga de refrigerante por el lado
de baja del sistema
Carga de un sistema de refrigeración comercial.
Este procedimiento es similar al empleado en sis- GNC, después de conectarlas y antes de abrir las válvu-
temas domésticos. las de servicio y del cilindro de carga. Verifique que no
El sistema debe estar evacuado, seco, limpio y existan fugas en las conexiones antes de comenzar a
exento de fugas. Emplee sus implementos de seguridad transferir refrigerante.
[anteojos, guantes, etc.] Las mangueras deben haber En este procedimiento se utiliza la presión interna
sido purgadas y evacuadas para eliminar humedad y del cilindro de refrigerante para trasegar gas al sistema.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-96-320.jpg)
![CAPÍTULO V:
SISTEMA DE
97
REFRIGERACIÓN
Conectar las mangueras del juego de manómetros y fecha, tipo y cantidad de refrigerante cargado, pre-
purgar para eliminar aire y GNC antes de abrir válvu- siones de trabajo en alta y baja y de equilibrio, ten-
las. Abrir solamente las válvulas correspondientes al sión y consumo en el compresor, temperaturas de
lado de baja y dejar que el gas pase del cilindro al evaporación, condensación, succión, descarga y
sistema. Calentando el cilindro con aire caliente, domo del compresor y toda otra información que se
agua caliente o banda calentadora eléctrica [NO considere pertinente (condición de limpieza del
EMPLEAR SOPLETE NI LLAMA DIRECTA] se aumen- equipo, particularmente el condensador), reglaje de
ta la transferencia. los presostatos de alta y baja, integridad de la insta-
lación eléctrica, etc.
No se debe cargar líquido invirtiendo (poniendo
cabeza abajo) el cilindro con la intención de acelerar
el proceso pues al hacerlo el ingreso de líquido por la
succión del compresor puede dañarlo.
Carga de un sistema de refrigeración
comercial por el lado de alta
Banda eléctrica calentadora de cilindros.
En casos de sistemas de grandes dimensiones,
equipados con tanque recibidor de líquido, donde la
Una vez que las presiones se han equilibrado, ajus- carga de vapor refrigerante por el lado de baja sea
tar la válvula de servicio de la línea de vapor demasiado lenta, o cuando se esté cargando un sis-
semicerrada para restringir el paso de gas desde tema con una mezcla zeotrópica, será necesario
el/los evaporador/es del sistema y obligar a que el recurrir a cargar el sistema con líquido directamente
compresor aspire gas del cilindro. Poner en marcha en el tanque recibidor de líquido, en la sección de
el compresor. El técnico debe estar presente durante alta, a continuación del condensador.
todo el procedimiento, verificando que las presiones Este procedimiento se realiza con el compresor
se mantengan en niveles normales; si la presión de desenergizado y tiene implicaciones de riesgos de
succión es muy alta se puede sobrecargar el compre- seguridad muy superiores a la carga de vapor por el
sor; si es muy alta puede causar bombeo de aceite. lado de baja, debido a que errores de apreciación o
Cuando se alcancen presiones cercanas al rango cálculo en la carga producirán presiones hidrodinámi-
aceptable, comenzar a cerrar la válvula del cilindro y cas e hidrostáticas que pueden provocar roturas de
observar las presiones. Abrir y cerrar la válvula del tuberías, dispositivos, y generar una fuga catastrófica de
cilindro para permitir transferencias de pequeñas can- refrigerante. Seguir cuidadosamente las instrucciones
tidades cada vez hasta que las presiones alcancen los del manual del equipo para operar los controles nece-
valores deseados. Al alcanzarse la carga deseada, sarios para una carga segura. En caso de no existir tal
cerrar la válvula del cilindro, si la manguera tiene documentación, hacer un estudio detallado de cómo
válvula en su extremo [recomendable] cerrarla tam- funciona el sistema y verificar que los dispositivos de
bién; desconectar la manguera del cilindro y colocar la seguridad estén bien calibrados. Si no está seguro de
tapa en su válvula. Permitir que el gas en la manguera conocer a fondo la operación y funcionamiento del
sea aspirado por el compresor antes de cerrar la válvu- equipo, obtenga ayuda especializada.
la de baja del manómetro y abrir la válvula de servicio
El sistema debe estar evacuado, seco, limpio y
del lado de baja (que se había entrecerrado al principio
exento de fugas. Conectar el juego de manómetros al
del procedimiento) totalmente para permitir el flujo
sistema y cerrar las válvulas de servicio para impedir
normal dentro del sistema y verificar presiones en estas
que el refrigerante líquido pueda llegar a la succión del
condiciones. Una vez que las lecturas indican un fun-
compresor pues esto provocaría daños en este. Si el
cionamiento normal y el compresor comienza a ciclar
condensador es enfriado por agua, mantenga el flujo
por control de arranque - parada (termostático o pre-
para bajar la temperatura en este. Si es enfriado por
sostático), de acuerdo a los registros históricos o los
aire, mantenga energizados los ventiladores, con la
manuales del fabricante del sistema, desconectar las
misma intención. Si el cilindro de refrigerante posee
manqueras del juego de manómetros y colocar los
válvula de extracción de líquido, conecte la manguera
tapones en las conexiones "Schrader" de las válvulas de
a este punto; si no la tuviese, tendrá que invertir la posi-
servicio del sistema.
ción del cilindro para extraer líquido de este. Para
Registrar la información del procedimiento efectua- acelerar el paso de líquido se puede calentar el cilindro
do en el cuaderno de servicio del equipo: responsable, mediante aire caliente, agua caliente o un calentador](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-97-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
98 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
eléctrico de cilindros [NO EMPLEAR SOPLETE NI válvula de baja del juego de manómetros y simultánea-
LLAMA DIRECTA]. Abra la válvula de líquido en el mente abriendo la válvula de servicio de baja. Cierre
cilindro [o inviértalo], abra la válvula de alta del las válvulas del juego de manómetros y verifique pre-
juego de manómetros y la válvula de servicio en el siones, temperaturas y condiciones de trabajo.
tanque recibidor para que el refrigerante fluya desde Compare con los valores correctos especificados para
el cilindro hasta el tanque. La diferencia de presiones el sistema en el manual. Registre todo el proce-
y temperaturas forzarán el trasegado del refrigerante. dimiento, tal como se describió en el parágrafo ante-
Antes de iniciar la carga, asegúrese de conocer la rior. Cierre las conexiones de las válvulas de servicio
capacidad máxima que puede contener el sistema hacia el juego de manómetros. Desconecte las
(ver manual del fabricante). Asegúrese que la canti- mangueras de servicio. Verifique condiciones de tra-
dad de refrigerante cargado no supere el límite bajo por el tiempo necesario hasta estar plenamente
seguro del equipo (es preferible errar por defecto que seguro que todo funciona correctamente. En sistemas
por exceso). Cierre la conexión de la válvula de ser- de grandes dimensiones esto puede ser una tarea
vicio hacia la manguera de carga, la válvula de alta tediosa pero es imprescindible estar seguro que no
del juego de manómetros, la válvula en el extremo de existan condiciones que puedan provocar migración
la manguera que llega al cilindro y la válvula de líqui- del aceite del compresor, fugas por vibración, válvulas
do del cilindro. Abra las válvulas que conectan el de control, dispositivos de protección y sensores mal
tanque recibidor al sistema para que el refrigerante regulados y otras situaciones que provoquen daños
fluya y se distribuya por el sistema hasta llegar como posteriores en la instalación, con la consecuente pér-
vapor al compresor. Energice el compresor y com- dida de refrigerante a la atmósfera.
pruebe las presiones de trabajo. Si la carga trasegada es
menor que la necesaria puede completarla agregando
Instrucciones generales para el servicio
vapor por el lado de baja, siguiendo el procedimiento
descrito para ello en el parágrafo precedente. Si las
presiones en el sistema y el cilindro se hubiesen Es necesario contar con amplios conocimientos
equilibrado cuando aún queda refrigerante en este técnicos [teóricos y prácticos], sentido común y
último, que es necesario para completar la carga del capacidad deductiva para llegar a un diagnóstico
sistema, se puede forzar esta transferencia emplean- acertado que permita aislar los desperfectos y sus
do el compresor del sistema para aumentar la presión causas durante un procedimiento de servicio de
del cilindro inyectándole vapor desde el sistema vía equipos de refrigeración de grandes dimensiones.
la válvula de servicio de descarga del compresor, Condiciones mínimas que debe reunir un sistema
hasta la válvula de vapor del cilindro. Esto debe ha- para determinar su buen funcionamiento:
cerse muy rápidamente para que la presión no suba Enfriamiento [lado de baja]:
fuera de control.
• La carga de refrigerante debe ser suficiente para
BAJO NINGÚN CONCEPTO HAGA ESTO SI EL llenar el evaporador durante el proceso de eva-
CILINDRO DE CARGA FUESE DESECHABLE, poración para que este sea eficiente.
PODRÍA DESTRUÍRLO.
• La presión de evaporación debe ser lo suficien-
temente baja para que el refrigerante evapore a
la temperatura correcta.
• Debe haber buena transferencia de calor desde
la mercancía que se desea enfriar hasta el refrige-
rante que se está evaporando en el evaporador.
Condensación [lado de alta]:
• El vapor debe ser comprimido hacia el con-
densador a la presión y temperatura correctas.
• El condensador debe transferir el calor del
refrigerante al fluido de enfriamiento (aire o
Cilindro desechable después de sobrecarga.
agua) eficientemente.
En las mangueras de carga y el juego de manóme- • La capacidad del condensador debe ser sufi-
tros ha quedado refrigerante líquido. Puede hacer que ciente para contener la cantidad de refrigerante
el compresor aspire este refrigerante abriendo la necesaria [parte como líquido y parte como
vapor] para alimentar correctamente el](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-98-320.jpg)
![CAPÍTULO V:
SISTEMA DE
99
REFRIGERACIÓN
dispositivo de expansión [siempre como líqui- mine las posibles causas. Si no hubiese desviaciones,
do] y disponer de área de transferencia de efectúe una limpieza total, revise y ordene el cableado,
calor suficiente para que el vapor caliente se ajuste los tornillos de fijación de componentes, susti-
enfríe y se licúe. tuya aquellos componentes que presenten caracterís-
ticas sospechosas, o de envejecimiento, inspeccione
uniones, soldaduras, conexiones, etc. para asegurarse
Flujo de refrigerante en la línea de líquido:
que no existan fugas, aunque sean mínimas, en el
• La línea debe ser de suficiente diámetro, con sistema. Escriba no solo los valores imprescindibles
un mínimo de restricciones: por ej. curvas con en el cuaderno de inspecciones. Notas y comentarios
estrangulaciones, obstrucciones en el filtro sobre cambios aparentemente menores, que no justi-
secador, filtro demasiado pequeño, etc. fican una acción en este momento, pueden ayudar a
• Solo debe contener líquido. tomar una decisión correctiva en un futuro servicio si
lo indicado en la nota muestra una tendencia a seguir
Flujo de refrigerante en la línea de aspiración del empeorando.
compresor: Si no existe un cuaderno de inspecciones, solicite
• No debe haber refrigerante en estado líquido. que se inicie uno y llene los datos que servirán de
referencia para futuros servicios.
• Debe haber una mínima caída de presión.
• La presión a la entrada del compresor debe estar Si el equipo funciona correctamente y no hay
en el rango permitido por su fabricante. reparaciones que hacer, efectúe una limpieza com-
pleta, llene los datos en el cuaderno de inspecciones
El mantenimiento preventivo debe comenzar por
y felicite al dueño y al operador por el buen trabajo
una buena inspección sensorial, seguida de una
de mantener el equipo en buenas condiciones.
inspección empleando instrumentos:
Comience con un buen interrogatorio al
propietario y operadores del equipo y revisión de las Cuadro de diagnóstico de fallas en
anotaciones en el cuaderno de inspecciones. Repase sistemas equipados con compresores
el manual del equipo. Observe visualmente y re- no herméticos
gistre: estado de limpieza de condensador, tuberías
vibrando libremente, cableado desordenado, compo-
Este cuadro de diagnóstico de falla solo tiene la
nentes de control y sensores fuera de sitio o mal
finalidad de exponer algunas de las posibles causas y
ajustados, condición del refrigerante en el visor de la
soluciones para un número limitado de síntomas de
línea de líquido (acidez, burbujeo), etc.
malfuncionamiento y no debe interpretarse como
Seguidamente, emplee instrumentos: mida con exhaustivo. Debido a la cantidad de combinaciones
termómetro las temperaturas de condensación, eva- de componentes necesarios para construir los
poración, succión y descarga del compresor, conecte equipos de enfriamiento, particularmente los tipos de
el juego de manómetros y verifique las presiones de compresores, cada uno con sus características de
trabajo y en reposo, etc., mida el consumo del com- funcionamiento y control particulares, se recomienda
presor y de todos los componentes, et. que el técnico consulte prioritariamente el cuadro de
Compruebe que los valores no muestren desvia- diagnóstico de fallas del equipo en particular al que
ciones notables con respecto a los valores de referencia esté prestando servicio.
del cuaderno de inspecciones y si los hubiere, deter-](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-99-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
102 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
exterior de este panel se ubican el compresor (la ten- Un segundo control permite seleccionar la alterna-
dencia actual es utilizar compresores rotativos), con- tiva de abrir o cerrar la entrada de aire exterior.
densador, filtro secador, capilar o válvula de expansión Finalmente, el control del motocompresor se efec-
automática [AEV] y motor eléctrico con sus compo- túa mediante un termostato de diafragma, que permite
nentes de control. El motor eléctrico dispone de doble seleccionar la temperatura de la habitación, cuyo
salida de eje (una en cada extremo) destinadas a mover bulbo se coloca en contacto con el evaporador, cerca
el aspa de ventilación del condensador y compresor en del punto de entrada de refrigerante. El termostato tam-
su extremo externo y la turbina de movimiento del aire bién actúa como protección contra la formación de
a través del evaporador en el extremo opuesto, que hielo en el evaporador.
pasa al interior a través de un orificio en el panel de
Todo el aparato, una vez introducido en su caja, es
separación. En el frente del aparato se ubica el serpen-
cubierto por una máscara que provee la apariencia
tín del evaporador, a través del cual es aspirado el aire
estética de la unidad de ventana.
ambiental de la habitación. El aire aspirado por la Salida
turbina es expulsado a través de unas aperturas dispues- Entrada
de aire
tas encima del evaporador para ser devuelto a la
habitación. Estas aperturas tienen deflectores cuya fun-
ción es dirigir el flujo de aire saliente en la dirección Entrada
que el usuario desee. Mediante un control se puede de aire
abrir o cerrar una toma de aire exterior que permite re- Entrada Condensador
de aire
novar el aire de la habitación en caso de que este se Hélice de
ventilador
encuentre viciado; cuando este control se encuentra en Soplador
Acumulador
Compresor
la posición abierta el equipo reduce su capacidad de Evaporador Tubo capilar
enfriamiento pues está admitiendo una cierta cantidad Cuerpo
Cable de
de aire del exterior, que se encuentra a una temperatu- alimentación
ra superior. El aire que pasa a través del evaporador Salida Rejilla
condensa humedad del aire, la cual gotea hasta una
bandeja recolectora que descarga a través de un orifi- Entrada Puerta
cio dispuesto a tal fin en el borde exterior de la base. de aire
Frente al evaporador se coloca un filtro de partícu- Despiece componentes mayores AA de ventana.
las sólidas con el fin de purificar el aire, el cual debe
A pesar de que los compresores empleados en estas
ser limpiado con cierta frecuencia pues la turbina del
aplicaciones son del tipo de alto par de arranque [HST]
evaporador es de gran caudal, capaz de renovar el aire
es recomendable no permitir un arranque inmediata-
de la habitación que se está enfriando varias veces por
mente después de haberse apagado pues las condi-
hora. Este alto caudal también evita que el evaporador
ciones de presión pueden impedir que el motor acelere
se congele. Cuando el filtro de polvo se obstruye, se
y comience a ciclar por protección térmica, lo cual es
puede observar como una consecuencia que el evapo-
indeseable para el motor eléctrico.
rador comienza a congelarse.
Ventilador de Ventilador de Ducto de
A fin de controlar esta característica se ha hecho
Recubrimiento del
condensador
condensador evaporador evaporador práctica común agregar un protector de arranque,
Rejilla
entre el tomacorriente y el enchufe del aparato. Este
regulable dispositivo protege al compresor contra condiciones
de tensión de línea demasiado elevada o demasiado
Rejilla
baja y provee un tiempo de espera antes de conectar
la alimentación al circuito después que este se haya
Filtro
Regulación del
apagado.
motor del ventilador
El mantenimiento preventivo debe efectuarse al
menos una vez al año, observando inicialmente el
Condensador Espacio Flujo de condensador Evaporador
libre 1/18 al ventilador de condensador
funcionamiento, midiendo consumo y anotando
Vista en corte de AA de ventana. todas las condiciones indeseables o impropias; pos-
Los controles de operación se ubican en un panel, teriormente se debe desconectar y sacar el equipo de
regularmente al lado del evaporador, desde donde se su alojamiento y efectuar limpieza o cambio del fil-
puede seleccionar la velocidad de rotación del motor tro de polvo del evaporador, limpieza del evaporador
eléctrico, en un rango de entre 3 y 5 velocidades, para y condensador, limpieza general de todo el equipo,
lograr un mayor intercambio a la máxima velocidad, o inspección visual de los componentes del sistema,
menor ruido, a velocidades más bajas. reposición de tornillos, abrazaderas y sujetadores que
puedan haberse perdido; al completarse el proceso](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-102-320.jpg)
![CAPÍTULO V:
SISTEMA DE
103
REFRIGERACIÓN
de inspección y montarlo en su sitio se debe verificar
el consumo eléctrico y la ausencia de sonidos
extraños. Los datos relevantes de cada mantenimiento
deben registrarse y archivarse como referencia para
futuros servicios.
Unidad exterior Unidad interior
Unidades separadas de equipo "split" . de equipo "split".
[condensador - evaporador]
"split"
Unidades compactas
Las unidades "split" tienden a sustituir las
unidades de ventana en el gusto del consumidor. Si
bien su costo es más elevado, presentan la ventaja de Tal como las unidades de ventana, todo el equipo
un menor nivel de ruido que las unidades de ventana está instalado en un gabinete que aloja todos los com-
pues el único componente instalado en la habitación ponentes del sistema. El condensador puede ser en-
es la consola donde se encuentran: válvula de expan- friado por aire o por agua, por lo cual necesita de las
sión automática, evaporador, turbina, filtro de polvo, conexiones necesarias para que uno u otro fluido
control de temperatura (remoto) y deflectores del lleguen al intercambiador de calor de condensación sin
flujo de aire. restricciones para que el sistema opere regularmente.
Deben estar equipadas con entrada de aire para reno-
vación del aire del ambiente a acondicionar y sistema
Ventana
de recolección y evacuación del agua condensada en
Unidad
condensadora
Pared el evaporador, tal como las unidades de ventana. Se las
Evaporador emplea habitualmente en instalaciones comerciales
donde el espacio es muy limitado y las necesidades de
enfriamiento no pueden ser satisfechas por otro tipo de
acondicionador de aire.
Equipos de unidad condensadora y evaporador separados "split". Evaporador
El resto del equipo se monta en un sitio adya-
cente, fuera de la habitación, y ambas unidades se
conectan mediante dos tubos de cobre de pequeño
diámetro. Toda la sección de alta presión se monta en
la unidad exterior, denominada "condensadora",
donde se instalan: compresor (casi siempre rotativo), Forzador de aire
Unidad
condensador de aire forzado, motor ventilador de condensadora
condensación y los controles asociados a estos ele- refrigerado
mentos. El control del motocompresor se hace me- por agua
diante un control remoto y la comunicación entre
ambas unidades es efectuada por control electrónico,
con sendas tarjetas programadas para el fun-
cionamiento eficiente de todo el sistema. Unidad de AA compacta.
Estas unidades vienen usualmente con la carga
completa de refrigerante precargada en un recipiente
para tal fin y una vez conectados ambos compo- 4.1 Procedimiento de carga
nentes del sistema - unidad condensadora con cónso- para sistemas de aire
la de control de evaporación y una vez hecho el acondicionado
vacío en el circuito completo, se abren las válvulas
que distribuyen la carga de refrigerante en el sistema. En esencia no hay diferencia en los aspectos ge-
Cada equipo trae las instrucciones de instalación, nerales entre cargar una nevera y un equipo de AA,
que deben seguirse para obtener resultados excepto por que el refrigerante empleado es R22, y
satisfactorios. en algunos casos de equipos nuevos, con alguna](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-103-320.jpg)
![CAPÍTULO V:
SISTEMA DE
107
REFRIGERACIÓN
OBSERVACIÓN CAUSA PROBABLE MEDIDA CORRECTIVA
Sobrecarga de refrigerante. Extraer el exceso con un equipo de
recuperación.
Insuficiente carga de refrigerante. Inspeccionar fugas en el sistema, corregir si
Presión de succión baja. las hubiera (recuperar el gas, o almacenar
en tanque recibidor de líquido), agregar
refrigerante.
Insuficiente carga de refrigerante. Inspeccionar fugas en el sistema, corregir si
las hubiera (recuperar el gas, o almacenar
en tanque recibidor de líquido), agregar
refrigerante.
Bulbo del termostato fuera de posición. Colocar bulbo en la posición correcta.
No enfría o el aire sale caliente.
Termostato defectuoso. Sustituir el termostato.
Compresor desenergizado o dañado. Revisar circuito eléctrico de alimentación.
Revisar compresor, en caso necesario sustituir.
Evaporador congelado. Descongelar y corregir causa (filtro de succión
muy sucio, obstrucción al flujo de aire, etc.).
Retorno de líquido. Chequear sobrecalentamiento TXV. Corregir
situación.
Compresor ruidoso. Falla de lubricación. Compresor hermético: sustituir.
Compresor no hermético: reparar.
Componente interno desajustado o suelto. Compresor hermético: sustituir.
Compresor no hermético: reparar.
Presostatos de alta o baja accionados. Verificar causa, corregirla.
Compresor no arranca. No recibe energía. Revisar circuito eléctrico.
Contactor que energiza al compresor no Verificar presencia de señal de control.
recibe señal del termostato. Corregir causa.
Motor de movimiento de aire del evaporador
Presencia de escarcha en evaporador. Caudal insuficiente de aire. no gira a la velocidad requerida.
La correa de transmisión desliza (en evapo-
radores de transmisión por correa).
5 Aire acondicionado
automotriz
El sector de aire acondicionado automotriz es uno
de los grandes consumidores de SAO en Venezuela,
y gran parte de este consumo se produce como con-
secuencia de la práctica muy difundida, lamentable-
mente, de emplear R12 para completar la carga de Compresor AA automotriz.
un sistema originalmente diseñado para operar con
R134a [gas empleado en los equipos de A/A auto- Los sistemas de A/A automotriz están expuestos a
motriz de toda la producción nacional de vehículos condiciones de trabajo particularmente exigentes:
desde el año 1996] y en algunos casos, incluso, se temperaturas muy elevadas alrededor del conden-
llega a liberar totalmente la carga original de R134a sador, compresor, mangueras y otros componentes
para sustituirla por R12, y lo que es más grave aún, del sistema alojados en la cavidad del motor del
sin considerar siquiera los cambios necesarios en el vehículo; regímenes de marcha del compresor que
sistema, tales como la sustitución del lubricante ni la dependen de las necesidades de movilidad del
compatibilidad de los componentes del sistema. automóvil, no de la carga térmica que deba transferir](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-107-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
108 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
desde el evaporador al condensador; vibraciones condensación en condensadores trabajando a alta
producidas por el movimiento del vehículo; alto por- temperatura es tan solo entre 5 y 10 psi mayor que
centaje de lubricante circulando por el sistema, para R12 (lo que resulta ideal en aplicaciones de A/A
inherente al tipo de lubricante utilizado con R134a automotriz). El agregado de R600 (isobutano) mejora
[Polialquilglicol - PAG]; tipo de transmisión de la la compatibilidad con aceite mineral, particular-
potencia mecánica [correa y polea de acoplamiento mente con aceite de viscosidad elevada, normal-
electromagnético "clutch"] necesaria para accionar el mente empleados en estas aplicaciones. Su desliza-
compresor; en general, condiciones muy exigentes. miento en el evaporador es de 8ºC (elevado) y está
Los fabricantes han adoptado diversas formas de catalogado como riesgo A1/A1 según la norma
solución para estas condiciones de trabajo, que con- ASHRAE 34. También es empleado en algunas apli-
templan diversidad de controles de operación con caciones de refrigeración.
miras a mejorar la durabilidad de la instalación. R414B: Mezcla de R22 (50%) con R142b (9,5%),
Una de las fallas más frecuentes es la fuga del R124 (39%) y R600a (1,5%), con propiedades simi-
gas, generalmente paulatina, ya sea a través de lares a la mezcla R406A, donde se incorpora el R124
porosidades en las mangueras provocadas por la a fin de reducir la inflamabilidad durante el frac-
exposición prolongada a altas temperaturas, cone- cionamiento. Puede trabajar con aceite mineral y
xiones a presión de terminales a las mangueras y Alquilbenceno. Su deslizamiento en el evaporador es
conexiones roscadas que se desajustan por efecto de de 6,5ºC y también está catalogado como riesgo
las vibraciones, "O-rings" cuarteados por la tempe- A1/A1 según la norma ASHRAE 34.
ratura, válvulas de servicio sin sus tapones en las que R416A: Mezcla basada en R134a (59%), R124
los gusanillos se dañan por efecto de los contami- (39,5%) y R600 (1,5%), donde el R124 contribuye a
nantes sólidos en el compartimiento del motor, sellos disminuir las presiones de trabajo mientras que el
en el eje del compresor, evaporador dañado por R600 (butano) mejora el retorno de aceite al compre-
diversas causas, internas y externas y otras innume- sor. Trabaja a presiones iguales a las de R12 en con-
rables razones. densación pero requiere menor presión de evapo-
Otra falla recurrente de consecuencias graves, es ración para mantener la temperatura apropiada. A
el daño del compresor por falta de lubricación, pesar de no ser una mezcla compatible con aceites
debido a que el lubricante es arrastrado en exceso minerales, la presencia de butano mejora esta condi-
por el gas refrigerante desde este, donde debe estar, ción y permite un retorno aceptable del aceite al
hacia otros componentes del sistema (condensador, compresor. A temperaturas bajas de evaporación hay
acumulador de líquido, evaporador, etc.) debido al una pérdida de capacidad. Su deslizamiento es bajo,
empleo de mezclas efectuadas de forma empírica, 1,5ºC y está catalogado como riesgo A1/A1 por la
cuyas propiedades de miscibilidad con el lubricante norma ASHRAE 34.
son impredecibles. Su empleo requiere que previamente se recupere
El empleo de mezclas zeotrópicas que está todo el refrigerante R12 del sistema para su reuti-
comenzando a difundirse, (ejemplo: R414B como lización en otro sistema, reciclaje o regeneración de
sustituto "drop in" de R12), no hace sino complicar el acuerdo a su grado de contaminación o disposición
panorama, pues estas requieren de una mayor pericia final (destrucción física) en caso de contaminación
del técnico para hacer su tarea correctamente y ante por encima de lo aceptable.
una fuga, dependiendo del deslizamiento de tempe- Se deben instalar conectores de carga y servicio que
ratura de la mezcla, es imprescindible la recu- sean únicos y específicos para la mezcla que va a utilizar.
peración del resto de la carga para su destrucción y
Si la mezcla contiene R22, las mangueras
luego de evacuar el sistema y verificar fehaciente-
deberán estar fabricadas con barrera de nylon para
mente la ausencia de fugas, efectuar una carga com-
prevenir fugas.
pleta en fase líquida, con el mismo producto
obtenido desde el cilindro de gas original. Es necesario entender y divulgar que mezclas de
R12 y R134a producen como efecto un incremento
Mencionaremos algunas de estas mezclas con sus
de las presiones de trabajo que, dependiendo de los
propiedades comparadas con las de R12, sin que por
porcentajes, llegan a ser tan elevadas como un 50%
el momento podamos recomendar el uso de alguna
a 60% con respecto a las presiones individuales de
de ellas en particular:
cualquiera de ellos. Esto además de representar un
R406A: Mezcla de R22 (55%) con R142b (41%) riesgo para el técnico y el usuario, somete al sistema
y R600a (4%) fue desarrollada como sustituto directo a presiones superiores a las que se establecieron
"drop in" de R12, alcanza igual presión y capacidad como normas de diseño y utilización y conse-
que el R12 cuando la temperatura de evaporación se cuentemente aumentan la posibilidad de daños a
encuentra entre 7 y 10ºC mientras que la presión de componentes y fugas catastróficas.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-108-320.jpg)
![CAPÍTULO V:
SISTEMA DE
109
REFRIGERACIÓN
Reconociendo que es mejor prevenir que remediar moléculas de refrigerante en cantidades ínfimas, gra-
fugas, recientemente se han introducido en el mercado cias a su alta sensibilidad, que les permite encontrar
fluidos sellantes que, siendo compatibles con los refri- fugas hasta del orden de 7 gr/año para las unidades
gerantes y lubricantes, pueden ser cargados en un sis- más sofisticadas.
tema y circulan en este hasta que una fuga obliga a que Este procedimiento no permite encontrar el punto
esta sustancia, que sale mezclada con el refrigerante y el exacto de la fuga sino la zona donde ella se produce
aceite que comienzan a salir por la fuga, entre en con- y depende de la capacidad de observación del técni-
tacto con aire, lo que produce una reacción química que co localizar el sitio exacto. Además, la presencia de
solidifica el sellador y bloquea la fuga. contaminantes ambientales no provenientes de la
Si bien este producto es un paliativo que remedia fuga, puede dar lugar a falsas señales de alarma que
fugas menores y permite que el A/A siga funcionan- deben ser confirmadas repetidamente, principal-
do, hay que tener cuidado de identificar su presencia mente si la fuga es muy pequeña.
(existen kits para ello), antes de recuperar el refrige- En resumen, hay recursos técnicos que permiten
rante de un sistema, pues su presencia en el gas efectuar una reparación correctamente y solo
extraído por el equipo de recuperación es dañina depende del entrenamiento, capacidad y voluntad
para este y por lo tanto no se puede emplear equipo del técnico el logro de una detección temprana de
de recuperación cuando un sistema contenga este fuga, su corrección y prevención de fallas que mi-
producto, pues los fabricantes de equipos de recu- nimicen las pérdidas de refrigerante en ese sistema.
peración, conscientes de este problema, desconocen
la garantía si, ante un reclamo, encuentran vestigios
de este producto en la máquina. 5.1 Procedimiento de
Otro procedimiento que se está popularizando es carga para sistemas
el empleo de algunos fluidos que son fluorescentes de aire acondicionado
en presencia de luz ultravioleta [UV] y totalmente automotriz
compatibles con refrigerantes y lubricantes. Al igual
que el fluido sellante antes mencionado, se carga una
El procedimiento para cargar refrigerante en un
cantidad en el sistema, proporcional a la carga de
sistema de aire acondicionado automotriz no difiere
refrigerante, y este fluido circulará continuamente
del empleado para cargar un sistema comercial
mezclado con el refrigerante hasta que, al producirse
pequeño o una nevera doméstica.
una fuga, saldrá por esta al exterior de la tubería,
manguera o componente donde esté dicha fuga. Si se Sin embargo, la industria automotriz tiene especi-
Ilumina con una lámpara de luz UV los elementos ficaciones particulares que deben ser tenidos en
del circuito de A/A o refrigeración puede verse desta- cuenta al momento de prestar servicio al aire acondi-
cada la fuga por el brillo verde fosforescente del pro- cionado de un automóvil.
ducto que se ha filtrado al exterior en ese sitio. Es de Es de destacar el hecho de que la industria auto-
gran ayuda para la detección temprana de fugas pero no motriz adoptó el uso de lubricantes tipo polialquilgli-
es de utilidad en sitios que están ocultos, tal como el col en los sistemas de aire acondicionado automotriz
evaporador y las tuberías o mangueras que llegan a este. cargados con R134a, a pesar de la altísima higros-
copicidad de este lubricante, principalmente en
reconocimiento a sus mejores cualidades como lubri-
cante, cuando se lo compara con un polioléster.
Cuando se requiere agregar carga a un sistema de
aire acondicionado automotriz es menester confirmar
previamente qué refrigerante hay en el sistema, veri-
ficando las etiquetas identificadoras que usualmente
están ubicadas en un sitio visible al acceder al com-
partimiento del motor donde se encuentra también
gran parte del circuito de aire acondicionado.
Detección de fugas con fluido fluorescente en luz UV. Es conveniente averiguar con el propietario del
vehículo si ya ha recibido servicio de carga de refri-
En aquellos casos donde la detección visual es gerante previamente y si la respuesta es afirmativa, es
imposible, se impone el uso de los detectores elec- necesario confirmar mediante un equipo identifi-
trónicos que husmean el aire en el entorno de cador de gases refrigerantes, que el refrigerante sea el
mangueras, tuberías y componentes del sistema de que indica la placa, y no una mezcla con otra sustancia,
A/A o refrigeración para detectar la presencia de u otra sustancia.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-109-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
110 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
Si se comprueba que tiempo cargar por pulsos en baja, será necesario car-
el equipo ya no responde gar por alta, siguiendo las recomendaciones dadas
a las especificaciones de para ello anteriormente. Existe un accesorio que per-
carga de fábrica, y lo que mite asegurar que el refrigerante extraído como líqui-
contiene no es una sus- do del cilindro se vaporice antes de llegar al compre-
tancia pura o una mezcla sor; esta es una válvula con un orificio a través del
reconocible por el equipo cual el refrigerante al pasar se expande, cambia de
identificador, lo correcto estado y se inyecta al sistema en estado de vapor
es extraer la sustancia saturado. Este accesorio se conecta en la línea de
desconocida, limpiar el salida de líquido del cilindro.
sistema, decidir con qué Una vez completado el proceso de carga de
Conectores para R134a en refrigerante se va a traba- refrigerante, verificar que no hayan quedado fugas en
sistemas AA automotriz. jar, cargar el lubricante las conexiones donde se conectaron las mangueras
indicado y finalmente de medición y carga. Asimismo asegúrese que todas
cargar el refrigerante. Normalmente, los sistemas se las mangueras queden bien aseguradas con todas las
pueden identificar a través de los conectores instala- abrazaderas previstas por el fabricante puesto que
dos en los puntos de carga y medición, pues la indus- están allí para minimizar la vibración de estas y evi-
tria automotriz adoptó normas para diferenciar los tar que entren en contacto con elementos mecánicos
sistemas por esa vía. Sin embargo, existen del motor que puedan dañarlas, ya sea por tempe-
automóviles donde se ha efectuado un retrofit, que ratura o vibración.
pueden estar equipados con convertidores que adap-
Inspeccione una vez más todas las conexiones y
tan un conector a otro.
mangueras del sistema con un detector de fugas con-
fiable [electrónico o luz UV, preferiblemente o
Equipos de servicio mediante espuma jabonosa o lámpara de halógenos
si no dispone de estos equipos]. Lo importante es ase-
gurarse que el sistema NO TENGA FUGAS antes de
Debe contar por lo menos con una bomba de
concluir que el trabajo está listo. Debido a la ubi-
vacío, equipo de recuperación, cilindro de recu-
cación de ciertos componentes del sistema, esto no
peración, y herramientas de taller mecánico.
es tarea sencilla, pero necesaria para cumplir con la
Debe contar con un juego de manómetros para obligación de minimizar la descarga de refrigerantes
CFCs y HCFCs así como otro juego para HFCs y para a la atmósfera.
cualquier otro tipo de refrigerante que esté emplean-
do regularmente en su taller y mangueras con conec-
tores adaptados a los terminales correspondientes en Detección de fugas
el vehículo.
Conecte el juego de manómetros al sistema, pur- La primera medida de la hermeticidad de un sis-
gue las mangueras minimizando la liberación de tema se obtiene observando su capacidad de mante-
refrigerante al hacerlo y proceda a cargar, por el lado ner el vacío una vez que se ha alcanzado el valor
de baja, si es sustancia pura o si está agregando una deseado con una bomba de vacío de buena calidad
pequeña cantidad de mezcla zeotrópica para alcan- [capaz de alcanzar al menos 200 µ conectada al sis-
zar las presiones de trabajo ideales, teniendo la pre- tema; cerrando las válvulas que conectan a la bomba
caución de extraer líquido del cilindro de refrigerante de vacío y observando la lectura del vacío en el sis-
zeotrópico, pero evitando que llegue en ese estado al tema en un vacuómetro [la lectura que se obtiene
compresor, utilizando para ello la válvula de baja del en el manómetro compound del juego de manóme-
juego de manómetros (tal como se describió más arri- tros no es lo suficientemente precisa ni detallada
ba). Si lo que se va a emplear es una mezcla para permitirnos apreciar la variación de vacío que
zeotrópica, y la cantidad es tal que tomaría mucho produce una fuga pequeña. Si la lectura en el va-
cuómetro asciende hacia presión atmosférica, debe
interpretar esto como una fuga, buscarla y corre-
girla antes de seguir adelante].
Cuando se carga aceite al compresor se presen-
ta una buena oportunidad para agregar una dosis
de líquido fluorescente a la luz UV, que en
futuros servicios permitirá buscar fugas mediante
Adaptador para carga de líquido en lado
este método.
de baja del compresor.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-110-320.jpg)
![CAPÍTULO V:
SISTEMA DE
111
REFRIGERACIÓN
Existen una amplia variedad de fuentes de luz UV, podido salir al exterior, donde se manifestará brillan-
desde lámparas diseñadas para ser empleadas en el do ante la luz UV.
taller, alimentadas de fuentes externas (110Vac, Debido a lo complejo de la ubicación de algunos
12Vdc) y también pequeñas linternas de bolsillo, ali- componentes del sistema de AA automotriz, particu-
mentadas a pilas. Debido a las condiciones de ilu- larmente el evaporador, es muy probable que haya
minación favorables (bajo nivel) prevalecientes en un algunos sitios que no estarán a la vista de un examen
compartimiento de motor, el empleo de este método visual directo con luz UV; en esos casos, el método
es sencillo y práctico pues, después de haber carga- de detección aplicable es el del detector electrónico
do el sistema con el líquido fluorescente, solo es que nos indicará la presencia de átomos de cloro o
necesario poner a funcionar el sistema para que cir- fluor en el aire que rodea el componente, pero no el
cule y se distribuya y luego darle algunas horas de sitio exacto de la fuga. El método de la espuma
tiempo para que aparezca en los sitios donde el jabonosa o de la lámpara de halógenos también serán
aceite mezclado con el líquido fluorescente haya poco prácticos en estos lugares de difícil acceso
Distintos tipos de fuente de luz UV.
Fuga en sistema automotriz.
Esquema de sistema de aire acondicionado automotriz.
Algunas recomendaciones
básicas:
Jamás complete carga de un
sistema cargado de fábrica
con R134a, con R12.
Jamás complete carga de un
sistema cargado de fábrica
con R12, con R134a.
Equipo automático para servicio y carga Revise el nivel de aceite del compresor y complete con
refrigerante en AA automotriz [R12 y R134a]. el aceite adecuado antes de cargar el sistema.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-111-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
112 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
un valor satisfactorio determinado por la posición
del control de temperatura.
Bomba inyectora de lubricante. 6 Lubricación del compresor
Los compresores herméticos usualmente depen-
den de cojinetes y no de rodamientos para el enlace
entre sus componentes [cuerpo del compresor -
cigüeñal - biela - perno de pistón - pistón] y, lo que
es fundamental, la compresión depende del ajuste
pistón - cilindro, muy preciso entre ambos elementos
pues no se emplean anillos en estos diseños, y del
sello líquido que el lubricante forma sobre las super-
Inyector de lubricante en línea.
ficies de deslizamiento de estos dos componentes.
Recuerde que el aceite polialquilglicol es suma- Esto hace que la lubricación sea crítica y que le
mente higroscópico y por lo tanto no debe dejar dediquemos tiempo a su análisis.
que ningún recipiente que lo contenga permanezca El lubricante tiene la función primordial de man-
destapado más que lo indispensable para trasegar tener la capa líquida de lubricante entre las superfi-
el lubricante al compresor, el cual debe haber sido cies de fricción y su viscosidad es crítica. Es por ello
previamente evacuado. que se debe impedir a toda costa el retorno de refri-
Un problema característico que se presenta en los gerante demasiado frío al compresor (línea de suc-
sistemas de aire acondicionado automotriz es el ele- ción congelada o sudorosa) pues en esas condiciones
vado porcentaje de lubricante que migra desde el se encuentra líquido en gran proporción en el gas
compresor al sistema (alrededor de un 50% según que ingresa a la carcaza, el cual se disuelve en el
ciertos estimados). Esto hace necesario que perió- lubricante, reduciendo la viscosidad de este último,
dicamente sea necesario revisar y en caso necesario perdiéndose en ese momento la capa de lubricante
reponer lubricante en el compresor. Se puede simple- entre superficies de fricción, con lo que aumenta la
mente agregar lubricante empleando un dispositivo temperatura de los metales en contacto y se produce
inyector conectado en serie con la manguera por lo que se conoce como, agarrotamiento o tranca del
donde se vaya a cargar refrigerante, precargado con mecanismo.
la cantidad necesaria (estimada) o, lo que es preferi- El volumen de lubricante debe ser suficiente, no
ble, extraer el refrigerante con una máquina de recu- solo para mantener la lubricación, sino para que
peración, extraer el aceite del compresor, limpiar el actúe como medio de intercambio dinámico de calor
sistema con barrido de nitrógeno, y colocar una entre los componentes que producen calor durante
nueva carga de aceite siguiendo las recomendaciones su funcionamiento [motor eléctrico y compresor] y la
del fabricante del compresor. cara interna de la carcaza; para ello, el aceite es suc-
cionado desde el fondo de la carcaza mediante una
bomba centrífuga instalada en el extremo inferior del
Mantenimiento preventivo
cigüeñal, asciende por el interior de este hasta orifi-
cios de distribución interna que lo llevan hasta las
El mantenimiento preventivo del sistema de aire superficies de metales en fricción, mencionadas más
acondicionado consiste en mantener limpio el con- arriba. La cantidad succionada es muy superior a la
densador y poner a funcionar el equipo periódica- necesaria para mantener la capa de lubricación entre
mente para que no se resequen los "o rings" en las estas superficies y lo que excede de dicho caudal es
conexiones roscadas del sistema. Periódicamente dirigido por la misma presión generada por la bomba
se debe inspeccionar que no existan signos de centrífuga hasta un orificio de descarga ubicado en el
humedad de aceite a lo largo de tuberías, particu- extremo superior del cigüeñal, por donde sale en
larmente en las conexiones y acoples de presión forma de chorro a presión que moja la cara interna
tubo-manguera. Debe comprobarse que no falte superior de la tapa del compresor y se esparce en
ninguna de las abrazaderas o soportes que sujetan forma de película, distribuida uniformemente en
las mangueras a fin de evitar que sufran daños. Se forma radial a partir del punto de impacto del chorro
debe observar el estado de la correa de transmisión de lubricante y que una vez mojada toda la cara
y el funcionamiento regular del embrague "clutch" interna de la tapa de la carcaza desciende en forma
eléctrico, el cual debe hacer ciclar el compresor de película adherida a las paredes internas del com-
cuando la temperatura del habitáculo ha alcanzado presor hasta retornar al depósito en la parte inferior](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-112-320.jpg)
![CAPÍTULO V:
SISTEMA DE
113
REFRIGERACIÓN
desde donde se cierra el circuito y vuelve a ser aspi- cuenta para calificar un lubricante, ya sea mineral a
rado por la bomba centrífuga para mantener el ciclo sintético, como "aceite para compresor de refri-
cerrado de lubricación - enfriamiento. Esta película geración" son las siguientes:
distribuida por todas las paredes internas de la car- • Miscibilidad. Esta propiedad describe la
caza ofrece una ventaja adicional sirviendo como capacidad que tiene un lubricante dado para
amortiguador de ruidos internos. mezclarse con el gas refrigerante de tal manera
Parte del lubricante que moja las paredes de con- que permanezca unido a este durante todo su
tacto del cilindro con el pistón en presencia del gas trayecto a lo largo del circuito de refrigeración
a alta temperatura, se evapora y mezcla con este (en fuera del compresor, a fin de asegurar su
los compresores alternativos empleados en refri- retorno a este. Es por ello que se debieron
geración doméstica esta proporción oscila normal- desarrollar lubricantes especiales para trabajar
mente entre 2 y 3 %, pero si el lubricante ha sido pre- con refrigerantes HFC pues estos no se mez-
viamente mezclado con refrigerante líquido esta pro- clan aceptablemente ni con aceites minerales
porción puede aumentar notablemente) y pasa al cir- ni alquilbencenos.
cuito de refrigeración que, si está correctamente di- • Índice de viscosidad. Debe ser alto. Esta
señado, lo devuelve con el gas de retorno. Cuando propiedad está vinculada con el mantenimien-
existen condiciones adversas: aceite no compatible to de un rango de viscosidad estrecho dentro
con el gas refrigerante en cuanto a miscibilidad, di- de un amplio rango de temperaturas, tal como
seño del circuito de refrigeración con puntos donde las que se encuentran entre la carcaza, las
el refrigerante pierde velocidad hasta el punto en que válvulas y el evaporador. A la temperatura de
se separa del lubricante, filtro secador no compatible trabajo [alta] (cuando debe trabajar como
(que puede absorber lubricante, además de lubricante, en contacto con las partes metáli-
humedad), entre otras, una cantidad de lubricante cas móviles del compresor) debe mantener la
cada vez mayor se va quedando retenida en el cir- viscosidad necesaria para mantener la capa
cuito hasta que la cantidad remanente en la carcaza límite de lubricación permanentemente entre
es insuficiente para mantener las condiciones de tra- las dos superficies metálicas y cuando se
bajo del diseño original, aumenta la temperatura por encuentra en el evaporador [a temperatura
falta de lubricación y de volumen de intercambio de baja] no debe aumentar su viscosidad pues de
calor interno y el compresor puede comenzar a ciclar hacerlo perdería miscibilidad, tendería a sepa-
por protector térmico (en el mejor de los casos) o rarse y quedarse adherido en las paredes inter-
finalmente trancarse, o lo que es peor, quemar los nas del evaporador lo cual reduciría la eficien-
bobinados por recalentamiento. cia de intercambio térmico del gas con el
La calidad del lubricante es fundamental para la ambiente del gabinete.
vida del compresor. No se deben emplear sino aceites • Buena estabilidad química. La condición ideal
de calidad reconocida y nunca deben cambiarse las es que no reaccione químicamente con
especificaciones del fabricante del compresor. ninguno de los materiales contenidos en el
Los lubricantes minerales normalmente se interior del sistema de refrigeración, corres-
obtienen de la mezcla de aceites nafténicos y pondientes a los componentes del sistema.
parafínicos en fracciones variables. Los aceites Esto no incluye la indeseable y posible reac-
parafínicos son mejores lubricantes, pero tienen la ción con humedad o impurezas tales como
característica de poseer un punto de "floculación" GNC y solventes de limpieza, puesto que estas
[temperatura a la que la parafina deja de ser líquida deben ser excluidas del sistema durante la
y se convierte en sólido], por lo cual los lubricantes limpieza y evacuación ya que son sustancias
minerales para refrigeración deben poseer un con- reactivas por su propia naturaleza.
tenido parafínico controlado (muy bajo). La tempe- • Buena estabilidad térmica. Sometido a las altas
ratura de floculación de la parafina se encuentra en temperaturas a las que operan normalmente las
el rango de -20 a - 50ºC y en el proceso de obten- válvulas del compresor, como consecuencia del
ción del lubricante diseñado para compresores se trabajo de compresión que se lleva a cabo en la
extraen las parafinas de mayor temperatura, para evi- cámara del cilindro, no debe carbonizarse.
tar que esta se separe en el proceso de expansión del Puesto que este es el sitio más caliente del inte-
gas refrigerante en el dispositivo de expansión, rior del compresor, es allí donde esta propiedad
depositándose en el orificio, ya sea del tubo capilar es de máxima importancia. Idealmente, no debe
o válvula de expansión, llegando a obstruirlo total- carbonizar por debajo de 160ºC.
mente.
• Punto de fluidez bajo. Esto determina que a
Otras propiedades que deben ser tomadas en la mínima temperatura que pueda encontrarse](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-113-320.jpg)
![CAPÍTULO V:
SISTEMA DE
115
REFRIGERACIÓN
otro tipo de problemas: reacciones químicas, cuyos que vuelve al compresor; punto de floculación bajo
efectos no se ponen en evidencia sino hasta que cau- [definido este como la temperatura a la cual el com-
san síntomas de mal funcionamiento provocados por ponente parafínico de un aceite mineral se solidifica,
la corrosión o la formación de lodos en el aceite, que depositándose como sedimento, lo cual invariable-
solo se pueden comprobar mediante un análisis del mente se produce en el dispositivo de expansión,
aceite o la observación de los componentes internos creándose como consecuencia una restricción al
del compresor, una vez abierto este. flujo de refrigerante que puede llegar a convertirse en
obstrucción permanente]; higroscopicidad, definida
como la capacidad de retener humedad mediante la
Corrosión.
interacción de fuerzas de atracción molecular de una
• Refrigerante clorado + agua = ácido clorhídrico sustancia con el agua; como las principales
• Refrigerante fluorado + agua = ácido fluorhídrico propiedades a buscar en un aceite lubricante de
• Refrigerante clorado ó fluorado + agua + calor = refrigeración.
más ácido
• Lubricantes sintéticos tipo alquilbenceno
Las expresiones muestran lo que sucede con la
presencia de humedad en el sistema, particularmente Los lubricantes sintéticos tipo alquilbenceno,
en la carcaza del compresor, donde la temperatura es debido a sus virtudes sobresalientes en propiedades
elevada por efecto del trabajo de compresión. Si el lubricantes y sobre todo a su alta estabilidad química
agua sola tiene un efecto corrosivo sobre los metales, y térmica y ausencia de parafinas, han venido susti-
los ácidos producidos mediante la reacción química tuyendo a los aceites minerales en sistemas operando
de la humedad con los diversos refrigerantes tienen con CFC y HCFC. El hecho que sean altamente
un efecto corrosivo superior. El acero y el hierro son giroscópicos es considerado por los fabricantes de
los primeros que se corroen y luego le siguen el compresores como una variable manejable mediante
cobre, bronce y otros metales. la implementación de medidas de control de
humedad durante la producción y carga del lubri-
6.3 Tipos de lubricantes cante y en cuanto a la creación de las condiciones
aceptables en un sistema, alcanzando niveles de
deshidratación máximos que se logran mediante el
• Lubricantes minerales
empleo de filtros secadores de suficiente capacidad y
un efectivo proceso de deshidratado del sistema
Los lubricantes minerales empleados en los orí- mediante vacío profundo.
genes de la refrigeración por compresión mecánica
eran medianamente tolerantes a la presencia de
• Lubricantes sintéticos tipo poliolésteres
humedad, en comparación con la tolerabilidad de los
actuales refrigerantes sintéticos, y muy en particular
los poliolésteres que es necesario emplear en sis- Los lubricantes sintéticos denominados poliol-
temas que requieren HFC para su operación. ésteres, son muchísimo más higroscópicos que los
Los lubricantes minerales, obtenidos por desti- aceites minerales, y aún comparados con los sintéti-
lación de petróleo, deben ser especialmente selec- cos tipo alquilbenceno, con niveles de saturación de
cionados para tolerar diversas condiciones de traba- humedad del orden de 1000 ppm, en comparación
jo: debe ser un excelente lubricante a altas tempera- con 100 ppm para los aceites minerales y 200 ppm
turas; permanecer inalterable en un rango de tempe- para los alquilbencenos. Por lo tanto, las precau-
raturas extendido [desde la temperatura en la válvula ciones necesarias durante su carga, así como los
de descarga del compresor que puede alcanzar niveles de humedad requeridos son igualmente
valores puntuales elevados, hasta la temperatura de estrictos, y deben emplearse métodos cuidadosa-
evaporación del gas con que se lo emplea]; capaci- mente controlados durante su empleo. Por ejemplo:
dad de mezclarse adecuadamente con el refrigerante al abrirse un recipiente sellado que contenga lubri-
(miscibilidad) de manera que la proporción de aceite cante tipo polioléster, debe utilizarse de inmediato
que inevitablemente es transportado por el refrige- todo su contenido vaciándolo en el interior del
rante a lo largo del sistema de refrigeración per- sistema sin pérdida de tiempo y proceder a la
manezca unido a este y retorne al compresor; índice evacuación del sistema de inmediato pues el solo
de viscosidad alto, de manera que al bajar su tempe- contacto del lubricante con el aire atmosférico hace
ratura en el evaporador no aumente su viscosidad y que sus niveles de contenido de humedad aumenten
tienda a depositarse allí, separándose del refrigerante por encima de los valores tolerables para el sistema](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-115-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
116 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
de refrigeración. Si hablamos de pequeños recipi- El ataque de este lodo sobre las superficies metáli-
entes, de quedar algún remanente en el recipiente cas produce corrosión que carcome el metal
original, este solamente debe ser abierto en el preciso generando óxidos de este, que se van añadiendo
momento de cargar el sistema, y debe ser sellado como partículas sólidas a la emulsión aumentando la
inmediatamente después, tratando de que el con- viscosidad de esta. El desenlace es la formación de
tenido de la botella quede expuesta al aire el menor sedimentos que se manifiestan en el fondo del com-
tiempo posible. De no tomarse esta precaución, es presor y circulan por el sistema de lubricación multi-
posible que sea necesario desechar el resto del pro- plicando su efecto deteriorante. El sedimento que sea
ducto porque habrá absorbido una cantidad de arrastrado por el flujo de refrigerante también se
humedad que luego será prácticamente imposible de depositará en forma de líquidos fangosos, polvos
extraer. finos, sólidos granulosos o sólidos pegajosos, provo-
En caso de tratarse de contenedores tipo tambor cando variedad de malfuncionamientos, entre ellas,
[pipote], del cual se extraiga lubricante mediante una taponamiento de filtros de malla finos, válvulas de
bomba mecánica atornillada a una de las bocas de expansión y tubos capilares. Debido a su naturaleza
acceso al recipiente, es necesario conectar un dispo- ácida, corroen toda superficie sobre la que se deposi-
sitivo de control de entrada de aire, roscado en la tan y son residuos peligrosos que deben manejarse con
otra boca de acceso al tambor, dotado de un reci- extremo cuidado por los técnicos cuando intervienen
piente relleno de material secante, tal como silicagel, un sistema que ha alcanzado tal grado de deterioro.
idealmente con indicativo de saturación de humedad
por cambio de color, a través del cual deba pasar el • Empleo de anticongelantes
aire que el pipote aspira a medida que se bombea
aceite de este. De no hacerse así, el lubricante que
aún queda en el pipote se saturará de humedad con La práctica del empleo de anticongelantes -
las mismas consecuencias descritas para los reci- alcohol, "floss", o cualquier producto comercial que
pientes pequeños. actúe en el sistema mezclándose con el agua para
reducir su punto de congelamiento debe eliminarse
por completo.
• Lubricantes sintéticos tipo alquilglicoles
Estos aditivos son productos químicos que
contribuyen y aceleran la formación de ácidos más
Estos fueron los primero lubricantes desarrollados complejos, agravando aún más el deterioro ace-
para ser empleados con el refrigerante R134a y en la lerado de un sistema de refrigeración.
actualidad solo son empleados en aire acondiciona- Crean la ilusión de que no hay agua pues impi-
do automotriz. Si bien sus propiedades lubricantes den que esta se congele en el dispositivo de expan-
son mejores que las de los poliolésteres, son mucho sión y por supuesto permiten que el exceso de esta
más higroscópicos, con niveles de saturación de permanezca en el sistema ya que, por supuesto, es
humedad del orden de 10.000 ppm. Ello exige imposible de retener en el filtro secador que, como
extremo cuidado cuando se presta servicio a sistemas dijimos, solo está diseñado para absorber una canti-
de aire acondicionado automotriz, para evitar las dad razonable de esta que pudiera quedar como con-
consecuencias que estos niveles de humedad provo- secuencia de un vacío no lo suficientemente profun-
carán en el sistema, de no efectuarse un vacío ade- do o prolongado necesario para erradicar toda la
cuado. Los lodos que se forman como consecuencia humedad necesaria.
de esto obstruyen los filtros secadores y dispositivos
de expansión y producen daños a los compresores
por fallas de lubricación. 6.5 Eliminación de la
humedad y otros
6.4 Reacciones de contaminantes
los lubricantes con volátiles [GNC] de un
la humedad sistema de refrigeración
La humedad, previamente mezclada con refrige- La única manera de controlar la humedad es
rante, produce inevitablemente ácido. Las mezclas eliminándola del sistema. Para ello se debe utilizar
de estos ácidos con el lubricante producen una emul- vacío que solo puede alcanzarse con bombas de dos
sión formada por una mezcla íntima de glóbulos etapas, capaces de alcanzar niveles de al menos 200
sumamente finos de ambas sustancias que recibe el micrones cuando son conectadas a un sistema. Estas
nombre de "lodo". bombas de vacío generalmente deben poder alcanzar](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-116-320.jpg)
![CAPÍTULO V:
SISTEMA DE
117
REFRIGERACIÓN
lecturas de 50 micrones cuando se mide el vacío cos, se recomienda agregar al juego de herramien-
directamente en la conexión de entrada a la bomba; tas del técnico un vacuómetro que permita leer
si ello no es posible, entonces será necesario darle valores en escala de micrones, por ser esto mucho
mantenimiento, lo cual incluye: a) desgasificar el más preciso.
aceite de la bomba empleando la válvula de balasto Debido a la necesidad de asegurarnos que se esté
(o purga) que se encuentra en toda bomba de buena extrayendo toda la humedad posible del sistema, si
calidad, cuya función es extraer humedad que se ha no tuviésemos este instrumento, el único camino
condensado en el aceite de la bomba de vacío alternativo posible es extender el tiempo de extrac-
durante su uso; b) si después del desgasificado aún ción de vacío, como ultimísimo recurso, y aplicar calor
no se obtiene una lectura satisfactoria, se debe cambiar a las diversas partes del sistema en forma segura
el aceite; d) después del cambio de aceite aún no se (soplador de aire caliente, elemento calefactor eléctri-
logra el resultado esperado, entonces habrá que hacer un co, u otro elemento recomendado por el fabricante del
mantenimiento mecánico de la bomba, sustituyendo los equipo, evitando emplear un soplete para esta fun-
componentes que se desgastan con el uso. ción por los riesgos que presenta este método).
Se puede observar que las lecturas posibles en un Como puede apreciarse en la segunda escala de
manómetro - vacuómetro o manómetro de baja, [lla- la gráfica, se comparan lecturas en Torr, con las
mado también manómetro "compound" por su doble escalas que se encuentran: a) en un manómetro de
función de medición de presiones positivas y niveles baja presión (en el extremo derecho de la escala) y
de vacío referidos a la presión atmosférica en una b) con la escala que es posible apreciar en un va-
misma carátula] no son suficientemente precisas para cuómetro (extremo izquierdo de la escala), los va-
conocer a ciencia cierta los valores de vacío que real- lores de vacío necesarios para desalojar la
mente se están alcanzando cuando se está utilizando humedad atrapada en el lubricante y los compo-
una bomba de vacío. Como esto es de fundamental nentes internos del compresor, no son apreciables
importancia cuando se hace servicio a sistemas en la escala de los manómetros comunes emplea-
que emplean gases y lubricantes más higroscópi- dos en refrigeración.
A temperatura ambiente del orden de 30ºC, la
humedad que pueda haber en forma de vapor libre
dentro del circuito comienza a evaporar cuando se
alcanzan niveles de vacío de 29" de Hg, pero para di-
sociar el agua contenida en el lubricante, retenida en
los materiales aislantes, en las cavidades y poros de
los metales y en todo el volumen internos del sis-
tema, la cual se encuentra molecularmente asociada,
y retenida por fuerzas de atracción muy altas, se
requiere alcanzar niveles de vacío muy superiores,
tal que extraigan todo lo que sea posible, puesto que
aún falta incorporar al sistema el gas refrigerante, el
Escalas comparativas - rango de un vacuómetro vs rango de un
cual también posee una cantidad de humedad atra-
manómetro "compound".
pada en él y que, en un sistema debidamente
deshidratado, debiera constituir la mayor proporción Presión atmosférica = 14,696 psia = 760 mm Hg
de humedad contenida. [Torr] = 1,013 Bar = 101,3 kpa abs
Tabla de Conversiones Vacío - Presión.
mBar Bar Torr [mm Hg] Pa (Nm-2) Atm Lb in-2 kg cm-2 pulg. Hg 2pulg. H20 mm H2O
1 mBar = 1 1x10-3 0,75 102 9,869x10-4 1,45x10-2 1,02x10-3 2,95x10-2 0,402 10,197
1 Bar = 103 1 7,5x102 1x105 0,9869 14,5 1,02 29,53 4,01x102 1,02x104
1 Torr = 1,333 1,333x10-3 1 1,333x102 1,316x10-1 1,934x10-2 1,36x10-3 3,937x10-2 0,535 13,59
[mm Hg]
1 Pa= 0,01 1 x 10-5 7,5 x 10-3 9,869 x 10-6 1,45 x 10-4 1,02 x 10-5 2,953 x 10-4 4,01x10-3 0,102
[Nm-2] 1
1 Atm = 1,013x103 1,013 7,6x102 1,013x105 1 14,7 1,033 29,92 4,068x102 1,033x104
1 lb in-2 = 68,95 6,895x10-2 51,71 6,895x103 6,805x10-2 1 7,03x10-2 2,036 27,68 7,03x102
1 kg cm-2 = 9,807x102 0,981 7,356x102 9,807x104 0,968 14,22 1 28,96 3,937x102 104
1 pulg Hg = 33,86 3,386x10-2 25,4 3,386x103 3,342x10-2 0,491 3,453x10-2 1 13,6 3,45x102
1 pulg H2O= 2,491 2,491x10-3 1,868 2,491x102 2,458x10-3 3,613x10-2 2,54x10-3 7,356x10-2 1 25,4
1 mm H2O 9,80x10-2 9,80x10-3 7,354x10-2 9,807 9,677x10-5 1,42x10-3 10-4 2,896x10-3 3,394x10-2 1](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-117-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
118 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
TEMPERATURA DE EBULLICIÓN DEL AGUA PRESIÓN DE VAPOR ABSOLUTA VACÍO INDICADO EN EL MANÓMETRO DE BAJA
Micrones mm Hg Libras/pulg.2 Pulgadas de Hg
ºC ºF Pulgadas de Hg
[µ] [Torr] [psia]
100 212 760.000 760 14,696 29,92 0,00
96 205 635.000 635 12,279 25,00 5,00
90 194 525.526 526 10,162 20,69 9,81
80 176 355.092 355 6,866 13,98 16,02
70 158 233.680 234 4,519 9,20 20,80
60 140 149.352 149 2,888 5,88 24,12
55 122 92.456 92 1,788 3,64 26,36
40 104 55.118[1] 55 1,066 2,17 27,83
30 86 35.560 36 0,614 1,25 28,75
27 80 25.400 25 0,491 1,00 29,00
24 76 22.860 23 0,442 0,90 29,10
22 72 20.320 20 0,393 0,80 29,20
21 69 17.780 18 0,344 0,70 29,30
18 64 15.240 15 0,295 0,60 29,40
15 59 12.700 13 0,246 0,50 29,50
12 53 10.160 10 0,196 0,40 29,60
7 45 7.620 7,6 0,147 0,30 29,70
0 32 4.572 4,5 0,088 0,18 29,82
- 6 21 2.540 2,5 0,049 0,10 29,90
-14 6 1.270 1,3 0,0245 0,05 29,95
-30 - 24 254 [2] 0,25 0,0049 0,01 29,99
-37 - 35 127 0,13 0,00245 0,005 29,995
-51 - 60 25.4 0,03 0,00049 0,001 29,997
-57 - 70 12.7 0,01 0,00024 0,0005 29,998
-68 - 90 2.54 0,003 0,000049 0,0001 29,999
[1] Nivel de vacío que puede obtenerse empleando un compresor hermético.
[2] Nivel de vacío que debe alcanzarse para extraer el agua atrapada en el aceite y los materiales aislantes de
un compresor hermético.
En negrita: lecturas en el vacuómetro y manómetro de baja que corresponden a los valores de vacío necesa-
rios para que el agua comience a evaporarse, si la temperatura ambiente fuese la indicada. Es necesario
obtener vacíos muy superiores (idealmente llegar al punto [2]) para extraer el agua atrapada, que es la que
provoca problemas a nivel de reacciones químicas.
Procedimientos de evacuación a vacío y luego cierre la conexión del juego de manómetros
profundo y triple evacuación a la manguera conectada a la bomba de vacío y abra
la válvula de una manguera conectada desde el juego
Se puede lograr una buena deshidratación en un de manómetros (por ejemplo a través de una cone-
sistema de refrigeración efectuando tres ciclos xión "T" o "Y" ubicada entre el punto de conexión
de evacuación sucesivos, tal como se describe a central del juego de manómetros y la manguera
continuación: conectada a la bomba de vacío), al regulador de pre-
Aplique vacío simultáneamente a los lados de sión de un cilindro de nitrógeno seco, graduado a un
alta y baja presión del sistema de refrigeración valor del orden de 1 a 3 psig. Inyecte nitrógeno lenta-
empleando un juego de manómetros, mangueras del mente al sistema, haciendo que el nivel de vacío
mayor diámetro posible, y una bomba de vacío en ascienda, hasta alcanzar una lectura de cero en el
buenas condiciones y con el aceite en buen estado manómetro de baja; cierre la entrada de nitrógeno,
hasta que el manómetro de baja del juego de deje reposar el sistema unos pocos minutos en estas
manómetros indique una lectura que esté por debajo condiciones y luego repita el procedimiento de suc-
de 29,7 pulgadas de mercurio (fondo de escala) [esto cionar vacío e inyectar nitrógeno seco por segunda
equivale a un rango entre 5 y 10 Torr]. [Ver escalas vez. Finalmente aplique nuevamente vacío, esta vez
comparativas de Vacío en gráfica mostrada más hasta alcanzar valores que estén entre 1000 micrones
arriba]. Mantenga succionando la bomba un tiempo y vacío absoluto [por debajo de 1 Torr]. [Nótese que
prudencial (que dependerá de las dimensiones 29 pulgadas de mercurio equivalen aproximada-
internas del sistema y de la capacidad de la bomba) mente a 25 Torr].](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-118-320.jpg)
![CAPÍTULO V:
SISTEMA DE
119
REFRIGERACIÓN
Una vez alcanzado el mejor nivel de vacío que su No se debe pensar que una vez alcanzado un
bomba le permita, cierre la conexión del juego de nivel de vacío bueno, se ha logrado el objetivo de
manómetros a la bomba de vacío. En estas condi- extraer toda la humedad y gases no condensables del
ciones verifique a través de un vacuómetro, previa- sistema. La extracción de toda la humedad y GNC
mente conectado al sistema, que no se produzca la requiere tiempo pues, aunque imperceptible, durante
menor variación [ascendente] del nivel de vacío ese tiempo hay una migración de moléculas desde el
alcanzado, lo que de producirse estaría indicando la sistema hacia la bomba de vacío. Cuando se alcanza el
presencia de una fuga o mala conexión. vacío esperado, lo que se logra es cambiar el estado de
Este procedimiento de la triple evacuación extrae estas sustancias que deseamos extraer, pero hay que
eficientemente humedad del sistema aprovechando darles tiempo para el largo viaje que deben hacer las
la higroscopicidad del nitrógeno seco, [contenido de moléculas en fase vapor, a través del sistema, cone-
humedad en su forma comercial del orden de 5 ppm] xiones y mangueras hasta llegar a la bomba de vacío.
el cual, al ingresar al sistema, se pone en contacto Por supuesto, esto requiere experiencia pues de prolon-
con las moléculas de vapor de agua que el ciclo de garse este tiempo excesivamente comenzaremos, como
vacío precedente ha evaporado, extrayéndola del ya dijimos más arriba, a extraer productos que no
aceite, materiales aislantes y gases no condensables debemos pues forman parte del lubricante.
contenidos en el sistema, humedeciéndose el
nitrógeno hasta su saturación (que depende de la tempe- Importancia de la deshidratación de
ratura), con este vapor de agua, que luego acompañará
un sistema antes de cargarlo con refrigerante
al nitrógeno, que es muy higroscópico, durante su
extracción en el siguiente ciclo de evacuación.
Es de hacer notar que a través de la observación La presencia de humedad es uno de los mayores
de la lectura de un vacuómetro conectado al sistema, problemas que se pueden presentar en un sistema
puede detectarse la presencia de sustancias, tal como de refrigeración. Puede introducirse al sistema a
el agua, cuyo punto de evaporación se alcance través de los tubos que hayan quedado destapados
durante el proceso de evacuación. Si en el sistema no durante demasiado tiempo durante el proceso de
hay fugas, la lectura de vacío desciende continua- instalación y seguramente habrá sido absorbida por
mente; cuando alcanza el nivel de vacío que corres- los materiales aislantes del motor eléctrico o por el
ponde a la temperatura de ebullición de una determi- aceite refrigerante, antes, durante, o después de su
nada sustancia, el descenso de la lectura de vacío se carga si no se han tenido las debidas precauciones.
detiene, indicando que se está evaporando esa sus- Los aceites sintéticos son notablemente más
tancia y mientras esto esté sucediendo tanto la tem- higroscópicos que los aceites minerales y por lo
peratura como el nivel de vacío no variarán pues el tanto se debe actuar con mucha cautela para garanti-
calor latente de vaporización de esa sustancia con- zar que esta humedad sea extraída antes de cargar el
sume la energía disponible. Al evaporarse toda la refrigerante.
sustancia se reanudará el descenso del vacío hasta
el valor que determine, o la calidad de la bomba en 7 Herramientas y equipos
sí o la presión de vapor del aceite de vacío emplea-
do en ella.
de servicio
Si la extracción de vacío se mantiene durante un
tiempo exageradamente largo, con una bomba de Cualquiera que sea el tipo de equipo de refri-
buena calidad, se corre el riesgo de comenzar a geración que requiera servicio, las herramientas e
volatilizar algunos aditivos del lubricante cuyo punto instrumentos son los mismos. Los procedimientos son
de ebullición esté dentro del rango alcanzado por la los que variarán, en función de la simplicidad o com-
bomba, o incluso algunas fracciones de mayor punto plejidad del equipo. Los procedimientos de recu-
de ebullición de aceites minerales, desvirtuando peración y reciclaje, que han sido parte integral del
algunas propiedades del lubricante, tal como la mantenimiento de grandes equipos por razones
inhibición de formación de espumas por batido o económicas, ahora se incorporan como una
ingreso de refrigerante líquido al compresor e inclu- obligación para cualquier equipo que emplea SAO,
so algún aditivo de mejoramiento de las propiedades por razones ecológicas y legales, e implican la impe-
lubricantes. riosa necesidad de incorporar al equipamiento de los
técnicos equipo de recuperación y cilindros para
Debe utilizarse mangueras diseñadas para traba-
gases recuperados.
jar en vacío pues de no hacerlo así, las paredes de la
manguera colapsarán cerrando el flujo de moléculas La seguridad en estas actividades debe ser consi-
que se trasladan en el proceso de vacío. derada como una actividad prioritaria, tanto en el](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-119-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
122 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
Detector electrónico de fugas necesidad de prestar el servicio pertinente, lo cual
Este instrumento permite localizar en el aire requiere el uso de herramientas de buena calidad y en
ambiental la presencia de moléculas de cloro, o fluor buenas condiciones. Entre ellas podemos mencionar:
o hidrocarburos o amoníaco u otros gases; no son
universales y es necesario utilizar uno especifico para • Calibrador de capilares.
cada tipo de refrigerante. Son instrumentos muy sen-
• Alicates:
sibles, capaces de detectar concentraciones en el
o de electricista.
orden de decenas de ppm con tolerancias del orden
de ± 5 ppm. Por lo mismo, es necesario emplearlos o tipo "Pico de loro".
en ambientes donde no existan otras fuentes de con- o de corte.
taminación, aparte de la fuente de fuga, para evitar o de presión.
falsas advertencias.
o cortador de capilares.
o de presión con perforador de
tubería de cobre [llamado "de
pinchar"].
o de presión con mor-
Detector electrónico de fugas.
dazas conformadas para
obturar por compresión
En servicios a equipos industriales es necesario tubería de cobre.
emplear otros instrumentos para medir condiciones
de trabajo particulares, tales como: termocuplas,
manómetros para medición de presión de lubri-
cación, sensores de vibraciones en rodamientos, etc. o Llaves de servicio con mecanismo de trinquete
"ratchet".
Analizador de gases refrigerantes
El analizador de gases refrigerantes es una unidad
portátil, en principio un cromatógrafo gaseoso simpli-
ficado, diseñado para reaccionar solo a la presencia
de determinadas sustancias. Permite discriminar
entre diversos tipos de gases y establece el resto cuya o Dados cuadrados medidas varias.
formulación no está incluida en el programa, como o Dados hexagonales, medidas varias.
% de contaminantes. • Llave de boca ajustable.
• Juego de llaves combinadas [boca - hexagonal
o dodecagonal]
o En milímetros.
o En pulgadas.
• Juego de llaves "allen".
o En milímetros.
o En pulgadas.
• Juego de destornilladores:
o Punta plana.
o Punta "Phillips".
Analizador de gases refrigerantes de maleta.
• Espejo de inspección.
Herramientas manuales
Luego que se ha efectuado el diagnóstico de un
sistema, se han registrado los valores de las condi-
ciones de trabajo encontradas, si se ha detectado
alguna situación que amerite corrección, surge la](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-122-320.jpg)
![CAPÍTULO V:
SISTEMA DE
123
REFRIGERACIÓN
• Lámpara de luz ultravioleta [UV] para detec- • Expansor de tubería de cobre.
ción de fugas. • Martillo de 6 ~ 10 onzas.
• Varillas de soldadura de
plata al 5%.
• Fundente en pasta.
• Líquido fluorescente [apro-
bado] como aditivo para
detección de fugas.
• Aceite para bomba de vacío.
• Inyector dosificador de lubricante o líquido • Aceite para sistemas de refrigeración.
fluorescente. o Mineral.
o Jeringa desechable
o Alquilbenceno.
o Reusable calibrado.
o POE [Polioléster].
o PAG [Polialquilglicol].
Equipo especializado
Además de las herramientas mencionadas, que se
emplearán de acuerdo a la magnitud del servicio
necesario y el tipo de equipo, es necesario contar
• Llave torquimétrica para determinar torque de con equipo especializado para diversos procesos, a
apriete de uniones roscadas críticas. saber:
• Peines para limpieza y enderezado de aletas de
evaporadores y condensadores. Bomba de vacío.
• Cortadores de tubos de cobre: La bomba de vacío debe tener las siguientes
o Mini - Para tubos desde 1/8" hasta 7/8". características:
o Normal - Para tubos desde 1/4" hasta 1 5/8". • Poseer un sistema rotativo de paletas con dos
• Desrebabador de bordes en tubos de cobre. etapas en cascada.
Succión
Descarga
primera etapa
Succión Etapa de
segunda etapa descarga
Etapa de
succión Descarga
segunda etapa
Paletas
• Doblador de tubos de cobre:
Eje
o A palanca.
Rotor
Paletas
Eje
Rotor
o Tipo resorte. Ciclo de bomba de vacío de dos etapas.
• Debe alcanzar un vacío de al menos 15 µ.
(cuando se mide con el vacuómetro conectado
directamente al conector de succión de la
• Abocardador [confor- bomba - ¡no mediante una manguera!).
mador de extremos de • Capacidad volumétrica acorde con las dimen-
tubería de cobre [1/8" a siones del equipo a evacuar (para evacuar
3/4"] para conexión tipo equipos domésticos es suficiente comenzar
"flare - 45º".] con 2 cfm [pies cúbicos por minuto] ˜ 57 lt/min).](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-123-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
124 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
• Capacidad de aceite suficiente para diluir los • Motor de alto par de arranque [HST - High
contaminantes gaseosos extraídos del sistema Starting Torque] para arranque en cualquier
sin pérdida de eficiencia. condición de carga.
• Válvula de purga "balast", para extraer los • Mecanismo antirreversa; para impedir que se
gases diluidos en el aceite de la bomba prove- devuelva el rotor si se detiene el motor.
nientes de la extracción de los sistemas en que • Construcción robusta para soportar trabajo pesado.
se ha conectado.
• Liviana.
Bombas de vacío.
Debe reemplazarse el aceite cuando, después de Cilindros de recuperación
purgarlo con balasto abierto, no alcance el nivel de de refrigerantes
vacío deseado (medido directamente en el conector
de succión de la bomba).
Los cilindros de recuperación de refrigerante
deberán ser del tipo reutilizable, y preferiblemente
Equipo de recuperación deberán contar con sensor de límite de llenado para
de refrigerante evitar que se sobrepase el límite de seguridad inad-
vertidamente. Deberán ser claramente identificados
mediante etiquetas con toda la información necesaria
El equipo de recuperación de refrigerante se ha
para su posterior reconocimiento.
convertido en una herramienta imprescindible de
todo taller que preste servicio a equipos de refri-
geración y aire acondicionado pues a partir de la
publicación del Decreto 3.228 es obligatorio recu-
perar todo refrigerante que afecte la capa de ozono.
Consisten básicamente en una unidad condensadora,
equipada con un compresor, hermético o libre de
aceite, ventilador/es de gran caudal y filtros para atra-
par impurezas a la entrada de la unidad. Por razones
de seguridad es conveniente que disponga de un cir-
cuito que interrumpa el funcionamiento del equipo Cilindro recargable
cuando el sensor de llenado del cilindro de recu-
Capacidad expresada en
peración indica que ha alcanzado el límite máximo
volumen de agua en el collar
de llenado seguro.
Nivel seguro de
Válvula
rellenado 0.75 kg/litro
de toma
de volumen del tanque
doble
(capacidad para agua)
Balanza calibrada
Equipos de recuperación de
Bombonas para recuperación de refrigerantes.
refrigerantes.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-124-320.jpg)
![CAPÍTULO V:
SISTEMA DE
125
REFRIGERACIÓN
Equipo para soldar
De acuerdo al tipo de trabajo a efectuar, se puede emplear
una bombona de gas butano o un equipo oxiacetilénico.
Cilindro de nitrógeno
El cilindro de nitrógeno es un elemento que debe pasar a
formar parte del equipamiento básico de cada taller de refri-
geración, debido a su gran utilidad para efectuar limpieza inter-
na de equipos, impedir la acción oxidante del trabajo de sol-
dadura en las tuberías soplándolo a bajo presión y caudal por
Equipos de soldar.
Cilindros de nitrógeno Ejemplo de fijación.
el interior del tubo que se está soldando y deshidratado de equipos. Su manejo requiere precauciones parti-
culares debido principalmente a que el contenido se encuentra a muy alta presión [2000 psig]. Se debe utilizar
solo a través de un regulador de presión diseñado para operar con este gas (existen reguladores para oxígeno,
anhídrido carbónico y otros gases, pero no son compatibles). Durante su permanencia en el taller y su trans-
porte debe estar firmemente asegurado para prevenir que una caída pueda dañar la válvula desprendiéndola,
lo que causaría que el cilindro salga propulsado por la presión del gas a alta presión en su interior. Los cilin-
dros de nitrógeno se identifican con el color verde oscuro.
Nitrógeno empleado dentro de tubería para evitar oxidación durante soldadura.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-125-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
128 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
irremediablemente la necesidad de su sustitu- otras, es muy importante conocer el origen de la falla
ción con la consiguiente obligación de recu- y corregirla (descartando que no haya sido falla inter-
perar el gas que (en caso de motor quemado), na del propio compresor) antes de sustituirlo; de otra
no podrá ser ni siquiera regenerado y deberá manera, tarde o temprano la falla se repetirá.
ser destruido. Cada fabricante de compresores ha publicado
Considerando que un sistema de refrigeración guías de diagnóstico de defectos en sistemas de
esta diseñado para operar bien durante un largo refrigeración (ver ejemplos de tablas de diagnóstico
período de tiempo, el cual, oscila entre 5 años para causa - efecto para diversos casos [capítulo V] y en
pequeñas unidades comerciales de uso intensivo y a general, todas ellas coinciden en las mismas situa-
más de 30 años para grandes unidades de refri- ciones y decisiones correspondientes. Es responsa-
geración industrial (y en ocasiones mucho más tiem- bilidad del técnico aplicar esos criterios sugeridos por
po), hay que tomar en cuenta la importancia que cada refrigerante en la solución de problemas en el
tiene un programa de mantenimiento preventivo y la ejercicio de su trabajo.
revisión permanente de las condiciones de trabajo
del equipo, observando variaciones de estas que
4 Fugas
pudiesen indicar una situación que derive en una
falla a corto, mediano o largo plazo.
Las personas responsables del cuidado y mante- 4.1 Tipos de fugas
nimiento del equipo deben estar preparadas para
determinar, a partir del seguimiento del desempeño Hay algunas excepciones en la consideración de
normal, cuándo algún parámetro esté presentando lo que denominamos fugas que debemos conocer.
desviaciones que hagan sospechar que un componente La excepción más conocida, por su frecuencia es
del sistema esté presentando funcionamiento irregular. la que denominamos "De minimis", que significa
En tal caso, corresponderá sustituir este dispositi- simplemente el refrigerante que se fuga durante actos
vo una vez confirmado el diagnóstico preliminar, a humanos de buena fe (sin mala intención), durante la
fin de evitar que su accionamiento fuera de los recuperación, reciclaje o disposición de refrigerante.
parámetros de diseño provoque daños consecuentes Las otras excepciones son:
a otros componentes de mayor costo, cuya
• Refrigerantes que son emitidos durante el
reparación o sustitución represente no solo costos
curso de operación normal de un equipo de
mayores sino también la necesidad de realizar
refrigeración atribuible a pérdidas por sellos,
reparaciones que requieran extraer el gas del sistema,
poros en mangueras, y en general fugas de
con la secuela de riesgos que ello implica de fugas de
muy baja intensidad y difícil detección (sin
este a la atmósfera. Mientras antes se lleve a cabo
embargo, la reparación de toda fuga
un diagnóstico acertado de una falla menor, mucho
detectable es obligatoria).
más efectiva será la reparación que deba efectuarse.
• Mezclas de nitrógeno con vestigios de R22
que son empleadas como gases para detección
3 Diagnóstico efectivo de fugas.
de fallas • Pequeñas liberaciones de refrigerante como
resultado del purgado de mangueras o durante
Cuando un sistema se daña, bien sea porque se la desconexión de estas después de una carga
quema el bobinado del motor del compresor o por o servicio a un equipo.
cualquier otra causa es necesario e importante efec- Dicho lo anterior, se puede clasificar las fugas de
tuar un diagnóstico que permita determinar cuál fue refrigerantes en cuatro tipos. Estos son:
la causa primitiva que provocó el daño al compre- a. Fuga accidental catastrófica: cuando una falla
sor o a cualquiera de los elementos que conforman mecánica (por ejemplo la ruptura accidental
el sistema. de una tubería) causa la pérdida total, o una
Existe una gran variedad de causas que pudieron cantidad significativa, de la carga de refrige-
originar el desperfecto, es posible que la causa haya rante de un sistema. Como consecuencia de
sido externa (alimentación eléctrica deficiente) o esto el equipo detendrá su funcionamiento
interna (componente auxiliar o de control del sistema inmediatamente. Son muy difíciles de eliminar
de refrigeración defectuoso); o carga de gas inco- pues en su gran mayoría son producidas por
rrecta, por exceso o por defecto; empleo de técnicas accidentes tales como colisiones o golpes
de limpieza y evacuación del sistema incorrectas; provenientes de objetos externos u otras
incompatibilidad de lubricante-refrigerante, entre causas de difícil prevención.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-128-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
130 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
• Lámpara detectora de halógeno métodos tradicionales para localizar con pre-
Consiste en un pequeño tanque portátil de cisión el lugar, tal como la espuma jabonosa.
propano, una manguera de inspección y un
quemador que contiene un elemento de
cobre. El gas alimenta una pequeña llama en
el quemador, la cual aspira el aire necesario
para la combustión a través de una manguera,
que se emplea para husmear en la zona de
sospecha. Cuando la manguera pasa cerca de
una fuga, el refrigerante proveniente de esta se
mezcla con el aire aspirado y llega al que- Detector electrónico de fugas.
mador. Pequeñas cantidades de refrigerantes
arden en presencia de cobre con color verde Detección por inyección de
brillante. Cantidades mayores arden con color sustancia fluorescente
violeta. El operador deberá estar entrenado
a la luz UV
para interpretar colorimétricamente la llama,
la cual debe observar mientras mueve la
manguera husmeando por todo el sistema. Su Otro de los recursos tecnológicos que se han
sensibilidad es relativamente baja [menos de incorporado al uso cotidiano consiste en la inyección
10 gr/año], requieren de un operador hábil, en el sistema de refrigeración de una sustancia fluo-
son de manejo relativamente incómodo com- rescente inerte. Este producto circula en el sistema y
paradas con los nuevos métodos y por ello está en el sitio en que se produzca una fuga se filtra al
cayendo en desuso. exterior mezclado con el aceite y el gas que escapan
y se puede observar su presencia cuando se ilumina
con una luz UV. Debido a su compatibilidad con los
fluidos empleados en sistemas de refrigeración y su
estabilidad química frente a los materiales que com-
ponen un sistema de refrigeración, se puede incorpo-
rar este producto en un sistema en el momento de la
carga inicial y luego, durante las inspecciones pe-
riódicas del sistema, se pueden detectar con facili-
dad, visualmente, fugas cuando estas son aún
menores, aún no detectables por los instrumentos
como reducción en las presiones de trabajo o incre-
mento en los tiempo de marcha del compresor.
Lámpara detectora de halógenos.
5 Sustitución de
• Detección electrónica componentes
Entre los recursos tecnológicos disponibles se
está popularizando el empleo de detectores
Cuando se sustituyen componentes, debe ase-
electrónicos de fugas, con una sensibilidad
gurarse que el sustituto sea exactamente igual al
apreciable [mejor que 10 gr/año], que operan
sustituido, en lo que respecta a prestaciones; y de
con distintos principios activos: efecto corona,
similar o mejor calidad. Si no se consigue uno que
sensor electroquímico calentado, diodo de
reúna estos requisitos, se deben analizar las conse-
cátodo frío y sensor de bomba de iones, sien-
cuencias de aceptar las desviaciones y si eso implica
do cuatro de los más comerciales. Los sen-
el riesgo de que esta decisión no sea totalmente
sores tienen una vida útil limitada y deben ser
segura o satisfactoria, y si la necesidad de que el
reemplazados periódicamente. Son muy prác-
equipo reanude su funcionamiento lo antes posible,
ticas y su uso se está popularizando. Su
quizás sea necesario emplear este componente solo
desventaja consiste en que deben emplearse
temporalmente para que el usuario pueda seguir uti-
en zonas de baja contaminación ambiental
lizando el equipo, pero se debe corregir el sistema a
pues pueden ser afectadas por diversas sustan-
especificaciones originales tan pronto se consiga el
cias presentes en el aire, produciendo alarmas
componente que sí responda a las solicitaciones de
espurias, por lo que es aconsejable confirmar
diseño.
las alarmas de estos instrumentos por otros](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-130-320.jpg)
![CAPÍTULO VI:
CONSIDERACIONES SOBRE LA INSTALACIÓN
131
Y MANTENIMIENTO DE SISTEMAS
Esto es de particular importancia cuando se trata como consecuencia una mayor vida útil de la insta-
de elementos de protección térmica o termo-ampe- lación con la menor necesidad de efectuar servicios
rométricas y de dispositivos de arranque. En muchos de reparación futuros.
casos se emplean sustitutos genéricos o aproximados
que no garantizan protección en todos los casos de
funcionamiento del sistema de refrigeración en 5.2 Ajuste del sistema
condiciones extremas de aplicación, como se explicó a las nuevas
en el Capítulo IV. condiciones de trabajo
5.1 Compresor Después de haber modificado de alguna manera
un sistema de refrigeración, por empleo de un refri-
Si es necesario sustituir el compresor, surge la gerante distinto al de diseño original del sistema, es
necesidad de decidir entre dos alternativas: preciso verificar si es necesario ajustar el dispositivo
1) Sustituir por otro idéntico: de expansión, cuya calibración es crítica para asegu-
rar que el equipo opere equilibradamente en todas
a) que funcione con el mismo gas, o las condiciones de trabajo del sistema. Ya sea tubo
b) que funcione con un refrigerante sustituto de capilar o válvula termostática, se debe observar
los llamados "drop in" [que pueden ser utiliza- cómo opera el equipo en todas las situaciones de
dos sin cambiar el tipo de lubricante]. carga para verificar que el equilibrio se mantenga.
2) Emplear un compresor diseñado para que Asimismo debe observarse que la carga de nuevo
funcione con un gas refrigerante sustituto, refrigerante calculada sea la correcta para todas las
incompatible con el lubricante del compresor condiciones de trabajo, puesto que ya la cantidad
original, en cuyo caso se deberá efectuar un prevista de refrigerante mostrada en la placa del
"retrofit", que implica hacer ajustes a algunos sistema no tendrá validez. Debido a que las
componentes, sustitución de otros y efectuar propiedades físicas, tales como presiones y tempera-
una limpieza interna del sistema para eliminar turas críticas de las diversas sustancias puras y mez-
el lubricante no compatible hasta los límites clas desarrolladas para sustituir refrigerantes SAO, no
exigidos por el fabricante del compresor que son idénticas a las de los refrigerantes sustituidos,
se vaya a emplear. deberá verificarse que las nuevas condiciones de tra-
La mejor solución es aquella que se basa en un bajo no estén produciendo temperaturas o presiones
diagnóstico acertado, solucione la causa primitiva de que generen situaciones de riesgo en la instalación.
la falla del sistema y sea más simple y efectiva, dando](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-131-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
134 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
2.3 Otros equipos ácido/humedad en muestras de vapor de refrigerante
y herramientas en un sistema. También se emplean visores de líqui-
do con sensores de acidez/humedad que permiten
evaluar la condición del fluido en el sistema y decidir
• Válvulas o herramientas para perforar (válvulas
sobre las alternativas de usar o descartar. Los fabri-
pinchadoras).
cantes de equipos y compresores establecen los
• Juego de manómetros con su respectivo límites de contaminantes que un refrigerante puede
Manifold (dos válvulas-tres vías, como mínimo) contener para ser utilizado sin riesgo para el equipo.
• Implemento de seguridad: Lentes y guantes de
protección.
4 Métodos de recuperación
de refrigerantes
3 Identificación y pruebas de en sistemas
contaminación de los
refrigerantes comunes El método para recuperar refrigerante depende de
varios factores, pero principalmente se considera
Siempre ha sido necesario saber qué refrigerante como importante el estado físico en el que se
es el empleado en un sistema a fin de no cometer encuentra el refrigerante que se quiere recuperar, en
errores en el servicio. Con la exigencia actual de tal sentido se puede hablar de métodos básicos para
recuperación, este conocimiento se ha convertido en la recuperación:
indispensable. 4.1 Recuperación en fase Vapor.
El refrigerante recuperado puede ser reutilizado si 4.2 Recuperación en fase líquido.
está libre de contaminantes o si puede ser reciclado o
regenerado hasta alcanzar valores de pureza aceptables.
4.1 Recuperación en
Nota: El empleo de gases recuperados en sis-
temas nuevos puede violar las condiciones de la fase Vapor
garantía de éste.
Los procedimientos de reciclaje o regeneración Este procedimiento, por lo general se tarda más
son solamente aplicables a sustancias puras. tiempo, ya que el flujo de masa de materia es menor
en fase gaseosa. En los grandes sistemas de refri-
geración esto exigirá más tiempo que cuando se
3.1 Métodos para identificar transfiere liquido.
el tipo de refrigerantes Se debe tener presente que las mangueras de
en sistemas conexión entre la unidad de recuperación, los sis-
temas y los cilindro de recuperación deben ser de
Los refrigerantes se pueden identificar de la siguiente longitud mínima posible así como del diámetro má-
manera: ximo posible, esto con la finalidad de contribuir a
• Sello estampado en la placa de la máquina o aumentar el rendimiento del proceso.
el cilindro. El refrigerante en fase vapor es normalmente aspi-
• El tipo de válvula de expansión [TEV] empleado rado por la succión de la máquina de recuperación y
cuando sea específico para un tipo de refrigerante. una vez condensado en la máquina es enviado al
cilindro de recuperación.
• La presión de equilibrio para la temperatura.
Lado vapor
• Etiquetas fijadas por el técnico responsable de Vapor
Entrada
un cambio de refrigerante "retrofitting" en un succión Salida
Secado
servicio anterior. Equipo
descarga
desactivado
3.2 Métodos de prueba de
campo para refrigerante Vapor
y aceite Líquido
(cerrado) Líquido
Existen kits que miden el nivel de acidez en
muestras de aceite de compresores y la presencia de
Balanza](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-134-320.jpg)
![CAPÍTULO VII:
RECUPERACIÓN, RECICLAJE Y REGENERACIÓN
135
Hay dos formas de conectar la máquina de recu- almacenaje de pequeñas cantidades de refrigerante
peración para recuperar vapor, en la cual se (hasta 1 kg)].
conectan, según sea el caso:
• ambos lados del sistema del cual se pretende Lado vapor
Entrada succión
extraer el refrigerante, empleando un juego de
Equipo Vapor Secador
manómetros, a la succión de la máquina recu- desactivado
peradora, en aquellos casos en que tenemos Visor Unidad de
Vapor recuperación
Líquido
acceso por ambos lados (válvulas de servicio Salida
Lado descarga
instaladas); por ejemplo (sistemas comerciales líquido
Vapor
Cilindro de
medianos). recuperación de
Líquido
63 kg Cilindro de
• Sólo el lado de baja, donde hay que instalar Cargar hasta un
máximo de
recuperación de
16 kg
Cargar hasta un
50 kg
una válvula de pinchar para extraer el refrige- máxima de 7 kg
rante y la cantidad a recuperar es pequeña Balanza
(neveras, congeladores y aires acondicionados Balanza
de baja capacidad)
Máquina de recuperación conectada para recuperar líquido.
4.2 Recuperación
en fase líquida Método "PUSH/PULL"
Las operaciones de "push/pull" se llevan a cabo
Puesto que los compresores reciprocantes solo usando vapor del cilindro para empujar el refrige-
pueden trabajar con fluidos en fase vapor, es nece- rante líquido fuera del sistema. Vea el esquema de
sario vaporizar todo el refrigerante que se extrae del conexiones de mangueras en la figura siguiente.
sistema antes de que llegue al compresor. Para eva-
porar el refrigerante que se encuentre en estado líqui-
do en el sistema, es necesario agregar calor a este; lo Lado vapor
cual debe efectuarse mediante prácticas seguras, por
Entrada
ejemplo: manteniendo los ventiladores de evapo- Secado succión
Vapor
ración funcionando o, en el caso de chillers, mante- Equipo
desactivado
niendo agua circulando (lo cual adicionalmente pre-
viene que esta se congele); colocando recipientes Vapor
Líquido
Unidad de
recuperación
con agua tibia en los compartimientos de los gabi- Salida
Lado descarga
netes, etc. En caso de que la máquina de recu- líquido Visor
peración no contenga un sistema de vaporización, se
la debe proteger contra el ingreso de líquido utilizan-
do el juego de manómetros para dosificar mediante Balanza
sus válvulas de operación el ingreso del fluido desde
el sistema a la máquina (empleándolo efectivamente Máquina de recuperación conectada para operación “Push-Pull”.
como un dispositivo de expansión) durante las etapas
iniciales de recuperación. Se conecta una manguera desde el puerto de
El refrigerante líquido puede ser recuperado por líquido de la unidad cuyo refrigerante se quiere
técnicas de decantación, separación o "push-pull" extraer, que debe estar desactivada, a la válvula de
[succión y retroalimentación], con el consiguiente líquido en un cilindro de recuperación, como se indi-
arrastre de aceite. ca en la figura precedente; se conecta otra manguera
Conexión por descarga o salida, en la cual se desde la válvula de vapor del cilindro de recu-
conecta una toma de la línea de líquido del cilindro peración a la entrada de succión de la máquina de
directamente en un punto en que pueda extraerse el recuperación y finalmente, se conecta una tercer
refrigerante líquido. Luego se conecta la toma para manguera desde la salida o descarga de la máquina
vapor del mismo cilindro a la toma de entrada de la de recuperación al puerto de vapor del equipo.
máquina de recuperación. La unidad de recu- El cilindro recuperador aspirará el refrigerante
peración extrae el gas del cilindro interpuesto líquido (movimiento "pull") de la unidad desactivada
["buffer"], reduciendo la presión, con lo cual se per- cuando la máquina de recuperación haga disminuir
mitirá que el líquido fluya del sistema al cilindro de la presión en el cilindro. El vapor aspirado del cilin-
recuperación. [Algunas máquinas de recuperación dro por la máquina recuperadora será entonces
incluyen un cilindro de recuperación interno para el empujado (movimiento "push") de vuelta, es decir,](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-135-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
136 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
comprimido hacia el lado correspondiente al vapor • Cuando se recupere refrigerante de un sistema,
en la unidad desactivada. ya sea por puesta fuera de servicio o mante-
Una vez que la mayoría del refrigerante haya sido nimiento, este debe ser almacenado en cilin-
trasegado del sistema al cilindro de recuperación, la dros para gases recuperados, identificados por
máquina de recuperación comenzará a ciclar contro- sus colores gris y amarillo. Este gas podrá ser
lada por su presostato de baja presión de succión, limpiado en una máquina de reciclaje y reuti-
removiendo el resto del refrigerante en forma de lizado, o enviado a los centros de rege-
vapor. Cuando la máquina de recuperación ya no neración y reciclaje para su reprocesamiento o
continúe ciclando y se detenga por completo, estará disposición final, en caso que no sea posible
indicando que se ha recuperado todo el refrigerante su regeneración.
posible de ese sistema. • Jamás deben mezclarse diferentes tipos de
refrigerantes en un cilindro o sistema de
refrigeración. Las mezclas que se obtienen
5 Aspectos importantes en
en estos casos son totalmente irrecuperables
la recuperación de gases y la única opción es su destrucción.
refrigerantes
• Etiquetado de los cilindros de recuperación
• Cuidado de la máquina de recuperación para indicar su contenido
para evitar mezclas de gases
Es necesario limpiar la máquina de recuperación Los cilindros de recuperación deben ser clara-
cuidadosamente cuando se la emplee para recuperar mente identificados en cuanto a su contenido. La eti-
otro tipo de refrigerante. Use el calentador, si la queta debe indicar el grado o tipo, el peso, la condi-
máquina viene equipada con uno, para extraer y ción [en cuanto sea posible definirla], el sitio de
trasegar todo el refrigerante a un cilindro evacuado donde se extrajo el contenido, el responsable y la
que esté lo más frío posible de manera que el residuo fecha en que se hizo la recuperación. En caso de car-
que pueda quedar en la máquina en forma de vapor gas parciales, detallar cada caso individualmente.
sea lo menor posible antes de evacuar la máquina
concienzudamente con una bomba de vacío. La falla • Carga de cilindros con mezclas zeotrópicas
en limpiar cuidadosamente la máquina de recu- - separación diferencial y efectos que esto
peración entre cambios de tipo de refrigerante puede puede causar en un proceso de recuperación
ser causa de creación de mezclas inaceptables, con
las consiguientes pérdidas económicas.
Bajo ciertas circunstancias es posible que una
mezcla zeotrópica en un sistema con fugas haya
• Selección de cilindros para recuperación sufrido cambios por efecto de la separación diferen-
de refrigerantes y verificación de su cial, lo cual presentará dificultades cuando se trate
estado, integridad y condición para ser de identificar el refrigerante recuperado. En estos
empleado antes de conectarlo casos identifique el cilindro indicando la incertidum-
bre sobre el contenido.
El cilindro de recuperación debe ser claramente
identificado y etiquetado con información sobre su
contenido. Si se trata de un cilindro que ya contiene • Puntos que se deben recordar cuando se
productos recuperados, asegúrese que su contenido recupera refrigerante:
sea de igual tipo y que esté en similares condiciones a) Debe existir siempre un diferencial de
que el producto que se pretende recuperar y que aún temperatura/presión para que exista flujo
quede suficiente capacidad en él para contener la desde el sistema a un cilindro de recuperación
cantidad que se espera trasegar a él. Debido a que el empleando una máquina de recuperación.
fluido recuperado contendrá una cantidad de aceite, b) Mantenga el sistema del cual va a descargar
asegúrese de que el cilindro de recuperación no el refrigerante lo más caliente posible; retire
sobrepase el 70 al 75% de su máxima capacidad de toda la carga refrigerada del gabinete y la
carga. Examine el cilindro cuidadosamente antes de escarcha/hielo del evaporador antes de
emplearlo para asegurarse de que este sea seguro y comenzar a recuperar el gas.
esté en buenas condiciones de uso. Cuando presuma c) Mantenga el cilindro de recuperación tan frío
que este está vacío compruebe que su peso concuerde como sea posible a fin de facilitar el flujo de
con la "tara" estampada en el cilindro. refrigerante.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-136-320.jpg)
![CAPÍTULO VII:
RECUPERACIÓN, RECICLAJE Y REGENERACIÓN
137
d) Para sistemas de grandes dimensiones emplee • Reglas generales en la recuperación de gases
un cilindro de almacenamiento como pulmón refrigerantes
intermedio entre el sistema y la máquina de
recuperación a fin de extraer primero el refri-
Las siguientes precauciones generales son aplica-
gerante líquido, a fin de acelerar el proceso.
bles en todos los casos:
e) Mantenga baja la presión de succión del
1. No sobrecargar el cilindro, controlar la carga por
compresor de la máquina de recuperación
peso.
para maximizar su vida útil.
2. No mezclar tipos de refrigerante o lo que es
f) Cuando se extraiga un refrigerante muy conta-
igual, no poner un tipo de refrigerante en un
minado emplee filtros de limpieza [de motor
cilindro cuya etiqueta indique que contiene otro
quemado] en la línea de succión para proteger
tipo distinto.
al compresor de la unidad de recuperación.
3. Usar siempre cilindros limpios, libres de con-
g) No exceda el límite de carga de los cilindros
taminación de aceite, ácido, humedad, no con-
de recuperación, verifique continuamente su
densables, partículas sólidas, etc.
peso en la balanza o emplee cilindros con sen-
sor de llenado, conectados a la máquina de 4. Revisar visualmente cada cilindro antes de su
recuperación, si esta está equipada con dis- empleo y asegurarse que soporte la presión del
positivo de corte por señal desde el sensor del fluido a cargar en el.
cilindro. 5. Rotar el uso de los cilindros de recuperación
enviándolos al proveedor para su inspección
rutinaria.
• Recupere refrigerante de un sistema solo
hasta que los manómetros de servicio 6. Emplee mangueras con los mayores diámetros
indiquen presión manométrica cero (presión internos posibles y el menor número de restric-
atmosférica) ciones.
7. Emplee mangueras de la menor longitud posible.
Aunque el sistema aún contendrá vapor de refri- 8. Solo emplee para recuperar/almacenar cilindros
gerante cuando la presión del manómetro indique grises con la parte superior amarilla.
cero, existe el riesgo potencial de que si se sigue lle-
vando el sistema a niveles de vacío parcial emplean- • Riesgos potenciales presentes cuando se
do la máquina de recuperación, en caso de existir recuperan refrigerantes y otros
una fuga en el sistema, se introduzca aire en éste que contaminantes en cilindros de recuperación
la máquina de recuperación cargaría en el cilindro.
Esto crearía una situación de riesgo puesto que
Se deben inspeccionar cuidadosamente mangueras,
algunos refrigerantes pueden hacerse combustibles
manómetros y puntos de acceso antes de comenzar
cuando se los mezcla con aire a presión.
el proceso de recuperación. Se debe emplear el
Las máquinas de recuperación son ineficientes equipo de protección personal necesario, además de
cuando se las emplea por debajo de presión atmos- aplicar las medidas preventivas correctas. En el caso
férica en su succión mientras que la presión de de hidrocarburos la inflamabilidad debe ser conside-
descarga (la del cilindro) se incrementa. rada siempre y todas las fuentes de ignición deben ser
Al completarse un proceso de recuperación, la aisladas, removidas o extinguidas durante el proceso
manguera de succión, manómetros, etc. estarán a de recuperación. No omita considerar las condi-
presión atmosférica y por lo tanto no habrá pérdida ciones de seguridad de la máquina de recuperación.
apreciable de refrigerante a la atmósfera. La línea que
conecta la máquina de recuperación al cilindro
• Peligros en el manejo de refrigerante
estará, sin embargo, en muchos casos con refrige-
rante líquido a alta presión, que no debe liberarse a recuperado, aceite de refrigeración y
la atmósfera. Para evitar esta liberación deben otros contaminantes
emplearse mangueras con conexiones autosellantes
o con válvulas de cierre manuales. Este refrigerante El nivel de riesgo de manejo de estas sustancias
puede retroalimentarse a la succión de la máquina de contaminadas se incrementa con relación a los pro-
recuperación para su reenvío al cilindro. ductos vírgenes en la posible formación de ácidos en
la mezcla aceite/refrigerante, lo que puede causar
irritación cutánea.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-137-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
138 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
• Requerimientos específicos para el almacenaje y solo debe emplearse en sistemas de refrigeración
y disposición de aceite refrigerante descartado de la misma empresa que lo recicló.
Todas las precauciones y buenas prácticas men-
Los aceites refrigerantes descartados deben ser cionadas en la operación de recuperación deben ser
considerados "residuos controlados" pues contienen tomadas en cuenta en este proceso.
refrigerantes disueltos y deben ser tratados correspon-
dientemente. La empresa que haya dado origen al
aceite desechado debe responsabilizarse por su
envase, almacenaje, etiquetado (identificación),
registro documental y disposición a través de una
persona o empresa autorizada.
• Métodos para minimizar la retención de
refrigerante en aceite.
Someter el aceite a una reducción de presión,
agitación y aumento de temperatura, simultánea-
mente si fuese posible, son todas medidas que ayu-
dan a minimizar la cantidad de refrigerante retenida
en el aceite. Este refrigerante extraído debe ser recu- R12 R12 y R134A
perado y almacenado para su destrucción. Máquinas para servicio automotriz - recuperan, reciclan,
evacúan y cargan.
6 Método de reciclaje
de refrigerante 7 Método de regeneración
de refrigerante
Las unidades de reciclaje operan en forma muy
similar a las máquinas de recuperación, pero adi- La regeneración consiste en reprocesar un refri-
cionalmente limpian los refrigerantes recuperados, gerante contaminado para llevarlo al grado de pureza
reduciendo los niveles de contaminación, mediante correspondiente a las especificaciones del refrige-
la separación del aceite y la eliminación de gases no rante virgen establecidas por la norma de calidad
condensables a través de un proceso de evaporación ARI-700.
en una cámara de separación y la utilización de fil- Dentro de los procesos a los cuales se puede
tros secadores de núcleo, cuya finalidad es reducir la someter un gas contaminado para lograr su rege-
humedad, la acidez y las partículas sólidas. neración se encuentra la destilación, proceso suma-
Después de uno o varios ciclos de reciclado, mente complejo y que solo se puede realizar con
hasta alcanzar el grado de descontaminación requeri- equipos especiales diseñados para este fin.
do, los refrigerantes reciclados son trasegados hacia Adicionalmente, la norma ARI-700, define un
el interior de cilindros reutilizables, identificados estricto control de calidad con el que deben cumplir
como recipientes de gases recuperados (grises con los gases para garantizar su calidad y posterior utili-
tope amarillo), que deberán ser etiquetados con las dad. Para realizar estas pruebas se requiere de la uti-
características del gas contenido. lización de complejos equipos de laboratorio para
Algunas unidades de reciclaje, empleadas mayor- análisis químicos (por ejemplo: cromatógrafo de
mente en el sector de A/A automotriz, también cuen- gases [para determinar la pureza y la presencia de
tan con el equipo necesario para recargar los refri- gases no condensables], titulador coulométrico de
gerantes reciclados en los sistemas de refrigeración a Karl Fisher [para determinar la humedad] y en gener-
los que se ha prestado servicio. Estos equipos están al, equipamiento de laboratorio para reacciones de
automatizados y controlados por un programa titulación y detección de diversos tipos de impurezas:
Este proceso se diferencia de la recuperación en residuo de alta ebullición o no volátil [para medir
que, además de una limpieza básica que se puede presencia de lubricantes], partículas sólidas [para
lograr en aquella, este mejora las propiedades del medir presencia de insolubles], reacción por borbo-
producto, sin que se pueda comprobar fehaciente- teo en mezcla de tolueno, isopropanol y agua con
mente si se ha llegado a los niveles de calidad indicador azul de bromotimol titulada con hidróxido
establecidos por los estándares de un refrigerante vir- de potasio [para medir acidez], reacción por añadido
gen; es por esta razón que no debe comercializarse a solución de nitrato de plata en metanol [para](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-138-320.jpg)
![CAPÍTULO VII:
RECUPERACIÓN, RECICLAJE Y REGENERACIÓN
141
• Recuperación fase vapor 8.4 Procedimiento para
recuperar refrigerante
Cuando se ha terminado de transferir el líquido, en un sistema de aire
conecte las mangueras del lado de aspiración/entra- acondicionado
da de la unidad de recuperación al lado de baja o automotriz
alta presión del compresor. El mejor modo de recu-
peración se logra conectando las mangueras (con el
múltiple de servicio) a ambos lados de presión (alta y • Recuperación fase vapor
baja). El lado de descarga/salida de recuperación se
conecta al cilindro (lado del vapor). Asegúrese de Los sistemas de aire acondicionado de vehiculo
que todas las válvulas interruptoras/de servicio estén están dotados comúnmente de válvulas de servicio
abiertas para evitar el "bloqueo" del refrigerante. En tanto del lado de alta como de baja presión. La carga
la figura siguiente se puede ver cómo se hacen las de refrigerante de este tipo de sistema es pequeña
conexiones para una recuperación de este tipo. y por lo tanto solo hace falta transferir vapor.
Conecte la manguera del lado de aspiración/
Evaporador
Válvula de expansión
termostática entrada de la unidad de recuperación al lado de baja
Válvula solenoide presión del compresor del sistema y la manguera de
línea líquida
Válvula de expansión
descarga a la válvula de vapor en el cilindro de recu-
termostática peración. Haga funcionar la unidad recuperadora de
3 a 5 minutos. Conecte otra manguera al lado de alta
Válvula solenoide
presión del sistema y termine la recuperación. Haga
línea líquida
Evaporador funcionar la unidad recuperadora nuevamente hasta
que los manómetros indiquen presión 0 [presión
atmosférica]. En la figura siguiente se ilustra un ejem-
plo de recuperación de vapor para estos sistemas.
Descarga
Condensador Compresor
colector Unidad Evaporador
recuperadora
Vapor
Entrada Condensador Equipo de
Salida Puntos de
Secado succión Compresor conexión recuperación
descarga
Vapor Succión
entrada Descarga
Secador salida
Vapor
Líquido (cerrado)
Líquido
Vapor
Líquido
(cerrado) Líquido
Balanza
Conexión de equipo de recuperación a sistema comercial Balanza
multievaporador para extracción de vapor.
Conexión de equipo de recuperación a sistema en AA
automotriz para extracción de vapor.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-141-320.jpg)
![CAPÍTULO VIII:
RECOMENDACIONES DE BUENAS
143
PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN
RECOMENDACIONES DE BUENAS
CAPÍTULO VIII PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN
El técnico de refrigeración debe prestar atención insignificante y que por lo tanto, no es grave. Este es
a una cantidad de detalles y tener presente que los un error de interpretación que se debe corregir
sistemas de refrigeración son instalaciones comple- porque el problema es la suma de todas esas
jas, donde es necesario poseer conocimientos de "insignificantes" cantidades que cada uno [y son
química, física, electricidad, mecánica, conser- unos cuantos miles] de los técnicos aporta, día tras
vación del medio ambiente, medidas de seguridad día al pote.
personal, control de riesgos, para entender real- Para ayudarle a mejorar su desempeño se han
mente lo que allí sucede y las consecuencias de tra- recopilado las siguientes recomendaciones, basadas
bajar en refrigeración empíricamente. en la experiencia y que, de aplicarse a conciencia,
En primer lugar, debe proceder de acuerdo con pueden ser de gran ayuda para reducir notablemente
principios de seguridad, puesto que las normas la cantidad de SAO y otros gases refrigerantes que
establecidas le protegen a él contra accidentes de contribuyen al calentamiento global, que se liberan a
trabajo y previenen que sus actos puedan afectar a la atmósfera, así como a mejorar las condiciones de
terceros o causar daños materiales. seguridad.
En segundo lugar debe tomar conciencia de la Se ha hecho hincapié en el aspecto seguridad
necesidad de corregir hábitos de trabajo que, si bien pues se ha considerado necesario ir creando concien-
hasta ahora le han dado resultado, puesto que el cia de seguridad en la profesión, con vistas al futuro
usuario final normalmente acepta como buena una posible empleo de sustancias [HC] cuyo uso va a
reparación que a simple vista produce el resultado generar situaciones de riesgo que ameritan una pro-
esperado (enfriar algo), y ello es suficiente para funda conciencia de seguridad.
cobrar por su trabajo. En realidad, si el servicio no Para una correcta interpretación de la gran ma-
se ha hecho según las normas, respetando todas las yoría de estas recomendaciones es evidente que es
especificaciones del fabricante y en caso de modifi- imprescindible tener conocimientos de refrigeración
caciones necesarias, aplicando los conocimientos más allá de los adquiridos empíricamente.
técnicos necesarios para una decisión correcta; está
abusando de la confianza del cliente y causando un
daño al ambiente. 1 Seguridad personal
En este contexto, es necesario que entienda que • Seleccione, verifique y emplee equipos de
la aplicación de buenas prácticas es imprescindible
seguridad y protección personal adecuados
para que los equipos alcancen su vida útil esperada
y el número de reparaciones necesarias sea el Durante las actividades laborales normales el
mínimo posible, a excepción del imprescindible operador de equipo o técnico de servicio debe
mantenimiento preventivo. disponer de, y emplear, equipo de protección perso-
nal adecuado y verificar su efectividad antes de
Con relación a la protección de la capa de
emplearlo.
ozono, principalmente, es importante que el técnico,
tome conciencia y actúe de tal manera de prevenir El equipo de protección personal debe ser
fugas de refrigerante empleando buenas técnicas de empleado donde quiera que exista un riesgo, pero su
disposición y distribución de tuberías, buenas técni- uso no implica descartar la necesidad de adopción
cas de conexión de tuberías, buenas técnicas de sol- de prácticas seguras de trabajo, de tal manera que
dadura, buenas técnicas de amortiguación de vibra- las prendas de protección personal constituyan tan
ciones y en general, buenas prácticas de diseño de solo una medida de precaución adicional, un refuer-
circuitos de refrigeración. Adicionalmente se deben zo a la seguridad del operario, no su única defensa.
aprender técnicas de servicio que reduzcan significa-
tivamente la cantidad de gases refrigerantes que se • Efectúe su trabajo teniendo en cuenta todas
expelen durante los procedimientos de servicio y las exigencias de seguridad personal y de
mantenimiento. En todos estos casos, es el técnico de prevención de riesgos, lo cual incluye veri-
servicio el que tiene en sus manos la decisión de ficar si se requieren permisos de la empresa
contribuir a la solución de un problema o ser parte o de las autoridades para ciertos tipos de
de este. tareas de alto riesgo
Cada técnico puede pensar que la cantidad de En proyectos de grandes dimensiones a menudo
refrigerante que él deja escapar en un servicio es existen reglas que exigen se realice una evaluación](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-143-320.jpg)
![CAPÍTULO VIII:
RECOMENDACIONES DE BUENAS
145
PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN
veces la Máxima Presión de Trabajo, durante un Condiciones iniciales de las válvulas
tiempo lo suficientemente largo que nos permita ase-
gurar que el sistema no ha sufrido deformación u Las válvulas de servicio están con sus tapones
otro tipo de cambios no predecibles. roscados metálicos puestos y con sus émbolos en la
Las pruebas de presión y búsqueda de fugas posición que bloquea la conexión de servicio [1] y
deben efectuarse con nitrógeno libre de oxígeno a totalmente abierta la conexión de las líneas de
una presión que sea por lo menos 1,1 veces la refrigerante a la succión y descarga del compresor,
Máxima Presión de Trabajo, y nuevamente, durante respectivamente.
un tiempo suficientemente largo que nos permita El juego de manómetros de tres vías y dos válvu-
verificar que no haya una reducción en la presión las, tiene sus mangueras conectadas y abiertas las
que sería indicativa de una fuga. válvulas de alta y baja presión.
En caso de fugas muy difíciles de detectar se
puede utilizar, como último recurso, el procedimien- Procedimiento para conectar el juego de
to de localización de fugas consistente en agregar a manómetros
la carga de nitrógeno trazas de vapor de refrigerante,
y emplear un detector electrónico adecuado para el 1. Remueva los tapones de las conexiones de ser-
refrigerante que se utilizará en el sistema. vicio, tanto en las válvulas de servicio en el
compresor como en el tanque recibidor.
Cuando se efectúen pruebas de fugas en sistemas
que ya hayan sido cargados con refrigerante, 2. Cerciórese de que las válvulas del juego de
recuerde que estos son más pesados que el aire y manómetros estén ambas abiertas (girando
será más probable detectar su presencia en la parte ambas en sentido antihorario).
inferior del componente examinado (si las fugas son 3. Conecte las mangueras en los puntos de baja y
pequeñas). alta del sistema y la manguera central a una
bomba de vacío para extraer los GNC [gases
no condensables] de las mangueras y el cuer-
• Procedimiento para conexión y desconexión
po del juego de manómetros.
del juego de manómetros a un sistema dota-
do de válvulas de servicio de alta y baja 4. Efectúe un vacío y cierre las válvulas del
presión, sin perder refrigerante manómetro en sentido horario.
5. Verifique que la válvula de servicio [de una vía]
Unidad condensadora exterma
que conecta el tanque recibidor con la línea de
líquido del sistema esté abierta totalmente (debe
Válvula de servicio de estar totalmente girada en sentido antihorario).
la línea de líquido
6. Verifique que las válvulas del manómetro estén
Tapón puesto Válvula de servicio de cerradas (girando el vástago en sentido horario).
la línea de succión del
compresor (abierta
hacia la línea de suc-
7. Gire media vuelta en sentido horario las válvu-
ción cerrada hacia el
manómetro)
las de servicio de succión y descarga, [lo cual
Manómetro Manómetro
lado de baja lado de alta (Abierta hacia la línea las abre parcialmente y conecta el sistema al
de líquido, cerrada
hacia el manómetro) juego de manómetros].
Abiertas 8. Verifique las presiones de trabajo y ponga en
marcha la maquina (en caso de que haya esta-
do detenida).
Válvula cerrada Válvula cerrada 9. Esté preparado para apagar la máquina en
caso de observarse alguna condición que
indique falla o alguna fuga en las conexiones
Cilindro de
refrigerante Bomba de vacío de servicio efectuadas.
10. Al terminar la medición, cierre las válvulas de
servicio de succión y descarga del sistema,
retire las mangueras del sistema siguiendo el
procedimiento descrito a continuación.
Evaporador
Conecte mangueras del juego de manómetros y
aparatos de carga de tal manera de minimizar la con-
taminación por pérdida de gas a la atmósfera y los
Condiciones iniciales de las válvulas para riesgos personales y de daños a la propiedad.
minimizar fugas de refrigerante.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-145-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
146 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
Cuando sea necesario purgar una manguera, Una vez identificado el refrigerante, es entonces
asegúrese que contenga solo vapor a la menor pre- necesario determinar su estado: líquido, vapor o
sión posible, nunca líquido. ambos. Para ello se deben medir las presiones en
los manómetros conectados al sistema y la tem-
Procedimiento para desconectar el juego peratura del fluido por medio de termómetros o ter-
de manómetros mocuplas y con estos datos consultar la Tabla pre-
sión-temperatura para ese fluido en particular [Ver
1. Cierre totalmente (en sentido antihorario) la Anexo II]. De la tabla pueden obtenerse los diversos
válvula de servicio ubicada en la línea de estados de un determinado fluido, dependiendo de
descarga. los valores de presión y temperatura obtenidos de
2. Asegúrese de que el punto de conexión central las lecturas: si está saturado, o sea líquido y vapor
del manómetro esté cerrado y luego abra presente, entonces la presión y temperatura
ambas válvulas (alta y baja presión) en el deberán ser consistentes con la condición saturada.
juego de manómetros para reducir cualquier Si la lectura de presión del refrigerante es menor
presión de descarga que pudiera haberse acu- que la presión de saturación para su temperatura,
mulado. entonces está en estado de vapor sobrecalentado en
3. Cierre ambas válvulas (alta y baja presión) en el sistema.
el juego de manómetros.
4. Desconecte la manguera desde el juego de • Identifique la condición del refrigerante:
manómetros a la descarga, ponga en su sitio el subenfriado, saturado o sobrecalentado
tapón de la válvula de descarga. Usando manómetro y termómetro la presión y
5. Cierre totalmente (en sentido antihorario) la temperatura del refrigerante son comparadas con la
válvula de servicio ubicada en la línea de suc- presión y temperatura de saturación.
ción y desconecte la manguera. • Si la temperatura es inferior a la de saturación,
6. Ponga en su sitio el tapón de la válvula de ser- el producto está en estado de líquido subenfriado.
vicio de succión. • Si coexisten líquido y vapor a una misma tem-
7. Verifique que no hayan quedado fugas en las peratura y presión, estamos en presencia de un
válvulas. producto en su condición de saturación.
Desconecte manómetros, mangueras, equipo de • Si el vapor ha sido calentado por encima de su
recuperación y cilindro, minimizando pérdidas a la temperatura de saturación y por lo tanto no
atmósfera y riesgos de daños a la salud y a la contiene líquido, es llamado vapor sobreca-
propiedad. lentado.
• Identifique el tipo de refrigerante y su estado • Cuando esté efectuando una carga con una
(líquido o vapor) mezcla zeotrópica en fase líquida por el lado
Frecuentemente, no es posible distinguir entre de baja presión del sistema, para alcanzar el
tipos de refrigerantes debido a que numerosos susti- nivel correcto de carga
tutos de CFC poseen relaciones presión-temperatura Mientras que la práctica normal es cargar líquido
muy similar y cuando se trate de sustitutos no defini- en el lado de alta presión del sistema con el compre-
tivo o temporal no habrá cambios en los dispositivos sor detenido, cuando se debe agregar una pequeña
que pudieran ser indicativos. Por ejemplo: puede ser cantidad de refrigerante para ajustar una carga insu-
que se esté empleando el mismo compresor/unidad ficiente, es más práctico agregar vapor por el lado de
condensadora, válvula de expansión, aceite, etc. Un succión del sistema.
cambio en el tipo de desecante pudiese ser un indica- Con mezclas zeotrópicas es necesario extraer el
tivo de que ha habido un cambio, pero no necesa- refrigerante del cilindro en su fase líquida para evitar
riamente a cuál refrigerante. ¡La única manera de cambios en las concentraciones relativas de los com-
saber qué refrigerante hay en el sistema dependerá ponentes de la mezcla, tanto en el cilindro como en
de las etiquetas que hayan sido estratégicamente la carga que se esté efectuando. Una carga de líqui-
colocadas, originalmente por la fábrica del equipo do por el lado de baja de un sistema debe hacerse
y posteriormente, si se efectuó un cambio, por el con extremo cuidado. El mejor método consiste en
técnico que lo realizó! emplear un juego de manómetros de servicio, uti-
Las etiquetas son esenciales para prevenir la for- lizando las válvulas del cuerpo de distribución
mación de mezclas extrañas que se convertirán en del juego de manómetros para inyectar, por pulsos,
productos destinados a su destrucción. el líquido en la línea de succión poco a poco,](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-146-320.jpg)
![CAPÍTULO VIII:
RECOMENDACIONES DE BUENAS
147
PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN
observando al mismo tiempo la temperatura en la c) Se observa la presencia permanente de líquido
línea de succión del compresor y la manguera de a la entrada del dispositivo de expansión,
conexión desde el juego de manómetros al sistema. [mediante la observación del visor de la línea
Desde el cilindro debe salir líquido, pero en la ma- de líquido].
niobra no debe permitirse que el refrigerante llegue d) Los productos refrigerados alcanzan y mantienen
al compresor en este estado pues puede dañarlo. la temperatura de conservación especificada.
El punto a enfatizar es la habilidad para extraer
líquido del cilindro y convertirlo en vapor antes de
• Acciones a desarrollar si se descubre una
que llegue a la succión del compresor. Existen dis-
fuga después de haber desconectado las
positivos para cargar líquido en la línea de succión
mangueras del juego de manómetros
que dosifican la entrega, vaporizándolo antes de su
entrada al sistema. Una vez desconectadas las mangueras de un
sistema es indispensable efectuar una búsqueda
exhaustiva de fugas. Cualquier fuga detectada debe
• Separación diferencial en mezclas zeotrópicas ser eliminada inmediatamente y el sistema revisado
y los efectos que esto puede tener durante el nuevamente. Por supuesto, el sistema ya habrá sido
proceso de carga verificado exhaustivamente antes de la carga de
Las mezclas zeotrópicas tienen proporciones de refrigerante; sin embargo, es posible que se generen
componentes en fase líquida, diferentes a las que fugas por el simple hecho de desconectar las
mantienen en fase vapor; esto significa que las con- mangueras del sistema.
centraciones de los productos químicos consti-
tuyentes son presumiblemente distintas en los
• Emplee tapones roscados y con sello
vapores en la parte superior del cilindro con respec-
to al líquido en la parte de abajo. A menos que todo Recuerde reponer y ajustar los tapones en las
el contenido del cilindro se vacíe y transfiera al sis- conexiones de servicio del sistema después de haber
tema de refrigeración en una sola operación, será efectuado un servicio. Si encontró que la conexión
necesario que la transferencia se efectúe en la fase no estaba protegida con su tapón o que éste no está
líquida, ya sea invirtiendo el cilindro o utilizando la en buen estado, coloque usted uno nuevo que tenga
válvula de líquido. Si se omite esta exigencia, la su sello en buen estado.
consecuencia será un sistema que no alcanzará la
eficiencia esperada y simultáneamente cambiará la • Identificar el sistema en el que haya efectuado
composición química del refrigerante restante en el un servicio y sustituido el refrigerante
cilindro, convirtiéndolo en una sustancia inútil. ["retrofit"]
Debe colocar etiquetas que indiquen claramente
• Riesgos potenciales que se pueden presentar todos los cambios efectuados: refrigerante, lubri-
cuando se cargan mezclas zeotrópicas refri- cante, filtro secador, dispositivo de expansión y
gerantes en sistemas cualquier otro componente pues las alternativas que
A medida que se extiende el uso de mezclas presentan los HFC y los nuevos refrigerantes sustitu-
zeotrópicas, la carga en fase líquida se hace cada vez tos permanentes dan lugar a distintas opciones.
más imprescindible y aumenta el riesgo de pérdidas Recuerde que quien vaya a prestar servicio a ese sis-
de refrigerante líquido que pueden causar que- tema después de usted, dependerá de esa informa-
maduras. Se deben tomar las precauciones nece- ción para hacer bien su trabajo.
sarias, verificando mangueras, manómetros y puntos
de acceso antes de cargar y se debe usar equipo de 3 Riesgos que presentan
protección personal, además de las medidas preven- los hidrocarburos [HC] y
tivas adecuadas. mezclas que contienen
hidrocarburos cuando son
• Cómo saber cuando se ha completado la carga empleados como
a) La cantidad correcta, por peso, ha sido trans- refrigerantes
ferida al sistema.
b) Las temperaturas de evaporación y conden- Estos productos representan un riesgo severo de
sación son las correctas para esa aplicación, explosión. Los vapores son más pesados que el aire
[Verificadas por medio de los manómetros del y por lo tanto pueden extenderse a nivel de piso hasta
sistema]. alcanzar un sitio donde entre en contacto con una](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-147-320.jpg)
![CAPÍTULO VIII:
RECOMENDACIONES DE BUENAS
149
PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN
Válvulas que se encuentren dañadas deben ser • Las cantidades de gases inflamables o tóxicos
reportadas al proveedor de inmediato y el almacenados deben ser las menores posibles.
cilindro debe ponerse fuera de servicio. • Los cilindros de almacenaje deben ser inspec-
• Cierre la válvula de salida de gas al concluir cionados periódicamente en cuanto a su
una extracción, aún cuando el cilindro per- condición general y fugas.
manezca conectado a un equipo. • Los cilindros pequeños no deben almacenarse
• Vuelva a poner en su lugar tapas, tapones de apilados uno sobre otros.
válvulas (cuando ellas hayan sido provistas • Los cilindros deben almacenarse en posición
con el cilindro) tan pronto como éste haya vertical (a menos que su diseño indique que su
sido desconectado del equipo. posición de almacenaje es horizontal), deben
estar sujetos mediante cadenas a puntos de
4.2 Recomendaciones para anclaje que los mantengan en la posición pre-
el almacenaje determinada o, en su defecto, unidos en
paquetes estables que se mantengan natural-
mente en la posición prefijada.
• Las áreas de almacenamiento deben ser bien
ventiladas y su acceso debe estar restringido a • El almacenaje en posición vertical es el
personal autorizado. Deben mantenerse recomendado cuando el diseño del cilindro es
despejadas y estar claramente identificadas para esta posición.
como área de almacén y exhibir señaliza- • Los cilindros contentivos de refrigerantes están
ciones indicadoras de los riesgos presentes, presurizados y siempre deben ser tratados con
según corresponda (inflamables, tóxicos, precaución. Verifique su condición física,
radioactivos, etc.) válvulas y tapones o precintos antes de
• El almacén de cilindros debe ubicarse en un manipularlos.
área libre de riesgos de incendio y aislado de • Los cilindros deben estar claramente identificados
fuentes de calor e ignición. Se recomienda mediante etiquetas, indicando el contenido y los
designar el sector como "zona de no fumar". riesgos relacionados con el producto.
Los cilindros deben estar a resguardo de la • Los cilindros que se almacenen a la intemperie
radiación solar y las inclemencias atmosféricas. deben estar adecuadamente protegidos contra
• Los cilindros que se almacenen a la intemperie la oxidación y condiciones climáticas extremas.
deben estar adecuadamente protegidos contra • El almacenaje de cilindros debe prevenir condi-
la oxidación y condiciones climáticas ciones que pudieran generar corrosión de estos.
extremas. • Almacene cilindros vacíos separados de los
• El almacenaje de cilindros debe prevenir condi- llenos y estos últimos en orden de antigüedad
ciones que pudieran generar corrosión de estos. para que el inventario más antiguo salga
• Los cilindros almacenados deben estar ade- primero.
cuadamente asegurados para evitar que se • Cuando los cilindros sean transportados en
caigan o rueden. vehículos deben estar sujetos y protegidos
• Las válvulas de los cilindros deben estar her- contra daños y el vehículo debe estar ade-
méticamente cerradas y sus conexiones cuadamente ventilado.
tapadas o taponadas, si así fuese indicado.
• Si el cilindro prevé el uso de una tapa protec-
4.3 Otras recomendaciones
tora para cubrir la válvula, esta debe estar
siempre en su lugar y apropiadamente sujeta al de manejo y almacenaje
cilindro.
• Almacene cilindros vacíos separados de los Para el manejo y almacenaje de gases a alta pre-
llenos y estos últimos en orden de antigüedad sión y gases comprimidos [licuados] en contenedores
para que el inventario más antiguo salga de traslado, (cilindros) es necesario cumplir con las
primero. siguientes recomendaciones prácticas. De acuerdo a
• Los cilindros de gases deben ser separados en diversas características de estos productos y
el área de almacenamiento de acuerdo con su propiedades individuales y los procesos en que son
clasificación (tóxicos, inflamables, oxidantes, empleados, que los catalogan en diversas categorías
etc.) (sustancias corrosivas, tóxicas, inflamables, pirofóricas,
• Los gases inflamables deben ser almacenados oxidantes, radioactivas o inertes), pueden requerirse
separados de otros materiales combustibles. precauciones adicionales a las aquí mencionadas.](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-149-320.jpg)
![MANUAL DE BUENAS
150 PRÁCTICAS EN
REFRIGERACIÓN
• Solamente personal entrenado debe manipular introducidos por el desarrollo de nuevas herramientas,
gases comprimidos. pueden necesitar de algún cambio en los pro-
• Observe y acate todos los reglamentos y requi- cedimientos habituales.
sitos establecidos por las normas con relación • Los condensadores solo pueden limpiarse exter-
al almacenaje de contenedores a presión. namente empleando solventes químicos adecua-
• No remueva, oculte o dañe las etiquetas pro- dos a los materiales, sistemas de limpieza al
vistas en el contenedor para identificar su con- vapor, aspiradoras y brochas y en última instan-
tenido o prevenir sus riesgos. cia sopleteados con nitrógeno. Jamás usar refri-
gerante para esta operación.
• Confirme la identidad del gas antes de emplearlo.
• Cuando se descubra que un sistema tiene una
• Conozca y comprenda las propiedades y ries-
fuga, esta debe ubicarse y repararse antes de pro-
gos asociados con el uso de un determinado
ceder a cargarlo con refrigerante. Si la carga total
gas antes de emplearlo (Lea la Hoja de Datos
del sistema se ha perdido, se debe utilizar
de Seguridad de la Sustancia [MSDS: Material
nitrógeno para la presurización y prueba de fugas
Safety Data Sheet] - Ver Anexo I).
para posteriormente evacuarlo y hacer una
• Establezca e implemente planes para cubrir segunda prueba de hermeticidad en vacío.
cualquier situación de emergencia que pudiera
• La prueba de detección de fugas en sistemas que
surgir en relación con el gas en cuestión.
aún no hayan sido cargados debe hacerse emple-
• Cuando tenga dudas respecto al manejo y uso ando nitrógeno seco libre de oxígeno o nitrógeno
adecuado de un gas, contacte a su proveedor con trazas de R22, cuando las condiciones de
para obtener asistencia. trabajo así lo recomienden, jamás con refrige-
rante puro.
5 Técnicas de trasegado • En la etapa de especificación y diseño de sis-
seguras temas debe tomarse en consideración minimizar
la posibilidad de fugas que pudieran presentarse
a futuro, recurriendo, por ejemplo, a especificar
La práctica de trasegar refrigerante de un cilindro
conexiones soldadas con preferencia a conex-
de gran tamaño a cilindros de servicio de menor
iones roscadas, pues es un hecho que existe
capacidad es una fuente de riesgos y de posibles
mayor posibilidad de fugas en estas últimas.
descargas de refrigerante a la atmósfera.
• Siempre que sea posible deben emplearse sustan-
Los siguientes puntos deben ser tenidos en cuenta:
cias inocuas para la capa de ozono y del menor
• Nunca exceda la capacidad de carga especifi- índice de calentamiento global posible.
cada para un cilindro. Siempre cargue por
• Son más seguras las conexiones soldadas que las
peso y manteniéndose por debajo del límite de
conexiones roscadas.
carga antes mencionado. En un cilindro sobrecar-
gado cada aumento de temperatura de 1ºC puede • Los puntos de conexión a un sistema deben ser
resultar en un aumento de presión de 100 psi. preferiblemente protegidos con tapas de metal
puesto que las de plástico son menos confiables.
• El refrigerante fluirá naturalmente desde un
cilindro más caliente a uno más frío. Enfríe el • Siempre que el diseño del sistema lo permita
cilindro receptor en un congelador o nevera, debe incluir la opción de comprimir el gas del
jamás mediante el recurso de purgar su con- sistema en un tanque acumulador de líquido,
tenido residual a la atmósfera. donde se pueda acumular toda la carga mientras
se efectúan operaciones de mantenimiento o
• Emplee mangueras de trasegado lo más cortas
servicio.
posibles e inspecciónelas regularmente.
• El tamaño del tanque acumulador de líquido de
un sistema debe ser suficiente para contener la
6 Más consideraciones de carga total del sistema.
buenas prácticas en
refrigeración
Muchos de los procedimientos que reconocemos
como buenas prácticas en refrigeración son ya de uso
cotidiano por los técnicos preparados y con elevado
sentido de responsabilidad profesional. Otros,](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-150-320.jpg)
![153
ANEXO II
TABLA PRESIÓN - TEMPERATURA PARA ALGUNOS REFRIGERANTES
Temperatura R407 R406A R409A
R22 R410A R12 R134A R404 R408A
ºC ºF Plíquido Pvapor Plíquido Pvapor Plíquido Pvapor
-40,0 -40.0 0,5 3,0 4,4 11,6 11,0 14,8 4,3 8,8 16,7 2,8 — —
-37,2 -35.0 2,6 5,4 0,6 14,9 8,3 12,5 6,8 5,9 14,7 5,1 — —
-34,4 -30.0 4,9 8,0 1,8 18,5 5,5 9,9 9,5 2,6 12,4 7,6 0,2 9,9
-31,7 -25.0 7,4 10,9 4,1 22,5 2,3 6,9 12,5 0,4 10.0 10,4 1,8 7,0
-28,9 -20.0 10,1 14,1 6,6 26,9 0,6 3,7 15,7 2,3 7,1 13,5 3,9 3,8
-26,1 -15.0 13,2 17,6 9,4 31,7 2,5 0,6 19,3 4,4 4,1 16,8 6,2 0,3
-23,3 -10.0 16,5 21,3 12,5 36,8 4,6 1,9 23,2 6,7 0.0 20,4 8,7 1,7
-20,6 -5.0 20,1 25,4 15,9 42,5 6,8 4,0 27,5 9,2 1,5 24,4 11,4 3,8
-17,8 0.0 24,0 29,9 19,6 48,6 9,2 6,5 32,1 11,9 3,6 28,7 14,4 6,1
-15,0 5.0 28,2 34,7 23,6 55,2 11,8 9,1 37,0 14,9 5,8 33,3 17,6 8,6
-12,2 10.0 32,8 39,9 28,0 62,3 14,6 11,9 42,4 18,1 8,2 38,3 21,1 11,4
-9,4 15.0 37,7 45,6 32,8 70,0 17,8 15,0 48,2 21,6 10,9 43,7 24,9 14,4
-6,7 20.0 43,0 51,6 38,0 78,3 21,0 18,4 54,5 25,3 13,7 49,5 29,0 17,6
-3,9 25.0 48,8 58,2 43,6 87,3 24,7 22,1 61,2 29,3 16,9 55,8 33,4 21,2
-1,1 30.0 54,9 65,2 49,6 96,8 28,5 26,1 68,4 33,6 20,2 62,5 38,1 25,0
1,7 35.0 61,5 72,6 56,1 107.0 30,4 30,4 76,1 38,2 23,9 69,7 43,2 29,2
4,4 40.0 68,5 80,7 63,1 118.0 36,9 35,0 84,4 43,2 27,9 77,4 48,6 33,6
7,2 45.0 76,0 89,2 70,6 130.0 43,7 40,1 93,2 48,5 32,1 85,6 54,4 38,5
10,0 50.0 84,0 98,3 78,7 142.0 46,7 45,5 103.0 54,2 36,7 94,3 60,6 43,6
12,8 55.0 92,6 108.0 87,3 155.0 52,1 51,3 113.0 60,2 41,6 104.0 67,2 49,2
15,6 60.0 102.0 118.0 96,8 170.0 57,7 57,5 123.0 66,6 46,9 114.0 74,2 55,2
18,3 65.0 111.0 129.0 106.0 185.0 63,8 64,1 135.0 73,4 52,5 124.0 81,7 61,5
21,1 70.0 121.0 141.0 117.0 201.0 70,3 71,2 147.0 80,7 58,6 135.0 89,6 68,4
23,9 75.0 132.0 153.0 128.0 217.0 77,0 78,8 159.0 88,3 65,0 147.0 98,0 75,6
26,7 80.0 144.0 166.0 140.0 235.0 84,2 86,8 173.0 96,3 71,9 159.0 107.0 83,4
29,4 85.0 156.0 180.0 153.0 254.0 91,8 95,4 187.0 105.0 79,2 173.0 116.0 91,6
32,2 90.0 168.0 195.0 166.0 274.0 99,8 104.0 202.0 114.0 87,3 186.0 126.0 100.0
35,0 95.0 182.0 210.0 181.0 295.0 108,3 114.0 218.0 123.0 95,3 201.0 137.0 110.0
37,8 100.0 196.0 226.0 196.0 317.0 117,2 124.0 234.0 133.0 104.0 217.0 148.0 120.0
40,6 105.0 211.0 243.0 211.0 340.0 126,6 135.0 252.0 144.0 113.0 233.0 159.0 130.0
Nota: los valores en negrilla y cursiva están expresados en pulgadas columna de mercurio["Hg]; el
resto está expresado en lbs/ pulgada2 [psig].](https://image.slidesharecdn.com/manualbuenaspracticas-120223103238-phpapp02/85/Manual-buenas-practicas-153-320.jpg)
Manual buenas practicas
- 2. NOTA Las informaciones del presente manual tienen una finalidad educativa únicamente. Los procedimientos descritos son para uso exclusivo de personas que posean la pericia y la capacitación técnica apropiadas y para ser aplicados por su propia cuenta y riesgo. Cuando los procedimientos descritos difieran de los del fabricante de determinado equipo deberán seguirse las instrucciones de dicho fabricante. La información técnica y jurídica presentada es la vigente en la fecha de publicación original. Debido a la rápida evolución de la tecnología y de los reglamentos en esta esfera, no se puede presumir que dicha información será válida en el futuro. UNIDO, FONDOIN y B+S Consultores no garantizan la aceptabilidad del funcionamiento la seguridad del operario ni de los aspectos ambientales de ninguno de los equipos analizados. Cada actividad industrial exige la consideración de los aspectos relacionados con la seguridad de los operarios y la debida eliminación de los contaminantes y productos de desecho. Ni UNIDO, FONDOIN ni B+S Consultores pueden recomendar las opciones correspondientes a las nuevas tecnologías o a los nuevos refrigerantes que se mencionan en el manual ni en cuanto a su eficacia, aceptabilidad ni fiabilidad. Tales tecnologías y refrigerantes han sido enumerados únicamente con la finalidad de dar al utilizador del manual una idea adecuada de las posibilidades que pueden presentar los mismos después de un suficiente desarrollo que los haga comercialmente viables y aplicables en un futuro cercano. La mención de toda empresa, asociación o producto en el presente documento es al solo título informativo y no constituye una recomendación por parte de UNIDO, FONDOIN o B+S Consultores respecto a tal empresa, asociación o producto, expresa ni implícitamente. MANUAL DE BUENAS PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN JORGE ALBERTO PUEBLA FONDOIN Av. Libertador, C.C. Los Cedros, Piso 5, La Florida, Caracas 1050 - Venezuela Telfs.: (0212) 731.2992 - 731.3932 - Fax: (0212) 731.0015 E-mail: fondoin@cantv.net www.fondoin.com.ve Hecho Depósito de Ley Depósito Legal: lf80020053633113 ISBN: 980-12-1448-1 Diseño de Diagramación: Janet Salgado M. Diseño de Portada: Cograf Comunicaciones,C.A. Fotolito: Tecnoprint 2090, C.A. Impresión: Imprenta Negrín Central, C.A. Impreso en Venezuela - Printed in Venezuela
- 3. 3 AGRADECIMIENTO AGRADECIMIENTOS Este manual fue editado por FONDOIN con el aporte de varias instituciones y personas, bajo la dirección del Licenciado Osmer Castillo. La investigación científica y técnica, así como la redacción del mismo, fue realizada por Biosfera+Segura Consultores, siendo su autor, el Ing. Jorge Alberto Puebla, quien contó con la colaboración del licenciado Carlos Julio Rivas S. y el ingeniero Rodrigo Rengifo. La coordinación general del Manual, así como la verificación técnica, estuvo a cargo de la Sala Técnica de FONDOIN, conformada por la Licenciada Carmelina Flores de Lombardi, los ingenieros Gianfranco Ruggiero y Pedro Sallent, el apoyo de los profesores César Oronel y Rafael Álvarez, miembros del personal docente del Laboratorio de Fenómenos de Transporte, de la Universidad Simón Bolívar, de Sartenejas, Caracas. Destacamos también, la colaboración del Doctor Ryuichi Oshima, el ingeniero Rodrigo Serpa, y del ingeniero Juan Carlos Reinhardt, miembros del personal técnico de la Organización de las Naciones Unidas para el Desarrollo Industrial (ONUDI), quienes aportaron material de consulta, así como al Licenciado Osmer Castillo, presidente de FONDOIN, por su labor de coordinación para la materialización de este proyecto.
- 4. MANUAL DE BUENAS 4 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN PRÓLOGO En el 2005 se cumplen 20 años del Convenio de Viena y 18 el Protocolo de Montreal; quiere decir que ya hay una generación crecida bajo la amenaza de la destrucción de la capa de ozono y de los efectos de la luz ultravioleta. Es posible que muchas de esas personas no hayan podido percatarse del peligro que ha corrido la capa de ozono, pero en cambio serán testigos del mayor logro colectivo tecnológico ambiental de nuestro tiempo: la eliminación de los CFC en todo el planeta y en todas sus aplicaciones, especialmente en la más importante, la refrigeración. Este cambio implica no sólo el uso de otros refrigerantes ambientalmente más favorables, sino también la conservación y reutilización de los actuales para poder dar servicio a los equipos usados que aún les quedan algunos años de vida. Pues bien, a lo largo de estos años, el consumo mundial de CFC en los países desarrollados y en desarrollo, ha alcanzado una reducción por encima del 70% y el consumo restante será eliminado antes de 2010; por eso este año, el 16 de septiembre, Día Mundial de la Capa de Ozono, el mundo entero podrá celebrará estos logros. En Venezuela el júbilo será si se quiere mayor, pues además de lograr una reducción del consumo en el orden del 60%, el sector industrial que fabrica productos con CFC ya está reconvertido, la empresa fabricante nacional de CFC cierra su producción a finales del próximo año y el resto del consumo nacional, localizado en el sector servicio que instala repara y mantiene los artefactos de enfriamiento de vieja tecnología, será el punto focal del proyecto con más alcance social y ambiental promovido y tramitado hasta ahora por FONDOIN. Gracias a los recursos del Fondo Multilateral y el apoyo de la Organización de las Naciones Unidas para el Desarrollo Industrial (ONUDI), este año se inicia el Programa de Capacitación en Buenas Prácticas, dirigido a todos los técnicos en refrigeración de Venezuela. El Programa se desarrollará en 43 centros educativos distribuidos en todo el territorio nacional, que ofrecerán cursos intensivos durante un año consecutivo. Con este objetivo, los centros educativos fueron dotados del equipamiento necesario para los cursos, que serán impartidos por un cuerpo de instructores entrenados especialmente, siguiendo el Manual de Buenas Prácticas preparado por FONDOIN. Este excelente Manual que se entregará a todos los cursantes, contiene el compendio de conocimientos que debe tener todo técnico para realizar su trabajo adecuadamente y en concordancia con la protección del ambiente. Los técnicos que aprueben el curso gozarán de una credencial particular que les otorgará FONDOIN, la cual podrán mostrar a los clientes en garantía de la capacitación adquirida. La meta de FONDOIN es que dentro de un año, en el Día Mundial de la Capa de Ozono, los 43 centros educativos, los 90 instructores y los 3000 técnicos capacitados, nos reunamos como un solo equipo para celebrar que ya en Venezuela, gracias a las Buenas Practicas impartidas, y al resto de los medidas tomadas, la Capa de Ozono no recibirá mas gases dañinos provenientes de esta parte del planeta. Sr. Osmer Castillo Presidente del Fondo de Reconversión Industrial (FONDOIN)
- 5. 5 ÍNDICE ÍNDICE Prólogo 4 4 Efectos de algunos refrigerantes sobre Introducción 7 la capa de ozono y el calentamiento global 36 Capítulo I: La capa de ozono 5 Sustitutos transitorios 36 1 Causas y efectos de la destrucción 5.1 “Retrofitting” o cambio de refrigerantes del ozono estratosférico 9 de R12 a R134a 38 2 Riesgo para la salud y el ambiente 10 3 Calentamiento global-causas y efectos 10 Capítulo V: Sistemas de refrigeración 1 Sistemas de refrigeración 39 Capítulo II: Normativas y regulaciones 2 Refrigeración doméstica 39 para proteger la capa de ozono 2.1 Componentes del circuito de refrigeración 1 Convenios internacionales 13 en neveras o congeladores domésticos 48 2 Legislación nacional 14 2.2 Procedimiento de carga para sistemas de refrigeración doméstica 64 Capítulo III: Refrigeración 2.3 Diagnóstico de fallas y reparaciones 1 Consideraciones generales 17 en equipos de refrigeración domésticos 66 2 Breve reseña histórica 17 3 Refrigeración comercial 72 3 Refrigeración mecánica 17 3.1 Componentes de circuitos de refrigeración 4 Objetivo de la refrigeración mecánica 18 comercial e industrial 74 5 Definiciones 18 3.2 Procedimiento de carga para sistemas 6 Propiedades de los gases 22 de refrigeración comercial 96 7 Cambio de estado de los gases 22 4 Aire acondicionado 101 8 Gráfico de Mollier 22 4.1 Procedimiento de carga para sistemas 8.1 Análisis del gráfico 23 de aire acondicionado 103 8.2 Ciclo mecánico de refrigeración 24 4.2 Diagnóstico de fallas y reparaciones 8.2.1 Lado de alta presión 25 en equipos de aire acondicionado 104 8.2.2 Lado de baja presión 25 5 Aire acondicionado automotriz 107 8.2.3 Otros dispositivos 25 5.1 Procedimiento de carga para sistemas 8.3 Relación entre el ciclo de refrigeración de aire acondicionado automotriz 109 mecánica y el gráfico de Mollier 26 6 Lubricación del compresor 112 8.4 Herramientas computacionales para el 6.1 Cambio de aceite 114 cálculo de sistemas de refrigeración 26 6.2 Humedad y ácidos - efectos sobre el lubricante 114 Capítulo IV: Gases refrigerantes 6.3 Tipos de lubricantes 115 1 Refrigerantes históricamente más comunes 27 6.4 Reacciones de los lubricantes 2 Tipo de gases refrigerantes y nomenclatura 28 con la humedad 116 2.1 Refrigerantes halogenados 28 6.5 Eliminación de la humedad 2.1.1Clorofluorocarbonos (CFC) 28 y otros contaminantes volátiles (GNC) 2.1.2Hidroclorofluorocarbonos (HCFC) 28 de un sistema de refrigeración 116 2.2 Mezclas 29 7 Herramientas y equipos de servicio 119 2.2.1 Mezclas zeotrópicas 29 2.2.2 Mezclas azeotrópicas 29 Capítulo VI: Consideraciones sobre 2.3 Hidrocarburos y compuestos inorgánicos 29 la instalación y mantenimiento 2.3.1 Hidrocarburos (HC) 29 de sistemas 2.3.2 Compuestos inorgánicos 31 1 Instalación de sistemas 127 3 Consideraciones relativas a la salud y 2 Inspección periódica y mantenimiento la seguridad 35 preventivo 127 3.1 Toxicidad 35 3 Diagnóstico efectivo de fallas 128 3.2 Inflamabilidad 35 4 Fugas 128
- 6. MANUAL DE BUENAS 6 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN 4.1 Tipos de fugas 128 8 Procedimientos para la recuperación de 4.2 Métodos de localización de fugas 129 refrigerante 139 4.3 Verificación de la estanqueidad de un 8.1 Procedimiento para recuperar refrigerante sistema sin usar refrigerante puro 129 en un refrigerador doméstico 139 5 Sustitución de componentes 130 8.2 Procedimiento para recuperar refrigerante 5.1 Compresor 131 en un sistema de aire acondicionado 139 5.2 Ajuste del sistema a las nuevas 8.3 Procedimiento para recuperar refrigerante condiciones de trabajo 131 en un sistema de refrigeración comercial de cámara fría 140 Capítulo VII: Recuperación, reciclaje y 8.4 Procedimiento para recuperar refrigerante regeneración en un sistema de aire acondicionado 1 Definiciones 133 autonotriz 141 1.1 Proceso de recuperación 133 1.2 Proceso de reciclado 133 Capítulo VIII: Recomendaciones de 1.3 Proceso de regeneración 133 buenas prácticas en refrigeración 2 Equipos y herramientas necesarias 1 Seguridad personal 143 para la recuperación 133 2 Carga de refrigerante en un sistema 144 2.1 Máquinas recuperadoras o recicladoras 133 3 Riesgos que presentan los hidrocarburos 2.2 Cilindros recargables para recuperar 133 (HC) y mezclas que contienen 2.3 Otros equipos y herramientas 134 hidrocarburos cuando son empleados 3 Identificación y pruebas de contaminación como refrigerantes 147 de los refrigerantes comunes 134 4 Manejo, uso y almacenaje seguro de gases 3.1 Métodos para identificar el tipo de comprimidos 148 refrigerantes en sistemas 134 4.1 Recomendaciones para el manejo y uso 148 3.2 Métodos de prueba de campo para 4.2 Recomendaciones para el almacenaje 149 refrigerantes y aceite 134 4.3 Otras recomendaciones de manejo 4 Métodos de recuperación de refrigerantes y almacenaje 149 en sistemas 134 5 Técnicas de trasegado seguras 150 4.1 Recuperación en fase vapor 134 6 Más consideraciones de buenas prácticas 4.2 Recuperación en fase líquida 135 en refrigeración 150 5 Aspectos importantes en la recuperación de gases refrigenrantes 136 Anexos 151 6 Método de reciclaje de refrigerante 138 Bibliografía 155 7 Método de regeneración de refrigerante 138
- 7. 7 INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN Consideraciones generales rigen el proceso, las etapas que caracterizan todo Este manual constituye, fundamentalmente, el sistema de enfriamiento y los componentes que material de apoyo para los instructores y intervienen. participantes en los cursos de capacitación en En el capítulo IV, se hace una explicación buenas prácticas en refrigeración. detallada de los diferentes tipos de refrigerantes: Los cursos están dirigidos a los técnicos que clasificación, y nomenclatura según su tipo; sus prestan servicio en esta área, con el objeto de propiedades y consideraciones acerca de la capacitarlos para que realicen un mejor trabajo, sin inflamabilidad y aspectos relativos a la seguridad que se produzcan emisiones de Sustancias personal que debe observarse al momento de Agotadoras del Ozono [SAO] a la atmósfera y en manipular estas sustancias. general, de cualquier refrigerante; y también para Seguidamente, en el capítulo V, se desarrollan preservar la expectativa de vida útil de los sistemas y ampliamente, las diferentes aplicaciones de la equipos a los que les hagan servicio y reduciendo el refrigeración y el aire acondicionado; así como daño al ambiente. también una serie de informaciones que ayudarán a Las buenas prácticas están enfocadas en los técnicos en el análisis de fallas para los sistemas particular, al manejo adecuado de las Sustancias comunes y sus componentes. El capítulo concluye Agotadoras del Ozono, pero sin excluir a los con una descripción y explicación de las Hidrofluocarbonos [HFC], que aunque no actúan herramientas y equipos con los que se debe contar sobre la capa de ozono, contribuyen sensiblemente para realizar un buen trabajo de mantenimiento, así al calentamiento global del planeta que es también como también la función y operación de cada uno un daño ambiental de consecuencias catastróficas. de ellos. En el capítulo VI, se podrá encontrar una serie de consideraciones relativas a la instalación y Organización del manual mantenimiento de sistemas de refrigeración: El manual fue estructurado para que cada inspección periódica, mantenimiento preventivo, persona que lo consulte, pueda ubicar de manera diagnostico efectivo de fallas, tipos de fuga y los rápida y sencilla la información deseada. Para ello, métodos e instrumentos. se utilizó un lenguaje sencillo y cotidiano para Por último, en los capítulos VII y VIII, se facilitar la comprensión de las definiciones y encuentran desarrolladas las técnicas de buenas explicaciones contenidas. prácticas en refrigeración, aplicables a la elaboración El capítulo I, comienza con una breve de un diagnóstico correcto de fallas; limpieza interna descripción de la capa de ozono, su importancia en y externa de sistemas de refrigeración; retiro y carga la atmósfera, las causas, los efectos de su destrucción de los refrigerantes; prevención de fugas; recu- y la relación con el cambio climático global. En el peración de gases refrigerantes, almacenaje y en capítulo II, se describen las medidas que se han general, manipulación de recipientes a presión. tomado a escala mundial y local, para detener la Todo el temario desarrollado en este manual, ha destrucción de la capa de ozono; concluyendo esta sido concebido para ayudar a los técnicos de parte, con una enumeración de las normativas refrigeración a corregir los errores conceptuales, de vigentes en Venezuela para proteger la capa de procedimientos y de manejo, que inciden en el ozono; así como las disposiciones relativas al buen consumo innecesario y desmesurado de SAO, manejo y empleo de refrigerantes, equipos, aparatos mejorando la efectividad en los trabajos de y sistemas que utilizan estas sustancias para su instalación, mantenimiento y reparación; logrando funcionamiento. de esta forma, que los equipos y sistemas alcancen El capítulo III, se hace una breve síntesis de la el máximo de vida útil prevista en su diseño original refrigeración, su historia, su importancia y su y al mismo tiempo, contribuir con la conservación desarrollo y se describen los principios básicos que del ambiente; y en especial, con la capa de ozono.
- 9. CAPÍTULO I: LA CAPA DE 9 OZONO CAPÍTULO I LA CAPA DE OZONO 1 Causas y efectos de la Si el ozono estratosférico no logra formarse o se destrucción del ozono destruye disminuyendo su concentración, la luz estratosférico ultravioleta no seria absorbida y llegaría a la superfi- cie, causando un efecto letal sobre todos los seres La capa de ozono ubicada en la estratosfera, se vivos. extiende entre los 15 y los 45 Km por encima de la En la troposfera, el ozono se origina en pequeñas superficie del planeta. Como su nombre lo indica, cantidades durante las tormentas eléctricas; pero a esta capa es rica en ozono que absorbe los rayos nivel del suelo, el ozono es un contaminante atmos- ultravioleta del sol, impidiendo su paso a la Tierra. férico que se forma a partir de la reacción de las emi- El ozono es una forma de oxígeno cuya molécu- siones de los vehículos con otros contaminantes del la tiene tres átomos, en vez de los dos del oxígeno aire, formando una mezcla nociva para la salud normal, convirtiéndose en una sustancia muy reacti- conocida como "smog fotoquímico", típica de ciu- va e inestable, tóxica aún inhalada en pequeñas can- dades muy contaminadas como Los Ángeles y tidades durante períodos cortos. Ciudad de México; las concentraciones de ozono En la estratosfera, el ozono se forma a partir del oxígeno superiores a 0,1ppm son peligrosas para la salud, del aire en presencia de la radiación ultravioleta b; plantas y animales. ambos, oxígeno y ozono se mantienen en un equilibrio La capa de ozono protege la vida del planeta de dinámico en el cual el ozono se forma y se destruye con- la radiación ultravioleta del sol; esta radiación tiene tinuamente, siendo la formación mas rápida que la una longitud de onda menor que la de la luz visible, destrucción, por lo cual el ozono tiende a acumular- pero mayor que los rayos X. Dentro de este espectro se, alcanzando concentraciones de hasta 10ppm. se pueden distinguir tres tipos de radiación ultravioleta: Perfil de la concentración de ozono [O3] en la atmósfera. Radiación ultravioleta A [UV-A], la mas cercana Radiación ultravioleta B [UV-B], tiene una longi- al color violeta de la luz visible, pasa en su totalidad tud de onda intermedia entre las dos anteriores, a través de la atmósfera y llega a la superficie; es re- aunque es menos letal que la C, es también peligrosa lativamente inofensiva, la emplean las plantas para aún en cantidades pequeñas, pues produce cáncer de realizar la fotosíntesis y contribuye en pequeñas dosis piel, cataratas y otros daños en la vista, afecta el sis- a fijar la vitamina A; sin embargo en exposiciones tema inmunológico, y todas las formas de vida: prolongadas puede ser dañina. microbios, algas, hongos, plantas, invertebrados y Radiación ultravioleta C [UV-C], la de menor vertebrados; normalmente es totalmente absorbida longitud de onda y mas cercana a los rayos X, letal por la capa de ozono. para la vida tal cual la conocemos, es totalmente En 1974, dos químicos de la Universidad de absorbida por encima de la estratosfera, en la ionosfera. California: Sherwood Rowland y Mario Molina,
- 10. MANUAL DE BUENAS 10 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN plantearon la hipótesis de que la acumulación en la Protocolo de Montreal y sus Enmiendas, la capa de atmósfera de CFC, en presencia de radiación ultravi- ozono estará restableciéndose a partir del 2040, oleta, podía desencadenar la destrucción del ozono pero las trazas de CFC permanecerán en la atmósfera estratosférico. muchísimos años más. Es por lo tanto vital que Posteriormente, en la primavera austral de 1985 reduzcamos al mínimo y sin demora, las emisiones se comprobó que la capa de ozono sobre la Antártida de sustancias agotadoras del ozono. había desaparecido en más del 50%. Así mismo, hacia finales de la década del 80 se había comproba- 2 Riesgos para la salud y do que efectivamente la destrucción de la capa de el ambiente ozono se debía a la presencia en la estratosfera de Si la cantidad de ozono disminuye en la estratos- CFC, HCFC, y Halones, que liberan sus átomos de fera, más radiación ultravioleta B alcanzará la super- ficie del planeta. Este aumento de radiación pro- ducirá un incremento significativo de casos de cáncer de piel (melanoma y nomelanoma), cataratas y otras lesiones de la vista e insuficiencia en el sistema inmunológico en los seres humanos. En el resto de los seres vivos aparecerán efectos similares que mer- marán la producción agrícola, la vida silvestre, los bosques y la diversidad biológica, reduciendo la produc- ción de alimentos y la supervivencia. Los cambios en la estratosfera también tendrán consecuencias sobre el clima y favorecerán la formación de “smog” fotoquímico. 3 Calentamiento global - Reacción química de los CFC con el ozono en la estratosfera. causas y efectos cloro y bromo por efecto de la radiación ultravioleta El calentamiento global o "efecto invernadero" es B, estos átomos reaccionan con el ozono y lo un fenómeno natural que se produce cuando parte de destruyen, comprobándose totalmente la hipótesis de la radiación infrarroja emitida por la Tierra, para Molina y Rowland, que les hizo merecedores del perder el exceso de calor recibido del sol, es absorbi- Premio Nóbel de Química en 1995. da en la troposfera por gases normalmente presentes Este efecto devastador sobre la capa de ozono es en el aire, como el vapor de agua, el dióxido de car- causado por los CFC, tales como R11, R12 y R502 bono y el metano, entre otros, impidiendo que ese (que contiene CFC115), por los Halones extintores de calor escape al espacio y lo devuelve a la superficie incendio y en menor grado por los HCFC como el como una segunda fuente de calor. R22 y el R123. Este fenómeno hace que la temperatura diurna y Todos estos productos al ser liberados a la atmós- nocturna en áreas húmedas y boscosas sea menos fera, dado que son muy estables y permanecen intac- fluctuante que en zonas secas como los desiertos, tos decenas de años, pueden ser transportados por las que presentan diferencias de temperatura muy mar- corrientes de aire, desde el hemisferio norte hasta el cadas entre el día y la noche por la carencia de Polo Sur y desde la superficie hasta la estratosfera, humedad del aire. donde son vulnerables a la luz ultravioleta, descom- Pero la acumulación progresiva de dióxido de poniéndose y liberando cloro el cual inicia el ciclo carbono en la atmósfera, producto de la combustión de destrucción del ozono. de carbón, petróleo y gas, aunado a la presencia de Cada átomo de cloro que se libera puede des- los CFC, HCFC y Halones, han acentuado notable- truir hasta 10.000 moléculas de ozono. Este ciclo mente la absorción del calor desprendido por la destructivo se presenta al comienzo de la primavera, Tierra, aumentando la temperatura promedio y cau- una vez finalizada la fase de oscuridad invernal, pero sando cambios en el clima. es justamente durante el periodo invernal que los A medida que la presencia de los gases que cau- vientos y las bajas temperaturas favorecen la acumu- san este calentamiento siga en aumento, los efectos lación de compuestos intermedios de cloro y bromo, serán catastróficos por las perdidas materiales pro- hasta la llegada del sol en la primavera, cuando ducto de las tormentas, inundaciones y sequías comienza la gran la destrucción de ozono. extremas que modificarán las ciudades, las costas, Se estima que si se cumple cabalmente el calen- las zonas de cultivo, la productividad, y la super- dario de eliminación de los CFC establecido en el vivencia de las especies.
- 11. CAPÍTULO I: LA CAPA DE 11 OZONO mizar los efectos de la destrucción de la capa de ozono y el incremento del calentamiento global. Adicionalmente, es también esencial que nos ase- guremos del uso eficiente de la energía a fin de reducir los efectos indirectos del calentamiento global. Se define el EFECTO TOTAL EQUIVALENTE DE RECALENTAMIENTO de la atmósfera, conocido como TEWI, por sus siglas en inglés, como: El Calentamiento Global. TEWI [Total Equivalent Warming Impact] Índices pluviométricos en descenso, incremento Efecto total equivalente de recalentamiento = de la desertificación, temperaturas promedio anuales Efecto directo por emisiones de refrigerantes en aumento, aceleración en el derretimiento del hielo de los casquetes polares y los glaciares, cam- + bios en los patrones de las corrientes oceánicas, Efecto indirecto por el consumo de energía inundaciones de áreas de baja altura adyacentes a mares y océanos, mareas más altas y huracanes, tifones y ciclones de mayor potencia, serán los fenó- menos con los que tendremos que lidiar a diario a medida que siga cambiando el clima de la Tierra. Los CFC, HCFC y los HFC, tienen altos poten- ciales de calentamiento, miles de veces superiores al del dióxido de carbono y el metano; son práctica- mente indestructibles en la troposfera y sus periodos de vida superan en algunos casos los 100 años. De manera que estas sustancias que durante años se con- sideraron los refrigerantes perfectos, hoy sabemos que son doblemente peligrosas: en la troposfera por la cantidad de calor que atrapan y emiten, convir- tiéndose en súper gases invernadero y en la estratos- fera por la avidez destructora de ozono. Al dejarlas escapar se contribuye directamente con ambas catástrofes y una vez que estas sustancias han pasa- Análisis gráfico cuantitativo del Calentamiento Global. do al aire no hay forma de retirarlas ni de neu- tralizarlas, se quedarán allí haciendo daño mucho Si bien se ha enfocado este trabajo en la elimi- mas tiempo que el que nosotros pasaremos en la nación de los gases refrigerantes que agotan la capa Tierra, pero posiblemente si podremos sufrir y lamen- de ozono [SAO] por cuanto este es el alcance del tar los efectos. Por estas razones estos refrigerantes programa; no podemos ignorar que con posterioridad tienen que manejarse como sustancias peligrosas. se ha puesto en evidencia la acción de sustancias La refrigeración contribuye al calentamiento global empleadas en refrigeración que, aún cuando no en dos formas: actúan en el balance de ozono estratosférico, tienen roles destacados en su contribución al efecto inver- · Directamente: por la emisión de refrigerantes a nadero. Es por ello que se incluyen menciones a la atmósfera debido a fugas en sistemas o por la li- dichos efectos, que hoy en día no pueden pasarse por beración voluntaria y deliberada de gases refrige- alto. rantes en los procesos de reparación y puesta fuera de servicio de equipos de refrigeración. Los escenarios posibles en refrigeración en el siglo XXI son mucho más complejos de lo que fueron hasta · Indirectamente: por la cantidad de energía el Convenio de Viena y en la actualidad, por las discu- eléctrica consumida, la cual produce emisiones de siones sobre calentamiento global que se llevan a cabo dióxido de carbono cuando la energía es producida a la luz de los postulados del Protocolo de Kyoto, se en plantas térmicas, que utilizan combustibles de ori- complican aún más pues cuestionan soluciones, que si gen fósil para su operación. bien óptimas para el problema del agotamiento del Es por lo tanto urgente que reduzcamos las emi- ozono no son apropiadas desde el punto de vista del siones de refrigerantes a la atmósfera para mini- calentamiento global.
- 13. CAPÍTULO II: 13 NORMATIVAS Y REGULACIONES PARA PROTEGER LA CAPA DE OZONO NORMATIVAS Y REGULACIONES PARA CAPÍTULO II PROTEGER LA CAPA DE OZONO 1 Convenios ducción y el consumo de dichas sustancias. Uno de internacionales los aspectos resaltantes de este acuerdo es que establece una moratoria para los países en desarrollo, en relación con el cumplimiento del calendario de • Convenio de Viena para la Protección de la reducción de las sustancias y la obligación de todos los Capa de Ozono, Gaceta Oficial Nº 34.818 del países de informar anualmente las cantidades produci- 19 de julio de 1988. das, importadas y exportadas de cada sustancia, para • Protocolo de Montreal relativo a las verificar progresivamente el cumplimiento de las medi- Sustancias Agotadoras de la Capa de Ozono, das. Actualmente ha sido ratificado por 189 países. Gaceta Oficial Nº 34.134 del 11 de enero de El avance científico y tecnológico condujo a las 1989. Partes a realizar la primera Enmienda del Protocolo • Enmienda de Londres al Protocolo de de Montreal en 1990. Esta es la Enmienda de Montreal, Gaceta Oficial Nº 4.580 Londres, en la cual se modifica el Calendario de Extraordinario, del 21 de mayo de 1993. Reducción y se acuerda que el consumo y la produc- • Enmienda de Copenhague al Protocolo de ción de las 8 sustancias deben ser eliminados entre Montreal, Gaceta Oficial Nº 5.180 1994 y 1996, pero se continua la moratoria de 10 Extraordinario, del 4 de noviembre de 1997. años para los países en desarrollo y se crea el Fondo • Enmienda de Montreal al Protocolo de Multilateral para la Aplicación del Protocolo de Montreal, Gaceta Oficial Nº 37.217, del 12 Montreal en los países en desarrollo, de manera que de junio de 2001. puedan ir adoptando las nuevas tecnologías y elimi- • Enmienda de Beijing, no ratificada aun por nando el consumo de las sustancias a medida que Venezuela. estén disponibles en el mercado. • Convenio de Cambios Climáticos Globales, En 1992, se acuerda la Enmienda de Gaceta Oficial Nº 4.825 Extraordinario del 27 Copenhague, que extienda la lista de las sustancias de diciembre de 1994. controladas y perfecciona el Calendario de Elimi- nación tanto para países desarrollados como para • Protocolo de Kyoto, Gaceta Oficial Nº países en desarrollo. Este calendario con algunos 38.081 de fecha 7 de diciembre de 2004. ajustes está vigente aún. El Convenio de Viena, acordado en 1985 para la En 1997, con motivo de los 10 años del Protocolo protección de la capa de ozono, establece el com- de Montreal se acuerda la Enmienda de Montreal, promiso de realizar las investigaciones científicas que establece la obligación de contar con un sistema con el objetivo de mejorar el conocimiento de los de Licencias o similar, que permita controlar las procesos atmosféricos y desarrollar posteriores pro- exportaciones e importaciones de las sustancias, con el tocolos para controlar las sustancias agotadoras de la propósito de combatir el trafico ilícito de las mismas. capa de ozono. Actualmente 190 países han ratifica- do el Convenio de Viena. En 1999, se acuerda la Enmienda de Beijing, que perfecciona el calendario de eliminación de los "Protocolo de Montreal relativo a las Sustancias HCFC y del Bromuro de Metilo. que agotan la capa de ozono" fue acordado en sep- tiembre de 1987. El Protocolo identificó las princi- En el siguiente cuadro aparece un resumen de las pales sustancias que agotan el ozono (CFC11, sustancias sujetas al Protocolo de Montreal y sus CFC12, CFC113, CFC114, CFC 115 y tres halones) y Enmiendas, con los calendarios de eliminación estableció los primeros límites para reducir la pro- respectivos.
- 14. MANUAL DE BUENAS 14 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN Calendario de eliminación mundial de SAO Anexos del Protocolo de Montreal Tipo de SAO Eliminación en países desarrollados Eliminación en países en desarrollo (Artículo 5) (Artículo 5) A-I CFC(5 tipos principales) 1996 2010 A-II Halones 1994 2010 B-I Otros CFC 1996 2010 B-II Tetracloruro de carbono 1996 2010 B-III Metilcloroformo 1996 2015 C-I CFC 2030 2040 C-II HBFC 1996 1996 C-III Bromoclorometano 2002 2002 E Bromuro de metilo 2005 2015 Nota aclaratoria: Se consideran países que operan al amparo del artículo 5 los países en desarrollo que consumen anualmente menos de 0,3 kg per cápita de SAO controladas enumeradas en el Anexo A: es decir CFC11, CFC12, CFC113, CFC114, CFC115 y los Halones. El Calendario de Eliminación de los CFC en los • Ley Orgánica de Aduanas, Gaceta Oficial Nº países en desarrollo pasa por reducciones sucesivas 5.353 Extraordinario, del 17 de junio de 1999. de 50% en el 2005, 85% en el 2007 hasta llegar a la • Ley sobre "Sustancias, Materiales y Desechos meta de consumo 0 en los años señalados. Si este Peligrosos", Gaceta Oficial Nº 5.554 calendario se cumple a cabalidad, las investigaciones Extraordinario, del 13 de noviembre de 2001. científicas y los modelos matemáticos indican que la • Decreto Nº 3.228, relativo a las "Normas capa de ozono habrá recuperado los niveles de 1980 para Regular y Controlar el Consumo, la en el 2040, pero si al contrario los países hacen caso Producción, Importación, Exportación y el omiso de los compromisos adquiridos, la capa de Uso de las Sustancias Agotadoras de la Capa ozono puede tardar más de un siglo en recuperarse y de Ozono", Gaceta Oficial Nº 5.735 el calentamiento global por efecto de estas sustancias Extraordinario, del 11 de noviembre de 2004. se habrá magnificado, produciendo cambios inima- ginables de consecuencias devastadoras en todos los Constitución de la República Bolivariana de continentes. Venezuela, Artículo 127. El 11 de diciembre de 1992 se acordó el "Es una obligación fundamental del Estado, con la acti- Convenio para combatir el Cambio Climático va participación de la sociedad, garantizar que la Global y luego en 1997 se acuerda el Protocolo de población se desenvuelva en un ambiente libre de con- Kyoto que fija un calendario para reducir progresiva- taminación, en donde el aire, el agua, los suelos, las costas, mente las emisiones de gases de efecto invernadero, el clima, la capa de ozono, las especies vivas, sean espe- estableciendo obligaciones diferentes para países cialmente protegidos de conformidad con la ley." desarrollados y en desarrollo. Es importante señalar Ley Penal del Ambiente, Artículo 47. que en el Protocolo de Kyoto figuran no solo los CFC "El que viole con motivo de sus actividades y HCFC sino también los sustitutos HFC, de ahí la económicas, las normas nacionales o los convenios, importancia de incluir el manejo de estas sustancias tratados o protocolos internacionales, suscritos por la en el curso de capacitación de las buenas prácticas República, para la protección de la capa de ozono para combatir la destrucción de la capa de ozono y del planeta, será sancionado con prisión de uno (1) a el calentamiento global. dos (2) años y multa de mil (1.000) a dos mil (2.000) días de salario mínimo." Decreto Nº 3.228: Normas para Regular y 2 Legislación nacional Controlar el Consumo, la Producción, Importación, • Constitución de la República Bolivariana de Exportación y el Uso de las Sustancias que agotan Venezuela de 1999. la Capa de Ozono. • Convenios internacionales sobre la capa de ¿A quién va dirigido el Decreto? ozono y cambio climático ratificados por Venezuela, mediante leyes aprobatorias que El Decreto va dirigido a: se mencionan en el párrafo anterior. 1) Todos los ciudadanos y ciudadanas que fabri- • Ley Penal del Ambiente, Gaceta Oficial Nº can, importan, exportan y comercializan las 4.358 Extraordinario, del 3 de enero de 1992. sustancias agotadoras de la capa de ozono. • Decreto Nº 989, del Arancel de Aduanas, 2) Todos los que fabrican, importan, exportan y Gaceta Oficial Nº 5.039 Extraordinario, del 6 comercializan cualquier equipo o artefacto que de febrero de 1996. utilice o contenga las sustancias sujetas al Decreto.
- 15. CAPÍTULO II: 15 NORMATIVAS Y REGULACIONES PARA PROTEGER LA CAPA DE OZONO 3) Todos los que realizan instalaciones, reparaciones de ozono y que su uso debe ser eliminado progresi- y mantenimiento de los equipos y artefactos que vamente, según el calendario establecido en función contienen o utilizan las mismas sustancias. del daño causado y de los avances tecnológicos que 4) Todos los dueños de equipos y artefactos que permiten agilizar el cambio, empleando sustitutos contienen las sustancias, que deben velar por mas favorables al ambiente. su mantenimiento y operación correcta. No obstante, como existen una serie de equipos 5) Todos los que se benefician de la cadena de o aparatos de vieja tecnología que dependen todavía enfriamiento para conservar alimentos, medici- de las sustancias controladas, el Decreto prevé una nas, aclimatar espacios, vivienda, vehículos y serie de normas y procedimientos para permitir su otros, para lo cual se utilizan equipos o artefac- uso controlado, minimizando el daño ambiental y tos cuyos refrigerantes dañan la capa de ozono. monitoreando las empresas que por razones de traba- 6) Todos los ciudadanos y ciudadanas que resi- jo deben manejar estas sustancias. den en Venezuela sujetos a la Constitución y las leyes de la República y que son susceptibles a los daños como consecuencia de la destrucción ¿Cuáles son las sustancias sujetas al Decreto? de la capa de ozono y del calentamiento global. Las Sustancias agotadoras de la capa de ozono aparecen en las Listas A, B, C, D y E del articulo 3 ¿Cómo podemos cumplir con las Normas del Decreto 3228. del Decreto? El primer paso es conocer su contenido, teniendo ¿Qué prohíbe este Decreto? como escenario el daño ambiental que se quiere 1) Prohíbe la importación de 18 sustancias que detener, la disponibilidad de sustitutos, avances tec- agotan la capa de ozono: CFC11, CFC12, Halón nológicos, el programa de entrenamiento de buenas prac- 1211, Halón 1301, Halón 2402, otros 10 CFC ticas, el uso racional de las sustancias, y el convencimien- del grupo I de la Lista B, el Bromoclorometano, to que si todos nos esforzamos y nos comprometemos en el Bromuro de Metilo y las mezclas comerciales esta cruzada, la capa de ozono puede salvarse. con estas sustancias: R500, R501, R502 R503, R505, Oxyfume 12 y Bromuro de Metilo con ¿Qué establece el Decreto? Cloropicrina, entre otras. El Decreto establece que hay una serie de sustan- 2) El Decreto también prohíbe la fabricación e cias que destruyen, en mayor o menor grado la capa importación de equipos, artefactos, aparatos o Sustancias que dañan la capa de ozono. Listas y Grupos Sustancias Características y aplicaciones CFC11, CFC12, CFC113, CFC114, CFC115, Son las más destructivas de ozono y también Halón 1211, Halón 1301 y Halón 2402 las que han sido más utilizadas. Los CFC se han Lista A, Grupos I y II utilizado principalmente como refrigerantes, en aerosoles, espumas sintéticas y solventes. Los Halones son agentes extintores de fuego. Hoy en día todos tienen sustitutos. 10 CFC, Tetracloruro de Carbono y Son 10 CFC menos utilizados; algunos se han 1,1,1 Tricloroetano empleado como refrigerantes o carecen de Lista B, Grupos I, II y III aplicaciones; las otras dos sustancias son utilizadas como materia prima para CFC y como solventes. 38 HCFC, 34 HBFC y Bromoclorometano Algunos son sustitutos temporales de los CFC y se les conoce como sustancias de transición por Lista C, Grupos I, II y III tener menores potenciales de agotamiento de ozono, pero la mayoría carece de aplicaciones al igual que el Bromoclorometano. Bromometano o Bromuro de Metilo Es un plaguicida muy tóxico y peligroso que tiene sustitutos para la mayoría de sus usos en el país. 7 mezclas con CFC , 29 mezclas con HCFC y Son mezclas identificadas como productos Lista D 2 con Bromuro de Metilo comerciales que se han utilizado mayormente en refrigeración, aunque las mezclas de HCFC tienen aplicaciones como sustancias de transición. Nota: Pueden aparecer nuevas mezclas patentadas que contengan solo SAO, SAO y no-SAO o solo con No-SAO, las que contengan SAO están sujetas al Decreto.
- 16. MANUAL DE BUENAS 16 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN Línea base para aplicar el Calendario de reducción. Calendario de reducción. Límite en Kg. 2005 2007 2010 Sustancia Producción Importación Consumo Lista A (Grupo I) y sus mezclas 50% 85% 100% Lista A, Grupo I: Lista B (Grupo II y III) 50% 85% 100% CFC11 1.114.772 0 320.000 2015 2035 2040 CFC12 3.672.122 0 2.667.253 0 20.000 20.000 Lista C Grupos I , II y CFC113 CFC114, R506 0 1.000 1.000 sus mezclas congelamiento 85% 100% CFC115, R502, R504 0 500 500 Lista A, Grupo II (todo) 0 0 0 chables; estos cilindros no pueden emplearse Lista B, Grupo I (todo) 0 0 0 para importar, vender ni trasvasar CFC, HCFC Lista B, Grupo II: ni sus mezclas. Tetracloruro de Carbono 0 5.228.149 5.228.149 1,1,1Tricloroetano 0 10.000 10.000 Lista C, Grupo III 0 0 0 ¿Qué otras disposiciones contiene el Decreto? Lista D y mezclas 0 0 0 Las empresas distribuidoras y vendedoras, así Lista E: R500, R501, R503 y R505 0 0 0 como las empresas del sector servicio que instalan, máquinas que empleen o contengan SAO; así reparan o hacen mantenimiento de sistemas y equipos como también las emisiones de SAO con moti- de refrigeración y aire acondicionado, que emplean vo de reparaciones, limpieza y mantenimiento las sustancias controladas, tienen que utilizar cilin- de equipos de refrigeración. dros recargables, deben disponer de equipos de Los equipos que utilizan sustancias agotadoras de recuperación y detección de fugas, para evitar las la capa de ozono abarcan una amplia variedad, emisiones a la atmósfera y contar con un personal resumida en las siguientes categorías: entrenado en el manejo de estos equipos. • Equipos, aparatos o máquinas y bombas de Estas disposiciones deben cumplirse para la calor reversibles para acondicionamiento de inscripción obligatoria, a partir de los seis meses de la aire, bien sea para edificaciones o para vehículos. fecha de publicación de este Decreto, en el Registro de Actividades Susceptibles de Degradar el • Refrigeradores, congeladores, máquinas y Ambiente (RASDA), a cargo del Ministerio del aparatos para producir frío, bombas de calor, Ambiente y Los Recursos Naturales [MARN]. refrigeradores y congeladores combinados, Adicionalmente se mantiene el Registro de produc- enfriadores de agua y de botellas, mostradores tores, exportadores e importadores de SAO, comple- y vitrinas refrigeradas, grupos frigoríficos, mentando las condiciones para continuar en el mismo máquinas de hacer hielo, liofilizadores o y la obligación de solicitar el permiso semestral para criodesecadores, deshumectadores, aparatos producir, importar y exportar las sustancias, previo de licuar gases, entre otros. cumplimiento de las condiciones para dicha solicitud. • Vehículos terrestres o acuáticos de carga o de Las empresas que importen sustancias prohibidas pasajeros que tengan compartimientos con bajo otra denominación o mediante cualquier otro aire acondicionado o refrigerados. procedimiento fraudulento serán sancionadas por Todos estos equipos y aparatos se fabrican en la contrabando, de conformidad con la Ley Orgánica de actualidad con sustitutos; sin embargo hay aparatos, Aduanas. Igualmente estarán cometiendo un ilícito equipos y máquinas fabricados años atrás, que fun- aduanero quienes no presenten el permiso del cionan con CFC. En el Decreto 3228 se prohíbe la Ministerio del Ambiente o incumplan con las normas importación de estos artefactos usados que con- de envasado. Quienes adquieran mercancías ingre- tengan o estén diseñados para usar CFC. sadas mediante procedimientos ilícitos, también serán 3) Queda prohibido el envasado de SAO en cilin- sancionados tras el decomiso de la mercancía. dros a presión que por su diseño, válvulas y Las infracciones al Decreto o su incumplimiento características de fabricación, no pueden ser serán sancionadas de conformidad con lo establecido recargados, por lo tanto son envases dese- en las normas ambientales y de Aduanas. ¡Atención! Las sustancias que no dañan la capa de ozono como el HFC134a, HFC23, HFC125, entre otras y algu- nas mezclas como R507, R508, R407 y R410, no están sujetas al Decreto 3228, pero son sustancias que pro- ducen calentamiento global, por lo tanto son también sustancias peligrosas. Estas sustancias, como no están controladas, se pueden importar en envases desechables; sin embargo al ser envases desechables no pueden ser recargados; los técnicos que compren estos productos en envases no recargables no deben intentar recar- gar el envase ni reusarlo, sino que deben destruirlos por tratarse de envases de sustancias peligrosas.
- 17. CAPÍTULO III: 17 REFRIGERACION CAPÍTULO III REFRIGERACIÓN 1 Consideraciones generales Durante la edad media los pueblos aprendieron a enfriar las bebidas y alimentos, observando que durante el invierno los alimentos se conservaban La refrigeración es una técnica que se ha desarro- mejor. llado con el transcurso del tiempo y el avance de la civilización; al igual que la mayoría de las ciencias y En 1626, Francis Bacon trató de preservar un técnicas, ha sido el resultado de las necesidades que pollo llenándolo con nieve. la misma sociedad va creando a medida que avanzan En 1683, Antón Van Leeuwenhoek inventó un los inventos en diferentes campos. microscopio y descubrió que un cristal de agua claro La refrigeración contribuye a elevar el nivel de contenía millones de organismos vivos (microbios). vida de los pueblos de todos los países. Los avances logrados en refrigeración en los últimos años son el Refrigeración artificial resultado del trabajo conjunto de técnicos, artesanos, En 1834, Jacob Perkins solicitó una de las ingenieros, hombres de ciencia y otros que han primeras patentes para uso de una máquina práctica unido sus habilidades y conocimientos. de fabricación de hielo. La base sobre la que se fabrican nuevas sustancias En 1880, Carl Linde inició el progreso rápido de y materiales la suministra la ciencia. Estos construcción de maquinaria de refrigeración en base conocimientos son aplicados al campo de la refri- a la evaporación del amoniaco. geración por aquellos que diseñan, fabrican instalan y mantienen equipos de refrigeración. También en 1880 Michael Faraday descubre las leyes de la inducción magnética que fueron la base Las aplicaciones de la refrigeración son muy en el desarrollo del motor eléctrico. numerosas, siendo unas de las más comunes la conser- vación de alimentos, acondicionamiento ambiental En 1930, químicos de Dupont desarrollaron los (tanto de temperatura como de humedad), enfriamien- refrigerantes halogenados. to de equipos y últimamente en los desarrollos tec- Desde entonces se creyó haber encontrado en los nológicos de avanzada en el área de los ordenadores. refrigerantes halogenados la panacea en la refri- geración; por su seguridad, no toxicidad, no inflama- bilidad, bajo costo y fácil manejo, entre otras ventajas. 2 Breve reseña histórica No fue sino hasta los años 80 cuando los científi- cos advirtieron sobre los efectos dañinos de algunos La historia de la refrigeración es tan antigua como la productos químicos sobre la capa de ozono en la civilización misma. Se pueden distinguir dos períodos: Antártida, preocupación que condujo a la investi- 1. Refrigeración natural. Relacionada totalmente gación y selección de las sustancias potencialmente con el uso del hielo. activas que podrían estarlos generando. Desde 2. Refrigeración artificial. Mediante el uso de entonces, los refrigerantes halogenados principal- máquinas. mente (aunque no son los únicos), quedaron señala- dos como los causantes de tales efectos. Los períodos más sobresalientes de la evolución de la refrigeración son: Actualmente se investiga un sinnúmero de proce- sos de refrigeración tanto en el campo mecánico como en el eléctrico, magnético y otros, según las Refrigeración natural aplicaciones y exigencias de temperaturas a procesar. Hacia el año 1.000 AC, los chinos aprendieron que el uso del hielo mejoraba el sabor de las bebidas. Cortaron hielo en invierno y lo empacaban con paja 3 Refrigeración mecánica y aserrín y lo vendían durante el verano. Por la misma época, los egipcios utilizaron reci- Definimos la refrigeración mecánica como aque- pientes porosos colocándolos sobre los techos para lla que incluye componentes fabricados por el hom- enfriar el agua, valiéndose del proceso de enfria- bre y que forman parte de un sistema, o bien cerra- miento que generaba la brisa nocturna. do (cíclico), o abierto, los cuales operan en arreglo a ciertas leyes físicas que gobiernan el proceso de Durante el imperio Romano, estos hacían bajar refrigeración. nieve y hielo de las montañas por cientos de kilóme- tros, colocándolos en pozos revestidos de paja y Así, disponemos de sistemas cerrados de refri- ramas y los cubrían con madera. geración mediante el uso de refrigerantes halogenados
- 18. MANUAL DE BUENAS 18 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN como los CFC, HCFC, HFC y otros (sistemas de posición, densidad y otras propiedades, si se trata de absorción de amoníaco, de bromuro de litio, entre un fluido como el aire o el agua. los más usuales); máquinas de aire en sistemas abier- Por consiguiente, se ha hecho necesario definir tos o cerrados (muy ineficientes); equipos de en- una serie de fenómenos que involucran el proceso de friamiento de baja capacidad (hasta 1 ton de refrig.) enfriamiento y también crear herramientas que que usan el efecto Peltier o efecto termoeléctrico; faciliten tanto el uso de esas definiciones como la otros sistemas refrigerantes a base de propano o comprensión directa a partir de las características de butano y para refrigeración de muy baja temperatura cada fenómeno representado. Tal es el caso de los se utiliza CO2. diagramas, gráficos y ecuaciones, por citar algunos. La criogenia en sí constituye un área altamente especializada de la refrigeración para lograr tempe- 5 Definiciones raturas muy bajas hasta cerca del cero absoluto (-273ºC), cuando se trata de licuar gases como helio, hidrógeno, oxígeno, o en procesos de alta tecnología Debemos saber que la técnica de la refrigeración y energía atómica. está íntimamente ligada con la termodinámica; es La refrigeración mecánica se usa actualmente en decir relacionada con la transferencia de calor. Con acondicionamiento de aire para el confort así como el fin de entender bien la acción de los refrigerantes congelación, almacenamiento, proceso, transporte y dentro de un sistema es necesario conocer las leyes exhibición de productos perecederos. Ampliando que gobiernan el proceso. estos conceptos, se puede decir que sin la refri- Temperatura: La temperatura de un cuerpo es su geración sería imposible lograr el cumplimiento de la estado relativo de calor o frío. Cuando tocamos un mayoría de los proyectos que han hecho posible el cuerpo, nuestro sentido del tacto nos permite hacer avance de la tecnología, desde la construcción de un una estimación aproximada de su temperatura, de túnel, el enfriamiento de máquinas, el desarrollo de modo análogo a como la sensación de esfuerzo mus- los plásticos, tratamiento de metales, pistas de pati- cular nos permite apreciar aproximadamente el valor naje, congelamiento de pescados en altamar, hasta la de una fuerza. Para la medida de la temperatura investigación nuclear y de partículas, aplicaciones en debemos hacer uso de una propiedad física medible el campo de la salud y otros. que varíe con aquella, lo mismo que para la medida Clasificación según la aplicación: de una fuerza empleamos alguna propiedad de un cuerpo que varía con la fuerza, tal como un resorte 1. Refrigeración doméstica. en espiral. El instrumento utilizado para la medición 2. Refrigeración comercial. de temperatura se denomina termómetro, en el cual 3. Refrigeración industrial. se emplean diversas propiedades de materiales que 4. Refrigeración marina y de transporte. varían con la temperatura, tales como: la longitud de una barra, el volumen de un líquido, la resistencia 5. Acondicionamiento de aire de “confort”. eléctrica de un alambre o el color del filamento de 6. Aire acondicionado automotriz una lámpara, entre otros. 7. Acondicionamiento de aire industrial. Escalas termométricas: Se ha definido dos 8. Criogenia. escalas de temperatura, una en el Sistema Internacional [SI], cuya unidad es el grado centígra- 4 Objetivo de do [ºC] y la otra en el sistema inglés, en el cual la unidad es el grado Fahrenheit [ºF]. la refrigeración mecánica Ambas se basan en la selección de dos tempera- turas de referencia, llamados puntos fijos: el punto El objetivo de la refrigeración mecánica es enfriar de fusión del hielo [mezcla de agua saturada de aire un objeto o ambiente por medio de los dispositivos y hielo] y el punto de ebullición del agua, ambos a desarrollados por el ser humano para este fin. la presión de una atmósfera. Para lograr este propósito partimos de En la escala del SI [centígrada] el punto de conocimientos de la física de los materiales y en par- fusión del hielo corresponde al cero de la escala y ticular, los gases, según los cuales, el calor, como el punto de ebullición del agua a la división 100. forma de energía, siempre tiende a fluir hacia un con- En la escala del sistema inglés [Fahrenheit], estos torno más frío. Este proceso físico se efectúa a mayor puntos característicos corresponden a las divisiones o menor velocidad según las características de 32 y 212 respectivamente. resistencia que oponga el material por el cual el calor circula, si es un sólido; o según la velocidad, forma,
- 19. CAPÍTULO III: REFRIGERACION 19 En la escala centígrada cada división es 1/100 Como la temperatura de fusión del hielo en la escala parte del rango definido y se le denomina grado cen- Fahrenheit está 32F por encima del cero de esta tígrado. En la escala Fahrenheit se obtiene dividien- escala, debemos sumarle esto al resultado anterior do la longitud de la columna entre los puntos fijos en para encontrar su equivalencia: 27 + 32 = 59F. 180 divisiones. Ambas escalas pueden prolongarse Expresado esto como una fórmula: por fuera de los puntos de referencia. No existe un límite conocido para la máxima temperatura alcan- zable, pero si lo hay para la temperatura mínima. tF = 9/5 tC + 32 Este valor se denomina cero absoluto y corresponde a - 273,2ºC. y su inversa: Escala absoluta Temperatura de fusión Temperatura de del hielo ebullición del agua tC = 5/9 (tF - 32) Kelvin 273K 373K Rankine 492R 672R Fórmulas éstas muy fáciles de memorizar y de gran utilidad cuando no se dispone de una tabla de Existe una tercera escala cuyo punto cero coin- conversión y se necesita hacer la conversión en el cide con el cero absoluto y tiene sus equivalencias en campo. la escala centígrada y Fahrenheit. Estas escalas se Energía: Un cuerpo posee energía cuando es denominan absolutas. La escala centígrada absoluta capaz de hacer trabajo mecánico mientras realiza un se denomina también Kelvin y la escala Fahrenheit cambio de estado. La unidad de energía térmica es el absoluta se denomina Rankine. Las temperaturas de joule [J], la kilocaloría [kcal], y British Thermal Unit la escala Kelvin exceden en 273º las correspon- [Btu]; para la energía eléctrica es el kilovatio hora dientes de la escala centígrada y la escala Rankine [Kwh]. en 460º a las de la escala Fahrenheit. Por lo tanto • Energía cinética: es la energía que posee un los puntos de fusión del hielo y de evaporación en las cuerpo debido a su movimiento. escalas equivalentes absolutas serán: • Energía potencial: es la energía debida a su Expresado en fórmulas: posición o configuración. • Energía interna: podemos elevar la temperatu- TK [Kelvin] = 273 + tC ra de un cuerpo, bien poniéndolo en contacto TR [Rankine] = 460 + tF con otro segundo cuerpo de temperatura más elevada, o realizando trabajo mecánico sobre él; por ejemplo, el aire comprimido por una En virtud de que las escalas, centígrada y bomba de bicicleta se calienta cuando empu- Fahrenheit se dividen en 100 y 180 divisiones respec- jamos el pistón hacia abajo, aunque también tivamente, el intervalo de temperatura correspon- podría calentarse colocándolo en un horno. Si diente a un grado centígrado es 180/100 o sea 9/5 analizáramos una muestra de este aire del intervalo de temperatura correspondiente a un caliente, sería imposible deducir si fue calen- grado Fahrenheit. tado por compresión o por flujo calorífico El punto cero de la escala Fahrenheit está eviden- procedente de un cuerpo más caliente. Esto temente 32F por debajo del punto de fusión del promueve la cuestión de si está justificado hielo. Se consideran negativas las temperaturas por hablar del calor de un cuerpo, puesto que el debajo del cero de cada escala. estado presente del cuerpo puede haberse Para convertir una temperatura expresada en una alcanzado suministrándole calor o haciendo escala en su valor correspondiente en la otra escala, trabajo sobre él. El término adecuado para recurrimos al siguiente razonamiento, a partir de un definir este estado es el de energía interna. La ejemplo: una temperatura de 15ºC es un valor situa- energía interna de un gas a baja presión puede do 15 unidades en esa escala por encima del punto identificarse con la suma de las energías de fusión del hielo. Puesto que ya vimos que una cinéticas de sus moléculas. Tenemos eviden- división en la escala centígrada equivale a 9/5 de cias exactas de que las energías de las división en la escala Fahrenheit, un intervalo de 15ºC moléculas y sus velocidades, sea el cuerpo corresponde a un intervalo de 15 x 9/5 = 27F y por sólido, líquido o gaseoso, aumentan al aumen- consiguiente esta temperatura se encuentra un inter- tar la temperatura. valo de 27F por encima del punto de fusión del hielo.
- 20. MANUAL DE BUENAS 20 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN Equivalente mecánico del calor: La energía en mayor parte de los fines la diferencia es lo bastante forma mecánica se mide en ergios, julios, kilo- pequeña para que pueda considerarse despreciable. grámetros, o libras-pie; la energía en forma térmica Es esencial aclarar la diferencia entre cantidad de se mide en caloría, kilocaloría o Btu. calor y temperatura. Estas expresiones suelen con- Se define la kilocaloría como 1/860 Kw-h, luego, fundirse en la vida ordinaria. Para ello, un ejemplo: por definición: Supuestos dos recipientes idénticos, montados 1 cal = 4,18605 julios sobre mecheros de gas idénticos, uno de ellos con 1 kilocaloría = 4186,05 julio = 427,1 kgm una pequeña y el otro con una gran cantidad de agua, ambos a la misma temperatura inicial, digamos 1 Btu = 778.26 libras-pie 20ºC; si los calentamos durante el mismo tiempo Trabajo: se lo representa por la letra [W], es el comprobaremos mediante termómetros, que la tem- resultado de aplicar una fuerza sobre un objeto y peratura de la pequeña cantidad de agua se habrá ele- obtener movimiento en el sentido de la fuerza aplicada. vado más que la de la gran cantidad. En este ejemplo Calor: se lo representa generalmente por la letra se ha suministrado la misma cantidad de calor a cada [Q]. Es una forma en que se manifiesta la energía. El recipiente de agua obteniéndose un incremento de calor, como la energía mecánica, es una cosa intan- temperatura distinto. Continuando el experimento, si gible, y una unidad de calor no es algo que pueda nos proponemos alcanzar una misma temperatura conservarse en un laboratorio de medidas. La canti- final, digamos 90ºC, es evidente que la alcanzaremos dad de calor que interviene en un proceso se mide más rápidamente en el recipiente con menor cantidad por algún cambio que acompaña a este proceso, y de agua, o lo que es igual, habremos necesitado una unidad de calor se define como el calor nece- menor cantidad de calor en este caso; o sea para un sario para producir alguna transformación tipo con- mismo rango de temperatura, las cantidades de calor venida. Citaremos tres de estas unidades: la caloría- necesarias han sido significativamente distintas. kilogramo, la caloría-gramo y la unidad térmica En términos termodinámicos se interpreta que el británica [Btu]. calor es la forma de energía que pasa de un cuerpo a • Una caloría-kilogramo o kilocaloría es la can- otro en virtud de una diferencia de temperatura entre tidad de calor que ha de suministrarse a un ellos. kilogramo de agua para elevar su temperatura en un grado centígrado Termodinámica • Una caloría-gramo es la cantidad de calor que La termodinámica estudia cuestiones eminente- ha de suministrarse a un gramo de agua para mente prácticas. Considera un sistema perfectamente elevar su temperatura en un grado centígrado. definido (el gas contenido en un cilindro, una canti- • Un Btu es la cantidad de calor que ha de sum- dad de determinada sustancia, por ejemplo vapor de inistrarse a una libra de agua para elevar su un gas refrigerante que se expande al pasar por un temperatura en un grado Fahrenheit. orificio, etc.), el cual es obligado a actuar directa- Evidentemente, 1 caloría-kilogramo = 1000 mente sobre el medio exterior y realizar, mediante la calorías-gramo generación de fuerzas que producen movimientos, Puesto que 1 libra = 0,454 kilogramos y 1F = una acción útil. No toma en consideración los pro- 5/9ºC, la Btu puede definirse como la cantidad de cesos internos de la materia que no afectan al medio calor que ha de suministrarse a 0,454 kg de agua circundante y que no tienen utilidad práctica o ser para elevar su temperatura en 5/9ºC, y equivale a: medidos, por ejemplo la acción intermolecular o 1 Btu = 0,454 kilogramos X 5/9ºC = 0,252 kcal. entre los electrones interactuando entre sí que solo originan trabajo interno. Por consiguiente, Primer principio de la termodinámica 1 Btu = 0,252 kcal = 252 cal Trabajo y calor en ciclo cerrado: si consideramos dos estados posibles [U1] y [U2] de energía interna de Relación cuyo valor es muy útil recordar para cál- una sustancia (un gas refrigerante), definidos por: una culos en el campo. presión, una temperatura y un volumen, p1, t1, v1 y Las unidades de calor definidas varían levemente p2, t2, v2; confinada en un sistema cerrado, com- con la temperatura inicial del agua. Se conviene ge- puesto de dos serpentines [A] y [B], separados por un neralmente utilizar el intervalo de temperatura entre compresor y un orificio de restricción del flujo, 14,5ºC y 15,5ºC en el sistema internacional SI y entre conectados a ambos de manera que la sustancia pase 63F y 64F en el sistema inglés de medidas. Para la del serpentín [A] al [B] por el compresor y del [B] al
- 21. CAPÍTULO III: REFRIGERACION 21 [A] por el orificio, cerrando un circuito; para que Esto significa que el serpentín que se emplea para haya un cambio desde uno de estos estados, [U1] al enfriar el gas (el condensador) debe manejar (entre- otro, [U2] hay que realizar un trabajo [W] sobre él, gar al medio externo de intercambio (aire o agua) la para lo cual empleamos el compresor, enviando la suma del trabajo realizado por el compresor, además sustancia hacia el serpentín [B], donde adopta la del calor extraído de la máquina frigorífica. condición de estado definida por p2, t2, v2. Poste- La búsqueda de la eficiencia es una meta princi- riormente se lo devuelve al estado inicial [U1], per- pal en refrigeración y para medirla definimos la mitiéndole perder presión hasta el valor inicial relación entre trabajo consumido [W] y calor extraí- haciéndole pasar por el orificio desde el serpentín [B] do [Q1], como: al serpentín [A], donde alcanza el estado definido Q1/W por p1, t1, v1. La expansión del gas produce un efec- to refrigerante que necesita absorber calor [Q]. Y como W = Q2 - Q1, la expresión para la efi- ciencia térmica queda: En el proceso descrito vemos que hemos pasado de una condición de estado a otra mediante el aporte de trabajo mecánico [W] y hemos vuelto a la condi- Q1 ción de estado primitiva, no por vía de trabajo Eficiencia = Q2 - Q1 mecánico, sino por absorción de calor [Q]. Se puede hacer la siguiente afirmación, expresa- da en forma matemática: El coeficiente de desempeño se usa para definir la eficiencia de un compresor. Se lo expresa como la U2 - U1 = Q - W relación entre la cantidad de calor que el compresor Despejando [Q]: puede absorber, bajo condiciones de funcionamiento Q = U2 - U1 + W normalizadas, y la potencia eléctrica suministrada a Conocida como la expresión del primer principio este para tal fin. Las unidades empleadas son: de la termodinámica: "La variación de la energía [Btu/Wh] o Kcah/kwh]. interna de una sustancia no depende de la manera A mayor capacidad de un compresor, aumenta en que se efectúe el cambio [la trayectoria del tra- este valor por cuanto los componentes intrínsecos bajo] por el cual se haya logrado esa variación". que consumen energía, tales como fricción, pérdidas Es el principio fundamental en que se basa la de carga, etc. son proporcionalmente menores, así, refrigeración y en la práctica significa que es imposi- en pequeños compresores empleados en refri- ble crear o destruir energía, también enunciado geración doméstica este valor es del orden de 4 ~ 5 como: "nada se pierde, nada se gana, todo se Btu/Wh, en tanto que en compresores de ma- transforma". yores capacidades, estos valores son típicamente de 10 ~12 Btu/Wh. Segundo principio de la termodinámica Calor específico: es numéricamente igual a la cantidad de calor que hay que suministrar a la unidad El segundo principio de la termodinámica de masa de una sustancia para incrementar su tem- establece que "es imposible construir un motor o peratura en un grado. Las sustancias difieren entre sí máquina térmica tal que, funcionando periódica- en la cantidad de calor necesaria para producir una mente, no produzca otro efecto que el de tomar elevación determinada de temperatura sobre una calor de un foco calorífico y convertir íntegramente masa dada. Si suministramos a un cuerpo una canti- este calor en trabajo". dad de calor, que llamaremos Q, que le produce una Aplicado a máquinas frigoríficas, las cuales elevación t de su temperatura, llamamos capaci- pueden ser consideradas como motores térmicos fun- dad calorífica de ese cuerpo a la relación Q/ t y se cionando en sentido inverso, podemos establecer un expresa ordinariamente en calorías por grado centí- enunciado aplicable a estas: "es imposible construir grado [cal/ºC] o en British Thermal Units por grado una máquina frigorífica que, funcionando periódica- Fahrenheit [Btu/F]. Para obtener una cifra que mente (según un ciclo), no produzca otro efecto caracterice a la sustancia de que está hecho un cuer- que transmitir calor de un cuerpo frío a otro caliente." po, se define la capacidad calorífica específica, o abre- Una máquina frigorífica toma calor [Q1] a baja viadamente calor específico, a la capacidad calorífi- temperatura, el compresor suministra trabajo mecáni- ca por unidad de masa de esa sustancia y lo deno- co [W] y la suma de ambos se expulsa al exterior en minamos c =capacidad calorífica/masa = Q/ t/m = forma de calor [Q2] a temperatura más alta. Q/ t.m Del primer principio, esto se expresa: El calor específico de una sustancia puede con- Q2 = Q1 + W siderarse constante a temperaturas ordinarias y en
- 22. MANUAL DE BUENAS 22 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN intervalos no demasiado grandes. A temperaturas los átomos en las moléculas es denominado muy bajas, próximas al cero absoluto, todos los calor latente y no se puede medir con ter- calores específicos disminuyen, y para ciertas sustan- mómetro. cias se aproximan a cero. • Entalpía: está identificada como una h y se Calor latente de vaporización: es el calor en expresa en BTU/libra, o Kcal/kg. Es el resulta- BTU [KCAL] requerido para llevar 1 libra [1 kilo- do de la suma de la energía interna U y el gramo] de un fluido, de estado líquido a gaseoso en calor equivalente al trabajo hecho sobre el sis- estado de saturación a presión constante. Este valor tema en caso de haber flujo. En estado esta- desciende inversamente con el cambio de presión. La cionario es igual al calor total contenido o Q. temperatura se mantiene constante durante todo el • Entropía: está identificada como S y se expre- proceso de cambio. sa en BTU/ºF*libra o Kcal/ºC*kg. El cambio de Calor latente de fusión: es el calor necesario en entropía es igual al cambio de contenido de BTU [KCAL] necesario para cambiar 1 libra [1kilo- calor dividido por la temperatura absoluta Tk. gramo] de una sustancia de estado sólido a líquido. La temperatura se mantiene constante durante el 7 Cambio de estado proceso. de los gases Los cambios termodinámicos de un estado a otro Energía térmica - Formas de transmisión tienen lugar de varias maneras, que se denominan La energía térmica se puede transmitir como procesos: calor de tres maneras: • Adiabático: es aquel en el cual no hay entra- Radiación: es la transmisión de energía cinética da ni salida de calor. El proceso de expansión interna en forma de emisión de ondas electromag- de un gas comprimido se entiende como adia- néticas de un cuerpo a otro (no necesita medio sóli- bático porque se efectúa muy rápido. do ni fluido). • Isotérmico: el cambio se efectúa a temperatu- Conducción: se efectúa en sólidos y se entiende ra constante durante todo el proceso. como la transferencia de energía cinética como • Isoentrópico: el cambio se efectúa a entropía vibración molecular. constante. Convección: es la transferencia de energía térmi- • Politrópico: el cambio se efectúa según una ca por el movimiento de masa. ecuación exponencial. Se han enunciado solamente algunos de los prin- cipios termodinámicos que los técnicos de refri- geración deben reconocer y aplicar en sus activi- 8 Gráfico de Mollier dades cotidianas; pero es necesario profundizar en su Todos los gases refrigerantes tienen tabuladas sus conocimiento y en el de todos los fenómenos físicos propiedades en función de la temperatura, presión y que se producen en un sistema de refrigeración. Se volumen. Además se han diseñado herramientas de recomienda que los técnicos adquieran estos ayuda para facilitar el entendimiento y cálculo del conocimientos en cursos especializados. comportamiento de ellos durante los cambios de estado o en cualquier condición que se encuentren. 6 Propiedades de los gases Para ello es necesario conocer la Presión o la temperatura si el gas está en cambio de fase, o conocer Para comprender bien un sistema de refrigeración presión y temperatura si es un gas sobrecalentado. es necesario conocer las propiedades fundamentales de los gases refrigerantes empleados. El gráfico de Mollier es una ayuda de gran valor tanto para calcular como para visualizar un proceso Las propiedades de presión, temperatura y volu- y o analizar un problema en cualquier equipo que se men se dan por conocidos. Otras propiedades ter- esté diagnosticando. modinámicas definidas son: Aquí es importante destacar que de la compara- • Energía interna: está identificada como U y se ción entre gráficos de distintos gases, permite apre- expresa como BTU/libra, o Kcal/kg. Es pro- ciar las diferencias de presiones y temperaturas de ducida por el movimiento y configuración de operación que se lograrán en un mismo sistema si se las moléculas, los átomos y las partículas suba- efectúa una sustitución de refrigerante y las conse- tómicas. La parte de energía producida por el cuencias en cuanto a seguridad, pérdida o ganancia movimiento de las moléculas es llamada energía de eficiencia y logro de la temperatura de trabajo sensible interna y se mide con el termómetro y deseada. la energía producida por la configuración de
- 23. CAPÍTULO III: 23 REFRIGERACION Gráfico de Mollier. 8.1 Análisis del gráfico La zona de vapor indica el paso de líquido a gas y ocurre a presión y temperatura constante, hasta que todo el fluido se haya evaporado. Por consiguiente, El gráfico tiene en su ordenada la presión abso- durante este proceso vemos que la cantidad de líqui- luta [en psia o en Kg/cm2 absolutos] a escala logarít- do va disminuyendo mientras que el vapor va aumen- mica y en la coordenada o abcisa, la entalpía en tando, cambiando solamente la entalpía. BTU/lbm o en Kcal/kgm a escala lineal. La línea derecha de la curva indica el fin de la Ahora bien, en este gráfico encontramos tres evaporación, se denomina línea de vapor saturado y zonas bien definidas: en este punto se inicia el proceso denominado de • Zona de líquido. recalentamiento y por lo tanto todo el gas es sobre- • Zona de vapor (o cambio de estado de líqui- calentado. Después de esa línea todo el fluido o do a gas en la ebullición). refrigerante poseerá otras condiciones que dependen • Zona de gas. de la temperatura y la presión. La línea izquierda de la curva indica el inicio de El punto de unión de las líneas de líquido saturado la evaporación y se denomina línea de líquido saturado. y de vapor saturado se denomina punto crítico y en En este punto se inicia la evaporación del líquido (en él, tanto la temperatura como la presión se denominan nuestro caso del refrigerante) y varía según la presión temperatura crítica y presión crítica respectiva- y la temperatura. mente. En este punto el refrigerante puede estar como líquido o como vapor y no tiene un valor
- 24. MANUAL DE BUENAS 24 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN determinado de calor latente de vaporización. Por Las líneas de volumen específico constante del encima de este punto el gas no pasa a fase liquida a gas refrigerante están indicadas en metros cúbicos pesar de la presión. por kilogramo del material [m3/kg] y están dibujadas El proceso de evaporación bajo las condiciones en la zona de gas sobrecalentado. Esta información de presión o temperatura predeterminada, es progre- nos permite conocer las características del gas en un sivo y un punto cualquiera de él identifica por- punto y en particular, en el ciclo de refrigeración, centualmente la cantidad de líquido convertido en para conocer el volumen o la masa manejados por el vapor y se define como calidad del vapor y en el grá- compresor. fico podemos leer la entalpía [h] que le corresponde, La breve descripción del gráfico de Mollier o sea la entalpía que el refrigerante tiene en ese [Figura IV-a] antes hecha se puede entender mejor punto. Esas líneas están dibujadas en la zona de con ejercicios de aplicación en cada caso particular, evaporación de arriba hacia abajo y naturalmente o con ejemplos, como veremos a continuación. están contenidas entre 0 (totalmente líquido) y 1 (totalmente vapor). La suma de puntos de calidad 1 corresponde a la línea de vapor saturado 8.2 Ciclo mecánico de Por fuera de la curva de vapor, las líneas de tem- refrigeración peratura constante están dibujadas casi verticalmente hacia arriba en la zona de líquido y casi vertical- En el gráfico siguiente se superponen un esquema mente hacia abajo en la zona de gas sobrecalentado. de un sistema de refrigeración y un gráfico de Mollier Las líneas de entropía [s] constante están dibu- para destacar la correlación que existe entre ambos jadas en la zona de gas sobrecalentado. En el caso de cuando se identifican los procesos que se llevan a un ciclo de refrigeración, representan el proceso de cabo en cada uno de los cuatro componentes princi- compresión del refrigerante, el cual sucede isoen- pales de un sistema de refrigeración con los puntos trópicamente. característicos que identifican cada uno de los pasos en el diagrama de Mollier. Diagrama de un ciclo básico de refrigeración.
- 25. CAPÍTULO III: REFRIGERACION 25 Debemos recordar que el objeto de un proceso de estado de líquido a gas, extrayendo dicho calor de los de refrigeración es extraer calor de los materiales: productos o del medio que se desea refrigerar. alimentos, bebidas, gases y de cualquier otro material El evaporador debe ser calculado para que que deseemos enfriar, valiéndonos de los principios garantice la evaporación total del refrigerante y pro- de la física como del conocimiento del ingenio humano ducir un ligero sobrecalentamiento del gas antes de sobre el comportamiento de los fluidos y materiales salir de él, evitando el peligroso efecto de entrada de desarrollados durante el avance de la tecnología. líquido al compresor, que puede observarse como Como su nombre, ciclo, lo indica, se trata de un presencia de escarcha en la succión, lo cual prácti- proceso cerrado en el cual no hay pérdida de materia camente representa una condición que tarde o tem- y todas las condiciones se repiten indefinidamente. prano provocará su falla. Dentro del ciclo de refrigeración y basado en la Cumpliendo el ciclo, el sistema se cierra nueva- presión de operación se puede dividir el sistema en mente al succionar el refrigerante el compresor en dos partes: condiciones de gas sobrecalentado. • Lado de alta presión: parte del sistema que esta bajo la presión del condensador. 8.2.3 Otros dispositivos • Lado de baja presión: parte del sistema que esta bajo la presión del evaporador. Adicionalmente, usualmente se insertan a ambos El proceso básico del ciclo consta de cuatro lados de presión (alta/Baja) en el sistema, con fines elementos. de seguridad y de control, varios dispositivos como son: 8.2.1 Lado de alta presión Filtro secador: su propósito es retener la humedad residual contenida en el refrigerante y al mismo tiempo filtrar las partículas sólidas tanto de Compresor: (1-2) comprime el refrigerante en metales como cualquier otro material que circule en forma de gas sobrecalentado. Este es un proceso a el sistema. Normalmente se coloca después del con- entropía constante y lleva el gas sobrecalentado de la densador y antes de la entrada del sistema de expan- presión de succión (ligeramente por debajo de la pre- sión del líquido. La selección del tamaño adecuado sión de evaporación) a la presión de condensación, es importante para que retenga toda la humedad en condiciones de gas sobrecalentado. remanente, después de una buena limpieza y Condensador: (3-4) extrae el calor del refriger- evacuación del sistema. ante por medios naturales o artificiales (forzado). El Visor de líquido: su propósito es el de supervisar refrigerante es recibido por el condensador en forma el estado del refrigerante (líquido) antes de entrar al de gas y es enfriado al pasar por los tubos hasta con- dispositivo de expansión. Al mismo tiempo permite vertir toda la masa refrigerante en líquido; su diseño ver el grado de sequedad del refrigerante. debe garantizar el cumplimiento de este proce- so, de lo contrario se presentarán problemas de Separador de aceite: como su nombre lo indica, funcionamiento. retiene el exceso de aceite que es bombeado por el compresor con el gas como consecuencia de su mis- Para condensadores enfriados por aire, puede cibilidad y desde allí lo retorna al compresor direc- decirse que la temperatura del refrigerante en un tamente, sin que circule por el resto del circuito de condensador debe estar 15K por encima de la tem- refrigeración. Solo se lo emplea en sistemas de peratura promedio del aire alrededor de este (tem- ciertas dimensiones. peratura del condensador = temperatura ambiente + 15ºC). Existen otros dispositivos que han sido desarrollados para mejorar la eficiencia del ciclo de refrigeración, Dispositivo de expansión: (5-6) es el elemento tanto en la capacidad de enfriamiento (subenfriamiento), que estrangula el flujo del líquido refrigerante para como en el funcionamiento (control de ecualización); producir una caída súbita de presión obligando al o para proteger el compresor como es el caso de los líquido a entrar en evaporación. Puede ser una válvu- presostatos de alta y baja que bloquean el arranque la de expansión o un tubo de diámetro muy pequeño del compresor bajo condiciones de presiones en en relación a su longitud [capilar]. exceso o en defecto del rango permitido de operación segura, e impiden que el compresor trabaje en sobrecar- 8.2.2 Lado de baja presión ga o en vacío y los filtros de limpieza colocados en la línea de succión del compresor en aquellos casos en Evaporador: (6-7) suministra calor al vapor del que se sospeche que el sistema pueda tener vestigios refrigerante que se encuentra en condiciones de cambio no detectados de contaminantes.
- 26. MANUAL DE BUENAS 26 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN 8.3 Relación entre el ciclo constante. Este sobrecalentamiento nos permite ase- de refrigeración gurar que el refrigerante será aspirado siempre como mecánica y el gráfico gas. Esta parte del sistema es lo que se conoce como lado de baja presión del sistema. de Mollier En ocasiones se aprovecha la baja temperatura, a través de una disposición de las tuberías de retorno Es importante recordar que el gráfico de Mollier de gas al compresor y el dispositivo de expansión (en indica en el eje horizontal (o abcisa) la variación de la caso de que este sea un tubo capilar), dispuestas en entalpía y en el eje vertical (u ordenada), la variación contacto directo, en forma de intercambiador de de la presión absoluta. En el ciclo de refrigeración calor, para subenfriar el refrigerante después de la sali- ilustrado se ha presentado al mismo tiempo el ciclo da del condensador, permitiendo ganar rendimiento del teórico y el ciclo real. Allí, al analizar con atención evaporador equivalente al segmento [4-5]. podemos observar y visualizar todos los pasos que Adicionalmente, el profesional que analiza el dia- ocurren dentro del sistema de refrigeración, así: grama de Mollier podrá calcular para cualquier ciclo Arrancamos el proceso desde el punto 1 represen- diseñado, la cantidad de calor que debe ser manejado en tado en la figura. Involucra el proceso [1-2] corres- él y seleccionar el equipamiento necesario (compresor, pondiente al trabajo introducido por el compresor condensador, válvula de expansión, evaporador) según que lleva el gas del punto 1 al 2 transcurriendo a la masa de refrigerante a circular por el sistema. entropía constante. El refrigerante sale en forma de gas sobrecalentado y va perdiendo calor rápidamente (de 2 a 3), a presión aproximadamente constante. 8.4 Herramientas Luego dentro del condensador, bien sea por medios computacionales para naturales (convección natural) o por ventilación forza- el cálculo de sistemas da, se extrae el calor del refrigerante (de 3 a 4), proce- de refrigeración so que transcurre a presión y temperatura constantes. Allí, el refrigerante pasa de ser vapor saturado seco (gas), en el punto 3, a líquido o vapor saturado húme- Se recomienda a los profesionales de la refri- do en el punto 4 y aproximadamente una vuelta antes geración que aún no estén familiarizados con la de la salida del condensador. En la última parte del navegación en Internet, que adquieran las habili- condensador, que corresponde al segmento [4-5], el dades necesarias para hacerlo, pues en Internet se refrigerante en forma de líquido experimenta un enfria- publican informaciones valiosas que deben ser miento adicional (tendiendo a la temperatura am- tenidas en cuenta para mejorar los procedimientos biente) y menor que la temperatura de condensación; empleados en servicios y se obtiene información denominando a esta parte zona de subenfriamiento. actualizada sobre las características y principios de Los procesos descriptos hasta ahora están dentro de lo funcionamiento de gran cantidad de dispositivos y sis- que se definió como lado de alta presión del sistema. temas que pueden serle de valiosa ayuda en su trabajo. Luego de estar en el punto [5], se inicia una caída Debido a la complejidad de los cálculos para un súbita de presión que ocurre en el dispositivo de sistema de refrigeración o para el acondicionamiento expansión, correspondiendo a los puntos [5-6]. Este de ambientes, aunado a la tendencia y necesidad de es un proceso adiabático, es decir que sucede a orden mundial cada vez mayor, de ser eficientes entalpía constante. Podemos observar que la salida energéticamente hablando, se han desarrollado un del vapor en el punto 6 no corresponde con la línea gran número de herramientas computacionales (soft- de líquido saturado sino que se presenta como una ware) para la asistencia en el diseño de estos sistemas. mezcla de vapor con baja calidad (Baja sequedad). La Universidad Técnica de Dinamarca, por En ese punto se inicia el recorrido del vapor por el ejemplo, ha desarrollado un programa de cálculo de evaporador entre los puntos 6 y 7, tomando el calor sistemas de refrigeración que cubre diversos aspectos que necesita para completar la evaporación a presión de diseño y aplicaciones, de libre acceso, que resul- y temperatura constantes y es en este proceso cuan- ta ser una herramienta de gran utilidad para explicar do se realiza el efecto de refrigeración, o lo que es los diversos fenómenos que se llevan a cabo en un igual el enfriamiento de las superficies que están en sistema de refrigeración. También resulta de utilidad contacto con el evaporador. Antes de salir del práctica como guía para el cálculo efectivo de sis- evaporador (algunas vueltas) el refrigerante ha llega- temas y la toma de decisiones en el diseño. El idioma do a condiciones de saturado seco (gas) en 7 y sigue empleado es el inglés. La dirección de Internet [URL] calentándose hasta llegar a la succión del compresor en la WWW [World Wide Web] es: de 7 a 1, nuevamente a presión aproximadamente http://www.et.web.mek.dtu.dk/Coolpack/UK/download.html
- 27. CAPÍTULO IV: GASES 27 REFRIGERANTES CAPÍTULO IV GASES REFRIGERANTES Los refrigerantes son los fluidos de transporte que R11 [CFC11], (punto de evaporación 23,8ºC), conducen la energía calorífica desde el nivel a baja empleado en chillers centrífugos y como agente temperatura [evaporador] al nivel a alta temperatura espumante. SAO, cuya producción y empleo está [condensador], donde pueden ceder su calor. actualmente siendo eliminado progresivamente. Los atributos que deben considerarse en los sis- R12 [CFC12], (punto de evaporación - 29,8ºC), temas de compresión de vapor son: se le ha empleado desde su desarrollo en una amplia • El punto de ebullición normal. variedad de sistemas de refrigeración y A/A; conoci- do como: Forane 12, Isotrón 12, Genetrón 12, Freón • El punto de condensación normal. 12 o simplemente refrigerante F12; SAO, cuya pro- Ambos deben encontrarse a temperaturas y pre- ducción y empleo está actualmente siendo eliminado siones manejables y seguras para reducir los riesgos progresivamente. de entrada de aire al sistema. R22 [HCFC22], (punto de evaporación -40,8ºC), Adicionalmente, el punto crítico debe ser lo más empleado en A/A residencial. Si bien su PAO es alto posible para hacer más eficiente el proceso de menor que el de los CFC, su producción y empleo evaporación. comenzará a reducirse a partir de 2016 y eliminada Las propiedades térmicas deseadas en los después de 2040. refrigerantes son: R502 [mezcla azeotrópica de R22 (48,8%) y • Presiones convenientes de evaporación y R115 (51,2%), (punto de evaporación -45,4ºC), condensación, empleado en refrigeración industrial de baja tempe- • Alta temperatura crítica y baja temperatura de ratura. Ya casi no se lo utiliza debido a su escasez. congelamiento, Ha sido sustituido por otras mezclas con menor PAO. • Alto calor latente de evaporación y alto calor R717 [NH3], amoníaco, (punto de evaporación - específico del vapor, 33ºC) se ha usado desde un principio en una amplia • Baja viscosidad y alta conductividad térmica gama de aparatos y sistemas de refrigeración y de la película. recientemente se le sigue empleando en grandes instalaciones industriales y comerciales. Es tóxico, de Otras propiedades deseables son: acción corrosiva sobre las partes de cobre, zinc o • Bajo costo. sellos que contengan estos metales; tiene elevado • Químicamente inerte bajo las condiciones de calor latente de evaporación, y relación de presión- operación. volumen específico, convenientes. • Químicamente inerte con los materiales con R744, [CO2] dióxido de carbono, (punto de evap- que esté construido el sistema de refrigeración. oración -78.5ºC) fue usado mucho tiempo como • Bajo riesgo de explosión solo o al contacto refrigerante seguro; la exposición en recintos cerra- con el aire. dos no es peligrosa a bajas concentraciones, pero • Baja toxicidad y potencial de provocar tiene el inconveniente de requerir elevadas pre- irritación. siones. • Debe ser compatible y parcialmente miscible R764, [SO2] dióxido de azufre, (punto de evapo- con el aceite utilizado en el sistema. ración -10ºC) sólo se usó en pequeños equipos de refrigeración. Es muy irritante y corrosivo y su uso en • Las fugas deben ser detectadas fácilmente. grandes instalaciones resulta peligroso. Por tal razón • No debe atacar el medio ambiente ni actuar su uso fue discontinuado. como agente catalizador que deteriore el R40, [CH3Cl] cloruro de metilo, también conoci- equilibrio ecológico. do como clorometano o monoclorometano, (punto de evaporación -23.8ºC) fue usado en unidades de 1 Refrigerantes aire acondicionado pequeñas y medianas. Es alta- históricamente más mente inflamable (temperatura de ignición 632ºC), comunes de uso altamente peligroso, anestésico en concentra- ciones del 5 al 10% por volumen y fue reemplazado por los CFC y HCFC. Pequeñas cantidades de Los refrigerantes más comunes, empleados humedad en el sistema producen congelamiento en tradicionalmente en refrigeración se mencionan a la válvula de expansión. continuación:
- 28. MANUAL DE BUENAS 28 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN 2 Tipo de gases refrigerantes Los refrigerantes halogenados más comunes son y nomenclatura clorofluorocarbonos, hidroclorofluorocarbonos e hidrofluorocarbonos. 2.1 Refrigerantes halogenados 2.1.1 Clorofluorocarbonos [CFC] Llamados así por contener en su estructura molecular átomos de cloro, flúor o ambos. R12 (CFC12), nomenclatura científica: diclorodi- Sustituyeron a la mayor parte de los refrigerantes, fluorometano [CFl2Cl2], fue sintetizado en 1928 por tales como el amoníaco [NH3], el anhídrido carbóni- científicos de una transnacional automotriz iniciando co [CO2], El dióxido de azufre [SO2], el cloruro de su producción en 1936. Fue ampliamente utilizado metilo [ClCH3], el dicloroetano [C2H4Cl2], cuando en casi todos los equipos de refrigeración doméstica su aplicación cumplía los requerimientos del diseño y aire acondicionado de vehículos. Aún es muy po- del equipo, tanto en temperaturas como presiones. pular en los servicios de reparación y justamente por Son químicamente estables, de baja toxicidad, lo extensivo de su empleo, los instructores y técnicos con características térmicas muy buenas y hasta los deben cerciorarse de que los participantes en los años 70 fueron considerados ideales para la refri- talleres de capacitación sobre BPR asimilen los geración; cuando las investigaciones sobre el daño conocimientos necesarios para evitar descargar vo- a la capa de ozono, los hicieron sospechosos de luntariamente al aire los refrigerantes puros o conta- participar en el proceso de degradación del ozono minados de los equipos en servicio o mantenimiento. estratosférico que protege al planeta contra la Su Potencial de Agotamiento del Ozono [PAO] radiación UV B proveniente del sol. Hoy en día esas es igual a 1 para el Protocolo de Montreal, valor igual hipótesis han sido científicamente comprobadas. al del CFC11, que fuera establecido como referencia Son derivados halogenados de los hidrocarburos, para la medición relativa de todas las SAO. Otras muy estables a nivel troposférico, pero que se entidades consideran que el valor es 0,82. descomponen en la estratosfera como resultado de la Otros CFC, igualmente importantes por su uso en acción combinada de la baja temperatura y la la industria son: CFC11, CFC113, CFC114, CFC115; radiación ultravioleta (especialmente en el casquete todos ellos con elevado PAO (entre 0.8 y 1), con ca- polar antártico). Dada la importancia de su rol, a par- racterísticas de Vida Media Atmosférica [VMA] tan tir de su invención (década de 1930) en el avance de alta como 50 años de permanencia para el CFC11, la industria de la refrigeración y hasta nuestros días, 102 años para el CFC12 y 85 años para el CFC113. nos detendremos a analizar cuidadosamente su Estos gases han sido utilizados como espumantes, influencia tanto en la industria como en el ambiente. propelentes de aerosoles, limpiadores en electricidad Los refrigerantes basados en hidrocarburos halo- y otras muchas aplicaciones. genados se designan con una letra "R" seguida de tres números que indican: 2.1.2 Hidroclorofluorocarbonos " El primero, el número de átomos de carbono [HCFC] menos 1. " El segundo, el número de átomos de R22 (HCFC22), nomenclatura científica: mono- hidrógeno más 1. clorodifluorometano [CHClFl2], Se comenzó a fa- " El tercero, el número de átomos de fluor. bricar en 1936, tiene un potencial de destrucción del Ejemplo: Refrigerante R134a - FORMULA QUÍMICA: ozono [PAO] de 0,055. Es utilizado en sustitución C2H2F4 del amoníaco, especialmente en aire acondicionado y refrigeración comercial. R > Refrigerante. Su bajo PAO, 18 veces menor al CFC12 y seis 1 > Número de átomos de carbono [C2] menos 1. veces menor al R502 (0,32), ha hecho que se le con- (En el ejemplo: 2 átomos de carbono [C2] - 1 = 1). sidere para sustituirlos en ocasiones cuando sea posi- 3 > Número de átomos de hidrógeno [H2] más 1. ble su aplicación como refrigerante de transición, pero también dejará de fabricarse a partir del 1º de (En el ejemplo: 2 átomos de hidrógeno [H2] + 1 = 1). enero de 2014 en la Unión Europea y el 1º de enero 4 > Número de átomos de fluor [F4]. de 2040 en los países firmantes del Protocolo de a > Isómero del 134 (disposición de los átomos Montreal amparados en el Artículo 5. diferente).
- 29. CAPÍTULO IV: GASES 29 REFRIGERANTES HCFC123 fue considerado sustituto ideal del El R502 es una mezcla azeotrópica de HCFC22 CFC11 en refrigeración (enfriadores), pero las carac- (48.8%) y CFC115 (51.1%). Ideal para bajas tempe- terísticas de alta toxicidad lo han relegado a aplica- raturas (túneles de congelamiento, cámaras frigorífi- ciones de aire acondicionado central (compresores cas y transporte de sustancias congeladas). Posee centrífugos). cualidades superiores al HCFC22 para ese rango de trabajo. Posee un PAO de 0,32 pero tiene más eleva- do potencial de calentamiento global (PCG) igual a 2.2 Mezclas (5,1). La dificultad para conseguir CFC115 ha dificul- tado su producción y facilitado la introducción de Pueden contener dos o más refrigerantes y mezclas sustitutivas, de entre las cuales la más adop- pueden ser zeotrópicas o azeotrópicas. tada hasta ahora ha sido R404A. 2.2.1 Mezclas zeotrópicas 2.3 Hidrocarburos y compuestos inorgánicos Se identifican por un número de tres cifras que comienza con la cifra "4", seguido de una letra para Basados en hidrocarburos saturados o insaturados, diferenciar diversas proporciones de mezcla de las los cuales pueden ser usados como refrigerantes solos mismas sustancias químicas, como por ejemplo: o en mezclas. Ejemplo: etano, propano, isobutano, R401A, R401B. propileno y sustancias inorgánicas naturales. Están formadas por dos o más sustancias simples Las sustancias inorgánicas naturales han sido o puras, que al mezclarse en las cantidades conocidas y su utilización se redujo con la aparición preestablecidas generan una nueva sustancia la cual de las sustancias halogenadas. tiene temperaturas de ebullición y condensación va- riables. Para estas mezclas se definen el punto de burbuja como la temperatura a la cual se inicia la 2.3.1 Hidrocarburos (HC) evaporación y el punto de rocío como la temperatura a la cual se inicia la condensación. También se Fueron usados por décadas como refrigerantes en requieren definir otras características como el grandes plantas industriales (refinerías de petróleo, Fraccionamiento, que es el cambio en la composi- petroquímica) así como en pequeños sistemas de ción de la mezcla cuando ésta cambia de líquido a baja temperatura. Son compatibles con el cobre y los vapor (evaporación) o de vapor a líquido (conden- aceites minerales, tienen buenas propiedades como sación), y el deslizamiento de la temperatura, que refrigerantes y algunos son excelentes alternativas es el cambio de temperatura durante la evaporación para sustituir el CFC12 y el HFC134a. Su impacto debido al fraccionamiento de la mezcla. Estas mez- ambiental es casi nulo comparado con los CFC, los clas aceptan lubricantes minerales, Alquilbenceno o HCFC y los HFC. polioléster, según los casos, facilitando enormemente El servicio de mantenimiento no difiere mucho el retrofit; ejemplos: R404A, R407A, R407B, R407C, del practicado con el CFC12 o el HCFC22; salvo el R410A, R410B. riesgo de inflamabilidad. Los técnicos de servicio Las mezclas zeotrópicas deben ser cargadas en de mantenimiento y reparación con hidrocarburos su fase de líquido en razón de la tendencia de frac- deben ser capacitados especialmente. El diseño y cionamiento en estado de reposo. Cuando se construcción de los equipos para manejar hidrocar- requiere cargar en estado de vapor, debe recurrirse a buros debe considerar y aplicar todas las normas de emplear un dispositivo intermedio de trasvase. seguridad emitidas para tal propósito. Propiedades de los hidrocarburos: comparados 2.2.2 Mezclas azeotrópicas con los halocarburos (CFC, HCFC y HFC), los hidro- carburos usados como refrigerantes se distinguen por las siguientes características: Se identifican por un número de tres cifras que comienza con la cifra "5", como por ejemplo: R502, • Calor latente de vaporización mayor. R500, R503. Están formadas por dos o más sustan- • Densidad menor. (un sistema que original- cias simples o puras que tienen un punto de ebulli- mente empleara CFC12 usaría el mismo volu- ción constante y se comportan como una sustancia men de una mezcla 50/50(% en volumen) de pura (ver cuadro de refrigerantes), logrando con ellas isobutano/propano, pero sólo pesaría el 41% características distintas de las sustancias que las de la carga de CFC12. componen, pero mejores.
- 30. MANUAL DE BUENAS 30 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN • Inflamabilidad: los hidrocarburos son infla- El deslizamiento (diferencia de temperatura entre mables mezclados con aire, cuando la propor- el inicio de la evaporación y el fin), es de aproxi- ción está dentro de ciertos límites de inflama- madamente 8ºC, generando una formación no uni- bilidad inferior [LFL (Lower Flamability forme de hielo en el evaporador. Level)], y superior [UFL (Upper Flamability Debemos recordar que esta mezcla es más densa Level)]. Esa proporción varía para cada hidro- que el aire, lo cual obliga a ventilar cuidadosamente carburo o para cada mezcla de hidrocarburos. los espacios cerrados o sótanos donde se opere con Un 1,93% de la mezcla de isobutano/propano esta. Además se requiere usar guantes y anteojos en en el aire [LFL] es equivalente a 35 gr/m3, en el proceso de manipuleo para evitar quemaduras tanto que un 9.1% en el aire [UFL] es equiva- (Temperatura de evaporación= -31,5ºC). lente a 165 g/m3. Propano [R290], tiene capacidad volumétrica Por seguridad no debería excederse un límite superior al CFC12, lo cual requiere redimensionar el práctico de 8 gr de mezcla 50/50 de compresor, y trabaja a presiones superiores, lo cual isobutano/propano por metro cúbico de aire, en un incrementa el riesgo de fugas; por lo tanto no es un espacio o habitación cerrados. El gas que se fuga sustituto del CFC12, aunque sí del HCFC22. tiende a acumularse a bajo nivel (por densidad). El uso de hidrocarburos como sustancias refri- Para iniciar la combustión se necesita una fuente gerantes requiere de una preparación mental enfo- de ignición: llama, chispa o electricidad estática. Es cada en la prevención de situaciones de riesgo, que improbable que la combustión ocurra en un sistema muchas veces escapan a la simple observación visual y cerrado o hermético porque no existe la proporción requieren de una investigación de condiciones del necesaria HC/aire. Para que se cree una situación de entorno que puedan convertirse en detonantes de riesgo debe producirse una fuga de refrigerante a la una situación catastrófica por imprevisión. Por lo atmósfera de tal magnitud que alcance o sobrepase el demás, las técnicas de servicio no difieren de las nivel del límite inferior de inflamabilidad [LFL] y que empleadas con gases no inflamables, con excepción esté presente una fuente de ignición. del énfasis que es necesario hacer en la prevención Pureza de los HC como refrigerantes: deben ser de situaciones de riesgo de ignición de la sustancia de alta pureza, con bajos niveles de contaminantes, que pueda liberarse inadvertidamente. La combi- muy baja humedad y estar desodorizados. nación del uso de gases inflamables en sistemas con- Si la humedad presente en un sistema de refri- trolados con circuitos eléctricos en el mismo equipo, geración satura el filtro secador se acelera la produc- incrementa notablemente las probabilidades de acci- ción de ácidos conduciendo al llamado baño metáli- dentes de trabajo con consecuencias serias, no solo co en el compresor, en tanto que la presencia de para el técnico sino para otras personas en el odorizantes ataca el bobinado del motor del compresor. entorno, además de los daños materiales que puedan generarse. Lo anterior indica que sólo debe usarse HC refrigerante especialmente identificado y aprobado Considerando lo dicho anteriormente, en Venezuela para tales propósitos. no estamos aún preparados para entrar en la etapa de utilización de hidrocarburos como refrigerantes. Sí debemos tomar conciencia de las diferencias y Especificaciones de un HC comenzar desde ya a preparar nuestras mentes para para ser usado como refrigerante. asumir el reto del cambio a mediano plazo. PARÁMETRO VALOR Mientras no se introduzcan en el mercado equipos diseñados en base a estos refrigerantes y no Grado de pureza Superior al 99,5% haya disponibilidad de hidrocarburos aprobados para Contenido de agua Máximo 10 ppm su uso como refrigerantes (grado de pureza y ausen- Contenido de otros hidrocarburos Máximo 5000 ppm cia de contaminantes que cumplan con las normas Impurezas cloradas y fluoradas No debe contener para estos productos), no es una opción experimen- tar con hidrocarburos comerciales (destinados al empleo en cocinas domésticas y otras aplicaciones La mezcla 50/50 de Propano e Isobutano, es una donde estos productos son empleados como com- mezcla zeotrópica, tiene condiciones operativas bustible) pues estos no cumplen las exigencias de equivalentes al CFC12, con presión de condensación calidad necesarias para su empleo en refrigeración y menor y un coeficiente de desempeño [COP] supe- los equipos de refrigeración existentes en el mercado rior en 10%. El compresor es el mismo con pocos no han sido construidos con los recaudos necesarios pero fundamentales cambios en los componentes para prevenir una situación de riesgo implícita en el eléctricos, por razones de seguridad. uso de refrigerantes inflamables.
- 31. CAPÍTULO IV: GASES 31 REFRIGERANTES Características comparativas de algunos HC vs. CFC12 Y HFC134a. CFC HFC Isobutano Mezcla 50/50 Propano PARÁMETROS R12 R134a R600a Isobutano /Propano R290 Presión relativa de evaporación [Bar] 0,8 0,6 -0,1 0,65 1,9 (psig) (11,6) (8,7) (-1,5) (9,43) (27,5) Presión relativa de condensación [Bar] 11,9 12,9 6,8 11,1 18,5 (psig) (173) (187) (99) (161) (268) Relación de presiones 7,2 8,7 8,7 7,3 6,4 Coeficiente de desempeño (COP) comparado con CFC-12 [Ref.] Ref. Inferior Igual Superior Igual Capacidad volumétrica comparada con CFC-12 [Ref.] Ref. Igual Inferior Igual Muy superior Temperatura de descarga ºC 77 72 58 63 74 Temperatura de ebullición ºC -29,8 -15,1 -12 -31,5 -42 2.3.2 Compuestos otras palabras, la temperatura del punto triple deter- inorgánicos mina la temperatura límite más baja para cualquier proceso posible de transferencia de calor basado en evaporación o condensación. En el otro extremo de Incluyen gases simples como el oxígeno [O2], la curva de presión de vapor el punto crítico marca el nitrógeno [N2], y compuestos inorgánicos como el límite superior para los procesos de transferencia de anhídrido carbónico o dióxido de carbono [CO2] calor. A temperaturas por encima de la temperatura R744, agua [H2O], amoníaco [NH3] R717, y otros. crítica, todos los procesos de transferencia de calor serán procesos dentro de una misma fase. El término Anhídrido carbónico [CO2], R744 crítico no es empleado en el sentido de definición de "peligroso" o "serio". Su uso indica una condición Es el refrigerante natural más económico, siendo límite, a partir de la cual la distinción entre líquido y al mismo tiempo seguro por ser: inodoro, no inflamable, vapor se torna difícil. no tóxico, químicamente estable y no tener efecto sobre la capa de ozono. Sus características termo- dinámicas hacen que se lo considere un refrigerante con un coeficiente de desempeño bueno. La baja temperatura de evaporación (-78,5ºC), permite alcanzar temperaturas de congelamiento 10ºC menos que las normalmente usadas. Además, tiene un rendimiento volumétrico mucho mayor que el amoníaco, permitiendo tuberías, condensadores y evaporadores de menor tamaño. Las principales desventajas consisten en que los sistemas deben ser diseñados para alta presión, con accesorios y equipos de control que prevengan el aumento de la presión cuando el sistema se encuen- tre en reposo. Si observamos el gráfico de cambios de fase para el R744, observamos las tres fases: sólido, líquido y Diagrama de cambios de fase del CO2 [R744]. vapor. Los límites entre ellas representan los proce- sos de cambio de fase: evaporación y condensación La terminación de la curva de presión de vapor en para el límite entre las fases líquido y vapor (curva el punto crítico significa que a temperaturas y pre- de presión de vapor). El punto triple representa la siones por encima de las que determinan este punto condición en que las tres fases pueden coexistir en no se puede distinguir claramente entre lo que se equilibrio. A temperaturas por debajo de la tempe- define como líquido o vapor. Por lo tanto, existe una ratura del punto triple, no puede existir líquido. En región que se extiende indefinidamente hacia arriba
- 32. MANUAL DE BUENAS 32 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN e indefinidamente hacia la derecha del punto crítico pueda ser empleado como un refrigerante en aplica- que es llamada la región de fluido. En el gráfico se ciones que intercambian calor con el ambiente a ha caracterizado a esta región entre dos líneas pun- temperaturas por encima de 20ºC. El anhídrido car- teadas que no representan transiciones de fase, sino bónico puede ser empleado como refrigerante en que separan el fluido supercrítico de lo que común- estas aplicaciones, solo que el proceso de intercam- mente conocemos como vapor o líquido. bio térmico en estas aplicaciones no puede depender Todas las sustancias poseen un punto triple y un del proceso de condensación. punto crítico, pero para la mayoría de las sustancias En estas aplicaciones habrán dos ciclos de refri- empleadas como refrigerantes, estos puntos se pre- geración en el proceso: uno, en el que las presiones sentan para condiciones que normalmente se presen- en todas las etapas se mantendrán por debajo de la tan fuera de la zona de aplicación. En la siguiente presión crítica y otro, donde las presiones durante el tabla se comparan las presiones y temperaturas críti- proceso de transferencia térmica se mantendrán por cas de algunos refrigerantes comunes. encima de la presión crítica. Puesto que las presiones en todas las fases del primer ciclo están por debajo de la presión crítica, nos referimos a este como "pro- Propiedades críticas de algunos refrigerantes. ceso de ciclo subcrítico". Cuando partes del proceso cíclico se llevan a cabo a presiones por encima del Refrigerante Presión crítica Temperatura crítica punto crítico y otras partes se efectúan por debajo de [bar] [ºC] este, nos referimos a este como "proceso de ciclo R22 49,9 96,7 transcrítico". En el proceso de ciclo transcrítico la R134a 40,6 101,1 transferencia de calor se efectúa a presiones y tem- R404A 37,3 72,0 peraturas por encima del punto crítico. R410A 49,0 71,4 La terminología empleada para los procesos y los R600a 36,4 134,7 componentes son casi idénticos para los dos ciclos R717 (amoníaco) 113,3 132,3 R744 (anhídrido de proceso para las partes que intervienen en el pro- carbónico) 73,8 31,0 ceso de transferencia térmica. En el proceso de ciclo transcrítico, el intercambio térmico se denomina enfriamiento del gas "gas cooling" y consecuente- Los refrigerantes normalmente tienen tempera- mente el intercambiador de calor empleado es turas críticas por encima de 90ºC, pero hemos selec- denominado enfriador de gas "gas cooler". cionado algunos en la tabla (R404A y R410A y el Los compresores son sustancialmente diferentes R744) cuyas temperaturas críticas están por debajo pues deben efectuar la compresión en dos etapas en de ese valor. cascada debido a que la diferencia de presión es muy Para el R134a la temperatura crítica es 101,1ºC. grande para una sola etapa. Esto significa que para este gas los procesos de inter- Estos compresores están en la etapa de desarrollo cambio térmico por condensación pueden alcanzar avanzado llevados a cabo por algunos fabricantes, esa temperatura, la cual es suficientemente alta para con la intención de disponer de productos comer- los procesos de intercambio térmico con el aire a ciales antes de 2007. temperatura ambiente en la casi totalidad de sus Actualmente se desarrollan proyectos basados en aplicaciones. equipos de refrigeración en base a CO2, con el obje- Para el R744 la temperatura crítica es de solo tivo de sustituir al HFC 134a. Estos sistemas serán 31,0ºC. Esto quiere decir que los procesos de inter- más pequeños y más eficientes pero a la vez mucho cambio térmico por condensación solo pueden más complejos por las altas presiones que deberán establecerse a temperaturas por debajo de esta, la manejarse. cual es mucho más baja que lo necesario para inter- Grandes corporaciones multinacionales ya han cambiar calor con el aire a temperatura ambiente en asumido compromisos, al máximo nivel corporativo, muchas aplicaciones de refrigeración. Considerando para sustituir sus equipos comerciales de conser- la diferencia de temperatura [?t] necesaria en un vación refrigeración y congelación, que actualmente intercambiador de calor, un valor práctico para el operan con R134a, con sistemas desarrollados para límite superior de un proceso de intercambio de el empleo de CO2 a nivel mundial, para 2007. calor basado en condensación para R744 debe fijarse con temperatura ambiente de alrededor de 20ºC. La industria automotriz, también presionada por la necesidad de reducir su aporte a los gases de Para muchas aplicaciones de refrigeración la tem- efecto invernadero, llevan por lo menos 10 años peratura ambiente está por encima de este valor prác- desarrollando sistemas de aire acondicionado tico. Sin embargo, ello no significa que el CO2 no
- 33. CAPÍTULO IV: GASES 33 REFRIGERANTES automotriz empleando CO2, con el mismo objetivo La disolución de amoníaco en agua o las solu- en términos de tiempo. ciones acuosas de amoníaco tiene una reacción Puede estimarse que el CO2 tiene grandes posibili- exotérmica (riesgos de quemaduras en los ojos en dades de ser el refrigerante de selección de la industria medio contaminado por él). para aplicaciones comerciales e industriales de capaci- El valor límite de exposición para el hombre es de dad intermedia y aire acondicionado automotriz. 25 ppm, su olor es muy irritante y en altas concen- traciones provoca dificultades respiratorias y ahogo, siendo mortal en concentraciones de 30.000 ppm. Amoniaco [NH3], R717 Este refrigerante puede ser utilizado por el sistema Es utilizado en grandes instalaciones industriales convencional de compresión mecánica, para lo cual y comerciales. Es económico, posee alto calor latente se requiere diseñar y construir las partes del equipo de evaporación y relación presión-volumen específi- con los materiales apropiados que no tengan cobre o co conveniente. Es un producto altamente tóxico, sus aleaciones, pudiendo usarse tuberías de acero inflamable y corrosivo que ataca el cobre y sus alea- (no galvanizado) o aluminio. ciones, razones por las que se debe manejar con mucho cuidado. Los sistemas en donde esta sustancia es más uti- lizada es el conocido como de absorción, en el cual Para refrigeración de alimentos y con el fin de el amoníaco actúa como refrigerante y el agua actúa evitar la contaminación de estos, se acostumbra usar como absorbente. A continuación una breve expli- fluidos refrigerantes intermedios a base de alcoholes, cación sobre el funcionamiento de estos procesos. manteniendo la sala de máquinas separada y distante de los alimentos y las personas que pudieran verse afectados ante posibles fugas. Sistema de absorción Su temperatura de evaporación a presión atmosférica El proceso de absorción de amoníaco elimina el es de -34ºC y su rendimiento térmico es 4 a 5 veces uso de bombas u otro tipo de partes móviles. La presión mayor que el de los CFC22 o CFC12, dado que se requiere del gas es uniforme en todo el sistema sellado herméti- mucho menos masa para hacer el mismo trabajo. camente; la diferencia entre la presión de vapor de amo- Otras ventajas son: su costo, que es aproximada- niaco en el condensador y en el evaporador es compen- mente el 10% de los HFC, se detecta fácilmente y no sada por la presencia de hidrógeno (o helio). La suma de es sensible a la presencia de agua o aire húmedo y las presiones parciales del hidrógeno y del vapor de no se mezcla con el aceite. amoníaco en el evaporador es igual a la suma de las pre- siones parciales en el condensador. La inflamación sucede con una concentración del 16 al 25% en aire y la temperatura de autoinfla- Funcionamiento: se puede utilizar una mezcla de mación es de 651ºC. amoníaco (como refrigerante) y agua (como GENERADOR CONDENSADOR INTERC. DE SOLUCIONES EVAPORADOR ABSORBEDOR Representación esquemática de un sistema de absorción.
- 34. MANUAL DE BUENAS 34 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN absorbente); o de bromuro de litio (como absorbente) A pesar de sus desventajas en los aspectos de y agua destilada (como refrigerante). El sistema está seguridad de uso, las cuales pueden ser vencidas con compuesto por un generador, un condensador, un diseños seguros; sus buenas propiedades como refri- evaporador, un absorbedor, utilizando calentamiento gerante, bajo costo y prácticamente inocuidad am- directo o indirecto mediante electricidad, gas natu- biental, lo convierten en un refrigerante con futuro ral, vapor de agua o calor residual. en los sistemas industriales de grandes dimensiones, El calor suministrado en el generador calienta la en todas aquellas instalaciones donde la seguridad solución y hace que el refrigerante amoníaco se pueda ser mantenida indefinida y confiablemente. evapore y pase al condensador donde es enfriado y En el Cuadro se listan algunos de los refrigerantes se condensa; pasa luego por la válvula de expansión más comunes, con su denominación ASHRAE, su al evaporador donde toma calor del medio y pasa nombre técnico, su fórmula química y sus aplica- luego al absorbedor donde se disuelve nuevamente ciones más frecuentes. con el agua. La solución pobre en amoníaco que se En el caso de las mezclas, en lugar de la composi- encuentra en el generador vuelve al absorbedor ción química se muestran los componentes simples y, impulsado por el calor suministrado. El hidrógeno o entre paréntesis, los porcentajes de cada uno de estos, helio agregado al sistema actúa como compensador en el mismo orden en que se muestran los primeros. de presión entre los lados de alta y baja. CLASIFICACIÓN DE ALGUNOS REFRIGERANTES MÁS COMUNES. Nº Refrigerante Nombre Composición química Aplicaciones COMPUESTOS INORGÁNICOS R717 Amoniaco NH3 Refrigeración industrial. R718 Agua H2O Refrigeración industrial. R744 Dióxido de carbono CO2 Refrigeración industrial. COMPUESTOS ORGÁNICOS Hidrocarburos R170 Etano CH3CH3 Refrigeración industrial. Sistemas en cascada. R290 Propano CH3CH2CH3 Mezclas, enfriadores industriales, A/A pequeños. R600a Isobutano CH(CH3)2CH3 Refrigeración doméstica. Inflamable Hidrocarburos Halogenados Clorofluorocarbonos (CFC) R11 Triclorofluorometano CCl3F Chillers de baja presión, espumado. R12 Diclorodifluorometano CCl2F2 Refr. Doméstica, A/A vehículos. R115 Cloropentafluoroetano C2F5CL Baja temperatura. Efecto invernadero alto. Hidroclorofluorocarbonos (HCFC) R22 Clorodifluorometano CHClF2 A/A, Bombas de calor, refrigeración comercial e industrial. R141b 1,1 dicloro-1-fluoroetano CH3CCl2F Espumado, solvente. R142b 1-cloro-1,1-difluoroetano CH3CClF2 Alta temperatura. Inflamable. Hidrofluorocarbonos (HFC) R32 Difluorometano CH2F2 Baja temperatura, inflamable. R125 Pentanfluoroetano CHF2CF3 Efecto invernadero alto, baja y media temperatura. R134a 1,1,1,2- tetrafluoroetano CH2FCF3 Refrigeración doméstica y comercial, A/A vehículos, transporte refrigerado. R143a 1,1,1-trifluoroetano CH3CF3 Acelera el desgaste de compresor. Inflamable. R152a 1,1-difluoroetano CH3CHF2 Inflamable. Mezclas Azeotrópicas R502 HCFC+CFC R22/R115 (48.8/51.2) Refrigeración comercial baja temperatura, refrigerante. de equipos móviles R507 HFC+HFC R125/R143a (50/50) Reemplaza al R502, gabinetes de supermercados, temperaturas baja y media. Mezclas Zeotrópicas R404A HFC+HFC+HFC R125/R143a/R134a (44/52/4) Máquinas para hielo, reemplaza al R502, retrofit R502. R407C HFC+HFC+HFC R32/R125/R134a (23/25/52) Reemplaza al R22 en A/A, bombas de calor, refrigeración comercial e industrial, retrofit R22. R410A HFC+HFC R32/R125 (50/50) A/A, Bombas de calor, refrigeración comercial e industrial. Isobutano/Propano HC+HC R600a/R290 (50/50) Reemplazo R12 "drop in". Inflamable.
- 35. CAPÍTULO IV: GASES 35 REFRIGERANTES 3 Consideraciones relativas a Por ejemplo, el R152a tiene un límite de inflamabi- la salud y la seguridad lidad del 4%. Esto significa que en 100 kg de aire, 4 kg de refrigerante tomarán fuego. Se considera al R152a como de baja inflamabilidad. El propano Muchas sustancias químicas, entre las que se R290 tiene un límite de inflamabilidad de 2% por lo cuentan los refrigerantes pueden ser peligrosas si se que se le clasifica como de alta inflamabilidad. utilizan del modo indebido. Dos categorías impor- tantes de aspectos relativos a la salud y la seguridad La Norma 34 de ASHRAE clasifica cada refrige- son: la toxicidad y la inflamabilidad. rante en uno de los tres grupos de inflamabilidad. Hay definiciones científicas rigurosas para estos gru- pos, pero en general pueden categorizarse como 3.1 Toxicidad sigue: Grupo 1: ninguna inflamabilidad. La toxicidad puede medirse de diversas maneras. Grupo 2: baja inflamabilidad. En general hay límites para la cantidad de refrigerante Grupo 3: alta inflamabilidad. que una persona puede tolerar en un breve lapso de tiempo (efectos agudos) y en un período prolongado Combinando los criterios de toxicidad e inflama- (efectos crónicos de largo plazo). Con base a resulta- bilidad se obtiene una matriz que clasifica un dos del Programa de alternativas para la toxicidad del refrigerante en la clase A1, A2, A3, B1, B2 ó B3, fluorocarbono (PAFT) los fabricantes han recomenda- como puede verse en el cuadro siguiente. do concentraciones que el ser humano puede tolerar La Norma 15 de ASHRAE, sobre el código de durante determinado tiempo sin efectos perjudi- seguridad para la refrigeración mecánica, trata el ciales, denominados límites permitidos de tema relativo al modo en que se pueden emplear los Exposición "Authorized Exposure Levels" [AEL]. refrigerantes que han sido clasificados en la Norma Estos valores se establecen en partes por millón 34 de ASHRAE. La Norma 15 refleja ya la introduc- [ppm], indicando la cantidad máxima de refrigerante ción de refrigerantes de sustitución. Entre otras cosas, que puede tolerarse sin peligro. Otros indicadores de esta Norma trata de los requisitos relativos a la insta- la toxicidad incluyen los valores límites de umbral lación. Señala la necesidad de sensores de oxígeno, "Threshold Limit Values" [TLV] y los valores de detectores de vapores y, en determinadas situa- exposición permitidos "Permited Exposure Levels" ciones, de aparatos para respiración autónomos. [PEL]. Los fabricantes de refrigerantes indican los Además de la toxicidad y la inflamabilidad, debe AEL, TLV y el PEL del refrigerante en la hoja de datos recordarse que todos los refrigerantes a base de fluo- de seguridad del material [MSDS]. rocarbono son más pesados que el aire y si se liberan La Norma 34 de ASHRAE clasifica la toxicidad en un espacio cerrado pueden causar asfixia. en dos grupos: Norma 34 de ASHRAE con algunos ejemplos de refrigerantes. Clase A: refrigerantes con baja toxicidad, con un TLV ponderado en función del tiempo superior a 400 ppm. Es decir, que son de preocupar únicamente las GRUPO AUMENTA TOXICIDAD concentraciones superiores a 400 ppm durante perío- dos prolongados. A R600a (ISOBUTANO) R1140 (CLORURO U Clase B: refrigerantes con toxicidad elevada con 1 M R290 (PROPANO) DE VINILO) E un TLV ponderado en función del tiempo inferior a N 400 ppm. T A HFC32 I 3.2 Inflamabilidad R717 (AMONÍACO) N 2 HFC143a F HFC152a L A También se mide en el laboratorio la inflamabili- M dad, o sea: la capacidad de un producto químico de A CFC11 B mantener la combustión, lo cual depende del grado CFC12 I de concentración de refrigerante en aire y de la can- 3 HCFC123 L HCFC22 tidad de energía liberada por la combustión. HFC125 I HFC134a D Los refrigerantes se clasifican en general como A D No inflamables, de baja inflamabilidad o de alta CLASE A B inflamabilidad.
- 36. MANUAL DE BUENAS 36 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN 4 Efectos de algunos refrigerantes sobre la capa de ozono y el calentamiento global En el gráfico puede observarse el potencial de agotamiento del ozono estratosférico y el potencial de calen- tamiento global de algunas sustancias empleadas como refrigerantes. PAO versus PCG para algunos refrigerantes comunes. 5 Sustitutos transitorios gráfico que el R134a tiene un PAO igual a 0 pero su potencial de calentamiento global PCG es 1300. Esta En cumplimiento de los acuerdos suscritos en del es la razón por la cual no se le puede considerar un gas Protocolo de Montreal, los fabricantes de refrige- ideal para reemplazar definitivamente al R12. rantes y demás SAO han lanzado al mercado alterna- Su empleo requiere tener en cuenta ciertas caracterís- tivas equivalentes que sustituyen a todas esas sustan- ticas que le son propias y lo diferencian de alguna manera cias y en ese sentido han desarrollado nuevos pro- en su aplicación con relación al R12 que sustituye. ductos, que hasta el momento no es posible afirmar si permanecerán como definitivos o solo serán uti- lizados temporalmente mientras se desarrollan otras alternativas que satisfagan más ampliamente las condiciones ambientales, de seguridad y económicas. R134a. Es un refrigerante HFC identificado quími- camente como CF3CH2F, no es inflamable y posee niveles de toxicidad aceptables. Entre todos los susti- tutos desarrollados el R134a ha sido aceptado en un amplio rango de aplicaciones puesto que su rendimiento termodinámico es equivalente al del R12 cuando la temperatura de evaporación es de -2ºC. Sin embargo, cuando la temperatura desciende hasta -18ºC, el rendimiento aminora proporcionalmente, llegando a ser 6% inferior y cuando la temperatura se Gráfico IV-d - Esquema comparativo de ubica en 10ºC el rendimiento aumenta igualmente rendimiento entre R12 Y R134a. hasta en un 6%, lo cual hace que su empleo como sustituto no sea ideal en todos los casos, habiéndose Tanto el HFC134a como el HCFC22, en condi- desarrollado mezclas que operan mejor en condi- ciones de exposición a humedad, absorben mayor ciones de trabajo de baja temperatura de evapo- cantidad de agua en estado líquido (son más ración, que es donde el R134a no se comporta higroscópicos) que el CFC12; por tal razón será aceptablemente. menos probable que se tapone un capilar en un sistema Este es un compuesto halogenado sin átomos de de baja temperatura, pero esto no reduce la necesi- cloro [Cl] pero si de flúor [F]. Podemos apreciar en el dad de usar un dispositivo de secado apropiado, pues
- 37. CAPÍTULO IV: GASES 37 REFRIGERANTES la humedad atrapada en el refrigerante, reacciona debe, o aumentar la longitud, o reducir el diámetro químicamente con este produciendo ácido fluorhídrico, interno (lo que depende de la disponibilidad de cuyo efecto corrosivo sobre los metales es altamente diámetros de capilares en existencia; una vez toma- dañino para el sistema. da esta decisión se ajusta la longitud necesaria hasta La selección de los tubos capilares debe ajustarse encontrar el punto de equilibrio del sistema); siendo al nuevo gas, pues el HFC134a tiene un efecto siempre necesario hacer evaluaciones posteriores con refrigerante mayor que CFC12, reduciendo la masa el sistema en funcionamiento para verificar presiones y necesaria para la misma aplicación, por lo tanto se temperaturas para la carga de refrigerante especificada. Tabla comparativa de propiedades de R12, R134a y R22 a temperatura de evaporación de -15ºc y temperatura de condensación de 30ºc (MI) Refrigerante CFC12 HFC134 a HFC22 Fórmula química CCl2F2 CF3CH2F CHClF2 PSIG 11,8 9,1 28,2 Presión de evaporación BAR 0,814 0,627 1,944 PSIG 93,3 97 158,2 Presión de condensación BAR 6,432 6,688 10,908 Densidad de vapor saturado a -15ºC [Kg/m3] 10,987 8,214 12,936 Densidad de líquido saturado a 30ºC [Kg/m3] 1292,69 1190,17 1174,16 Calor latente de vaporización a -15ºC [Kcal/kg] 37,813 49,512 51,674 Miscibilidad: Es la capacidad de un lubricante de Los refrigerantes HFC no son tan tolerantes a los mezclarse con un refrigerante. Esta propiedad es muy materiales de proceso de fabricación de los compo- importante para garantizar el retorno del aceite al nentes del sistema (inhibidores de corrosión y compresor. limpiadores) como el CFC12, siendo arrastrados por El HFC134a y los aceites minerales no son mis- el POE en el sistema hasta el tubo capilar o la válvu- cibles. Por esta razón se han desarrollado nuevos la de expansión taponándolos. lubricantes que se adapten a esta exigencia. Los Los fabricantes de compresores han hallado que poliolésteres (POE) y los polialquilglicoles (PAG) son la presencia de cloro en sistemas cargados con miscibles con este refrigerante. R134a genera reacciones químicas indeseables de Algunos tipos de POE son completamente misci- modo que todo residuo clorado en el sistema se con- bles con R134a, tal como lo es el alquilbenceno con sidera contaminante y debe ser eliminado. el R22, mientras que otros POE son parcialmente Para evacuar un sistema que utilice HFC134a se miscibles. deben tomar varias precauciones: Los lubricantes POE tienen una capacidad • Los equipos y uniones que se utilizan deben higroscópica 100 veces mayor que los aceites mi- ser estrictamente para HFC134a. nerales, siendo esta humedad más difícil de remover. • El vacío debe hacerse tanto por el lado de baja Por esta razón los compresores cargados con aceites como por alta con vacío profundo hasta 200 POE no deben ser expuestos a la atmósfera por más micrones o menos. de 15 minutos, recomendándose mantener tapona- • El máximo de gases no condensables [GNC] dos los compresores que contengan POE hasta justo permisibles en el sistema es del 2%. el momento de hacer las soldaduras a los tubos del sistema sellado. La humedad máxima admisible es Para cargar el HFC134a se puede hacer en fase de 100 PPM. Los filtros secadores recomendados son líquida (lado de alta) o de vapor (lado de baja), en los compatibles con R22 como XH-7 y XH-9. Los este último caso, mientras el compresor está funcio- filtros con núcleo de bauxita tienen la tendencia a nando. En caso de carga en fase líquida por alta, absorber el POE y la humedad, con el consiguiente siempre se debe permitir el paso de algo de refrige- proceso de hidrólisis para formar ácidos, lo cual rante al lado de baja (succión del compresor) en fase finalmente afectará al compresor. de vapor antes de arrancar el compresor.
- 38. MANUAL DE BUENAS 38 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN 5.1 "Retrofitting" o cambio • Cargue el sistema con la cantidad adecuada de de refrigerante de R134a, que generalmente es menor que con R12 a R134a CFC12. • Verifique que el sistema funcione correcta- mente. Teniendo en cuenta las precauciones ya men- cionadas es posible hacer cambio de R12 a HFC134a siguiendo procedimientos rigurosamente controla- Este proceso, en equipos pequeños, es complica- dos, tal como se describe a continuación: do, delicado y costoso; por tal razón, la experiencia • Recupere el gas y aceite que se encuentren en ha demostrado su poca practicidad y en la actualidad el sistema, con el equipo apropiado y toman- su recomendación ha perdido vigencia. do la precaución de no dejar mucho tiempo En caso de equipos comerciales o industriales, la expuestos los tubos abiertos al ambiente. decisión deberá ser tomada luego de un detallado • Sople el sistema con nitrógeno en ambos sen- análisis de la situación. tidos, para eliminar residuos de aceite mineral. Existe otro procedimiento posible que consiste en • Cambie el tubo capilar o válvula de expansión cambiar solamente de refrigerante CFC12 a por los especificados. HFC134a, lo cual implica sustituir también el lubri- cante. Esta opción es aún menos recomendable y • Reemplace el filtro secador por el indicado más costosa, puesto que los fabricantes de compre- para R134a. sores aceptan un máximo contenido de 1% de aceite • Sustituya el compresor de CFC12 por un com- mineral diluido en POE, y lograr extraer el aceite presor de HFC134a. mineral de un sistema hasta alcanzar este valor no es • Realice el vacío [por alta y baja] a los valores tarea fácil, pues implica una limpieza reiterada del recomendados por el fabricante del compresor sistema hasta alcanzar los niveles de dilución y por un tiempo que garantice la eliminación aceptables. de humedad del sistema.
- 39. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 39 REFRIGERACIÓN CAPÍTULO V SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN 1 Sistemas de refrigeración Las neveras comienzan a fabricarse a partir de los 2 cu. ft. ≈ 57 lts y llegan hasta los 12 cu. ft ≈ 340 lts. Las pequeñas neveras son empleadas mayor- La diversidad de equipos empleados para refri- mente en cuartos de hotel, mientras que algunas de geración y acondicionamiento de aire es muy grande mediano tamaño están dirigidas al sector oficinas, y su funcionamiento se ajusta, en términos generales, por lo que se las denomina ejecutivas y el resto está a los principios ya enunciados. Cada sistema tiene destinado al uso doméstico y en este rango son nor- sus características particulares. Cada tipo de compre- malmente de bajo costo. En estas neveras existe una sor opera según distintos mecanismos de compresión sección con temperaturas de congelación en el inte- (alternativos, rotativos, helicoidales "scroll", entre rior del evaporador y sus paredes. Este se moldea en otros). Cada dispositivo de control está diseñado para forma de paralelepípedo, con la cara posterior abier- mantener algún parámetro de funcionamiento de un ta, pero a corta distancia de la pared posterior inter- equipo entre determinados límites (principalmente: na del gabinete y la anterior normalmente cerrada temperaturas, presiones, acumulación de hielo, entre por una puerta interna que disminuye y controla el otros fenómenos que se desea controlar). intercambio con el resto del compartimiento. El A continuación se cubrirán los aspectos destaca- evaporador se fija a la cara superior del interior del dos de los sectores en que se clasifica normalmente gabinete de manera que provea enfriamiento al resto la refrigeración [Ver capítulo IV - 3]. del compartimiento de alimentos por convección. La zona adyacente al evaporador hacia abajo general- 2 Refrigeración doméstica mente se emplea para conservar alimentos que requieren de temperatura más baja (generalmente se dispone en esta posición una bandeja identificada Existen tres tipos básicos de artefactos destinados para conservación de carnes). A continuación se a este sector: neveras, diversas combinaciones de disponen rejillas para facilitar el almacenaje de mer- nevera - congelador y congeladores Las neveras y cancía a conservar y en la parte inferior uno o dos congeladores de mayor precio están equipadas con recipientes para el almacenaje de vegetales y otros circuitos para su descongelamiento automático, en productos que requieran temperaturas menos bajas. tanto que las combinaciones nevera - congelador siempre cuentan con este circuito auxiliar. Las combinaciones nevera - congelador usual- Adicionalmente, las neveras y combinaciones de mente comienzan en los 13 cu. ft. ≈ 368 lts. y llegan nevera - congelador pueden ser equipadas con sis- hasta los 26 cu. ft. ≈ 736 lts. En estos casos, los mo- temas automáticos fabricadores de hielo y otros delos de menor capacidad 13 hasta 18 cu. ft. (368 lts dispositivos de confort, tales como puntos dispen- hasta 510 lts) poseen compartimiento de congelación sadores de agua potable, proveniente de la red exter- y compartimiento de alimentos separados y accesi- na, enfriada, circuitos de enfriamiento rápido de pro- bles mediante dos puertas independientes, arriba ductos, controles de funcionamiento sofisticados para el congelador y abajo para el compartimiento de basados en microprocesadores y en equipos de últi- alimentos (aunque existen versiones con el compar- ma generación, interfaz para conexión vía Internet timiento de congelación abajo); en tanto que las con el taller de servicio autorizado para realizar un neveras - congelador por encima de 20 cu. ft ≈ 566 prediagnóstico antes del envío del técnico de servicio. lts. y hasta 26 cu. ft. ≈ 736 lts. posicionan los com- partimientos de congelación y de alimentos lado a • Neveras domésticas lado "side by side", cada cual con su puerta dispues- ta verticalmente. El volumen interno se distribuye Las neveras pueden presentarse en dos configura- entre las dos secciones nevera - congelador en una ciones básicas: una o dos puertas; en este último proporción aproximada de 1 - 3 [congelador - caso las puertas pueden estar dispuestas una arriba nevera]. de la otra o lado a lado. Desde el punto de vista de comodidad de uso, se ofrecen dos opciones: con y sin escarcha. El tamaño de una nevera se define en base a la capacidad interna del gabinete, que es igual a su volumen interno, y se expresa en pies cúbicos ["cu. ft." en el sistema inglés] o litros (en el sistema internacional [SI]). [1 pie cúbico = 28,3168 lts].
- 40. MANUAL DE BUENAS 40 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN Neveras: 1 puerta, dos puertas verticales, dos puertas horizontales. • Sistemas de refrigeración ha diseñado para que circule el gas refrigerante entre en neveras domésticas el dispositivo de expansión, que en estos casos siem- Circuito elemental pre es un tubo capilar, y la línea de retorno de gas al compresor; estos evaporadores exponen un gran área superficial destinada a absorber calor del interior del En cuanto a los sistemas de refrigeración empleados, gabinete para que sea retirado de allí por el flujo de las más sencillas y económicas (entre 2 cu. ft. ≈ 57 refrigerante en evaporación y normalmente incluyen, lts y 12 cu. ft. ≈ 340 lts) generalmente utilizan com- cerca de la salida, un acumulador de líquido (que se presores herméticos enfriados por convección natu- observa como un ensanchamiento del trazado en ral, con potencias que varían desde 1/20 h.p. ≈ 37 w relieve cercano al punto de conexión de la línea de hasta 1/6 h.p. ≈ 124 W {1 h.p.US = 745,7 vatios retorno al compresor), que minimiza el riesgo de [W]}; condensadores de tubo - alambre o tubo - lámi- retorno de líquido a aquel en ocasiones de carga na, enfriados por convección natural, montados crítica del sistema (baja absorción de calor en el externamente en la pared posterior del gabinete; evaporador y falla de corte oportuno del termostato o evaporadores de tipo "roll-bond" (consistente en dos exceso de carga de refrigerante). láminas de aluminio adheridas una a la otra, excep- to en un trazado continuo interno, en relieve, que se Circuito elemental de refrigeración.
- 41. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 41 REFRIGERACIÓN • Control termostático T2 El control de funcionamiento del compresor se EVAPORADOR T1 logra mediante un termostato de diafragma, sensible a la temperatura, en un punto predeterminado por el fabricante en el interior del gabinete, el cual abre el circuito de alimentación eléctrica del compresor al alcanzarse la temperatura deseada [seleccionable por el usuario dentro de un rango distribuido en un número de divisiones (usualmente 5 o 7) y que en la T4 CONDENSADOR mayoría de los casos incluye un interruptor para abrir manualmente el circuito] y cierra nuevamente el cir- cuito cuando la temperatura asciende y alcanza un valor diferencial (no programable por el usuario). El diferencial entre la temperatura de arranque y parada T6 T5 del compresor es prefijado en la fábrica y es un valor T3 COMPRESOR de compromiso que establece la mínima variación de T7 temperatura que permita que el tiempo de trabajo - reposo del compresor tenga una distribución de 50% - 50% en condiciones normales de operación (Existen Circuito elemental mostrando puntos de normas de diseño de artefactos que establecen los lectura de temperaturas de diseño. parámetros considerados como "condiciones nor- desde el evaporador a la succión del compresor. El males de operación"). rango de esta temperatura tiene por objeto: por el límite inferior, que no haya retorno de líquido al Condiciones normales de funcionamiento. compresor y por el superior, que el gas de retorno no Temperaturas y presiones llegue excesivamente caliente pues el equilibrio tér- mico de funcionamiento, en este caso de un compre- sor de baja presión de succión [LBP] requiere de la Las temperaturas de diseño son, normalmente, las baja temperatura del gas de retorno para enfriar el siguientes: compresor y mantener sus temperaturas críticas por T1 = temperatura a la entrada del evaporador = - 25ºC ~ - 26ºC. debajo de los límites aceptables. T2 = temperatura a la salida del evaporador = - 26ºC. La temperatura de condensación [T4] deben T3 = temperatura a la entrada del compresor = 3 ~ 5ºC < Tamb. estar por encima de la temperatura ambiente para que haya intercambio de calor desde el gas refrige- T4 = temperatura de condensación = 10 ~ 13ºC > Tamb. rante hacia el aire que rodea el condensador. T5 = temperatura de la descarga del compresor = 120ºC. Asimismo, debe ser tal que respete la máxima pre- T6 = temperatura del domo del compresor = 110ºC. sión de descarga recomendada para el compresor. T7 = temperatura del bobinado del motor del compresor < 130ºC. La temperatura de descarga [T5], usualmente medida en el tubo de descarga, a 5 cm de la carcaza, es un fiel reflejo de la temperatura de la válvula de Estos límites de temperatura deben ser respetados descarga. Si la temperatura en la válvula de descar- rigurosamente pues de ello depende que el compre- ga supera el valor límite hay riesgo de carbonización sor funcione bien durante el total de su vida útil. del lubricante en el asiento de la válvula, con la con- Estas son las razones: siguiente pérdida de compresión. Las temperaturas a la entrada y salida del eva- La temperatura medida en el domo [T6] (el cen- porador [T1] y [T2] iguales, o casi iguales determinan tro de la tapa del compresor) normalmente se correla- que se está empleando este a su plena capacidad y ciona con la temperatura del bobinado del motor, dependen de la temperatura de evaporación del gas siendo la temperatura del domo aproximadamente empleado. 20ºC más baja que la temperatura de bobinas. La temperatura a la entrada del compresor [T3] Finalmente, la temperatura de los bobinados del depende de que el proceso de evaporación se haya motor [T7], que solamente podemos medir por el completado dentro del evaporador y del trayecto del método de variación de la resistencia, pues no vapor por la línea de succión. Para obtener una tem- podemos acceder a ellos con instrumentos de peratura aceptable se suele recurrir a un intercambio medición directa de la temperatura; se especifica en de calor entre el tubo capilar y el tubo de retorno
- 42. MANUAL DE BUENAS 42 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN función de la clase térmica del barniz empleado en lores necesarios para un funcionamiento adecuado la fabricación del alambre esmaltado de las bobinas. del sistema aquí indicados, la presión crítica del Tan importantes como las temperaturas men- refrigerante: cionadas son las presiones de trabajo. Las presiones Los siguientes valores son recomendaciones váli- de diseño dependen del gas refrigerante empleado y das para una Tamb = 43ºC. deben fijarse teniendo en cuenta además, de los va- Fluido refrigerante Presiones máximas Psig Aplicación R12 Presión de equilibrio [lados alta - baja] 80 - 80 Baja presión de retorno [LBP]. Presión de pico 260 Presión de descarga estabilizada 212 R134a Presión de equilibrio [lados alta - baja] 85 - 85 Baja presión de retorno [LBP] - Sustituto R12 Presión de pico 290 Presión de descarga estabilizada 230 La presión de equilibrio que alcance el circuito externos propios del compresor hermético: relé de de refrigeración durante los períodos de reposo del arranque [amperométrico o PTC], protector térmico compresor dependerá de la carga de gas del sistema, [bimetálico] de accionamiento por temperatura y/o que deberá ser calculada de manera de lograr el efec- consumo del compresor, y eventualmente un capaci- to máximo de enfriamiento en el evaporador (que se tor de arranque destinado a mejorar el par de observa cuando las temperaturas de entrada y salida arranque del compresor cuando este debe arrancar son iguales o casi iguales). Un exceso de carga pro- cuando las presiones del sistema [alta - baja] no ducirá como efecto: Primero que las presiones de tienen oportunidad de equilibrarse o cuando existen equilibrio sean superiores a lo especificado y segun- condiciones de alimentación eléctrica tales que la do, retorno de líquido al compresor. tensión en bornes del compresor desciende excesiva- La presión de pico es la consecuencia de: a) la mente debido a que el consumo de corriente de presencia de gases no condensables en el sistema o arranque produce una caída de tensión temporal en b) que se ha cargado una mezcla zeotrópica inde- la línea de alimentación del artefacto. Los compre- bidamente, o sea en fase vapor, y como consecuen- sores de alta eficiencia llevan siempre un capacitor cia el gas resultante no responde a las especifica- permanente [capacitor de marcha], destinado a dis- ciones de presiones - temperaturas correspondientes minuir el consumo de energía. a la mezcla correcta o c) que se haya introducido una El circuito eléctrico elemental solo requiere de un carga térmica en el gabinete demasiado elevada, dispositivo de control de funcionamiento del moto- provocando que el gas de retorno se sobrecaliente en compresor, el cual en refrigeración doméstica es exceso y al ser comprimido en el compresor se eleve normalmente un termostato. En aplicaciones comer- temporalmente la presión que alcanza en el conden- ciales puede también encontrarse un dispositivo de sador. El protector térmico debe estar en capacidad control basado en la presión de retorno al compresor, de detectar esta situación y detener temporalmente el empleando un presostato. Más adelante veremos el compresor. funcionamiento de estos dispositivos. La presión de descarga estabiliza depende del gas en el circuito y nuevamente de la carga de gas. En el circuito eléctrico, a continuación del dis- Las presiones de descarga elevadas pueden ser pro- positivo de control primario del motocompresor y en ducto de una sobrecarga de gas en el sistema, así aplicaciones de equipos sin escarcha puede encon- como de un condensador sucio o mal ventilado, por trarse otro dispositivo, un reloj de descongelamiento falla del ventilador (si es de enfriamiento forzado) u con su circuito asociado, consistente en una resisten- obstrucción en el flujo regular de aire de enfriamiento. cia eléctrica de descongelamiento y un dispositivo bimetálico para la desconexión de esta, cuyo fun- cionamiento también veremos más adelante. Otros componentes del circuito eléctrico Otros componentes que pueden encontrarse, a de un sistema de refrigeración doméstica medida que los modelos crecen en capacidad y requieren de estos accesorios son: un electroventi- En un circuito básico de refrigeración se encuen- lador de condensación, un electroventilador de tran, además de los elementos descritos, los accesorios evaporación y accesorios varios.
- 43. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 43 REFRIGERACIÓN Como circuito auxiliar, no relacionado con el sis- descongelamiento automático, a partir del hielo que tema de refrigeración, estos artefactos, casi sin recubre al evaporador y que es llevada hasta esta excepción, disponen de un circuito de iluminación bandeja mediante una manguera conectada a un dentro del gabinete, operado por un interruptor de punto en el interior del gabinete donde se colecta el puerta, a fin de que la fuente de luz incandescente no agua de descongelación. El calor del precondensador irradie calor cuando la puerta está cerrada. se utiliza para evaporar el agua proveniente del descongelamiento automático y evitar que esta se derrame o que se requiera una conexión a un drena- • Circuito con enfriamiento por radiador je de piso para deshacerse de ella. Sin preconden- sumergido en el depósito de aceite del sador el descongelamiento automático no es práctico compresor pues el agua derretida en el proceso se acumularía y derramaría. A partir del circuito básico detallado precedente- mente, se desarrollan variantes que son determinadas por las mayores exigencias debidas a la mayor capaci- Tubo de entrada dad interna del gabinete. A partir de 1/5 h.p. ≈ 149 al capilar W y hasta ¼ h.p. ≈ 186 W los compresores requieren Acumulador enfriamiento adicional al que puede obtenerse me- Salida del evaporador diante convección natural y entonces se recurre a Entrada del modificar el circuito de refrigeración, creando una evaporador Evaporador derivación en el condensador, en un punto tal que la Intercambio de calor aislado detrás temperatura del gas comprimido haya perdido sufi- Tubo de succión y fuera del gabinete del compresor ciente calor como para que su temperatura sea infe- Compresor Secador de refrigerante rior a la del compresor y pueda absorber calor del Descarga del Salida del interior de este mediante un radiador sumergido en el condensador condensador aceite que reposa en el fondo del compresor y que se Entrada Condensador condensador conecta a los dos extremos de la derivación. Este cir- Condensador cuito se emplea en artefactos de costo intermedio del Bandeja de drenaje de agua de descongelamiento Salida del aire rango entre 13 cu. ft. ≈ 368 lts y 16 cu. ft. ≈ 453 lts. Nevera en transparencia mostrando parte del condensador utilizado para evaporar el agua drenada durante el ciclo de descongelamiento. • Circuito de descongelamiento El descongelamiento se logra mediante un cir- cuito eléctrico consistente en un temporizador de descongelamiento (de los cuales existen variantes en cuanto a los intervalos a los cuales se efectuará el proceso y al tiempo de reposo durante el cual se lle- vará a cabo) y que se ubica en un sitio accesible, Compresor de 5 tubos. externo, del gabinete. Este circuito opera como se describe a continuación: • Aprovechamiento del circuito de a) Desconecta la alimentación eléctrica al com- preenfriamiento para descongelamiento presor (proveniente del circuito del termostato); automático del evaporador b) Simultáneamente energiza una resistencia eléctrica que está adosada al evaporador en la En artefactos de rango medio de mayor costo se zona de aquel en que hay mayor posibilidad aprovecha esta variación para ofrecer desconge- de acumulación de hielo, y cuyo circuito de lamiento automático. La primera parte del conden- alimentación eléctrica se cierra a través de un sador se construye como un precondensador separa- dispositivo bimetálico de control de deshielo do montado en una bandeja que es utilizada para cuyos contactos están normalmente cerrados recibir el agua que se licua durante el proceso de dentro del rango de temperaturas normales en
- 44. MANUAL DE BUENAS 44 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN el interior del gabinete, y que abre sus contac- d) Al concluir el período de reposo el tempo- tos desenergizando la resistencia cuando la rizador vuelve a cerrar el circuito de ali- temperatura sensada por el bimetal indica que mentación del compresor (y simultáneamente ya no hay más hielo presente, con lo cual se abre el de alimentación de la resistencia). persigue que la resistencia entregue solo la Entonces, si el termostato ha alcanzado la tem- cantidad de calor necesaria solo para derretir peratura máxima y ha cerrado sus contactos, el hielo y no aporte calor adicional que eleve el compresor arrancará y proseguirá su ciclo la temperatura en el interior del gabinete. de funcionamiento normal controlado por el Existen distintos modelos de resistencia de termostato hasta que el temporizador de deshielo, generalmente de baja potencia, de descongelamiento vuelva a accionarse, en un construcción hermética para evitar que el agua tiempo que normalmente oscila entre 6 y 8 de descongelamiento provoque un cortocir- horas. cuito, cuya selección depende del diseño del Las causas más probables de falla de este circuito evaporador. El dispositivo bimetálico de con- se encuentran en la posibilidad de que los contactos trol de deshielo debe estar encapsulado her- del temporizador fallen, o el motor deje de girar, méticamente pues es un dispositivo conductor como consecuencia de insectos que se introducen en de electricidad que está colocado en un medio el interior del mecanismo y son atrapados por este. con alto contenido de humedad. Los termi- Esta falla se puede reparar sopleteando el dispositivo nales de conexión de estos componentes y comprobando su funcionamiento y el cierre y aper- deben estar también protegidos contra la tura de los contactos cuando el actuador lo deter- humedad pues todo el circuito está sometido a mine. El circuito de descongelamiento se verifica en condiciones de riesgo de cortocircuito por cuanto a que exista continuidad en la resistencia y efecto del agua de descongelamiento. que el bimetálico esté cerrado por debajo de 0ºC y c) El tiempo de reposo del temporizador debe abierto por encima de esta temperatura. La posición concluir siempre después de haberse abierto de estos elementos en el evaporador también los contactos del dispositivo bimetálico de requiere de atención pues si alguno de ellos no se deshielo a fin de que se haya asegurado la encuentra en la posición correcta, el funcionamiento eliminación de todo el hielo. puede ser errático. RELOJ DESCONGELAMIENTO GIRAR AQUÍ PARA CAMBIAR POSICIÓN DE CONTACTOS DEL PROGRAMA DE DESCONGELAMIENTO Reloj de descongelamiento, resistencia y bimetálico de descongelamiento. A medida que las dimensiones internas de los enfriadas por aire, puesto que ya es necesario un gabinetes aumentan, desde los 18 cu. ft. ≈ 509 lts. y ventilador para enfriar el compresor cuya función hasta 26cu.ft. ≈ 736 lts., se requieren compresores de puede utilizarse simultáneamente para enfriar el mayor capacidad, existiendo una zona de transición condensador. en los gabinetes más pequeños, en la cual el A partir de los 12 cu ft. ≈ 340 lts, puede obser- fabricante del artefacto puede recurrir al circuito varse, en algunos modelos sofisticados, la aparición mencionado previamente, para los modelos más de evaporadores de tubos y aletas con intercambio económicos o recurrir a compresores enfriados por forzado. En estos casos la distribución de temperatu- aire y en ese caso se produce simultáneamente la ra dentro del gabinete se hace más uniforme debido transición hacia unidades condensadoras también al intercambio de aire forzado.
- 45. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 45 REFRIGERACIÓN También se recurre al intercambio forzado en el mediante un control por "damper" cuyo fun- caso de neveras con congelador separado (llamadas de cionamiento se describió más arriba. dos puertas verticales) a partir de los 16 cu. ft ≈ 453 lts., en las cuales la temperatura del compartimiento de alimentos se logra forzando aire proveniente del con- gelador a través de un pasaje o ducto, en el cual se regula el caudal mediante un "damper" cuya apertu- ra gradúa el usuario para alcanzar la temperatura que desea en este compartimiento, mientras que la operación del compresor es controlada, como siem- pre, por el termostato, cuyo bulbo sensor se ubica en el evaporador. En estas neveras, ya generalmente sin escarcha, se utiliza el mismo circuito de desconge- lamiento ya descrito. Evaporador principal Nevera de 2 puertas horizontales "side by side". Fluido refrigerante en forma líquida y/o mezclado Básicamente, el funcionamiento es controlado de la misma manera que en el circuito básico y solo Línea de descarga difiere por el agregado ocasional de servicio tales Placa fría o evaporador como fabricador de hielo o enfriamiento de agua Condensador secundario proveniente de un circuito alimentado por la red externa de agua potable. Fluido refrigerante Línea de succión en la forma gaseosa, sobrecalentado (alta presión) Fluido refrigerante • Control centralizado por microprocesador en la forma gaseosa Filtro secador (baja presión) Tubo capilar Con el desarrollo tecnológico se han incorporado Compresor innovaciones tales como control centralizado por microprocesador, el cual sustituye los componentes Nevera de 2 puertas verticales (transparencia). tradicionales tales como el termostato de diafragma y el control de descongelamiento y los reemplaza por Las neveras de mayores dimensiones, por encima un dispositivo electrónico que, mediante señales de 20 cu. ft. ≈ 566 lts., normalmente son construidas recibidas a través de termocuplas ubicadas estratégi- con dos puertas orientadas verticalmente y reciben el camente, no solo lleva a cabo el control de fun- nombre corriente de "side by side" (lado a lado, cionamiento sino que registra continuamente las refiriéndose a la ubicación de las dos puertas corre- condiciones de trabajo, indica las temperaturas de spondientes al congelador y al compartimiento de trabajo y en situaciones de riesgo, genera señales de alimentos). Estas neveras requieren de compresores alarma para el usuario y servicio técnico. Esta forma de ¼ h.p. ≈ 186 W hasta 1/3 h.p. ≈ 249 W, los cuales de control tiene además como objetivo optimizar la indefectiblemente requieren de enfriamiento forzado, operación del sistema eléctrico para minimizar el circunstancia que determina que todas ellas utilicen consumo de energía de estas unidades, normalmente condensadores de tubo y aletas que aprovechan el en cumplimiento de exigencias de límites impuestos caudal de aire de enfriamiento del compresor para el por entidades reguladoras, tales como la doble propósito de enfriar en cascada el conden- "Environmental Protection Agency" [EPA] de Estados sador. El evaporador, que puede ser de tubo y aletas Unidos y la entidad reguladora de la Comunidad o de placa (tipo "roll bond"), dispuesto en la pared Europea [CE]. posterior del congelador, siempre es de intercambio Estos controles electrónicos requieren que el de aire forzado y en estos casos se aprovecha la dife- técnico adquiera destrezas en el campo de la elec- rencia de presiones entre el aire más frío en la parte trónica; que incluye conocimientos sobre tecnologías inferior del congelador y el aire más caliente en la de circuitos de estado sólido, tarjetas de circuito parte superior para enviar una parte de este flujo al impreso, termocuplas, programación, interfaces compartimiento de alimentos para enfriar este, equipo - usuario, a fin de estar en condiciones de
- 46. MANUAL DE BUENAS 46 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN Control electrónico. resolver algunos problemas en aquellos artefactos dotados de este tipo de controles. Los problemas más sencillos de solucionar están relacionados con las fallas de conexiones, que se pueden determinar simplemente verificando la con- Nevera en transparencia mostrando circuito tinuidad de cada uno de los contactos; pero si la falla de precondensador utilizado para evitar condensación se localiza en una tarjeta de circuito, lo más proba- de humedad en el contorno de la puerta. ble y seguro es recurrir a su sustitución, a menos que los conocimientos del técnico en electrónica le per- • Condensador distribuido en el gabinete mitan enfrentar el reto de reparar estos componentes. Ya existe la tecnología de compresores de veloci- dad variable controlable por microprocesador. Estos En equipos de reciente diseño, se encuentran sistemas son más eficientes que los que utilizan com- otras variantes constructivas, tales como conden- presores de velocidad fija puesto que su régimen de sadores de enfriamiento por convección distribuidos funcionamiento es directamente proporcional a los y adheridos a la cara interna de las paredes exte- requerimientos de temperatura en el gabinete y no riores; tanto las laterales como la posterior, del gabi- desperdician energía, en tanto que sus antecesores nete. Esto tiene como objetivo prescindir del trabajan con un ritmo de encendido - apagado que enfriamiento forzado, a fin de reducir el consumo de responde al diferencial fijado en el termostato y que energía. Estas neveras normalmente emplean normalmente consume más energía, pero su costo compresores de alta eficiencia que operan con hace que su uso no se haya difundido. enfriamiento vía intercambiador con el aceite del compresor, a fin de lograr una mayor eficiencia energética del artefacto y reducir los niveles de ruido. • Control de la humedad en el contorno de Estas disposiciones constructivas que distribuyen las puertas parte o todo el condensador oculto dentro del gabi- nete presentan un grave inconveniente, casi que Todos los gabinetes requieren que se prevenga la insalvable, si se produce una fuga de refrigerante en formación de condensación de humedad alrededor el lado de alta del sistema, debido a que su detec- de la/s puerta/s, provocada por el contacto de la ción, localización y reparación dependerán de que el humedad ambiente con el aire frío que surge del sitio sea accesible, sin desbaratar estéticamente el gabinete al abrirse estas. Diseños clásicos recurren al gabinete; o de que el fabricante haya previsto esta empleo de resistencias eléctricas de puertas (de baja posible necesidad de reparación, diseñando el gabi- potencia), alimentadas permanentemente por el cir- nete de manera que el condensador sea accesible sin cuito de alimentación eléctrica del artefacto. Para dañar el gabinete o sin incurrir en costos inadmisibles. eliminar este consumo de electricidad se puede emplear una parte del circuito del condensador, • Congeladores domésticos - verticales enrutado alrededor de los marcos de puerta, para lograr el mismo efecto, aprovechando la temperatura y horizontales del gas del condensador. Aún cuando el uso del gas caliente para impedir la condensación es una práctica Los congeladores domésticos son unidades desti- conocida desde el principio, se usaba con prefe- nadas a la conservación a largo plazo de productos rencia la resistencia eléctrica por su simplicidad, pero pereceros, a temperaturas que garanticen la deten- los requisitos de reducción de consumo energético han ción de cualquier proceso de reproducción bacte- hecho que este método se haya adoptado en forma riana. Las bajas temperaturas minimizan el deterioro general en neveras de producción reciente. de los alimentos, reducen la multiplicación de
- 47. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 47 REFRIGERACIÓN bacterias, microorganismos y enzimas en células y Los congeladores domésticos de menor capaci- fibras vivas, y reducen la pérdida de fluidos de los dad interior (hasta aproximadamente 9 cu. ft. [250 alimentos. Existen numerosos estudios que han deter- lts]) emplean compresores dotados de circuito minado cuantitativamente la temperatura ideal de enfriador de aceite, que no requiere ventilación conservación de los diversos alimentos que compo- forzada, y en tal caso el circuito será idéntico al que nen la dieta del ser humano; en este contexto se emplea en neveras con precondensador, descrito podemos generalizar diciendo que para conservar más arriba; pero la gran mayoría trabaja con sistemas cierto tipo de alimentos más comunes por períodos de compresores herméticos y condensadores enfria- largos la temperatura debe ser estar por debajo de - dos por ventilador; en tanto que los evaporadores 18ºC, e idealmente menor que - 20ºC. pueden ser de tubo y aletas, o placa, en las versiones Existen versiones verticales (que externamente verticales y siempre de placa en las versiones son exactamente iguales a una nevera), pero que horizontales. internamente están construidos para trabajar a tem- El principio de funcionamiento es el mismo que peraturas de congelación. En el interior del gabinete el explicado para neveras, excepto por los mayores se distribuyen parrillas destinadas a acomodar las requerimientos de potencia del compresor para mercancías que se desea congelar, tal como las alcanzar y mantener las temperaturas de con- parrillas de una nevera. El termostato opera, por gelación. Los congeladores horizontales casi siempre supuesto, en un rango de temperaturas más bajo que requieren descongelación manual y la descarga de el de una nevera y requieren compresores de mayor agua de deshielo se efectúa a través de un orificio en potencia para una misma capacidad interna. Existen el piso obstruido por un tapón. congeladores sin escarcha, que dependen de un cir- En cuanto a la estructura de los congeladores cuito de descongelamiento similar al de las neveras, horizontales, estos son simples cajas aisladas térmi- así como otros que no eliminan el hielo y que deben camente, con una tapa superior sujeta por bisagras ser descongeladas manualmente con cierta periodici- con resortes de compensación que reducen el esfuer- dad, dependiendo fundamentalmente de la humedad zo necesario para abrirla y dependen de su peso y del relativa ambiente de la zona y de la frecuencia de estado de la empacadura de puerta para cerrar her- apertura de puerta. méticamente la caja. El exterior de la caja puede ser metálico o plástico, en tanto que su interior es siem- pre metálico (aluminio liso o corrugado) al cual se fija mecánicamente o mediante adhesivo especial una longitud de tubería de cobre que actúa como evaporador y cuya distribución es tal que las paredes y piso del congelador actúen como intercambiadores de calor absorbiendo el calor de la mercancía con- tenida en su interior. El compartimiento de alo- jamiento de la unidad condensadora se obtiene a Congelador vertical. expensas del volumen interno de la caja de manera que la superficie exterior del congelador sea un para- Otra configuración disponible en el mercado de lelepípedo sin protuberancias. Este compartimiento aplicaciones domésticas es la que, a similitud de las donde se alojan: compresor, condensador, ventilador, unidades comerciales, está dispuesta en una caja o termostato, elementos de protección del compresor y gabinete de acceso por arriba, llamados conge- el exceso de tubo capilar, está diseñado como un ladores horizontales; usualmente no disponen de pa- túnel, de tal manera de proporcionar un flujo de aire rrillas que permiten una mejor acomodación de las de enfriamiento correcto al compresor y al conden- mercancías, pero son más efectivas en mantener la sador por lo que tiene rejillas de ventilación obser- temperatura interior al abrir la puerta de acceso. vables en las paredes exteriores del congelador, estratégicamente ubicadas para orientar adecuada- mente este flujo. Debe tenerse cuidado de mantener una distancia de al menos 5 centímetros entre estas rejillas y la pared más próxima y evitar obstruir de cualquier manera el flujo de aire que es absoluta- mente necesario para el buen funcionamiento de la Congelador horizontal. unidad.
- 48. MANUAL DE BUENAS 48 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN 2.1 Componentes del circuito junto compresor - motor, ensamblados bajo estrictas de refrigeración en normas de limpieza y con tolerancias y ajustes de alta neveras o congeladores precisión y sujetos dentro de una carcaza soldada herméticamente la cual es previamente configurada domésticos habiéndose soldado eléctricamente a ella: un conec- tor eléctrico de tres pines para la alimentación de las Señalamos que no existen diferencias fundamen- bobinas de marcha [M], arranque [A] y común [C] tales entre una nevera y un congelador domésticos en del motor; y unidos por soldadura fuerte un mínimo cuanto a sus características constructivas y principios de tres (y un máximos de cinco) tubos destinados a generales de funcionamiento. El tipo de compresor conectar el compresor con el sistema de refrigeración que se ha establecido como el patrón de referencia en que vaya a ser empleado. para casi todas estas aplicaciones domésticas es el motocompresor hermético reciprocante o alternativo, por sus ventajas comparativas de bajo costo, fun- cionamiento confiable, bajo nivel de ruido, tamaño reducido y alta eficiencia. Neveras y congeladores domésticos comparten el mismo tipo de compo- nentes pero con sutiles diferencias en lo que respec- ta a las características operativas. Describiremos las características más importantes de estos, así como el lubricante y los problemas relacionados con este en función de su rol en el compresor y su influencia en el sistema de refrigeración. Motocompresor hermético de potencia fraccionaria. • Motocompresor hermético reciprocante o alternativo • Rangos de aplicación Este componente, conocido también como Los compresores pueden clasificarse según su unidad sellada, compresor o simplemente (e impro- rango de aplicación, disposición para el arranque y piamente así llamado) "motor", consiste en un con- gas refrigerante, en las siguientes familias: Presión de retorno Par de arranque Gas refrigerante Baja presión de retorno [LBP] (low back pressure) Normal [LST] (low starting torque) Alto par de arranque [HST] (high starting torque) Presión de retorno media [MBP] (middle back pressure) Normal [LST] (low starting torque) R12, R134a, Alto par de arranque [HST] (high starting torque) R600a, R22, Presión de retorno alta [HBP] (high back pressure) Normal [LST] (low starting torque) R502, R404A, Alto par de arranque [HST] (high starting torque) R507, R290, Presión de retorno alta / aire acondicionado Normal [LST] (low starting torque) etc. Presión de retorno comercial [CBP] (commercial back pressure) Normal [LST] (low starting torque) Alto par de arranque [HST] (high starting torque) Donde se definen: Temperatura de evaporación Rango de aplicación ºC ºF Baja presión [LBP] -34,4 ~ -12,2 -30 ~ -10 Presión comercial [CBP] -17,8 ~ 10,0 0 ~ 50 Media / Alta presión -20,0 ~ 12,8 -4 ~ 55 Aire acondicionado / Alta presión 0,0 ~ 12,8 32 ~ 55
- 49. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 49 REFRIGERACIÓN Par de arranque ello esta vinculado con la temperatura de retorno del gas y su efecto de contribución al enfriamiento del compresor. Una presión de retorno más elevada sig- Normal [LST] (bajo par de arranque): no nifica gas más caliente y menos enfriamiento. En requiere capacitor de arranque y se diseña para que algunos casos, el fabricante especifica un rango arranque cuando las presiones en el sistema alcanzan extendido de aplicación, o sea que el mismo com- a equilibrarse en los valores máximos establecidos presor puede funcionar en LBP, MBP o HBP, con solo para cada gas refrigerante ya vistos más arriba en este cambiar algunos componentes, tales como relé y pro- mismo capítulo. Normalmente se emplean solo en tector térmico, pero antes de tomar la decisión de sistemas que funcionan con tubo capilar. Pueden emplear un determinado tipo de compresor el técni- estar dotados de un capacitor de marcha, pero este co debe verificar las especificaciones del fabricante. sólo se emplea para aumentar la eficiencia del com- presor. Ocasionalmente pueden encontrarse compre- En refrigeración doméstica, la mejor presión de sores con motores de bajo par de arranque a los retorno posible, siempre y cuando se cumplan todos cuales se ha conectado un capacitor de arranque los requisitos de enfriamiento solicitados por la apli- para asistirlo cuando las condiciones de tensión de cación para la mercadería contenida, o sea, una vez línea son bajas y dificultan el arranque. Esto aumenta lograda la temperatura de evaporación deseada, es la el par de arranque aproximadamente un 30 ~ 50%, más baja presión posible, sin que en ninguna condi- pero no logra el mismo efecto que se obtiene en un ción de trabajo esta llegue a alcanzar niveles de motor diseñado para alto par de arranque, donde este vacío. llega a ser 100% mayor que el de un motor de bajo par de arranque. • Capacidad del compresor Alto par de arranque: el motor está diseñado para arrancar cuando se alimenta su bobina auxiliar Definamos primero las condiciones de medición a través de un capacitor de arranque cuyo valor de de capacidad de un compresor establecidas por capacitancia es calculado para lograr el máximo par ASHRAE, que son las que emplean la gran mayoría de arranque posible cuando se lo conecta con un de fabricantes de compresores para clasificar sus bobinado de las características propias de ese motor. productos: Montar un capacitor de otro valor no va a lograr el mismo efecto y puede provocar tensiones eléctricas Temperaturas ASHRAE mayores en las bobinas del motor. Están diseñados ºC / (ºF) LBP CBP M/HBP HBP/AC para aplicaciones en las cuales es impredecible Evaporación -23,3 / (-10) -6,7 / (20) 7,2 / (45) 7,2 / (45) conocer si las presiones del sistema alcanzarán el equilibrio mencionado más arriba, antes que el com- Condensación 54,4 / (130) 54,4 / (130) 54,4 / (130) 54,4 / (130) presor reciba la señal de arranque, tal como aplica- Gas de retorno 32,2 / (90) 35,0 / (95) 35,0 / (95) 35,0 / (95) ciones comerciales donde la apertura de puerta del Líquido 32,2 / (90) 46,1 / (115) 46,1 / (115) 46,1 / (115) artefacto es frecuente. Ambiente 32,2 / (90) 35,0 / (95) 35,0 / (95) 35,0 / (95) El gas que se vaya a emplear en un determinado compresor determina, entre otras cosas, el torque de Estas son las condiciones de ensayo que deben arranque necesario pues las presiones del sistema ajustarse en el calorímetro donde se esté determinan- varían notablemente entre unos y otros y esto debe do la capacidad de un compresor. La capacidad fri- tenerse en cuenta al diseñar el motor correspon- gorífica, medida en estas condiciones, es la que per- diente, también fija las limitaciones a tener en cuen- mite comparar dos compresores, cualquiera sea su ta en función de las características de seguridad del fabricante. Normalmente se efectúa el ensayo a 60 gas (inflamable o no, entre otras) pues de ello Hz y a la tensión para la cual fue diseñado el motor. depende el tipo de accesorios requeridos (normales o La capacidad equivalente a 50 Hz puede calcularse herméticamente sellados, etc.) dividiendo la capacidad a 60 Hz por 60 y multi- plicándola por 50 pues la capacidad es función del • Consideraciones particulares relacionadas rendimiento volumétrico, que es proporcional a la con el rango de aplicación de un compresor velocidad del motor y puesto que la velocidad es pro- porcional a la frecuencia, la relación se mantiene En aplicaciones domésticas particularmente, es para la capacidad. muy importante verificar que la presión de succión La capacidad del compresor puede expresarse en del compresor esté dentro del rango aceptable según Kcal/hr en el Sistema Internacional o Btu/hr en el sis- su clasificación [LBP - MBP - HBP - AA] puesto que tema inglés, con la siguiente relación entre ellas:
- 50. MANUAL DE BUENAS 50 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN 1 Btu/hr = 0,252 kcal/hr = 252 cal/hr reducir el consumo de energía, pero en lo que La costumbre ha popularizado el uso del término respecta al trabajo termodinámico, es mejor indicati- HP para definir la capacidad de un compresor, vo emplear el desplazamiento volumétrico o cilindra- denominación que tiene su origen histórico en la da al momento de tomar una decisión de sustitución época de la máquina de vapor, de donde provienen de compresores. las definiciones siguientes: • Descripción de las funciones de los tubos Media/Alta Presión de Evaporación [M/HBP]y en la carcaza del compresor Acondicionamiento de aire [HBP-AC]: Dos de estos tubos son accesos directos al interior de la carcaza y se emplean, uno para conectar un Capacidad frigorífica en Btu/hr @ 60 Hz Capacidad en HP = tubo de servicio y carga [denominado "tubo de servi- 12.000 cio"] y el otro para la conexión de la línea de retorno del evaporador [denominado "tubo de succión" del Ejemplo: un compresor que rinde 24.000 Btu/hr, compresor]. Si bien ambos tubos pueden ser usados [medidos en condiciones ASHRAE @ 60 Hz] es lla- indistintamente para cualquiera de las dos funciones: mado un compresor de 2 HP. succión o servicio, pues no hay ninguna diferencia entre ellos, es importante destacar que en los ma- nuales de compresores, el fabricante define cual Presión Comercial [CBP] debe usarse para tal o cual fin. La razón reside en que, en compresores de fabricación moderna, el tubo Capacidad frigorífica en Btu/hr @ 60 Hz definido como de succión por el fabricante es el que Capacidad en HP = garantiza que el gas a baja temperatura retorne al 8.000 compresor e ingrese en una cámara interna llamada silenciadora "muffler" que, por una parte, minimiza Ejemplo: un compresor que rinde 4.000 Btu/hr, el sonido de la válvula de lámina "flapper" de succión [medidos en condiciones ASHRAE @ 60 Hz] es lla- y por la otra dirige inmediatamente el gas a la succión mado un compresor de 1/2 HP. del mecanismo de compresión para ganar eficiencia. El tercer tubo corresponde a la descarga del gas Baja Presión [LBP] comprimido a alta presión. El gas comprimido en el mecanismo de compresión es retenido por la válvula de lámina "flapper" de descarga, y antes de dejar el Capacidad frigorífica en Btu/hr @ 60 Hz cuerpo, debe pasar por cámaras/s destinadas a ate- Capacidad en HP = nuar el nivel de ruido de las válvulas de succión y 4.000 descarga, antes de ser enviado al exterior de la car- caza a través de un tubo de pequeño diámetro con- Ejemplo: un compresor que rinde 1.000 Btu/hr, formado con formas geométricas curvas diseñadas [medidos en condiciones ASHRAE @ 60 Hz] es lla- para que absorban gran parte de la vibración, el cual mado un compresor de 1/4 HP. se suelda internamente al tercer tubo ya mencionado, denominado "de descarga" del compresor, de tal Sin embargo, los fabricantes de compresores se modo que al conectar el compresor al sistema de han desviado un poco de estas equivalencias y refrigeración en que va a trabajar el amortiguamiento puesto que se obtienen mayores coeficientes de de ruido sea el máximo posible. desempeño en la actualidad [COP] ("Coefficient of Los "dos" tubos adicionales que salen de la car- performance" por sus iniciales en inglés) para un caza en la parte más cercana al fondo de esta, en las mismo desplazamiento volumétrico del compresor, versiones de cinco tubos, realmente corresponden a en la actualidad se han abandonado estas equivalen- los "dos extremos de un tubo" plegado, doblado, cur- cias atribuyéndose a los compresores valores en HP vado y conformado para acomodar una determinada que no coinciden totalmente con estos criterios. longitud en el menor área posible, para que se Es recomendable que los técnicos conozcan la sumerja totalmente en el aceite de lubricación que se capacidad frigorífica de un compresor al hacer un mantiene en el fondo de la carcaza, con la finalidad reemplazo por otro de otra marca o idealmente el de enfriar el aceite con gas proveniente del conden- desplazamiento volumétrico puesto que esto es lo sador, tomado desde un punto en el que ya haya per- que determina la verdadera equivalencia en cuanto a dido parte del calor ganado en el proceso de compre- la aplicación determinada. Un mejor COP le permitirá sión, y devuelto posteriormente al mismo punto en el
- 51. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 51 REFRIGERACIÓN condensador para que prosiga perdiendo calor hasta Se han hecho progresos importantes en la reduc- alcanzar el estado líquido, antes de llegar al filtro ción de los niveles de ruido de los compresores alter- secador y el dispositivo de expansión. nativos, así como en el desempeño desde el punto de Los compresores alternativos dependen de un vista de consumo de energía. delicado sistema de suspensión interna, basado en resortes, en algunos casos de tracción y más moder- • Tipos de motores namente de compresión, destinado a minimizar la herméticos de potencia transferencia a la carcaza de la vibración propia del fraccionaria motor eléctrico y el mecanismo de compresión de Los motores eléctricos de gas. Sin esta suspensión el nivel de ruido de los com- estos compresores son del tipo presores sería inaceptable para un artefacto que fun- monofásico, de inducción, de ciona durante las veinticuatro horas del día en el potencia fraccionaria (menor entorno hogareño. Adicionalmente, la carcaza debe que ½ hp) y puede clasificarse ser montada sobre bases amortiguadoras, general- por su forma de arrancar y pos- mente de caucho blando, ajustadas a una cierta ten- terior funcionamiento, en tres sión, cuya función es reducir aún más el nivel de Motor hermético. familias principales: vibración que el compresor pueda transferir al gabinete. • Arranque por fase dividida: RSIR [por sus iniciales en inglés: "Resistance Start Induction Run"] o PTCSIR [por sus iniciales en inglés: "PTC Start Induction Run”]. En estos casos se emplean uno u otro de los siguientes tipos de relé: Relé amperométrico. Relé "PTC" [por sus iniciales en inglés: Positive Temperatura Coefficient]. Relé voltimétrico. (Poco empleado en refrigeración doméstica pero sí en aire acondicionado). Motores con torque normal de arranque, adecuados para aplicación en sistemas de refrigeración con dis- positivo de control de flujo de refrigerante por tubo capilar, en los cuales las presiones alcanzan el equilibrio antes del arranque. El relé alimenta la bobina de arranque directamente hasta que la corriente en la bobi- na de marcha indica que el rotor ha alcanzado velocidad suficiente para generar su propio campo electromag- nético rotativo que mantiene el movimiento. Circuito de arranque RSIR. Circuito de arranque PTCSIR.
- 52. MANUAL DE BUENAS 52 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN • Arranque con capacitor: CSIR [por sus iniciales en inglés "Capacitor Start Induction Run"] o PTCCSIR [por sus iniciales en inglés: "PTC Capacitor Start Induction Run”]. Los relés son similares a los descritos precedentemente pero están dotados de contactos adicionales para la conexión del capacitor de arranque. Motores con alto torque de arranque. Para lograrlo emplean un capacitor elec- trolítico conectado en serie con la bobina de arranque que solo se energizan durante los instantes en que está conectada esta bobina a través de los contactos del relé Circuitos de arranque CSIR [con relé amperométrico y relé voltimétrico]. de arranque, tal como en el caso anterior. Son aptos para empleo en sistemas de refrigeración con dispositivo de control de flujo de refrigerante por tubo capilar o válvula de expansión, permitiendo el arranque aún cuando las presiones del sistema no hayan alcan- zado el equilibrio. • Con capacitor de marcha: PSC [por sus iniciales en inglés "Permanent Split Capacitor"]. Motores con torque normal de arranque. Utilizan un capacitor de marcha conectado en serie con la bobi- na de arranque, que se mantiene energizada; de esta manera la eficiencia del motor es superior a la de los motores RSIR. Se los emplea en aplicaciones con dispositivo de control de flujo de refrigerante por tubo capi- lar, donde las presiones del sistema alcanzan el equilibrio antes del arranque. Circuito de arranque PSC. • Arranque con capacitor, marcha con capacitor: CSR [por sus iniciales en inglés: Capacitor Start and Run]. Motores con alto torque de arranque. Emplean un capacitor de arranque y uno de marcha, conectados mediante un relé voltimetrito. Son aplicados en sistemas con dispositivo de control de flujo de refrigerante por tubo capilar o válvula de expansión en los cuales no se alcanza el equilibrio de presiones antes del arranque. Al igual que los motores PSC ofrecen un mejor nivel de eficiencia (menor consumo de corriente). Circuito de arranque CSR.
- 53. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 53 REFRIGERACIÓN • Relés El relé de arranque juega un papel fundamental en el arranque de los motores de compresores her- méticos que lo necesitan. En el instante de arranque del motor se conecta la bobina auxiliar, que determi- na el sentido de rotación del motor y proporciona el torque necesario para el inicio del movimiento. Después del arranque, se desconecta la bobina au- xiliar (excepto en los motores con capacitor de mar- cha permanente "PSC"), y solamente la bobina de marcha permanece funcionando. Esquema eléctrico de relé amperométrico. Relé amperométrico Al energizarse la bobina de arranque se genera un campo magnético rotatorio en el estator del motor, cuya dirección depende de la conexión relativa de los extremos de las bobinas de marcha y arranque y su magnitud de la intensidad de las corrientes en cada bobina y desfase relativo entre estas, que a su vez dependen de las componentes inductivas, resisti- vas y capacitivas de cada bobina (por ello es que el diámetro de los alambres y número de espiras son tan Relé amperométrico. distintos entre una y otra). Este campo magnético rotatorio interactuando con las barras de aluminio Por su diseño requiere que se lo instale de ma- inyectadas en el rotor, unidas en sus extremos por nera que el eje de la bobina esté en posición vertical dos anillos denominados "anillos de cortocircuito" [una desviación de 5º con respecto a la vertical es genera en estas una fuerza perpendicular a ellas y al suficiente para que la velocidad de actuación se vea campo magnético que cruza el entrehierro entre los disminuida, lo que afecta la vida de los contactos], dientes del estator y el rotor, y que es tangencial a la con los contactos normalmente abiertos por encima superficie cilíndrica del rotor. La sumatoria de las de ella. Es un dispositivo electromecánico, con con- fuerzas generadas en cada una de las barras del rotor tactos normalmente abiertos mientras está en reposo. multiplicada por el radio del rotor es lo que genera el Desde el punto de vista eléctrico, el relé se conecta torque que da inicio a su movimiento rotativo. Una de tal forma que su bobina quede en serie con la vez iniciado el giro del rotor, este alcanza su veloci- bobina de marcha del motor del compresor y los con- dad final muy rápidamente (en cuestión de 1 a 3 tactos del relé - normalmente abiertos, en serie con segundos, dependiendo del torque resistente) y el la bobina de arranque y conectando a esta (cuando rotor mismo genera su propio campo electromagnéti- cierran) con la misma línea a la que está conectada co que interactúa con el de la bobina de marcha, con la bobina del relé. Cuando el circuito de control del lo que la intervención de la bobina de arranque ya no artefacto envía la señal de puesta en marcha del com- es necesaria. presor (cerrando los contactos del control de tempe- Oportunamente, la presencia del campo magnéti- ratura, en términos generales, el termostato), se apli- co rotativo generado en el rotor reduce rápidamente ca una tensión a la bobina del relé, en serie con el la fuerza contraelectromotriz, que requiere una ele- borne M (correspondiente a la bobina de marcha del vada corriente en la bobina de marcha; a consecuen- motor) y el borne C (común) del compresor. La ten- cia de lo cual la corriente disminuye considerable- sión aplicada a la serie de la bobina del relé y la mente (hacia lo que constituye lo que denominamos bobina de marcha produce el paso de una corriente corriente nominal). La intensidad de esta corriente no que es proporcional a la fuerza contraelectromotriz es suficiente para mantener la armadura en el interior de la bobina de marcha, que es lo suficientemente de la bobina del relé en su posición superior y esta elevada como para generar en la bobina del relé una desciende bruscamente (ayudada por la acción de un fuerza electromagnética que eleva una armadura resorte calibrado ubicado en su eje), para forzar una deslizante en el interior de esta, que provoca el cierre apertura brusca de los contactos que energizan la de los contactos y como consecuencia el cierre del bobina de arranque dejando a esta fuera del circuito circuito de alimentación de la bobina de arranque hasta el próximo arranque (a menos que se trate de conectada internamente al borne A (arranque). una aplicación de capacitor de marcha permanente).
- 54. MANUAL DE BUENAS 54 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN Si por alguna circunstancia el rotor no pudiera que cierre los contactos) y su corriente de desen- alcanzar la velocidad necesaria para que la disminu- ganche se alcance cuando el rotor ha alcanzado ción en la corriente en la bobina de marcha aproximadamente el 75% de su velocidad de fun- provoque la apertura de los contactos del relé, la co- cionamiento (puesto que a esta velocidad el rotor rriente mantenida en la bobina de arranque provoca puede generar su campo magnético tal como se un paulatino pero muy rápido aumento de su tempe- describió más arriba. Hay que seleccionar cuidadosa- ratura que afecta rápidamente el aislamiento (barniz) mente estos valores pues debe evitarse que en algu- de esta y eventualmente la lleva a su destrucción. na condición de sobrecarga la corriente en la bobina Esta condición se produce cuando, por ejemplo, el de marcha se mantenga en un valor elevado que im- termostato indica que el compresor debe arrancar pida que los contactos abran, por estar por encima de antes de que las presiones del sistema se hayan equi- la corriente de apertura, lo que provocará que la librado. Esto a su vez puede ser causado por: apertu- bobina de arranque no se desconecte y su temperatu- ra de puerta demasiado frecuente, intentos de ra suba hasta provocar la apertura de la protección arranque del compresor interrumpidos por actuación térmica. del protector térmico del mismo, fluctuaciones o Cada relé viene identificado por una combi- interrupciones momentáneas del servicio eléctrico, o nación de letras y números que nos indican una can- cualquier otra acción externa que requiera de una tidad de datos tales cómo características constructi- frecuencia de arranques más corta que la prevista por vas, tipo de conexiones externas y la clasificación el fabricante del artefacto que a su vez estará prede- según corrientes de enganche y desenganche, en los terminada por las especificaciones del fabricante del tres últimos dígitos del código. compresor. La vida media útil del relé ha sido calculada para Relé PTC un número predeterminado de cierres de contactos, en determinadas condiciones de carga, que usual- mente es de 100.000 actuaciones. La vida útil real El funcionamiento de este relé, introducido dependerá de la carga a la cual son sometidos los mucho después del relé amperométrico, es elec- contactos. trotérmico y no posee piezas en movimiento ni bobi- El problema más común asociado con el relé nado por lo que es mucho más confiable que su ante- amperométrico es el generado por desgaste por chis- cesor; su único componente pasivo es una pastilla de porroteo de los contactos, que puede derivar en con- material cerámico que posee la propiedad de aumen- tactos soldados o, el caso contrario, que no cierran el tar su resistencia eléctrica cuando es calentado por el circuito. Estas dos condiciones pueden verificarse paso de una corriente a través de él. Esta pastilla está con un multímetro o probador de continuidad, en el conectada a los terminales del relé que conectan, por primer caso con el relé en su posición normal de tra- un lado a la línea de alimentación y por el otro al bajo (en estas condiciones los contactos deben estar borne [A], correspondiente a la bobina de arranque. abiertos, si están cerrados están soldados) y en el El relé alimenta directamente a la bobina de marcha segundo caso con el relé en posición invertida (en a través del borne [R]. estas condiciones los contactos deben estar cerrados, si no hay continuidad están dañados al punto de no hacer contacto eléctrico). • Selección del relé amperométrico La selección del relé es crítica pues para cada uno de ellos existe una combinación de dos paráme- tros importantes: la corriente de cierre (enganche) de los contactos "pick up" y la corriente de apertura Relé PTC. (desenganche) de estos "drop out". Como ya vimos más arriba, el relé actúa por el efecto de la corriente Inicialmente, la pastilla del PTC estará a tempe- que pasa por la bobina de marcha, la cual asciende ratura ambiente y su resistencia es baja de modo que abruptamente al energizarse el motor, pero luego está en condiciones de dejar pasar una corriente sin desciende rápidamente. El relé debe seleccionarse de impedimentos a través de sí misma. Cuando el manera que su corriente de enganche esté por deba- circuito de control del artefacto (termostato) cierra el jo de la máxima corriente que circula por la bobina circuito de alimentación eléctrica del compresor, la de marcha en el momento de arranque (para garantizar tensión presente aplicada al terminal L2 del relé
- 55. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 55 REFRIGERACIÓN produce una circulación de corriente a través de la • Selección de relé PTC bobina de marcha y simultáneamente a través de la serie de la pastilla del relé PTC y la bobina de La selección del relé tipo PTC es menos comple- arranque y que cierra el circuito a través del protec- ja pues existen muchos menos tipos distintos para tor térmico, en cuyo Terminal L1 se conecta la otra adaptar a un gran número de compresores distintos. línea de alimentación. En estas condiciones, como se El factor determinante es el tiempo requerido por la explicó anteriormente, el motor gira y la corriente pastilla para recuperar su valor de resistencia eléctri- que pasa a través de la pastilla del PTC calienta a esta ca inicial, una vez que se ha interrumpido el paso de rápidamente por el calor generado por la corriente de corriente por ella y se ha enfriado y la capacidad de arranque Ir2 x RPTC, con el efecto de un rápido corriente que maneja. Ello se logra con un número aumento de la resistencia de la pastilla del PTC hasta relativamente pequeño de pastillas, que varían en su el punto que permite el paso de una corriente muy resistencia eléctrica, para distintas tensiones de apli- reducida, que puede considerarse despreciable. cación (120 / 240) y diferentes valores de tensión máxima / intensidad de corriente máxima [Vmax/Imax]. Consideraciones particulares para relés PTC • La superficie y terminales del relé pueden alcan- zar altas temperaturas en condiciones normales de operación. Cualquier material que esté en contacto con el relé, incluyendo cables y ais- lamiento de los cables de los accesorios vincula- dos (capacitor, ventilador, protector térmico) Corte mostrando construcción interna PTC. deben ser clase térmica 105ºC y debe evitarse el contacto con materiales cuya clase térmica sea Su utilización es muy común en compresores de inferior. diseño reciente de baja capacidad, destinados a apli- caciones donde el tiempo entre ciclos de operación • El relé tipo PTC debe estar protegido de fuentes sea lo suficientemente largo para que la pastilla del potenciales de salpicadura de líquidos, tal como PTC se enfríe y quede lista para un nuevo ciclo (mí- la bandeja de evaporación del agua de descon- nimo 1 minuto). gelación o las conexiones de alimentación de agua en las aplicaciones que tengan servicio de El tiempo de reposición del protector térmico, alimentación de agua externa. determinado en fábrica en función del tiempo que necesitan los bobinados del motor para que su tempe- • Ciertos materiales, tales como gases clorados ratura baje a niveles seguros, es también crítico pues en CFC y CHFC pueden degradar las características caso de relé PTC debe tomarse en cuenta el tiempo que de la pastilla del PTC. Este dispositivo no debe necesita la pastilla cerámica para reducir su resistencia ser expuesto a gases clorados o sulfurados ni a que, como dijimos, debe ser de más de un minuto. materiales que puedan generarlos. En particular, evite emplear aislamiento basado en policloruro Es por ello que en algunos casos, intentar sustituir de vinilo [PVC] en contacto con los terminales un relé amperométrico con un relé PTC puede no ser del relé. exitoso, en aquellos casos en que el tiempo de reposición del protector calculado para ese compre- • El relé PTC debe estar protegido por una cubier- sor para ser usado en conjunto con un relé ampe- ta de protección contra posibles contactos rométrico, sea muy corto. humanos durante su empleo. • Comparación entre relé amperométrico y PTC COMPARACIÓN RELÉ AMPEROMÉTRICO RELÉ PTC • No necesita enfriarse para operar. • No posee partes móviles. • No se desgasta. VENTAJAS • Tiempo de conexión depende del arranque del motor. • No produce chispas. • Pocos modelos diferentes. • Funciona en cualquier posición. • Posee partes móviles. • Necesita tiempo para enfriarse y volver a operar. • Tiene contactos eléctricos que se desgastan. • Tiempo de conexión no depende del arranque del motor. DESVENTAJAS • Emite señales de interferencia electromagnética por las chispas al abrir contactos. • Un modelo específico para cada compresor. • Debe ser montado en posición vertical.
- 56. MANUAL DE BUENAS 56 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN Relé voltimétrico Son empleados en aplicaciones comerciales que empleen compresores que requieran capacitores de arranque y marcha en el circuito de alimentación del motocompresor. La bobina del relé se conecta en paralelo con la bobina de arranque del motor eléctri- co y sus contactos, normalmente cerrados [NC] se emplean para desconectar el capacitor de arranque. La tensión en la bobina de arranque aumenta a En la cápsula se han dispuesto dos contactos fijos medida que lo hace la velocidad del motor, hasta y sus puntos de conexión al circuito de alimentación alcanzar el valor necesario para atraer la armadura del compresor, así como una resistencia eléctrica en del relé lo cual acciona los contactos, abriéndolos. serie con el circuito, por detrás y a corta distancia del La tensión inducida en la bobina de arranque por el disco de tal manera que la corriente que circula por campo electromagnético del motor en funcionamien- el compresor crea una temperatura que precalienta el to continúa atrayendo la armadura, manteniendo los disco. La forma de esta cápsula es tal que posiciona contactos abiertos. El capacitor de marcha [perma- el disco a una distancia prefijada de la carcaza y lo nente] se conecta en paralelo con la serie del relé de protege de influencias térmicas externas. arranque y los contactos NC. Los protectores térmicos están basados en distin- tas combinaciones de pares de metales, distintas for- mas y tamaños de discos, distintas geometrías de los cortes y perforaciones y distintos valores de la resistencia de precalentamiento para lograr diferentes respuestas a combinaciones de consumo de corriente Relé voltimétrico. y temperatura radiada desde la carcaza. • Protector térmico bimetálico externo tipo disco Corte protector térmico. El protector térmico es un componente basado en un disco bimetálico que depende de los coeficientes Para un determinado compresor se hace una de dilatación distintos de dos metales adheridos entre selección cuidadosa del protector térmico adecuado si, cuando estos dos metales son sometidos a cam- para que actúe cuando sea necesario, desconectan- bios en la temperatura. Un disco troquelado de este do la alimentación por el tiempo que tarde el disco material bimetálico (en el cual se han efectuado bimetálico en retomar su forma normal, que corres- cortes y perforaciones cuidadosamente calculados ponde a la posición de contactos cerrados. para obtener una actuación precisa dentro de un rango de temperaturas de actuación al cual se han También es importante lo opuesto, o sea que no electrosoldado en una misma cara, cerca del produzca interrupciones de funcionamiento innecesarias diámetro exterior del disco dos contactos diametral- por demasiado tiempo, cuando la causa de incre- mente opuestos), se sujeta a una cápsula, general- mento de temperatura es temporal y se corrige por sí mente de bakelita o plástico, mediante un tornillo de misma (esto sucede, por ejemplo, cuando se carga el calibración. Este tornillo es regulado en la fase final gabinete con productos cuya temperatura excede la del proceso de fabricación para que el bimetálico temperatura ambiente). El gas en el evaporador reaccione deformándose hasta que, por tensión adquiere más energía de lo normal y por lo tanto mecánica sus contactos se separan de los contac- retorna al compresor con una temperatura mayor tos fijos con un accionamiento brusco "snap", con (aumenta lo que se llama "superheat" más de lo el objeto de minimizar el chisporroteo de los deseable); como consecuencia el gas que retorna al contactos. compresor lo hace a una temperatura más alta y
- 57. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 57 REFRIGERACIÓN temporalmente aumenta la temperatura en el interior • Prueba de arranque desde reposo de la carcaza. Este aumento de temperatura se trans- del artefacto "Pulldown" fiere a la carcaza y el protector térmico actúa. Al cabo de un tiempo, al bajar la temperatura de la mer- cancía, se restablecen las condiciones aceptables; la El protector debe permitir que el compresor temperatura del gas de retorno desciende, el "super- f u n cione bajo condiciones de carga severa. heat" retorna a sus valores normales y el gas, ya más Típicamente, la carga más severa se produce en frío lleva la temperatura en el interior de la carcaza a momentos de arranque desde reposo de una nevera niveles dentro de lo que el protector percibe como o congelador. Esta condición extrema se especifica normales y se restablece el funcionamiento normal. como el arranque de un artefacto que ha permaneci- Mientras dura esta sobrecarga temporal, el compresor do a la máxima temperatura ambiente especificada intentará arrancar y se detendrá en intervalos muy para el ensayo (normalmente 43ºC). con la puerta cortos (de alrededor de 1 minuto y a veces menos abierta, durante 24 horas y, a partir de esta situación que eso, lo que es indeseable), pero al cabo de un inicial, se cierra la puerta y se arranca el artefacto. tiempo prudencial, logra arrancar puesto que las pre- Este debe partir y alcanzar las temperaturas especifi- siones en el sistema se han equilibrado, y se reasume cadas de evaporación, congelación y conservación el funcionamiento controlado por el termostato. (según sea el caso), en un lapso de tiempo especifi- cado. En estas condiciones, el protector no debe El proceso de selección de un protector térmico actuar (se permite un número limitado de actua- para un determinado compresor se efectúa mediante ciones, siempre y cuando no se supere el límite de un elaborado protocolo de pruebas de aplicación en tiempo especificado) pero si debe observarse que las laboratorio, donde se prueban un número de mode- temperaturas críticas (bobinas, descarga, etc) no los de protectores para ese modelo de compresor, estén por encima de los límites de seguridad. La co- eliminando progresivamente aquellos modelos de rriente máxima consumida en este proceso, la tem- protector térmico que fallan en alguna de las prue- peratura de carcaza y la temperatura ambiente pre- bas, y ajustando la selección de los restantes de sentes cuando el consumo de corriente es máximo, la acuerdo a los resultados precedentes hasta que se máxima temperatura de carcaza durante el proceso y comprueba que un determinado tipo de protector tér- la corriente y temperatura del aire alrededor del tér- mico reacciona positivamente en todo el juego de mico cuando la temperatura de carcaza es máxima, pruebas. deben registrarse para una selección adecuada del Luego se realizan pruebas de comprobación en tipo de elemento calentador y temperatura de varias aplicaciones distintas. El objetivo es lograr que actuación que impidan que el protector actúe en el dispositivo proteja al compresor contra sobrecargas estas condiciones de trabajo. que pongan en peligro, fundamentalmente, sus bobi- nados, para los cuales la temperatura máxima debe limitarse a lo que permite la clase térmica del esmalte • Sobrecarga en condiciones de marcha empleado para aislar el alambre. En estas pruebas se "Running Overload" diferencian aplicaciones según si el compresor es enfriado por convección o por aire forzado, de ma- Hay dos condiciones de sobrecarga en marcha nera que dos compresores idénticos en cuanto a regular que pueden causar un calentamiento excesi- prestaciones, necesitan dos protectores térmicos dis- vo de los bobinados del motor y que pueden suceder tintos para que reaccionen ante un mismo fenómeno con relativa facilidad: atascamiento del ventilador de que afecte la temperatura de bobinados, cuando el condensación o detención de este por cualquier modo de enfriamiento es distinto. causa, o el flujo de aire bloqueado o que la puerta También se destaca la importancia que tiene el del gabinete quede abierta, provocando que el com- correcto posicionamiento del protector, fijado presor opere continuamente. mecánicamente de modo que su cara abierta haga Para impedir el sobrecalentamiento de las bobinas, contacto en todo su contorno con la superficie de la debe registrarse la corriente que se consume en estas carcaza y quede protegida de corrientes de aire que condiciones, así como las temperaturas de carcaza y puedan enfriar el disco creando un entorno térmico del aire alrededor del protector cuando las bobinas que no refleja realmente la temperatura interna de la alcanzan la temperatura crítica, que requiera que el carcaza, con lo cual se reducirá su sensibilidad y protector actúe. Este punto determina el consumo efectividad. máximo permitido por el fabricante del compresor y el Todos los protectores térmicos deben actuar ante protector debe actuar, aún cuando la temperatura cualquiera de la condiciones de trabajo del compresor máxima de actuación no se haya alcanzado. que mencionaremos:
- 58. MANUAL DE BUENAS 58 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN • Rotor bloqueado. "Locked Rotor" forma de los contactos, la velocidad de reacción del disco "snap action", puesto que su efecto es también dañino para la vida útil del contacto, y por ende del La corriente con el rotor detenido es sumamente protector (10.000 ciclos), pero inevitable. Es por ello elevada y si se mantiene por un tiempo suficientemente que para que un compresor pueda ser clasificado prolongado (del orden de los 5 ~ 10 segundos) el como apto para trabajar con refrigerantes clasifica- bobinado auxiliar (arranque) se sobrecalentará y de dos como inflamables, tales como los hidrocarburos persistir esta condición perderá su aislamiento. El [HC], este dispositivo debe ser encapsulado herméti- protector debe actuar en pocos segundo y prevenir camente, para evitar el riesgo de explosión. esta situación, aunque persista por un período de hasta 15 días (requerimiento de UL), y hacerlo manteniendo La detallada explicación precedente tiene por obje- la temperatura de la carcaza por debajo de 150ºC to enfatizar la importancia que tiene el protector tér- (requerimiento de UL) mientras que la temperatura de mico para el compresor, tanto en lo que respecta a su bobinas debe mantenerse también por debajo del selección como a su colocación en el compresor. El máximo permitido por el fabricante del compresor. técnico debe entender, por lo dicho aquí, que si bien todos los térmicos son aparentemente iguales, su Esta prueba debe hacerse bajo tres condiciones respuesta es distinta para cada modelo y no se debe extremas: tensión nominal, tensión mínima de trabajo sustituir arbitrariamente por otro similar sino por otro aceptable y tensión máxima de trabajo aceptable para idéntico, si se pretende que cumpla su función. Un tér- el compresor. mico que no corresponde a una aplicación determina- Para estas tres condiciones deben registrarse tanto da (por ejemplo un térmico para un modelo de com- la corriente consumida así como la velocidad a la que presor enfriado por convección natural o por intercam- la temperatura de las bobinas aumenta. La corriente biador de calor sumergido en el aceite, no protegerá medida es la corriente que circula por el terminal "C" adecuadamente a un compresor enfriado por ventilador [común] del compresor. Si el relé asociado es del tipo porque las pruebas de desarrollo no se hicieron en esas electromecánico, se mide la corriente total. Si el relé es condiciones). Habrá, arbitrariamente, o sobreprotec- de tipo PTC, se mide la corriente total, el tiempo de ción (creando paradas innecesarias) o protección insu- reposición del relé PTC y la corriente de la bobina de ficiente (que permitirá que las temperaturas de bobinas marcha solamente. También se registra la corriente a la excedan lo permitido por su clase térmica, con la con- cual se desea que se produzca la apertura del protec- siguiente aceleración del proceso de envejecimiento tor. Se debe garantizar que el protector va a mantener prematuro del esmalte y reducción correspondiente de la situación controlada dentro de límites durante el la vida útil del compresor. número de días especificados para el ensayo. La correcta colocación es también de fundamental importancia pues solo actuará debidamente si se lo • Corte de la energía y reenganche. instala en las mismas condiciones en que se efectuaron "Power Outage" las pruebas de desarrollo, tal como se lo describió en párrafo precedente. Un caso particular de actuación en condiciones de Es común observar neveras, congeladores y todo rotor bloqueado se produce cuando se interrumpe la tipo de artefactos en los cuales la tapa de protección energía por un corto intervalo (segundos) y el relé de las conexiones eléctricas se encuentra suelta, sin empleado es PTC. Si el compresor estaba en fun- sujetador o simplemente no está. Esta tapa de termi- cionamiento antes del corte de energía, el compresor nales también cubre el protector térmico y lo intentará arrancar cuando se repone el servicio eléctri- mantiene sujeto en la posición determinada por el co, pero el rotor no podrá girar debido a que la presión fabricante del compresor, de manera que reproduzca de descarga no ha alcanzado el nivel de equilibrio, en las condiciones de montaje durante las pruebas de cuyo caso el protector actuará. En estas condiciones es desarrollo. necesario especificar cuánto tiempo es necesario que También es posible ver un número de casos, parti- permanezca abierto el protector para que la pastilla del cularmente después de una llamada de servicio técni- relé PTC tenga tiempo de enfriarse. co, en que el protector térmico es dejado expuesto al Todos los protectores térmicos mencionados aire libre intencionalmente para evitar que actúe. poseen un contacto seco cerrado [NC], que debe Estas dos situaciones deben evitarse pues en esas abrirse, bajo carga inductiva, al producirse una condi- condiciones el dispositivo no puede cumplir con su ción de riesgo, perceptible como un aumento de tem- funcionamiento, respondiendo solo a condiciones peratura. Esta apertura de contactos en esas condi- extremas, tales como un cortocircuito o puesta a tierra ciones, normalmente produce una pequeña chispa; tan de uno a ambas bobinas y en tal caso, ya es tarde para pequeña como pueda hacerse con el diseño de la salvar el compresor.
- 59. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 59 REFRIGERACIÓN El protector térmico puede evitar un cambio de repetitividad de actuación del protector en cuanto a compresor innecesario, si interpretamos su actuación tiempo de reacción y corriente de accionamiento a lo como una herramienta de diagnóstico de la presencia largo de la vida útil del protector, menores varia- de condiciones de funcionamiento anormales (que ciones de temperatura de accionamiento a todo lo pueden ser temporales, como dijimos más arriba) pero largo de los ciclos de disparo previstos para toda al que en muchos casos ponen en evidencia situaciones vida útil del protector, tiempos de reposición del que, de ser corregidas a tiempo, mantendrán el com- disco más largos, ideales para permitir que la pastilla presor trabajando en condiciones seguras por todo el del relé PTC se enfríe y excelente resistencia mecáni- tiempo que se espera funcione. ca y choques térmicos. Se fabrican con equipos No solo protege al compresor contra operación totalmente automatizados y su calibración no incorrecta de componentes del circuito en que está depende de ajustes mecánicos. Su diseño es mucho operando (tanto del circuito eléctrico como del circuito más compacto y facilita la operación de su monta- de refrigeración), sino que también actúa en respuesta je puesto que no requiere arnés ni sujetador para a intentos de arranque o para evitar que funcione cuan- ello y su posición es única de manera que es do la tensión en bornes está fuera del rango admisible, imposible que se lo posiciones incorrectamente, puesto que esto incrementa el consumo de corriente, evitando este riesgo. que aumenta la temperatura que irradia la resistencia colocada en la cápsula detrás del disco, lo que provo- ca la actuación del protector. Puesto que es un dispositivo de reposición automática, una vez que actúa, se repondrá y repe- tirá su trabajo mientras se mantengan las condiciones adversas o fuera de límites de trabajo normal; según la especificación de selección ya mencionada. En cuanto se detecte que la nevera o congelador ha comenzado a trabajar de esta manera (ciclando por activación del protector térmico), es una buena Protector térmico para Vistas en Corte medida que el usuario intervenga, desconectando el montaje en conector artefacto, puesto que se dará cuenta que este no enfría. Si se deja que continúe ciclando indefinida- • Protectores térmicos internos mente, la corriente que circula por la bobina de arranque es de una magnitud tan elevada que mien- Algunos compresores emplean protectores térmi- tras más tiempo se tarde en interrumpir el ciclo, cos bimetálicos encapsulados, montados en contacto mas se afectará la vida útil restante del compresor. directo con los bobinados del motor y que reaccio- nan cuando la temperatura de la bobina a la cual está • Protector térmico bimetálico montado en sujeto el protector alcanza la temperatura de apertu- el conector del compresor ra. Como puede verse, tienen la ventaja de que actúan mucho más rápidamente que los exteriores, descritos en los párrafos anteriores y en su gran ma- Existe una versión de protectores térmicos más yoría son empleados en motores de compresores modernos, que operan con los mismos principios ya abiertos y solo en contados compresores herméticos descritos para los protectores tipo disco, desarrollados, puesto que si este elemento llegase a fallar por principalmente, para ser empleado en conjunto con razones propias o por cualquier otra circunstancia en relés tipo PTC, aunque el fabricante lo ha diseñado un compresor hermético, sería imposible de sustituir para funcionar con cualquier relé, incluso los sin abrir el compresor, lo cual no es aceptado por el convencionales (amperimétricos). Estos dispositivos fabricante ni recomendado reciben las señales de temperatura provenientes de la bajo ninguna circunstan- carcaza, el elemento calefactor eléctrico (por el que cia. Sin embargo, los fabri- pasa la corriente de ambos bobinados), la temperatura cantes que han decidido ambiente y la temperatura interna de la carcaza a través incorporarlos lo hacen por- del pin común [C] del conector del compresor puesto que consideran que su nivel que van enchufados directamente en este. Tienen la de confiabilidad es tal que ventaja de que el disco bimetálico responsable de su uso en estas aplicaciones actuar ante un aumento de temperatura no forma parte no influenciará la vida útil del circuito eléctrico, por lo que se obtiene mejor del compresor. Protectores térmicos internos.
- 60. MANUAL DE BUENAS 60 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN Selección del protector térmico (externo) pre inferior al del capacitor de arranque (entre 1 y 10 µF) y el voltaje también puede ser 110 o El protector térmico viene identificado por una serie 220 V. de números y letras que indican datos que es necesario conocer y utilizar para su sustitución (supuesto que no Ambos son del tipo no pola- haya sido cambiado previamente por un técnico en un rizado y se puede comprobar su servicio anterior por uno parecido). Si se puede confir- estado mediante el empleo de un mar, a través del catálogo del fabricante, el modelo de multímetro, en la escala de protector, se le debe sustituir por otro cuyo código sea medición de resistencia eléctrica. exactamente igual, excepto, quizás por los dos últimos Capacitor de marcha. números, dado que ellos indican el tipo de conexiones externas: normalmente pala macho de 6,35 mm (¼") de ancho, diferenciándose cuando el protector lleva una conexión extra para alimentar desde allí el ventilador, en caso de que se trate de una aplicación que requiera • Dispositivo de control del motor eléctrico - aire forzado. Termostato • Capacitores En aplicaciones domésticas, el motor del compre- sor hermético es tradicionalmente controlado por un Los motores eléctricos pueden ser asistidos con termostato. En diseños de última generación el ter- capacitores para mejorar su desempeño en ciertas mostato de diafragma convencional es sustituido por un condiciones. dispositivo de control de estado sólido que recibe la señal de temperatura proveniente de una termocupla, lo cual permite, además de controlar el arranque y Capacitor de arranque parada del motocompresor a través de un relé, exhibir en un "display" la temperatura del bulbo, a través de un Los capacitores de arranque circuito de termometría incluido en el dispositivo de son del tipo electrolítico, encap- control. sulados en baquelita y sellados. Con el fin de que el compresor no tenga que ope- Están diseñados para trabajar por rar continuamente, un sistema de refrigeración se cal- cortos períodos de tiempo y sus cula para que mantenga la temperatura dentro de un valores de capacidad son expre- rango deseado por el usuario, en condiciones de uso sados en microfaradios [µF]. Los normal, con una relación de tiempo de trabajo a tiem- capacitores de arranque se po de descanso del compresor de 50/50. Esto permite conectan en serie con la bobina absorber las variaciones relacionadas con los distintas de arranque y aportan energía modalidades de uso que pueda tener un usuario sólo en el instante del arranque, corriente. En caso de aperturas de puerta frecuentes u después de lo cual deben ser otras condiciones de sobrecarga, es posible que se Capacitor de arranque excluidos del circuito (función llegue a necesitar que el compresor funcione continua- que cumple el relé de arranque). mente, escapando del rango de control del termostato Su valor capacitivo (normal- y aún así es probable que la temperatura de conser- mente entre 50 y 300 µF) y voltaje (110 o 220 V) son vación no sea suficiente. Durante las horas de menos determinados por el fabricante del compresor pues uso (normalmente de noche) es posible que los perío- dependen del diseño de los bobinados del motor. dos de descanso sean más largos y el compresor se vea aliviado, prolongando su vida útil. Capacitor de marcha. El dispositivo normalmente encontrado, encargado de ejercer este control de encendido - apagado del motocompresor es un termostato electromecánico. Los capacitores de marcha son de polietileno encapsulados en plástico o metal. Están diseñados para funcionar continuamente. Normalmente se conectan en paralelo con la serie compuesta por el capacitor de arranque y su contacto de manera que al excluirse este, el capacitor de marcha continúe conectado en serie con la bobina de arranque. Su valor capacitivo es siem-
- 61. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 61 REFRIGERACIÓN altitudes. Un mismo termostato no actuará a las mis- mas temperaturas si está trabajando a nivel del mar o a una altura considerable por encima de esta cota. Por ello, esta graduación actúa sobre la membrana elástica para compensar estas variaciones. Normalmente los termostatos no poseen escalas de temperaturas indicadas en su carátula sino una serie de números entre 1 y 5 o 1 y 7 y una última posición por debajo del 1 para abrir el contacto manualmente (para el caso que se desee descongelar la nevera, por ejemplo). La recomendación de la mayoría de los fabricantes de artefactos es arrancar Termostato electromecánico. por primera vez en la posición máxima hasta percibir Consiste en un diafragma metálico, uno de cuyos la primera parada. Con ello se habrá alcanzado la lados es una cámara herméticamente sellada conecta- temperatura más fría que pueda esperarse. En ese da a través de un tubo capilar a un bulbo sensor. La otra momento, introducir la mercancía y bajar el control cara de este diafragma ejerce su acción sobre el ac- a la posición intermedia: 3 si la graduación es entre tuador de un interruptor de acción rápida a través del 1 y 5 y 4 si la graduación es entre 1 y 7. cual se conecta la alimentación al motocompresor. El Luego de varios ciclos el usuario podrá determi- bulbo sensor se ubica en un punto del evaporador o del nar si está satisfecho con la temperatura lograda o, si interior del gabinete de manera que opere el contacto, desea más frío, podrá aumentar el dial a un número cerrándolo a una temperatura prefijada y abriéndolo a más alto o, si desea reducir el consumo de energía otra inferior, determinada por la calibración del ac- sacrificando temperatura, podrá descender el valor a tuador del contacto. La cámara sellada, tubo capilar y un número más bajo. En la posición intermedia bulbo sensor se hallan presurizados con un gas cuyo debiera satisfacerse la necesidad del usuario corriente coeficiente de dilatación volumétrica hace que este se y es para esta posición que se espera que el ciclo expanda en proporción al aumento de temperatura a la trabajo reposo sea 50/50. cual se expone el bulbo; la expansión del gas deforma Un termostato normalmente falla por que sus la membrana elástica que a su vez, al alcanzar un contactos dejan de funcionar como consecuencia del desplazamiento predeterminado, acciona el interruptor, chisporroteo que se produce entre ellos por efecto de cerrando el circuito de alimentación al motocompresor la carga inductiva que representan los bobinados de cuando se alcanza la temperatura deseada. Al ener- un motor. Su sustitución se hace sin necesidad de tocar gizarse el compresor comienza el ciclo de enfriamien- el sistema de refrigeración y al hacerlo debe tenerse to que hace descender la temperatura en el interior del en cuenta la aplicación, pues los hay para tempera- artefacto; la temperatura descendente provoca una turas de conservación y temperaturas de congelación. contracción proporcional del volumen del gas en el interior del bulbo, lo cual reduce la presión sobre la membrana elástica hasta el punto en que el contacto de • Tubo capilar acción rápida vuelve a su estado NA y el compresor se desenergiza. Esto constituye un ciclo de control termostático. El tubo capilar es el dispositivo que normalmente Puede apreciarse la importancia que tiene la ubi- se emplea para regular el flujo de refrigerante cación del bulbo para que la actuación del termostato líquido desde el condensador hacia el evaporador. sea la esperada. Si el técnico de servicio modifica esta Consiste en un simple tubo de cobre de diámetro posición, con relación a la original, previsto por el di- interior calibrado y cuyas medidas pueden oscilar señador del artefacto, puede modificar sustancialmente entre 0,5 y 1,5 mm en aplicaciones domésticas. En la conducta de este al hacer variar el régimen de fun- la fase de diseño del circuito de refrigeración, rea- cionamiento del compresor. Si el capilar y/o el bulbo lizado en la fábrica del artefacto, puede selec- han sido introducidos en un tramo de manguera plásti- cionarse algún diámetro interno disponible y luego se ca, esta disposición se debe mantener, pues es un ajusta la longitud hasta lograr el efecto de enfriamien- recurso del fabricante para desensibilizar el termostato to en el evaporador y la presión de condensación y y lograr un determinado efecto. temperatura de retorno de gas al compresor, deseadas. La tendencia moderna es utilizar un Los termostatos suelen traer un tornillo de regu- diámetro grande a fin de minimizar riesgos de lación que permite compensar las variaciones de obstrucción y minimizar el tiempo de ecualización presión atmosférica que se encuentran a diferentes del sistema.
- 62. MANUAL DE BUENAS 62 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN El proceso de selección del capilar a nivel de primeras aproximaciones y su recomendación debe diseño de un sistema de refrigeración es inicialmente tomarse como una guía. El procedimiento correcto es realizado por prueba y error. Una vez que se han deter- probar con una longitud mayor (aproximadamente 5%) minado los componentes principales del artefacto y observar los resultados. Si, con la carga correcta, se (evaporador, condensador y compresor), y el gas refri- comprueba que la presión de succión del compresor, gerante; se puede calcular la masa de gas necesaria en condiciones de baja carga térmica en el evaporador, para llenar el volumen interno del sistema, lo que ini- desciende hacia niveles muy cercanos a 0 psig lo que cialmente es un valor aproximado). Luego, empleando no es aceptable, entonces se debe recortar el capilar tablas o programas de cálculo, se selecciona el capilar. hasta corregir esta situación. La selección de una mayor Durante el servicio de un sistema de refrigeración, sección interna, en caso de ser necesario tomar esta si el diagnóstico nos indica que el tubo capilar de un decisión, permitirá que las presiones del sistema de sistema está obstruido, lo cual puede producirse por refrigeración se ecualicen más rápidamente, lo que floculación de parafinas, si el compresor es lubricado resulta beneficioso en casos de actuación del protector con aceite mineral, o partículas sólidas, provenientes térmico protegiendo el compresor. del material secante del filtro secador atacado por sus- tancias extrañas, tales como ácidos o alcoholes gene- • Filtro secador rados por una pobre limpieza del sistema (lo que se comprueba soplando nitrógeno a través de él, NO gas refrigerante); se puede intentar eliminar la obstrucción El capilar de un sistema de refrigeración debe con presión de nitrógeno y un solvente aprobado y necesariamente recibir el líquido refrigerante a través compatible con el gas refrigerante, tal como CF22, de un dispositivo que prevenga el ingreso de hasta que el nitrógeno que salga por el extremo del humedad y sustancias extrañas en él. Este dispositivo capilar, soplado sobre un algodón, gasa, o paño blan- es el filtro secador, el cual se selecciona en la fábri- co no deje ninguna marca sobre este. En caso de que ca en función del gas refrigerante a emplear en el sis- la obstrucción no se pueda eliminar, y en general, esta tema y la capacidad necesaria para absorber la es la medida más recomendable, se debe sustituir el humedad que pueda contener la carga de refrigerante capilar por uno del mismo diámetro interior y longitud. prevista, más un determinado margen de seguridad. El diámetro interior debe medirse con un calibrador de orificios capilares, puesto que la precisión de la vista del ser humano no es lo suficientemente confiable cuando se trata de decidir entre dimensiones que difieren entre sí solamente décimas de milímetro. El capilar nuevo debe extraerse de un rollo de material que haya tenido sus extremos taponados durante su almacenaje para minimizar el riesgo de que su inte- rior esté contaminado por partículas de polvo u otras sustancias presentes en la atmósfera donde se lo haya almacenado. A nivel de sustitución en el campo, es preferible Filtros secadores. emplear el mismo diámetro y longitud originales, siempre y cuando no hayan existido servicios anteriores en los cuales se haya reducido la longitud Hemos visto que los gases refrigerantes son original, lo que pudo haber sucedido si se sustituyo higroscópicos, principalmente los HFC, HCFC y HC, y el filtro, o en general al hacer una reparación en que en alguna menor medida los CFC, y por ello contienen se haya tenido que desoldar y volver a soldar el capi- humedad íntimamente diluida entre sus moléculas, lar en alguno de sus extremos y al hacerlo se haya cuya cantidad se expresa en ppm. El filtro secador de cortado una parte del mismo. Hay cierta tolerancia un sistema calculado en fábrica no tiene capacidad en esta dimensión pero depende de la longitud total para absorber humedad en mucha mayor medida que y es preferible no innovar en este sentido. la contenida en el refrigerante (margen de seguridad); En caso de no contar con un capilar de la misma es por ello que, teniendo en cuenta que los niveles de medida y haya que sustituirlo, se recomienda que el vacío necesarios para eliminar la humedad que se sustituto sea de mayor diámetro y para su selección se pueda haber introducido en el sistema durante un ser- debe recurrir a tablas de equivalencias que recomien- vicio en el campo pueden no haber eliminado toda la dan aproximadamente la nueva longitud de capilar del humedad presente, particularmente la diluida en el nuevo diámetro seleccionado. Estas tablas indican aceite lubricante y las partes más inaccesibles del
- 63. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 63 REFRIGERACIÓN motor y el cuerpo del compresor, se recomienda que el brida que asegura un cierre hermético alrededor del filtro secador sustituto sea de mayor capacidad que el tubo a ambos lados del sitio donde se inserta la aguja original. perforadora, accionada por un mecanismo interno que Si la causa del servicio ha sido fuga en el evapo- es controlado por una válvula de gusanillo. rador, con el consecuente riesgo de ingreso masivo Para recuperar el refrigerante de un sistema que no de humedad adicional, entonces, además de hacer cuenta con ninguna conexión para manguera, se han un vacío triple por alta y baja, con barridos de desarrollado válvulas pinchadoras montadas en alicates nitrógeno seco intermedio, se recomienda montar un de presión que se ajustan alrededor del tubo en el primer filtro de gran capacidad y al cabo de un tiem- punto seleccionado para extraer el refrigerante y que po, sustituir este por otro, sobredimensionado de luego de haber extraído el gas pueden desconectarse acuerdo a la recomendación anterior, luego de un para ser usadas en futuras recuperaciones. nuevo proceso que debe incluir recuperación y reci- Existen diversas sustancias secantes y debe tenerse clado del gas en el sistema (para extraerle cuanta en cuenta la compatibilidad de estas con los diferentes humedad se pueda) y nuevamente vacío triple del refrigerantes. Esta sustancia secante puede presentarse sistema, antes de recargar y probar el sistema. en forma de gránulos o sólido poroso; la sustancia se El filtro secador puede ser soldable o roscado. La mantiene dentro de la cápsula del filtro entre dos versión roscada tiene la ventaja de su facilidad de mallas metálicas de orificios muy pequeños, desti- recambio, pero hay que tener presente de que las nadas a retener las partículas sólidas e impedir que estadísticas señalan que las probabilidades de fuga en lleguen al tubo capilar o válvula de expansión, donde una conexión roscada son aproximadamente 30% interferirían con el proceso de evaporación. mayores que en una conexión soldada (supuesto el Debe tenerse extremo cuidado de no perforar la uso de una buena técnica de soldadura). malla con el extremo del tubo capilar al introducir este Debido a la necesidad de efectuar vacío en la cápsula del filtro antes de soldarlo; se lo debe simultáneamente por los lados de alta y baja de un insertar lentamente y sin forzarlo, y a la menor resisten- sistema para facilitar la extracción de humedad, se cia, extraerlo unos milímetros para asegurar que el recomienda emplear filtros de reposición que, orificio en el extremo del capilar no quede haciendo además de su entrada de conexión al condensador y contacto con la malla. La soldadura debe efectuarse sin salida de conexión al tubo capilar (o válvula de emplear calor excesivo pues esto puede afectar el mate- expansión), posean una tercera conexión, donde se rial secante o las mallas; asimismo, el fundente debe pueda soldar una válvula de servicio que permita aplicarse solo después de que el capilar esté insertado conectar la manguera de la bomba de vacío. Esta ter- en el filtro, para evitar que este producto contamine el cera conexión usualmente es un corto tramo de capi- interior del sistema. El aporte de material de soldadura, lar de gran diámetro que, una vez efectuado el vacío, de buena calidad, debe ser solo el necesario para se debe sellar mediante presión y soldadura, cortan- garantizar que se rellena el anillo formado entre el tubo do el extremo donde está la válvula de servicio, a fin capilar y el orificio en el filtro donde se inserta este; una de prevenir posible fugas por esta. cantidad excesiva puede fluir hacia adentro y obstruir total o parcialmente el capilar. Una vez soldado al condensador y al capilar, se debe posicionar el filtro de manera que el extremo de salida este más abajo que el extremo conectado al condensador; esto con el objeto de facilitar el inicio del proceso de evaporación pues se asegura la pre- sencia de líquido a la entrada del capilar. • Filtro de motor quemado Filtro secador con conexión de servicio. En caso de no disponer de un filtro con entrada En aquellos casos en que el motor del compresor auxiliar para conexión del manómetro de alta y la hermético se ha quemado, los productos de la descom- bomba de vacío o el cilindro de refrigerante, en el caso posición de los materiales aislantes y el aceite conta- de carga del sistema con una sustancia que requiera ser minado con ácidos, inundarán todo el sistema, pasan- transferida en fase líquida, será necesario incorporar a do al evaporador tanto como al condensador y el filtro la línea de líquido del sistema una válvula "pincha- secador. En estos casos, será necesario retirar el dora", así llamada porque permite "pinchar", o abrir un compresor quemado y el filtro secador contaminado y orificio, en el tubo donde se la instala mediante una efectuar una limpieza profunda tanto del condensador
- 64. MANUAL DE BUENAS 64 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN como del evaporador, por separado, hasta asegurarse adecuada correspondiente al gas que se esté emplean- de que no ha quedado ningún residuo extraíble. Para do en un sistema. Existen cilindros con distintas escalas verificar esto, es recomendable emplear el mismo y se debe tener cuidado de emplear la correcta; algu- método mencionado para verificar la limpieza de un nas combinaciones de escalas comerciales son: tubo capilar obstruido. Aún así, después de haber R12 - R22 y R502 sustituido compresor y filtro secador nuevo, puede R12 - R22 y R134a ser aconsejable emplear un filtro de quemado en la línea de aspiración del compresor, solo para estar R22 - R134a y R407 seguros, por lo menos temporalmente, pues a medi- R134a - R404 y R407C da que se contamine se convertirá en una obstruc- ción al paso del gas de retorno y esto puede afectar el desempeño del equipo. Para retirar este filtro será necesario, por supuesto, seguir los procedimientos de recuperación del gas y al mismo tiempo se recomienda tomar una muestra del aceite para verificar el grado de pureza, empleando un kit para prueba de ácido. Si la muestra indica que no Cilindro dosificador. hay contaminación puede reasumirse el servicio nor- mal del equipo. Si hubiese indicación de acidez en el aceite, será necesario sustituir el aceite contaminado (asumiendo que la contaminación sea leve) y repetir el Están fabricados en vidrio Pyrex de alta procedimiento de limpieza de componentes. resistencia, envuelto en otro cilindro de plexiglás transparente con escalas graduadas para cada uno de los 3 gases según las opciones indicadas más arriba, que se puede girar para enrasar un nivel de referen- cia con el nivel de refrigerante líquido precargado, para una determinada presión que se mide en el manómetro que viene instalado en el cilindro para medir la presión del líquido en su interior. El cilindro dosificador se carga inicialmente con una cantidad de refrigerante líquido proveniente de un Filtro secador de motor quemado. cilindro de refrigerante (existen cilindros dosificadores de distintas capacidades y debe tenerse la precaución de no superar el nivel de carga segura). Lamentablemente, se habrá alcanzado esta condi- Para emplearlo, se debe calcular previamente la ción como consecuencia de no haber efectuado una carga deseada y sustraerla del nivel de líquido en el limpieza correcta en la primera oportunidad y ahora el interior (que se toma cono nivel de referencia). nuevo compresor también habrá sido expuesto, Posteriormente se transfiere refrigerante al sistema, aunque protegido por el filtro en la línea de aspiración, manteniendo la presión constante mediante el a contaminantes que pueden afectar su vida útil. Por empleo de una resistencia de calentamiento dispues- ello se enfatiza la importancia de efectuar una ta en su interior para tal fin (algunos cilindros pueden limpieza profunda incuestionable a la primera oportu- no estar equipados con este elemento). La carga se nidad pues de lo contrario, el trabajo adicional será ha completado cuando el nivel de líquido en el mucho más arduo y el efecto sumamente dañino. cilindro alcance el nivel correspondiente al valor resultante de sustraer la carga calculada del nivel de 2.2 Procedimiento de referencia [en la escala adecuada]. carga para sistemas de Estos cilindros vienen equipados con una válvula de alivio de presión para el caso de que se exceda la refrigeración doméstica presión segura del cilindro, en cuyo caso descargará refrigerante al medio ambiente hasta recuperar el Carga con cilindro dosificador valor de presión segura calibrado en la válvula. Debido al riesgo implícito en el uso de este dis- El cilindro dosificador de carga graduado es una positivo (por ser de vidrio), es necesario usar herramienta de taller que permite dosificar con gran antiparras de protección, guantes y ropa cubriendo precisión una carga de refrigerante empleando la escala todo el cuerpo durante su empleo.
- 65. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 65 REFRIGERACIÓN El cilindro dosificador posee dos válvulas de con el objeto de medir presiones de trabajo en accionamiento manual, una en su cara superior y otra alta y baja y verificar el funcionamiento del en la inferior; la primera se emplea para carga en fase sistema: temperaturas de evaporación, con- vapor y la otra para carga en fase líquida. El método de densación, retorno de vapor al compresor, carga a emplear dependerá del refrigerante que se esté hasta estar satisfecho de haber logrado el cargando (sustancia pura o mezcla zeotrópica). resultado esperado. Pasos a seguir para cargar con un cilindro dosificador: j) Desconecte las mangueras de las válvulas de ser- El sistema debe estar desenergizado. vicio en el sistema. Al desconectar las mangueras del sistema se producirá una liberación de refri- a) Asegúrese de que el sistema esté deshidratado y gerante inevitable "de minimis release". no hayan fugas. k) Obstruya el tubo de servicio empleado para la b) Asegúrese de que las válvulas del juego de carga utilizando el alicate de compresión en por manómetros estén cerradas. lo menos dos sitios separados aproximadamente c) Conecte la manguera amarilla desde la válvula un centímetro y cerca de la válvula de servicio del cilindro al conector central del juego de (con el objeto de lograr, mecánicamente, el manómetros. mejor sello posible, hermético hasta donde esto d) Purgue cuidadosamente la manguera abriendo sea posible). la válvula en el cilindro y aflojando y apretando l) Corte, utilizando una herramienta cortadora nuevamente la conexión al juego de manóme- de tubos (no una segueta), el tubo entre la tros (recuerde que si está cargando una mezcla válvula de servicio y las obstrucciones realizadas. y abre la válvula de abajo, la manguera con- Aplaste con el alicate de compresión el tendrá refrigerante líquido). extremo del tubo cortado y selle con soldadu- e) Conecte el juego de manómetros al sistema a ra, empleando buenas técnicas de soldadura, través del tubo de servicio que corresponda, en para lograr un sello hermético. el lado de alta, si va a cargar líquido y en el de m) Verifique que no quede fuga en la soldadura. baja si va a cargar vapor (con la manguera roja n) Observe el sistema y verifique que las tempera- al lado de alta o la azul al de baja). turas se mantengan en los valores deseados. f) Abra la válvula del juego de manómetros que Solo podrá estar seguro de haber hecho el traba- corresponda (dependiendo de si la carga es en jo correctamente si las condiciones de trabajo se fase líquida o vapor). Si la manguera que está mantienen invariables a lo largo del tiempo. empleando tiene una válvula de cierre en el extremo manténgala cerrada. Purgue esta manguera aflojando y cerrando la conexión al Carga por peso juego de manómetros correspondiente. Si la manguera no tiene válvula de cierre en el Alternativamente se puede cargar un sistema extremo, al abrir la válvula en el juego de empleando para ello una balanza, la cual puede ser manómetros el refrigerante comenzará a fluir mecánica o digital, lo importante es que su capaci- hacia el sistema mezclado con los GNC con- dad sea suficiente para soportar el peso bruto del tenidos en la manguera (lo cual es tanto más cilindro contenedor del refrigerante y su precisión grave cuanto menor sea la carga del sistema). suficiente para apreciar la tolerancia admisible en la g) Si está cargando vapor, debe energizar el sistema carga del sistema a tratar. Evidentemente, las balan- para que haya distribución del refrigerante en el zas digitales cumplen más fácilmente con estas sistema. especificaciones y la interpretación de su lectura se h) Observe el descenso de líquido en el cilindro y presta a una menor probabilidad de error. controle con la apertura de la válvula en el cilin- dro dosificador, cerrándola paulatinamente a medida que se acerca al nivel preseleccionado Balanza electrónica previamente que indica que la cantidad correc- programable para carga de ta ha sido transferida. En ese instante cierre total- refrigerante. mente la válvula en el cilindro dosificador y la válvula que se haya abierto en el juego de manómetros. i) Conecte la manguera que no fue utilizada para la carga en el punto correspondiente del sistema
- 66. MANUAL DE BUENAS 66 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN En este caso, el procedimiento es similar al presión de baja y se omite conectar el manómetro en descrito para el empleo de cilindro dosificador, en lo el lado de alta pues así se están ignorando las condi- concerniente a las conexiones de mangueras y juego ciones de trabajo de la mitad del circuito. de manómetros. En lugar de emplear un método de Esta carga puede parecer la correcta en las condi- medición por disminución del volumen en un ciones de operación del sistema prevalecientes en el cilindro transparente, se aprecia la carga transferida momento en que se está efectuando el procedimiento, por la variación de la lectura del peso del cilindro pero desestima que el sistema debe ser capaz de contenedor del refrigerante. operar normalmente en condiciones variables de uti- Este es un método mucho más seguro y no lización; condiciones estas que no se pueden estimar requiere el trasegado desde el cilindro contenedor de cuando se está cargando con este método, y que en refrigerante al cilindro dosificador y por ello es el el proceso de desarrollo del producto al que se está método que recomendaremos en este taller. prestando servicio representaron largas horas de La balanza tiene la ventaja adicional que es una pruebas en diversas situaciones hasta alcanzar la can- herramienta requerida para el control de llenado de los tidad de refrigerante que mejor satisface todas las cilindros de gas recuperado, con la finalidad de evitar condiciones encontradas. el sobrellenado, que crea situaciones de alto riesgo. Los técnicos adictos a esta práctica podrán argu- El cilindro dosificador requiere de destrezas de mentar que han estado haciéndolo así por años y que apreciación visual y control simultáneo de presión, el resultado es positivo porque las neveras así car- temperatura y volumen, que han sido superadas por gadas enfrían. A esto se debe contestar que eso no es el desarrollo de la tecnología de pesado y es por ello lo que está en discusión sino por cuánto tiempo fun- que su empleo va cayendo en desuso y en la actua- cionará una nevera con exceso de refrigerante que lidad se prefiere la carga por peso. cuando se presenta una sobrecarga térmica produce como consecuencia el retorno de un porcentaje de líquido al compresor. La respuesta es: mucho menos Otros métodos de carga tiempo que el que operaría si la carga fuera la correc- ta, medida por peso. La carga de refrigerante de un sistema es crítica, tanto más cuando se trata de un sistema doméstico 2.3 Diagnóstico de fallas y donde la expansión se produce en un tubo capilar, que no es regulable cuando el sistema se encuentra ya car- reparaciones en equipos gado y funcionando. Para lograr una carga precisa de refrigeración deben seguirse procedimientos tales como los dos ya domésticos descritos, cilindro dosificador o balanza, que permiten conocer la cantidad de refrigerante que se ha transfe- Los siguientes criterios de diagnóstico y prácti- rido. Esta carga debe satisfacer las especificaciones cas correctivas son aplicables a todos los artefactos originales del fabricante del artefacto, particularmente mencionados previamente dotados de compresor en lo concerniente al llenado preciso del evaporador hermético. Se deberá considerar si para el circuito para obtener el máximo de eficiencia posible y debe ser en particular aplica o no el diagnóstico, dependien- respetada dentro de límites de tolerancia estrechos para do de si usa o no el componente referido en el que el sistema funcione eficientemente, permita que el punto particular. compresor trabaje dentro de sus límites funcionales, y no cree situaciones de riesgo. Este listado no es exhaustivo y pueden existir condiciones de funcionamiento incorrecto no Un método de carga demasiado empleado para tomadas en cuenta para la elaboración de esta ser ignorado consiste en cargar paulatinamente el sis- tabla. tema con vapor, por el lado de baja, mientras se miden las presiones en el sistema, se verifica el con- sumo del motor eléctrico del compresor y se observa la temperatura de la línea de retorno de vapor al compresor. El técnico determina, mediante la obser- vación de estos parámetros, cuándo debe dejar de agregar refrigerante al sistema. Este método es aproximado y no se lo recomien- da en casos de sistemas domésticos por las causas explicadas en el párrafo precedente. Una situación aún más grave se presenta cuando no se mide sino la
- 67. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 67 REFRIGERACIÓN PROBLEMA CAUSA A INVESTIGAR MEDIDA A TOMAR PRÁCTICA CORRECTIVA Verificar si el artefacto está Si la tensión no está en el rango enchufado y si la tensión en el correcto, emplear un regulador tomacorrientes es la correcta de voltaje de la capacidad nece- 120 V ± 10% (108 V ~ 132 V). saria o por lo menos un protector de voltaje. Si está en el rango correcto, enchufar y probar. Si la línea a la que está conecta- Puede ser necesario crear un cir- do el artefacto está sobrecarga- cuito de alimentación indepen- da, quitar otras cargas eléctricas diente para el artefacto, con un del circuito y verificar. interruptor termomagnético ("breaker") exclusivo. Verificar el cableado (arnés). Corregir si hay interrupción/es o conexión/es equivocada/s. El compresor no arranca. (No emite Alimentación eléctrica no llega a ningún sonido). los bornes del compresor, o no es Verificar el termostato. Puentear contacto, si el compre- suficiente. sor arranca, revisar y si es nece- sario, sustituir termostato. Verificar el temporizador de Si el motor del temporizador no descongelamiento (si aplica). El gira cuando se lo energiza o los motor debe girar. Los contactos contactos no abren y cierran nor- deben abrir y cerrar accionados malmente, sustituir con otro simi- por las levas correspondientes al lar o equivalente. girar manualmente el rotor. Verificar condición y especifica- Sustituir con el reemplazo correc- ciones del relé de arranque y del to el componente defectuoso. protector térmico del compresor, y del capacitor de arranque y el de marcha (si aplica). Verificar resistencias de bobinas Compresor defectuoso. con especificaciones del fabri- Recuperar el gas, sustituir el cante y aislamiento a tierra. compresor por otro idéntico o su Probar si arranca aplicando la equivalente exacto. Investigar tensión correcta directamente a causa de daño al compresor y bornes. corregir. Verifique conexiones de acuerdo Arranque el compresor y com- Conexión inadecuada. con diagrama eléctrico. pruebe parámetros eléctricos. Corrija situación. Incorpore regulador de tensión, Baja tensión o tensión incorrecta. protector de tensión. Compresor no arranca (el protector térmico actúa). Capacitor de arranque defec- Verifique valor correcto. Sustituya. tuoso / incorrecto. Relé de arranque defectuoso / Verifique valor correcto. Sustituya. incorrecto. Protector térmico distinto al Verifique valor correcto. Sustituya. especificado. Bobinas del compresor abierta Verifique resistencia / con- Sustituya el compresor. o a tierra. tinuidad y continuidad a tierra. Tensión muy alta o muy baja. Corrija situación. Incorpore regulador de tensión, protector de tensión. Protector térmico distinto al Compresor arranca (el protector tér- Verifique valor correcto. Sustituya. especificado. mico actúa). Capacitor de marcha defec- Verifique valor correcto. Sustituya. tuoso.
- 68. MANUAL DE BUENAS 68 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN PROBLEMA CAUSA A INVESTIGAR MEDIDA A TOMAR PRÁCTICA CORRECTIVA Corriente eléctrica excesiva en Verifique la causa del incremen- Corrija la condición que causa el protector térmico. to de consumo (puede ser el el aumento de consumo, susti- ventilador de condensación si ha tuya el componente responsable. sido conectado a través de un puente en el térmico). Compresor arranca (el protector Carga de gas del sistema Verifique presiones manométri- Recupere el exceso de gas en un térmico actúa). excesiva. cas de alta y baja del sistema. cilindro hasta alcanzar lecturas de presiones aceptables. Compresor inadecuado para la Verifique características del sis- Sustituya el compresor de acuer- aplicación. tema y determine cual es el do a lo recomendado para la compresor que se debe emplear. aplicación. Control manual del termostato Poner el termostato en el valor Esperar y verificar que la tempera- fijado en una división corres- correspondiente a la temperatura tura desciende al valor deseado. pondiente a una temperatura muy esperada. alta (ver manual del fabricante) . Apertura de puerta demasiado Instruir al usuario. Reducir la frecuencia de apertu- frecuente. ra de puerta planeando cuándo hacerlo anticipadamente y no abrirla innecesariamente. Puerta descuadrada (no cierra Nivelar el gabinete, revisar bis- Verificar correcto sello entre uniformemente). agras, cambiar burlete si fuese burlete y gabinete con una hoja necesario. Revisar si algún obje- de papel. to (gaveta) o carga impide que la puerta cierre totalmente. Carga de alimentos tibios o Instruir al usuario. Solo se deben cargar recipientes calientes en el compartimiento. cuando estén a temperatura ambiente. Instruir al usuario a distribuir la Distribución de carga en los Reordenar la carga y verificar si carga de tal manera de permitir estantes obstruyendo el paso de la situación se corrige. el paso de aire de arriba hacia aire o empleo de papel alu- abajo y de abajo hacia arriba. minio para recubrir los estantes Eliminar práctica de recubrir La (cuando aplica). estantes con papel aluminio. Temperatura compartimiento ali- mentos elevada. Verifique interruptor de luz Luz interior no apaga. Si no abre el circuito, sustitúyalo. accionado por la puerta. El "damper" de paso de aire del Verificar posición y o eliminar Instruir al usuario. congelador al compartimiento obstrucción. de alimentos está cerrado o parcialmente obstruido (cuando aplica). Ventilador del evaporador gira Verificar velocidad de las aspas Sustituir aspas si no ajustan o el a velocidad inferior a la especi- y ajuste de estas en el eje. motor completo si este gira ficada (cuando aplica). lento. Ventilador del evaporador no Verificar motor alimentándolo Sustituir motor si esta es la causa gira (cuando aplica). directamente y verificar el o corregir el arnés si esta es la cableado. razón. Exceso de hielo en el Descongelar. Verificar si esto corrige la evaporador. situación. Compresor ineficiente. Verificar temperaturas de suc- Sustituir compresor si se com- ción y descarga del compresor y prueba la falta de eficiencia. presiones de alta y baja.
- 69. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 69 REFRIGERACIÓN PROBLEMA CAUSA A INVESTIGAR MEDIDA A TOMAR PRÁCTICA CORRECTIVA Compresor ciclando por Revisar causa de sobrecarga del Eliminar causa de sobrecarga. protector térmico. compresor. Control manual del termostato Poner el termostato en el valor Esperar y verificar que la tempe- fijado en una división corres- correspondiente a la temperatura ratura ascienda al valor deseado. pondiente a una temperatura esperada. muy baja (ver manual del fabri- Temperatura del compartimiento de cante). alimentos muy baja. El "damper" de paso de aire del Verificar posición y/o eliminar Sustituir si ha sido dañado. congelador al compartimiento obstrucción que lo mantiene Instruir al usuario. de alimentos está abierto o atascado. atascado en esa posición (cuan- do aplica). Control manual del termostato Poner el termostato en el valor Esperar y verificar que la tem- fijado en una división corres- correspondiente a la temperatura peratura desciende al valor pondiente a una temperatura esperada. deseado. muy alta (ver manual del fabri- cante). Evaporador bloqueado por Verificar funcionamiento del ter- Sustituir componente defectuoso. hielo. mostato y temporizador de descongelamiento. Carga de refrigerante Verifique si hay fugas. Recupere el refrigerante, repare insuficiente. fuga/s, recargue, revise nuevamente. Ambos compartimientos, conge- lador y alimentos demasiado Condensador sucio. Limpiar condensador y todo el Instruir al usuario, verificar fun- calientes. compartimiento de la unidad cionamiento. condensadora. Flujo de aire insuficiente al Ventilador de la unidad conden- Sustituir. condensador (cuando aplica). sadora defectuoso. Despejar el paso de aire, reposi- Obstrucción al paso de aire a la cionar artefacto si es necesario. unidad condensadora. Puerta/s descuadrada/s (no Nivelar el gabinete, revisar bi- Verificar correcto sello entre cierra/n uniformemente). sagras, cambiar burlete si fuese burlete y gabinete con una hoja necesario. Revisar si algún obje- de papel. to (gaveta) o carga impide que la/s puerta/s cierre/n totalmente. Apertura de puerta demasiado Instruir al usuario. Reducir la frecuencia de apertu- frecuente. ra de puerta planeando cuándo hacerlo anticipadamente y no abrirla innecesariamente. Control manual del termostato Poner el termostato en el valor Esperar y verificar que la temper- fijado en una división corres- correspondiente a la temperatura atura ascienda al valor deseado. pondiente a una temperatura esperada. muy baja (ver manual del fabri- cante). Bulbo sensor del termostato Reposicionar en la ubicación Esperar y verificar resultado del Congelador demasiado frío. mal ubicado. original establecida por el fabri- cambio. cante del equipo. Fijar para que no se vuelva a mover. Termostato dañado (contactos Accionar manualmente termosta- El sustituto debe ser de idénticas soldados). to para que abra contactos; si no características que el sustituido. reacciona, sustituir.
- 70. MANUAL DE BUENAS 70 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN PROBLEMA CAUSA A INVESTIGAR MEDIDA A TOMAR PRÁCTICA CORRECTIVA Puerta/s descuadrada/s (no cie- Nivelar el gabinete, revisar bis- Verificar correcto sello entre rra/n uniformemente). agras, cambiar burlete si fuese burlete y gabinete con una hoja necesario. Revisar si algún obje- de papel. to (gaveta) o carga impide que la/s puerta/s cierre/n totalmente. Carga de alimentos tibios o Instruir al usuario. Solo se deben cargar recipientes calientes en el compartimiento; cuando estén a temperatura o exceso de carga introducida ambiente; la puerta solo debe a un tiempo; o puerta manteni- ser abierta por intervalos cortos da abierta. de tiempo. Termostato dañado (contactos Accionar manualmente termosta- El sustituto debe ser de idénticas soldados). to para que abra contactos; si no características que el sustituido. reacciona, sustituir. Carga de refrigerante insuficiente. Verifique si hay fugas. Recupere el refrigerante, repare El compresor funciona continua- fuga/s, recargue, revise nuevamente. mente. Bulbo sensor del termostato Reposicionar en la ubicación Esperar y verificar resultado del mal ubicado. original establecida por el fabri- cambio. cante del equipo. Fijar para que no se vuelva a mover. Compresor ineficiente. Verificar temperaturas de suc- Sustituir compresor por otro ción y descarga del compresor y idéntico o de la misma capaci- presiones de alta y baja. dad si se comprueba la falta de eficiencia. Apertura de puerta demasiado Instruir al usuario. Reducir la frecuencia de apertu- frecuente. ra de puerta planeando cuándo hacerlo anticipadamente y no abrirla innecesariamente. Luz interior no apaga. Verifique interruptor de luz Si no abre el circuito, sustitúyalo. accionado por la puerta. Tubos, condensador, compre- Revisar y reposicionar compo- Los componentes hacen menos sor, componentes, en general, nentes para que no hagan con- ruido si vienen fijados con suje- partes mecánicas, sueltas, tacto entre si puesto que ellos tadores a partes fijas de gran haciendo contacto entre sí o vibran por estar de alguna man- tamaño relativo (el gabinete o el con el gabinete. era vinculados al compresor. chasis de la unidad condensadora. Bases de goma del compresor Acomodar, o sustituir. Las bases de goma se deben mal colocadas o dañadas. montar según las especificaciones del fabricante del compresor. Aspas del Ventilador de con- Sustituir. Verificar que no hagan Verificar que las aspas sustitutas densación desbalanceadas. contacto con partes fijas del sean idénticas a las sustituidas y gabinete. estén bien balanceadas. Funcionamiento ruidoso. Bases del gabinete desniveladas. Nivelar bases del gabinete con El gabinete debe estar sólida- el piso. mente apoyado en el piso para que no transmita vibración proveniente del compresor y aspas de los motores eléctricos de ventilación. Tornillos de fijación de Colocar tornillos faltantes, ajus- Por efecto de la vibración abrazaderas o componentes tar los que estén flojos. algunos tornillos pueden aflo- flojos o faltantes. jarse e incluso caerse. Cada tornillo es importante. Sonidos provenientes del Sustituir el compresor. Verificar que el sistema funcione compresor. correctamente después de la sustitución.
- 71. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 71 REFRIGERACIÓN PROBLEMA CAUSA A INVESTIGAR MEDIDA A TOMAR PRÁCTICA CORRECTIVA Compresor comienza a funcionar Sobrecarga momentánea del Observar, si después de unos Existen condiciones temporales ciclando por actuación de su pro- sistema por introducción de pocos (10 a 30 ciclos) pasa a de sobrecarga que el protector tector térmico y luego retoma su carga caliente. funcionar controlado por el ter- debe detectar y prevenir actuan- marcha normal. mostato del sistema, no hay do, sin que ello represente un problema. riesgo a largo plazo. Alimentación eléctrica que Verificar si la tensión en el toma- Si la tensión no está en el rango llega a los bornes del compre- corrientes es la correcta 120 V ± correcto, emplear un regulador sor está por fuera del rango 10% (108 V ~ 132 V). de voltaje de la capacidad nece- permitido por su fabricante. saria, o por lo menos un protec- tor de voltaje. Protector térmico incorrecto. Verificar si el protector instalado Sustituir por el protector correcto. es el indicado por el fabricante del compresor para ese modelo Compresor continua ciclando por y tipo. protector término indefinidamente. Compresor no recibe suficiente Verificar obstrucciones en flujo Es común observar que un técni- enfriamiento. de aire, falla del ventilador de co de servicio omita volver a condensación, falta de pantallas poner alguna pantalla en el enrutadoras de flujo de aire compartimiento de la unidad alrededor del compresor. condensadora por que está dete- riorada o porque piensa que no es necesaria. Concepto erróneo que debe corregirse. Gas de retorno al compresor Sobrecarga de gas. Conectar manómetros, extraer muy caliente (presión de suc- gas a un cilindro de recu- ción > la autorizada para ese peración vacío, hasta que las tipo de compresor [LBP]). presiones sean las correctas. Falla mecánica interna (proba- Verificar resistencias de bobinas Recuperar el gas, sustituir por Motocompresor trancado. ble falla de lubricación o esta- y aislamiento a tierra. Probar si otro compresor idéntico o su equi- tor fuera de posición por golpe arranca aplicando tensión direc- valente exacto. Investigar causa de (rotor rozando estator)). tamente a bornes. daño al compresor y corregir. Temporizador de descon- Verificar funcionamiento o Reparar cableado o sustituir el gelación inoperativo. cableado de alimentación (arnés) control si está dañado. Resistencia de descongelamien- Verificar continuidad de la Reparar cableado o sustituir to abierta. resistencia y su circuito de ali- resistencia si está abierta. mentación. Hielo en el evaporador. Termostato dañado (contactos Accionar manualmente termosta- El sustituto debe ser de idénticas soldados). to para que abra contactos; si no características que el sustituido. reacciona, sustituir. Bulbo sensor del termostato Reposicionar en la ubicación Esperar y verificar resultado del mal ubicado. original establecida por el fabri- cambio. cante del equipo. Fijar para que no se vuelva a mover. Compresor funciona ininterrumpi- Formación de hielo en el Revisar todas las variables indi- Corregir la variable que damente, la temperatura es normal. evaporador. cadas en el diagnóstico prece- corresponda. dente. Exceso de carga de gas. Verificar presiones del sistema. Recuperar el exceso de carga de gas hasta alcanzar presiones de Línea de retorno de gas al compre- trabajo correctas. sor cubierta por un manguito de hielo (normalmente el evaporador Elemento de control de flujo Ajustar (aumentar) longitud o Verificar que el ajuste produzca también habrá acumulado hielo). (capilar) permitiendo pasaje (disminuir) diámetro del capilar los resultados esperados. excesivo de gas refrigerante. para restringir el paso de gas refrigerante a un valor adecuado.
- 72. MANUAL DE BUENAS 72 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN PROBLEMA CAUSA A INVESTIGAR MEDIDA A TOMAR PRÁCTICA CORRECTIVA Línea de retorno de gas al compre- Ventilador del evaporador Puede que esté girando a menos Verificar velocidad con un sor cubierta por un manguito de defectuoso. velocidad de lo regular pero sin tacómetro si se dispone de uno; hielo (normalmente el evaporador que ello sea apreciable a simple sino, sustituir motor y compro- también habrá acumulado hielo). vista. bar que se corrige la situación. Formación de hielo demasiado Filtración de aire atmosférico Burletes de puerta defectuosos, Sustituir burlete, ajustar puerta, rápida en la paredes del húmedo hacia el interior del puerta descuadrada. verificar ajuste burlete - marco. evaporador. compartimiento. Humedad en el refrigerante. Instale nuevo filtro secador en la Siempre instale un filtro secador El congelador funciona pero se línea de líquido, antes del capilar. de mayor capacidad que el ori- calienta. ginal, por seguridad. Presencia de parafina en el Limpiar el capilar (si es posible) Es más seguro sustituir el capilar, Pérdida gradual de capacidad de lubricante que se separa en el con barrido de solvente aproba- respetando longitud y diámetro congelación. capilar creando una obstruc- do seguido de nitrógeno. interno. ción parcial creciente. 3 Refrigeración comercial En términos generales, los exhibidores y vitrinas individuales así como enfriadores de botellas, conge- ladores para helados y alimentos congelados La refrigeración comercial tiene su campo de apli- pequeños, autoportantes, emplean compresores cación en negocios de comercialización de alimentos herméticos en un solo circuito de refrigeración. La perecederos que requieren refrigeración o congelación diferencia fundamental es que puesto que las condi- para su preservación, léase abastos, charcuterías, car- ciones de uso son más exigentes, los diseños son nicerías, supermercados, restaurantes, cafeterías, coci- sobredimensionados, con capacidad frigorífica extra nas de establecimientos institucionales. Asimismo tiene para compensar el trabajo pesado a que son someti- aplicaciones en máquinas expendedoras de bebidas frías. dos regularmente estos equipos: con aperturas de Todo lo explicado con relación a la refrigeración puertas frecuentes, carga de mercancía a tem- doméstica tiene vigencia en estas aplicaciones cuando peratura por encima de la ambiente, exhibidores la capacidad es reducida, y comienza a diferenciarse a descubiertos donde el intercambio de calor con el medida que los requerimientos de capacidad alcanzan medio ambiente es solo limitado por el uso de corti- niveles que justifican la inclusión de controles más com- nas de aire a alta velocidad que recogen el aire frío plejos y el empleo de compresores rotativos, scroll, semi- antes de que este pueda escapar del exhibidor, para herméticos o abiertos (reciprocantes), de tornillo o cen- ser recirculado y un cúmulo de aplicaciones trífugos, de acuerdo a las demandas de la instalación y diversas trabajando a distintas temperaturas de las preferencias de los diseñadores de sistemas, guiados conservación. por la búsqueda de mayor eficiencia y confiabilidad. Equipos comerciales de refrigeración.
- 73. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 73 REFRIGERACIÓN Los sistemas de mayores capacidades utilizados dispone de señales de advertencia temprana y de alar- en supermercados, frigoríficos, centros de almace- ma que previenen a los responsables de la operación naje masivo de alimentos perecederos, acondi- de este sistema de situaciones de riesgo oportunamente cionamiento de aire centralizado y otras instalaciones e interrumpen el funcionamiento de la/s unidad/es que que requieren grandes capacidades de refrigeración o presenten síntomas de funcionamiento fuera de los condiciones variables, requieren de diversas combi- parámetros seguros. naciones de circuitos de refrigeración, de acuerdo a El servicio de los equipos más complejos requiere los requerimientos; entre estas alternativas se encuentran: de conocimientos más especializados y normalmente están a cargo de empresas organizadas que cuentan Sistema multievaporador con personal capacitado para el manejo de estas situa- ciones. Si bien los principios de refrigeración elemen- tales son exactamente los mismos que aplican al cir- Un sistema de estas características puede ser ali- cuito básico explicado en el capítulo anterior, la com- mentado ya sea por un compresor o por una batería plejidad de algunas instalaciones fijas implica la uti- de compresores "rack", los cuales comparten un con- lización de componentes tales como, válvulas de densador y el refrigerante es luego distribuido en una expansión automáticas [AEV], válvulas de expansión cantidad de evaporadores en paralelo, con controles termostáticas [TXV], válvulas de flotante en el lado de de evaporación independientes y reguladores de baja, válvulas de flotante en el lado de alta, presostatos presión a la salida de cada evaporador para contro- de alta y baja presión, separadores de aceite, válvulas lar individualmente la temperatura de evaporación de solenoides, condensadores enfriados por aire o enfria- cada evaporador. dos por agua, con diversas variantes, evaporadores para aplicaciones especiales, filtros secadores de líqui- do de núcleo cambiable, visores indicadores de humedad y ácidos, válvulas de accionamiento manual, de aguja, de membrana, tanques recibidores de líquido incorporados al circuito, intercambiadores de calor industriales, válvulas de seguridad sensibles a la pre- sión, amortiguadores de vibración, líneas de refrige- rante de grandes diámetros, etc. Diagrama de sistema multievaporador de tres temperaturas, con un solo condensador enfriado por agua y un compresor. Batería de compresores "Rack" Baterías "racks" de compresores. Las baterías de compresores son necesarias cuando el volumen de refrigerante a emplear requeriría un Sistemas de refrigeración con fluido compresor de mucha capacidad (y correspondiente alto secundario "chillers" costo) y la carga de refrigeración es muy variable. En esos casos se emplea un número de compresores conectados en paralelo y montados en una estructura Cuando los sistemas asumen tales proporciones que denominada "rack" para facilitar la conexión y el man- sería poco práctico o productivo llenar toda la insta- tenimiento de las unidades. En estos sistemas es críti- lación con gas refrigerante, se recurre a la imple- co el control de la distribución del lubricante de tal mentación de sistemas que, mediante el proceso de manera que ninguno de los compresores se quede sin refrigeración, enfrían un fluido secundario a través de lubricación para lo cual existen diversas maneras de intercambiadores de calor que actúan como evapo- controlar el nivel para que sea el mismo en todos los rador. Es este fluido secundario, que puede ser agua o cárteres. El número de compresores que trabajan es salmuera u otro fluido económico y seguro, el que pos- determinado por la carga de refrigeración de la insta- teriormente es bombeado por el circuito secundario, a lación y el control es automático y habitualmente lo través de tuberías aisladas térmicamente hasta los pun- lleva a cabo un microprocesador a través de un tablero tos donde se requiere extraer calor. Estos sistemas de controles electromecánicos. El sistema de control reciben el nombre de "chillers" y son empleados tanto
- 74. MANUAL DE BUENAS 74 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN en la industria como en aire acondicionado central de cilindro; compresores herméticos rotativos; compre- grandes capacidades. sores semiherméticos - enfriados por aire o enfriados por refrigerante - mono o multicilíndricos - de válvulas de lámina o de disco; compresores accionados por polea; compresores helicoidales "scroll" - de uno o dos rotores; solo para mencionar los más conocidos. Compresor rotativo Después de los compresores herméticos recipro- cantes, los compresores rotativos son los más amplia- mente utilizados, principalmente en aire acondiciona- do doméstico. Son más compactos y tienen un mayor "Chiller" de agua helada. coeficiente de desempeño [COP]. Son equipo de norma en casi todas las unidades de aire acondiciona- do tipo unidad condensadora separada - "split" y son cada vez más utilizados en unidades de ventana. 3.1 Componentes de circuitos de refrigeración comercial e industrial Describiremos brevemente el uso de cada uno de estos componentes pero su utilización puede ser muy variada y dependerá del diseñador cuales sean nece- sarias. El técnico de servicio debe estar en condi- ciones de diagnosticar la posible causa de falla de un sistema y relacionarlo con el componente defectuoso a través de un exhaustivo análisis de la docu- mentación disponible para el sistema en cuyo servi- cio o mantenimiento esté involucrado. Compresor rotativo. La deficiencia en consultar la información perti- nente antes de involucrarse en el manipuleo de Se debe destacar que su construcción se ajusta a equipos industriales o comerciales de grandes dimen- tolerancias muy estrechas y materiales muy delicados siones puede resultar en fallas catastróficas que deben en la cámara de compresión rotativa por lo que su ser evitadas, para impedir la posibilidad de liberación instalación requiere cuidados excepcionales en lo de grandes volúmenes de refrigerantes dañinos a la referente a la limpieza del sistema, particularmente en atmósfera. El supervisor responsable de estas instala- ocasión de servicio en el campo. ciones deberá asumir la responsabilidad de contratar solo personal calificado para el manejo de las situa- ciones que puedan presentarse y de mantener la infor- Resorte Succión mación necesaria para su correcto mantenimiento Descarga Paleta disponible para el personal a cargo de estas tareas. • Compresores Inicio de los procesos de Anillo Diagrama esquemático succión y compresión de ciclo de Además de los compresores herméticos reciprocantes compresión rotativo o alternativos descritos, empleados en refrigeración doméstica y comercial de capacidad reducida, existen un amplio surtido de compresores diseñados para adaptarse a diversas necesidades y condiciones de uti- Final de los procesos de Final de cada ciclo de lización, tales como: compresores herméticos recipro- succión y compresión succión y compresión cantes o alternativos de motor trifásico, de más de un
- 75. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 75 REFRIGERACIÓN Los compresores herméticos de capacidades ma- empleando el principio de cigüeñal - biela - pistón, yores, son empleados en sistemas comerciales de deslizándose en el interior de un cilindro, y recurre al capacidad intermedia donde el nivel de ruido sea empleo de anillos de compresión y válvulas (que importante y son intercambiables, en muchos casos pueden ser de láminas o discos) para la compresión del por compresores semiherméticos. vapor. Tienen un área importante de usos en sistemas Compresor semihermético comerciales y sus aplicaciones compiten con los com- presores herméticos en la preferencia de los di- señadores de equipos de refrigeración, dependiendo de Los compresores semiherméticos pueden conside- las características de cada uno de los sistemas en que rarse como los más usados, después de los herméticos. vayan a ser aplicados. Su precio es bastante más alto y se emplean en aque- Toleran más variables de aplicación, principal- llas aplicaciones de servicio extrapesado donde las mente porque son asociados con dispositivos de expan- expectativas de mantenimiento frecuente son inevita- sión regulables [válvulas de expansión] y en caso de bles y como consecuencia de ello se considere que errores de aplicación graves la solución puede ser pueda resulta menos costoso reparar un compresor menos costosa [sustitución de los repuestos dañados en semihermético que sustituir un hermético. Su principal lugar de cambio del compresor]; pero su empleo ventaja es que son reparables y existen repuestos de requiere conocimientos específicos, tanto de refri- fábrica o de terceros para su mantenimiento. geración como de mecánica, pues en estos casos se Para el mecánico de refrigeración, cuando existe la deberán tomar decisiones sobre tolerancias y ajustes opción, son preferibles pues pueden ser reparados y mecánicos [en casos de reparaciones mayores]; en el consecuentemente, se puede cobrar por el servicio adi- caso de compresores herméticos estos últimos cional implícito en su labor, en tanto que un compre- conocimientos no necesitan ser tan profundos. sor hermético solo puede ser sustituido (ningún fabri- En los circuitos externos de estos compresores, así cante de compresores herméticos considera acep- como en su fabricación, se emplean diversos disposi- table que sus productos puedan ser reparados fuera tivos y prácticas necesarias para que tanto el en- de su planta de fabricación, debido a las condiciones friamiento como la lubricación se lleven a cabo efecti- especiales que son necesarias durante su ensamblaje). vamente y es responsabilidad del diseñador del sistema Si la calidad tanto de los repuestos empleados en primer lugar y del técnico de servicio, conocer y como de la mano de obra de una reparación fueran aplicar estos dispositivos y prácticas en cada sistema en inobjetables, su empleo pudiera considerarse venta- que vayan a ser empleados. joso; pero existe un amplio interrogante en esta área, y Fallas por lubricación deficiente, retorno de líqui- el riesgo para el usuario final es mayor pues la interven- do "slugging", sobrecalentamiento, se presentan por ción humana, si no está debidamente capacitada, igual en compresores semiherméticos como herméticos aumenta la probabilidad de falla. Existen talleres espe- y sus consecuencias solo se diferencian por el costo de cializados en la reparación de estos compresores, que la reparación. Pero cada vez que un sistema falla, pueden garantizar el funcionamiento porque emplean cualquiera sea la causa, se presenta un evento donde métodos de trabajo controlados y representan la mejor hay que decidir si es necesario extraer el refrigerante, opción en caso de daños internos. reusarlo o descartarlo, y eso debe ser evitado hasta la Su fabricación se ajusta a los principios de fabri- última oportunidad posible. cación de un mecanismo de compresión mecánica Vista lateral de un compresor semihermético.
- 76. MANUAL DE BUENAS 76 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN Las aplicaciones industriales emplean el resto de Compresores de tornillo los compresores mencionados, de acuerdo a las exi- gencias de la aplicación y el criterio del diseñador En la medida que se han ido mejorando los del sistema. El servicio de estas unidades requiere de procedimientos de manufactura, las tolerancias de un conocimiento particular del compresor: carac- mecanizado, los ajustes mecánicos y los dispositivos terísticas constructivas, necesidades de protección de medición en la industria manufacturera de com- externa para su operación correcta, su aplicación, y presores, se han podido desarrollar nuevos tipos de condiciones de trabajo admisibles. mecanismos de compresión. El compresor de tornillo es consecuencia de estos avances. Consiste en un Compresores de espirales concéntricos "scroll" juego de tornillos helicoidales, que pueden ser dos o tres, dependiendo del diseño, que giran sin- cronizadamente, con superficies de contacto suma- Los compresores "scroll" consisten en dos espirales mente pulidos, a distancias mínimas una de otras, metálicos montados de tal manera que uno orbita separadas por la película de lubricante y que, en vir- excéntricamente manteniendo permanentemente una tud del giro, crean una diferencia de presión entre un línea de contacto tangente con el otro espiral fijo. Esta extremo y el otro de las helicoides, con lo cual se línea de contacto se desplaza desde el extremo externo comprime el gas refrigerante. de ambas espirales hacia el centro, donde se encuentra la descarga. Este desplazamiento de la línea de contac- Su aplicación principal es en equipos de gran to empuja una masa de gas desde la succión, ubicada tamaño, principalmente chillers y requieren de un junto al borde externo hacia la descarga que, como ya cuidadoso mantenimiento, para asegurar ausencia de dijimos se ubica en el centro geométrico de ambas vibraciones por cojinetes o rodamientos y una espirales, comprimiéndolo pues el volumen decrece a presión de lubricación constante para asegurar la medida que los radios de las espirales disminuyen. correcta compresión del gas. Como el movimiento es rotativo y continuo, es silen- cioso y están siendo empleados con ventajas en aire acondicionado en sistemas domésticos. Diagrama de principio de funcionamiento de compresión de Compresor de tornillo Corte de compresor de espirales concéntricos "scroll". "screw". tornillo "screw". Si bien la tecnología fue patentada originalmente en Compresores centrífugos.¡ 1905, no fue sino hasta mediados del siglo pasado que la tecnología alcanzó la precisión necesaria para su eje- Entre muchas aplicaciones industriales de com- cución práctica. A partir de su perfeccionamiento han presión de gases, también se emplean compresores ido aumentando su participación de mercado por su centrífugos en refrigeración a gran escala. Su primera confiabilidad, alta eficiencia y bajo nivel de ruido. utilización con este fin data de 1922. Compresor "scroll" . Partes de mecanismo "scroll". Compresor centrífugo 1922.
- 77. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 77 REFRIGERACIÓN Se los emplea principalmente en Chillers de agua helada de grandes instalaciones de aire acondicionado central de grandes edificios e instalaciones industriales. Compresores centrífugos - varias vistas. Funcionan comprimiendo el gas por fuerza cen- Este tipo de válvula solamente se puede emplear en trífuga impulsado por varios álabes que giran a alta conjunto con un control de motor operado por tempe- velocidad y son máquinas de grandes dimensiones ratura, nunca con un control operado por presión de succión del compresor. • Válvula de expansión termostática [TXV] La gran mayoría de las unidades comerciales están equipadas con válvulas de expansión controladas por temperatura. Esta válvula depende de la expansión de un gas en una cámara hermética (similar a la del ter- Eje de compresor centrífugo. mostato antes visto en refrigeración doméstica); el bulbo sensor se posiciona a la salida del evaporador y Dispositivos de expansión las variaciones de temperatura controlan la apertura o cierre de la válvula de aguja que dosifica el rociado de • Válvula de expansión automática [AXV] refrigerante líquido hacia el evaporador. Este mecanis- mo permite un llenado más rápido del evaporador y un enfriamiento más eficiente. La válvula de expansión La válvula de expansión auto- termostática mantiene el evaporador lleno de refrige- mática es un dispositivo de control de rante vaporizado cuando el sistema está funcionando. flujo de refrigerante líquido acciona- A medida que la temperatura en el evaporador do directamente por la presión exis- desciende, la válvula de expansión reduce el flujo de tente en el evaporador. Solo actúa en refrigerante al evaporador. Tampoco habrá flujo a respuesta a la puesta en marcha del menos que el compresor esté funcionando. compresor, sino permanece cerrada. A medida que la presión en el evapo- Este tipo de válvula puede funcionar indistinta- rador desciende la válvula se abre y mente con control del motor operado por presión o permite pulverizar refrigerante evapo- por temperatura. Una válvula de expansión ter- Válvula de rado dentro del evaporador. El flujo mostática puede ser empleada en sistemas con múlti- expansión requerido puede ser controlado me- ples evaporadores. automática [AXV]. diante un tornillo lo que permite ajus- Existen dos variantes de válvu- tar la presión en el evaporador al valor deseado; la de expansión termostática: recordemos que al reducirse la presión en el evapo- • Con ecualización de presión rador se reduce la temperatura a la cual el refrigerante interna: empleadas en instalaciones líquido se evapora. Un sistema que emplea válvula de de baja capacidad frigorífica donde expansión automática recibe el nombre de sistema la pérdida de carga [?P] en el eva- "seco" debido a que el evaporador no se llena nunca porador es insignificante, y el eva- con refrigerante líquido sino con una niebla de refrige- Válvula de expansión porador es de un solo tubo (sin dis- rante evaporado. termostática [TXV] sin tribuidor de líquido ni colector). ecualización interna.
- 78. MANUAL DE BUENAS 78 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN • Con ecualización de pre- mostático (que varía en proporción al cambio de tem- sión externa: utilizadas en peratura que experimenta el bulbo en contacto con la grandes instalaciones fri- pared del tubo de salida de gas del evaporador. Su goríficas industriales o accionamiento produce la apertura de la válvula. comerciales en las cuales F2 - Fuerza proporcional a la presión del evapo- la pérdida de carga [?P] en rador, actuando directamente sobre la cara inferior de el evaporador es impor- la membrana y cuya acción contribuye al cierre de la tante. Es el tipo de válvula Válvula de expansión válvula. que debe emplearse cuan- termostática [TXV] sin F3 - Fuerza ejercida por el resorte sobre la cara infe- do el evaporador sea de de ecualización externa. rior de la membrana, resistiendo el movimiento de múltiples circuitos en para- apertura de la válvula. El ajuste de esta fuerza regula el lelo unidos en ambos extremos por distribuidor sobrecalentamiento del gas. de líquido y colector. El uso de distribuidores causa generalmente una caída de presión de 1 En condiciones de trabajo regular, existe un balance bar en el distribuidor y el tubo del distribuidor. entre las tres fuerzas. También son de uso obligado en instalaciones de refrigeración con evaporadores compactos de pequeño F1 = F2 + F3 tamaño, como por ejemplo intercambiadores de calor de placa, en los que la caída de presión normalmente En estas condiciones se mantiene el flujo regulado será mayor que la presión correspondiente a 2K. del vapor hacia el refrigerante. Si la cantidad de vapor disminuye, el bulbo se calienta, aumentando el valor • Selección de una válvula de expansión de F1 abriendo más el paso de vapor. Este aumento termostática produce una reducción de la temperatura del bulbo, lo cual reduce el valor de F1. Al desconectarse el compre- sor por indicación de su dispositivo de control (ter- Para la correcta selección de una válvula ter- mostato o presostato) la fuerza F2 desciende a cero y la mostática se necesitan los siguientes datos: válvula se cerrará (excepto en el caso de que la fuerza • Líquido refrigerante. F1 ejercida por la presión del elemento termostático • Capacidad del evaporador. supere la fuerza del resorte F3). • Presión de evaporación. • Presión de condensación. • Subenfriamiento. • Caída de presión a través de la válvula. • Igualación de presión interna o externa. • Funcionamiento de una válvula de expansión termostática Una válvula de control termostática está compues- ta por: (1) un elemento termostático separado del cuer- po de la válvula por una membrana elástica. Este elemento termostático se vincula con un bulbo Diagrama en corte de válvula de expansión termostática. (2) mediante un tubo capilar y se carga con un gas con coeficiente de dilatación térmica adecuado. La Regulaciones en la válvula de membrana elástica acciona sobre un vástago que en expansión termostática su otro extremo acciona una válvula de aguja. El accionamiento de la membrana es resistido parcial- Sobrecalentamiento "Superheat" mente por un resorte de ecualización. En su operación intervienen tres fuerzas propor- cionales a presiones de control. El sobrecalentamiento se mide en el lugar donde se sitúa el bulbo en la tubería de succión del compresor. F1 - fuerza proporcional a la presión ejercida por la Su valor se calcula como la diferencia entre la dilatación del gas contenido en el elemento ter- temperatura que mide el bulbo y la presión de
- 79. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 79 REFRIGERACIÓN evaporación/temperatura de evaporación en el mismo La fuerza aplicada por el resorte de regulación de la lugar. Este parámetro se especifica en [K] o [ºC] y se válvula puede ajustarse mediante un tornillo a un valor emplea como señal reguladora de inyección de líquido que determina qué diferencia entre la temperatura del a través de la válvula de expansión. bulbo y temperatura del gas en el evaporador se abrirá La mezcla de líquido-vapor de refrigerante que la válvula. Este valor se denomina sobrecalentamien- ingresa al evaporador debe haberse vaporizado por to estático. Para el control de la válvula desde su completo en algún punto antes de llegar a la salida del apertura hasta su valor nominal, es necesario un evaporador. El bulbo sensor de la válvula termostática nuevo aumento de la presión del bulbo (a presión de se posiciona a cierta distancia de la salida del evapo- succión constante), o sea un calentamiento adicional rador, en la línea de succión del compresor. En este del bulbo (sobrecalentamiento) para controlar la tramo desde el punto donde se ha completado la vapo- fuerza ascendente causada por la tensión del resorte. rización y el lugar donde se ha instalado el bulbo, el Este sobrecalentamiento adicional se denomina vapor está sobrecalentado; lo que significa que su tem- sobrecalentamiento de apertura. La suma de estos peratura es superior a su temperatura de saturación. Si dos sobrecalentamientos se denomina sobrecalen- bien este gradiente de sobrecalentamiento reduce la tamiento de operación o total. capacidad del evaporador, es necesario para el fun- cionamiento estable de la válvula de control de flujo. Montaje de la válvula de expansión y Un sobrecalentamiento por encima de 8ºC se consi- sujeción del bulbo termostático de la válvula dera anormal, en tanto que si es inferior a 5ºC es débil de expansión puesto que crea una situación de riesgo para el com- presor por la posible aparición de golpes de líquido. Normalmente esto sucede con una válvula mal regula- La válvula de expansión se monta en la tubería de da o mal seleccionada. líquido delante del evaporador y su bulbo se sujeta firmemente con abrazaderas a la salida del evaporador lo más cerca posible de este, en la sección horizontal del tubo de succión del compresor de tal manera que el contacto físico entre bulbo y tubo sea óptimo. La posición ideal puede ser cualquiera que sea conve- niente, excepto en la cara inferior del tubo pues en caso de presencia de aceite en la tubería la transfe- rencia térmica en esta zona sería peor. En el caso de válvulas con ecualización de presión externa, el punto de conexión de la línea de ecualización en la tubería de succión inmediatamente después del bulbo (nunca Medición de sobrecalentamiento. entre este y el evaporador) y ubicado en la cara superior de dicho tubo. Montaje correcto de TXV con ecualización externa. Ubicación correcta del bulbo. El bulbo debe medir la temperatura del vapor de aspiración y por lo tanto no debe situarse de manera Posición correcta que sea influenciado por fuentes externas de calor o del bulbo sensor frío. Si el bulbo se encuentra en ambiente con co- [horizontal antes de rrientes de aire caliente se recomienda su aislamiento. bolsa de líquido] vs Tampoco debe montarse después de un intercam- incorrecta [vertical biador de calor o en las proximidades de compo- o después de bolsa nentes de circuito con grandes masas por cuanto esto de líquido]. producirá señales falsas a la válvula de expansión.
- 80. MANUAL DE BUENAS 80 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN Tal como se indicara anteriormente, el bulbo debe de la presión de aspiración en el momento de puesta instalarse en la parte horizontal de la tubería de en marcha, como por ejemplo en el sector de trans- aspiración, inmediatamente después del evaporador y porte y en instalaciones de aire acondicionado. Las no debe instalarse en un colector de aspiración o en válvulas de expansión con MOP tienen una cantidad una tubería vertical después de una trampa de aceite. muy reducida de carga en el bulbo. Esto significa que Siempre debe montarse delante de posibles bolsas de la válvula o el elemento tienen que tener una tempe- líquido. ratura mayor que el bulbo. En caso contrario la carga puede emigrar del bulbo hacia el elemento, con el con- siguiente cese de funcionamiento de la válvula de Subenfriamiento expansión. La carga del bulbo está en concordancia con la Máxima Presión Operativa y es la más alta pre- sión de aspiración/evaporación que se puede permitir en las tuberías de aspiración/evaporación. La carga se habrá evaporado cuando se llegue al punto de MOP. Cuando la presión de aspiración vaya aumentando, la válvula de expansión comenzará a cerrarse, unos 0,3 ~ 0,4 bar por debajo del punto MOP, y se cerrará completamente cuando la presión de aspiración se igual al punto MOP. Las válvulas de expansión con carga MOP con las- tre se usan preferentemente en instalaciones de refri- Medición del subenfriamiento. geración con evaporadores "dinámicos en alto grado", como por ejemplo en instalaciones de aire acondi- cionado e intercambiadores térmicos de placa que El subenfriamiento se define como la diferencia tienen una alta transmisión de calor. entre la temperatura del líquido y la presión del con- densador/temperatura a la entrada de la válvula de Con carga MOP con lastre se puede conseguir un expansión, se mide en grados Kelvin [K] o en [ºC]. menor sobrecalentamiento, equivalente a 2 ~ 4 K (ºC) que con otros tipos de carga. El bulbo de la válvula de El subenfriamiento del refrigerante es necesario expansión termostática contiene un material altamente para evitar burbujas de vapor en el líquido a la entrada poroso y de gran área superficial en relación a su peso. de la válvula. Las burbujas de vapor merman la capaci- La carga MOP con lastre tiene un efecto amortiguador dad de la válvula y por consiguiente reducen el sumi- sobre la regulación de la válvula de expansión. La nistro de líquido al evaporador. Un subenfriamiento del válvula se abre despacio cuando la temperatura del orden de 4 ~ 5 K normalmente es suficiente. bulbo aumenta y cierra rápido cuando la temperatura del bulbo disminuye. Cargas de las válvulas de expansión termostáticas • Ajustes de la válvula de expansión Las válvulas de expansión pueden venir con tres termostática [TXV] tipos de carga: • Carga universal. La válvula de expansión se suministra con un • Carga MOP (Maximum Operating Pressure). ajuste de fábrica que normalmente es adecuado para • Carga MOP con lastre. la mayoría de los casos. Si fuese necesario un ajuste Las válvulas de expansión con carga universal son personalizado emplee el tornillo de regulación pro- empleadas en la mayoría de instalaciones de refri- visto. Haciendo girar el tornillo en sentido horario se geración en las que no se exige una limitación de pre- aumenta el recalentamiento y en sentido contrario se sión y en las que el bulbo puede llegar a tener una disminuye. mayor temperatura que el elemento, o en altas tempe- Un funcionamiento inestable del evaporador puede raturas de evaporación / alta presión de evaporación. eliminarse con el siguiente procedimiento: aumentar el Estas válvulas tienen una carga líquida en el bulbo. La recalentamiento girando el tornillo en sentido horario cantidad de carga es tan grande que siempre quedará hasta que el funcionamiento inestable desaparezca. carga en el bulbo a pesar de que el elemento se Seguidamente, girarlo en sentido contrario gradual- encuentre más frío o más caliente que el bulbo. mente hasta que la inestabilidad aparezca para final- Las válvulas con carga MOP se usan normalmente mente volver a girar en sentido horario lo suficiente en unidades de fábrica, donde se desea una limitación para eliminar la inestabilidad. Una oscilación de
- 81. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 81 REFRIGERACIÓN ±0,5ºC en el sobrecalentamiento no debe considerarse Si no se puede encontrar un punto de regulación en funcionamiento inestable. el cual el evaporador no presente inestabilidad puede Un recalentamiento excesivo en el evaporador ser debido a que la capacidad de la válvula sea dema- puede ser provocado por falta de refrigerante. Una siado grande, siendo necesario sustituirla por otra de reducción de sobrecalentamiento se puede conseguir menor capacidad o si se trata de una válvula de orificio haciendo girar gradualmente el tornillo de regulación intercambiable, cambiar solamente el orificio. En caso en sentido antihorario hasta que el funcionamiento de que el sobrecalentamiento del evaporador sea exce- inestable desaparezca. Desde esta posición se gira en sivo ello puede deberse a que la válvula sea demasia- sentido contrario hasta que desaparezca la inestabili- do pequeña, siendo necesaria su sustitución o la susti- dad. Una oscilación de ±0,5ºC en el sobrecalentamien- tución del orificio por uno mayor, si se trata de una to no debe considerarse funcionamiento inestable. válvula de orificio intercambiable. • Diagnóstico de fallas en válvulas termostáticas SÍNTOMA CAUSA POSIBLE SOLUCIÓN Caída de presión excesiva a través del evaporador. Reemplazar la válvula de expansión por una válvula con igualación de presión externa. Regulación en caso nece- sario, del sobrecalentamiento en la válvula de expansión. Falta de subenfriamiento delante de la válvula de Controlar el subenfriamiento del líquido refrigerante expansión. delante de la válvula de expansión. Crear un mayor subenfriamiento. La caída de presión a través de la válvula de expan- Controlar la caída de presión en la válvula de expansión. sión es menor que la caída de presión para la cual la Reemplazar, en caso necesario, el conjunto de orificio válvula está dimensionada. y/o la válvula. Ajustar, en caso necesario, el sobrecalentamiento en la válvula de expansión. El bulbo instalado inmediatamente detrás de un intercambiador Examinar la ubicación del bulbo. Situar el bulbo lejos de Temperatura de la de calor o demasiado cerca de válvulas grandes, bridas, etc. válvulas grandes, bridas, etc. cámara demasiado alta. La válvula de expansión está obstruida por hielo, cera Limpiar la válvula de hielo, cera u otras impurezas. u otras impurezas. Controlar el color en el visor de líquido (color verde indi- ca demasiada humedad). Cambiar, en caso necesario, el filtro secador. Controlar el aceite en el sistema. ¿Se ha cambiado o añadido aceite? ¿Se ha cambiado el compresor? Limpiar el filtro de impurezas. La válvula de expansión es demasiado pequeña. Controlar la capacidad del evaporador comparar con la capacidad de la válvula de expansión. Cambiar la válvula u orificio por un tamaño mayor. Ajustar el sobrecalentamiento en la válvula de expansión. La válvula de expansión ha perdido su carga. Controlar si la válvula de expansión ha perdido su carga. Cambiar la válvula de expansión. Ajustar el sobrecalentamiento en la válvula de expansión. Se ha producido una migración de carga en la válvula Controlar si la carga de la válvula de expansión es la de expansión. adecuada. Identificar y subsanar la causa de la migración de la carga. Ajustar, en caso necesario, el sobrecalentamiento en la válvula de expansión. El bulbo de la válvula de expansión no tiene buen Controlar si el bulbo está bien sujeto a la tubería de contacto con la tubería de aspiración. aspiración. Aislar el bulbo, en caso necesario.
- 82. MANUAL DE BUENAS 82 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN SÍNTOMA CAUSA POSIBLE SOLUCIÓN El evaporador está total o parcialmente escarchado. Desescarchar el evaporador, en caso necesario. El sobrecalentamiento de la válvula de expansión está Ajustar el sobrecalentamiento en la válvula de expansión. La instalación regulado a un valor demasiado pequeño. frigorífica tiene un funcionamiento La válvula de expansión tiene una capacidad demasia- Cambiar la válvula de expansión o el orificio por un inestable. do grande. tamaño menor. Ajustar, en caso necesario, el sobrecalentamiento en la válvula de expansión. La instalación de refri- El bulbo de la válvula de expansión está instalado en Controlar la ubicación del bulbo. Situar el bulbo de tal geración tiene un fun- un lugar inapropiado, como por ejemplo, en el colec- modo que pueda recibir una buena señal. Asegurarse de cionamiento inestable tor de aspiración, tubo vertical después de una trampa que el bulbo está bien sujeto a la tubería de aspiración. a una temperatura de aceite o en las cercanías de válvulas grandes, Ajustar, en caso necesario, el sobrecalentamiento en la demasiado alta. bridas o lugares parecidos. válvula de expansión. Paso de líquido Aumentar el sobrecalentamiento en la válvula de expan- • Válvula de expansión demasiado grande. sión. La presión de • Ajuste defectuoso de la válvula de expansión. Controlar la capacidad de la válvula de expansión en aspiración es relación al evaporador. demasiado alta. Cambiar la válvula de expansión o el orificio por un tamaño menor. Ajustar, en caso necesario, el sobrecalentamiento en la válvula de expansión. La caída de presión a través del evaporador es Cambiar la válvula de expansión por una con igualación demasiado grande. de presión externa. Ajustar, en caso necesario, el sobrecalentamiento en la válvula de expansión. Falta de subenfriamiento delante de la válvula de Verificar el subenfriamiento del refrigerante delante de la expansión. válvula de expansión. Establecer un subenfriamiento mayor. El sobrecalentamiento del evaporador es demasiado Controlar el sobrecalentamiento. Ajustar el sobrecalen- grande. tamiento en la válvula de expansión. La caída de presión a través de la válvula de expan- Verificar la caída de presión a través de la válvula de sión es más pequeña que la caída de presión para la expansión. cual la válvula está dimensionada. Cambiar el conjunto de orificio o la válvula. El bulbo está situado en un lugar demasiado frío, Verificar la ubicación del bulbo. Aislar el bulbo en caso La presión de como por ejemplo, expuesto a corriente de aire frío o necesario. Situar el bulbo lejos de válvulas grandes, aspiración es cerca de válvulas grandes, bridas o similares. bridas o similares. demasiado baja. La válvula de expansión es demasiado pequeña. Controlar la capacidad de la planta refrigeradora y com- parar con la capacidad de la válvula de expansión. Cambiar la válvula o el orificio por un tamaño mayor. Ajustar el sobrecalentamiento en la válvula de expansión. La válvula de expansión está obstruida por hielo, cera Limpiar la válvula de hielo, cera u otras impurezas. u otras impurezas. Controlar el color en el visor de líquido (color amarillo indica demasiada humedad). Cambiar, en caso necesario, el filtro secador. Controlar el aceite en la instalación frigorífica. ¿Se ha cambiado o añadido aceite? ¿Se ha cambiado el compresor? Limpiar el filtro de impurezas. La válvula de expansión ha perdido su carga. Controlar la válvula de expansión por posible pérdida de su carga. Reemplazar la válvula de expansión. Ajustar el sobrecalentamiento en la válvula de expansión.
- 83. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 83 REFRIGERACIÓN SÍNTOMA CAUSA POSIBLE SOLUCIÓN Se ha producido una migración de la carga en la Controlar la carga de la válvula de expansión. válvula de expansión. Ajustar, en caso necesario, el sobrecalentamiento en la válvula de expansión. El evaporador está total o parcialmente escarchado. Desescarchar el evaporador, en caso necesario. La válvula de expansión tiene una capacidad Cambiar la válvula o el orificio por un tamaño menor. demasiado grande. Ajustar, en caso necesario, el sobrecalentamiento en la válvula de expansión. El sobrecalentamiento de la válvula de expansión está Aumentar el sobrecalentamiento en la válvula de Golpes de líquido en ajustado a un valor demasiado pequeño. expansión. el compresor. El bulbo de la válvula de expansión no tiene buen Controlar la sujeción del bulbo a la tubería de aspiración. contacto con la tubería de aspiración. Aislar el bulbo, en caso necesario. El bulbo está situado en un lugar demasiado caliente o Controlar la ubicación del bulbo en la tubería de cerca de válvulas grandes, bridas o similares. aspiración. Cambiar el bulbo a una mejor posición. • Válvulas de flotante en el lado de baja La cantidad de refrigerante en el sistema debe ser cuidadosamente medida para que el evaporador reciba la cantidad necesaria y el sistema opere Este tipo de control es usualmente empleado en correctamente. Exceso de refrigerante sobrecargará el sistemas de evaporador inundado. A medida que el evaporador y causará la formación de hielo en la refrigerante en el evaporador se evapora el nivel de línea de succión del compresor. líquido en el evaporador disminuye; esto hace que la válvula de flotante descienda lo cual abre la válvula Este tipo de control puede emplearse con ambos a la línea de líquido a alta presión. tipos de control del motor: por presión o termostático. • Válvulas de seguridad sensibles a la presión En circunstancias en que las protecciones provistas por presostatos pudieran llegar a fallar y con el objeto de proteger la instalación contra posible rupturas catas- tróficas de recipientes o tuberías, en algunos sistemas se encuentran válvulas de seguridad sensibles a la pre- Válvula de flotante en el lado de baja. sión. Estas se colocan estratégicamente en el sistema y al alcanzarse una presión preestablecida descargan el • Válvulas de flotante en el lado de alta contenido hasta que la presión se reduce al nivel pre- determinado en su ajuste. En sistemas cargados con Un flotante ubicado en el tanque recibidor de líqui- SAO es importante que los sistemas de protección do o en una cámara en el lado de alta presión hace contra sobrepresiones, tales como presostatos e inter- operar el sistema. Cuando se ha acumulado suficiente ruptores del sistema funcionen con absoluta seguri- refrigerante líquido en la cámara donde se ubica el dad (diseño redundante) para prevenir la actuación flotante, este al subir abre la válvula de aguja, permi- tiendo que fluya líquido pulverizado hacia el lado de baja presión en el evaporador. El flotante controla el nivel de refrigerante líquido en el lado de alta presión. Válvula de flotante en el lado de alta. Esquema en corte de válvula de seguridad.
- 84. MANUAL DE BUENAS 84 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN de una válvula de seguridad del tipo aquí descrito. Adicionalmente, si la cantidad de refrigerante es muy grande, será necesario que la descarga de la válvula se efectúe a un recipiente seguro, de suficiente capacidad para contener toda la carga del sistema (doble redundancia). • Válvulas solenoides Válvula solenoide y bobina. Las válvulas solenoides son dispositivos que se instalan en las líneas de fluidos (refrigerante, lubricante, directo o pilotado y para distintas sustancias (líqui- etc.) para interrumpir el flujo cuando así lo disponga el dos: agua, aceite; gases: aire, refrigerante (especificar accionamiento de un contacto en un circuito de con- tipo). Al instalar o sustituir una válvula solenoide es trol que alimenta la bobina de la válvula. Pueden ser: necesario especificar todos los datos anteriores, soldables, roscadas o de brida "flange"; de distintos además de la máxima (mínima) presión de operación diámetros de conexión; con bobinas para distintas [MOP] en la línea donde se instalará. Al instalar se especificaciones eléctricas [tensión, frecuencia, debe tener en cuenta todo lo anterior y adicional- AC/DC]; de disposición de orificio normalmente abierto mente que el sentido de flujo en la válvula coincida [NA] o normalmente cerrado [NC]; de accionamiento con el del fluido en la tubería. SÍNTOMA CAUSAS POSIBLES SOLUCIONES Falta de tensión en la bobina. Verificar si la válvula está abierta o cerrada. 1) Utilizar un detector magnético. 2) Levantar la bobina y verificar continuidad. Nota: Nunca se debe desmontar la bobina energizada ya que esto puede quemarla. Verificar siempre el diagrama y las cone- xiones eléctricas. Verificar los contactos del relé. Verificar el cableado. Verificar fusibles. La válvula solenoide no abre. Tensión/frecuencia incorrectas. • Comparar los datos de la bobina con las especificaciones de la instalación. • Medir la tensión de funcionamiento de la bobina. Tolerancia: +10% - 15% de la tensión nominal. • Cambiar la bobina por una de la especifi- cación correcta, si fuese el caso. Bobina quemada. Ver en Síntoma: "Bobina quemada". Presión diferencial demasiado alta. Verificar las especificaciones de la válvula. Cambiar por válvula correcta. Reducir, de ser posible la presión diferen- cial, por ejemplo, la presión de entrada. Presión diferencial demasiado baja. Verificar las especificaciones de la válvula y la presión diferencial. Cambiar por válvula correcta. Verificar la membrana y/o los aros del La válvula solenoide no se abre o se abre émbolo y cambiar empacaduras. parcialmente. Tubo de la armadura dañado y curvado. Cambiar componentes defectuosos. Impurezas en la membrana/el émbolo. Cambiar componentes defectuosos. Impurezas en el asiento de la válvula. Limpiar la válvula. Impurezas en la armadura/tubo de la Cambiar partes defectuosas. armadura. Cambiar empacaduras.
- 85. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 85 REFRIGERACIÓN SÍNTOMA CAUSAS POSIBLES SOLUCIONES Corrosión/cavidades. Cambiar partes defectuosas. Cambiar empacaduras. Falta de componentes después de desmontar Montar componentes faltantes la válvula. Cambiar empacaduras. Presión diferencial demasiado baja. Verificar los datos técnicos y la presión diferencial de la válvula. Cambiar por válvula correcta. Verificar la membrana y/o los aros del émbolo, cambiar empacaduras. Tubo de la armadura dañado y curvado. Cambiar componentes defectuosos. Impurezas en la membrana/el émbolo. Cambiar componentes defectuosos. Impurezas en el asiento de la válvula. Limpiar la válvula. Impurezas en la armadura/tubo de la Cambiar partes defectuosas. armadura. Cambiar empacaduras. Corrosión/cavidades. Cambiar partes defectuosas. Cambiar empacaduras. Falta de componentes después de desmontar Montar componentes faltantes la válvula. Cambiar empacaduras. Todavía hay tensión en la bobina. Levantar la bobina y verificar continuidad. La válvula solenoide no se abre o se abre Nota: Nunca se debe desmontar la bobina parcialmente. energizada ya que esto puede quemarla. Verificar siempre el diagrama y las cone- xiones eléctricas. Verificar los contactos del relé. Verificar el cableado. Verificar fusibles. No se ha retornado el husillo manual y la Verificar la posición del husillo de apertura válvula está abierta. manual. Pulsaciones en la línea de descarga. Verificar los datos técnicos de la válvula. Presión diferencial demasiado alta en posi- Verificar las condiciones de presión y las ción abierta. condiciones de flujo. La presión del lado de salida es periódica- Cambiar por válvula correcta. mente superior a la presión del lado de Verificar la instalación en general. entrada. Placa de válvula, membrana o asiento de Verificar las condiciones de presión y las válvula defectuoso. condiciones de flujo. Cambiar partes defectuosas. Cambiar empacaduras. Montaje equivocado de la membrana o de Comprobar que la válvula esté correcta- la placa de soporte. mente montada. Cambiar empacaduras. Impurezas en la placa de la válvula. Limpiar la válvula. Impurezas en la tobera del piloto. Cambiar empacaduras. Impurezas en el tubo de la armadura. Ruido de frecuencia (zumbido). La válvula solenoide no es la causa. Golpes de ariete cuando la válvula se abre. Cuando se instala delante de una TXV, mon- La válvula solenoide emite ruidos. Golpes de ariete cuando la válvula se cierra. tarla cerca. Montar un tubo vertical cerrado en una "T" delante de la válvula solenoide.
- 86. MANUAL DE BUENAS 86 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN SÍNTOMA CAUSAS POSIBLES SOLUCIONES Presión diferencial demasiado alta y/o pulsa- Verificar los datos técnicos de la válvula. ciones en la línea de descarga. Verificar las condiciones de presión y flujo. Cambiar por válvula correcta. Verificar la instalación en general. Tensión/frecuencia incorrectas. Verificar los datos de la bobina. Cambiar por una bobina correcta, si es el caso. Verificar el diagrama y la instalación eléctrica. Verificar la máxima variación de tensión en el circuito. Tolerancia: +10% - 15% de la tensión nominal. Cortocircuito en la bobina (puede ser causa- Verificar todo el circuito. do por humedad). Verificar las conexiones de cables de alimentación de la bobina. Sustituir por una bobina con las especifica- ciones correctas. Bobina quemada (la bobina está fría con La armadura no se desplaza por el tubo de Cambiar partes defectuosas. tensión). la armadura. Eliminar impurezas. a) tubo de la armadura dañado o curvado. Cambiar empacaduras. b) Armadura dañada. c) Impurezas en el tubo de la armadura. Temperatura del medio demasiado alta. Comparar datos de la válvula y de la bobina con los datos del sistema. Cambiar por una válvula adecuada. Temperatura ambiente demasiado alta. Cambiar la válvula de posición si fuera necesario. Comparar datos de la válvula y de la bobina con la temperatura ambiente. Aumentar la ventilación alrededor de la válvula y de la bobina. Pistón o aro del pistón dañado (en válvulas Cambiar partes defectuosas. de mando por servo). Cambiar empacaduras. • Válvulas de accionamiento manual máxima presión de trabajo y rango de presión de la aplicación, diámetro de la tubería y forma de conexión (soldable o con rosca); se recomienda no ejercer Para interrumpir el flujo manualmente en las líneas demasiado torque al abrir o cerrar estas válvulas pues de un sistema de refrigeración se emplean válvulas que es innecesario. puedan accionarse sin riesgo de fugas. Las válvulas más seguras para esta aplicación son las válvulas de mem- También pueden emplearse válvulas de bola de brana. Son unidireccionales. Al emplearlas se debe cierre rápido, certificadas para empleo en refrigeración, tener en cuenta: rango de temperatura de trabajo, cuya construcción garantiza que no presentarán fuga. Válvulas de accionamiento manual (de membrana y de bola).
- 87. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 87 REFRIGERACIÓN Son bidireccionales y tienen la ventaja de que no servicio que se instalan normalmente una en el lado de presentan pérdida de carga pues al abrir, su diámetro baja del sistema y otra en el lado de alta, en el tanque es igual al de la tubería. Su accionamiento solo recibidor de líquido. Se construyen con dos o tres vías requiere un giro de 90º del vástago. de acuerdo a la función que desempeñen. En refrigeración solo deben usarse componentes Las válvulas de una vía tienen la misma función diseñados para este uso pues están construidos con de las válvulas de membrana o de aguja ya materiales aprobados para uso con los diferentes mencionadas pero son menos accesibles para evitar gases refrigerantes. maniobras incorrectas y requieren de una herramien- Un tipo particular de estas válvulas de ta (preferiblemente una llave de trinquete "ratchet") accionamiento manual son las llamadas válvulas de para su operación. Válvula de servicio [una vía]. Vista en corte con tapón colocado [abierta]. En las válvulas de dos vías se obtienen tres condi- Estas válvulas cuentan con tapones para proteger ciones de conexión de acuerdo a la posición del las conexiones que no están permanentemente conec- vástago: tadas. Estos tapones deben sacarse sólo durante el • Un circuito cerrado y el otro abierto. Por ejem- empleo de la conexión correspondiente y en todo otro plo tanque de líquido a línea de líquido. momento deben esta colocados en su sitio. • La condición inversa a la anterior. Por ejemplo, tanque de líquido a manómetro. Válvulas de servicio. • Válvulas antiretorno "check valves" Se emplean para garantizar el flujo de un fluido en una tubería en una sola dirección. Pueden ser en línea o en ángulo de 90º. En su selección se debe • Las tres vías abiertas. Por ejemplo manómetro considerar: diámetro de la tubería, presión de trabajo, midiendo presión del sistema en operación. Válvula antiretorno "check". Corte y esquema.
- 88. MANUAL DE BUENAS 88 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN temperatura de trabajo, forma de conexión (soldada previsible la necesidad de cambio de filtros frecuentes o roscada), caudal que debe manejar y pérdida de se puede utilizar filtros secadores con núcleo inter- carga que va a producir. cambiable (de cartucho). Los filtros secadores deben ser almacenados con • Filtros secadores de líquido sus extremos taponados herméticamente desde su fa- bricación hasta el preciso momento en que se conecten en el sistema, y esta operación debe ser la última, Los filtros secadores empleados en sistemas de después de haber efectuado todas las pruebas de fugas refrigeración de gran capacidad deben estar dimensio- y en casos de accidentes donde se puedan haber dis- nados de acuerdo a la cantidad de gas contenida en el persado en el sistema contaminantes sólidos o líquidos sistema. Para la función secante se construyen filtros (compresor con motor quemado) se recomienda que de tamiz molecular "molecular sieve" solamente, y fil- después de hacer una limpieza profunda en el sistema tros con combinaciones de tamiz molecular y alúmina empleando un solvente tal como CF60 y, si fuese nece- activada en diferentes proporciones según la apli- sario, un equipo de recirculación externo "flushing cación. Otros materiales adsorbentes, tal como la sal equipment" hasta obtener un grado de limpieza satis- de sílicio "silicagel" se emplea en combinación con factorio, colocar un filtro secador especial en la línea estos materiales en algunas aplicaciones. El material de succión del compresor para proteger el nuevo com- adsorbente puede estar en forma de gránulos con- presor. Este filtro tiene una composición de secador tenidos entre dos mallas o en forma de sólido poroso. diseñada para adsorber ácidos además de humedad y La selección debe tener en cuenta la compatibilidad debe tener una caída de presión mínima, por lo tanto con el refrigerante, el tipo de conexión (soldable o su construcción es especial. Si por efecto de la conta- roscado), la presión de trabajo y la máxima presión minación, el filtro presenta una caída de presión alta de prueba. Para la retención de partículas sólidas, en (verificable midiendo la presión en ambos extremos su función filtrante, se emplea malla de trama muy (hay filtros secadores con conexiones roscadas a tal fina [15 ~ 20 µm]. Los filtros secadores son unidi- efecto) esto interfiere con el buen funcionamiento del reccionales y se colocan en las líneas delante del dis- sistema y se debe sustituir. positivo que se desea proteger; el sitio más común es El filtro secador colocado en la línea de líquido en la línea de líquido, delante del dispositivo de suele ser precedido o seguido de un visor de líquido expansión (válvula de expansión o tubo capilar). En con indicador de humedad. equipos que por la naturaleza de su función sea Filtros secadores (varios tamaños) - corte. • Visores de líquido indicadores de humedad Son dispositivos que permiten observar la condición del fluido en el interior de una tubería. Se encuentran versiones con conexiones soldables y roscadas para diversos diámetros de tubería y son específicos para distintos gases. En su interior se encuentra un disco de material reactivo colorimétrico sensible a la humedad cuyo color seco es verde intenso y a medida que aumenta la humedad palidece hasta tornarse amarillo cuando el nivel de humedad es superior a lo aceptable; por esta característica se lo suele emplear asociado a un filtro secador; posicionado antes, después o en ambos lados de este, con el fin de diagnosticar el estado del secador en el filtro. También se lo emplea para supervisar el estado del fluido que se devuelve al compresor. Visor de líquido indicador de En la línea de líquido permite apreciar el llenado de la tubería y la presencia humedad. de burbujas es indicadora de insuficiencia de carga o de subenfriamiento pobre.
- 89. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 89 REFRIGERACIÓN • Diagnóstico de fallas relacionadas con filtros secadores y visores de líquido SÍNTOMA CAUSAS POSIBLES SOLUCIONES El indicador del visor de líquido se ha tor- Exceso de humedad en el sistema. Secar el sistema al vacío. nado amarillo. Cambiar el filtro secador. El evaporador no se llena de vapor. Caída de presión excesiva a través del filtro. Verificar si el tamaño del filtro está de Filtro de capacidad inferior a la necesaria. acuerdo con la capacidad del sistema. La salida del filtro está más fría que la Filtro obstruido. Cambiar el filtro. entrada. Cambiar el filtro. Burbujas en el visor de líquido colocado Subenfriamiento insuficiente. Comprobar la causa del subenfriamiento después del filtro. insuficiente. Nota: No añada refrigerante simplemente porque aparezcan burbujas en el visor. Carga de refrigerante baja. Verificar si hay fugas en el sistema. Si no las hay, completar la carga de refrigerante. • Presostatos de alta y baja presión segura en el ajuste prefijado. El ajuste de la presión de accionamiento debe hacerse en base a las condiciones fijadas para el funcionamiento del sistema (recordar Existen diversos tipos de presostatos: de presión que al cambiar de gas refrigerante hay que revisar las fija o ajustable; reposición automática o manual; presiones de trabajo de la nueva sustancia y ajustar para diversas sustancias: líquidos: aceite, agua; el/los presostato/s para que no existan accionamientos gases; de presión diferencial, y otros. erróneos, lo que es importante para asegurar que el sis- Los presostatos de uso más común relacionados tema se mantenga operando dentro de condiciones con sistemas de refrigeración son dispositivos que seguras. accionan un contacto eléctrico al alcanzar un determi- nado valor de presión. Pueden disponerse para abrir el contacto con presión ascendente (conectado como pre- sostato para detener el compresor al alcanzarse una presión máxima prefijada en el punto donde se conec- ta), o para abrir el contacto con presión descendente (desconecta al alcanzarse una mínima presión prefija- da). Existen combinaciones de dos presostatos diferen- ciales montados lado a lado en un mismo instrumento, empleados como instrumentos de protección contra alta (en la descarga del compresor) y baja presión (en la succión del compresor). Adicionalmente encon- Presostato diferencial doble. tramos aplicación de presostatos diferenciales de baja presión de reposición automática/manual en la super- visión de la presión de lubricación de compresores abiertos o semiherméticos. Su accionamiento responde a la presión transmitida desde el punto donde esté conectado, a través de un capilar, hasta un fuelle que acciona el contacto. En estos presostatos debe tenerse la precaución de selec- cionar el punto de conexión en el compresor para que no fluya aceite hacia el fuelle. Se deben montar sobre bases rígidas que no le transmitan vibraciones para asegurar una operación Presostato diferencial simple.
- 90. MANUAL DE BUENAS 90 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN • Diagnóstico de fallas relacionadas con presostatos SÍNTOMA CAUSAS POSIBLES SOLUCIONES Presión de condensación demasiado elevada, Corrija los fallos mencionados. debido a: o Superficies del condensador sucias u Presostato de alta desconecta el compresor. obstruidas. Advertencia: No arranque el sistema hasta o Ventiladores parados / Fallo en el que se haya localizado y rectificado la suministro de agua. falla. o Fase / Fusible o ventilador del motor defectuosos. o Demasiado refrigerante en el sistema. o Aire en el sistema. a) Ajuste de diferencial demasiado elevado, Incrementar el diferencial o el ajuste del por lo que la presión de desconexión rango. Presostato de baja no desconecta el queda por debajo de -1bar. compresor. b) Ajuste de rango demasiado elevado, por lo que el compresor no puede alcanzar la presión de desconexión. b) Ajuste de diferencial del presostato de a) Incrementar el ajuste del diferencial. baja demasiado bajo. c) Ajuste del presostato de alta demasiado b) Compruebe el ajuste del presostato de bajo, es decir, demasiado próximo a la alta. Increméntelo, si lo permiten los presión normal de funcionamiento. datos del sistema. d) Presión de condensación demasiado alta c) Corrija las anomalías mencionadas. Tiempo de funcionamiento del compresor debido a: demasiado corto. • Superficies del condensador sucias u obstruidas. • Ventiladores parados / Fallo en el suministro de agua. • Fase / Fusible o ventilador del motor defectuosos. • Demasiado refrigerante en el sistema. • Aire en el sistema. La presión de desconexión por alta presión no El sistema a prueba de fallo del elemento de Sustituya el presostato. coincide con el valor de la escala. (en sis- los fuelles se activa si las desviaciones han temas con elevada carga de refrigerante que sido de más de 3 bar. empleen presostatos de dobles fuelles) El sis- tema se para si se produce la rotura de uno de los fuelles, sin perdida de refrigerante. Fallo en el funcionamiento del mecanismo Sustituya la unidad y evite realizar comproba- El eje del diferencial de la unidad simple de volteo debido a que se ha intentado com- ciones manuales, excepto como lo recomienda se ha doblado y la unidad no funciona. probar el cableado manualmente desde la el fabricante del presostato. parte derecha de la unidad. Los fuelles llenos de líquido producen que el Instale el presostato de modo que el líquido orificio de amortiguación de la conexión de no pueda acumularse en el elemento de los entrada no actúe. fuelles. Vibraciones en el control de alta presión. Elimine el flujo de aire frío que posible- mente circule alrededor del presostato. El aire frío puede crear condensación en el elemento de los fuelles. La resistencia de transición de los contactos Monte un orificio de amortiguación en el Fallo periódico del contacto cuando la re- es demasiado elevada. extremo de la conexión de control que se gulación se efectúa por computadora, con encuentra más alejada del presostato. tensión y corriente mínimas. Monte un presostato con contactos de mayor confiabilidad.
- 91. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 91 REFRIGERACIÓN • Separadores de aceite densador a través de un tubo cuya aspiración dentro de la cámara está dispuesto para tomar el gas lo más seco Para prevenir la migración excesiva de aceite al sis- posible. El aceite que se acumula en el fondo del se- tema, que puede dejar al compresor sin la lubricación parador se retorna directamente al cárter del compre- necesaria, se instala a la descarga de este un separador sor (donde la presión sea menor que en la cámara del de aceite que consiste en un recipiente que recibe el separador)por un tubo; el ritmo de retorno puede ser vapor caliente comprimido. El vapor caliente ingresa a determinado ya sea por una válvula accionada por la cámara en forma de régimen turbulento, pierde flotante en el interior del separador de aceite o por una velocidad y descarga el aceite que se acumula en las válvula manual o solenoide (se recomienda un paredes y desciende hacia el fondo del recipiente. accionamiento automático, ya sea por flotante o sole- Acto seguido, el vapor sigue su marcha hacia el con- noide temporizado, para evitar errores humanos. Separadores de aceite (corte). • Intercambiadores de calor industriales de calor, construidos como dos tubos concéntricos con entradas y salidas independientes. Por el tubo interior El vapor que retorna al compresor aún posee un circula el vapor y en el interior de intercambiador se lo efecto refrigerante que se puede utilizar para subenfriar direcciona hacia las paredes, reduciendo su velocidad el refrigerante líquido antes de su ingreso al dispositivo para que intercambie calor con estas. Por el tubo exte- de expansión a fin de asegurar la ausencia de burbujas rior, y en sentido contrario al del vapor, se inyecta el de vapor que si ingresan en el evaporador producen un líquido caliente proveniente del condensador (después fenómeno denominado "Flash gas" que reduce la efi- de pasar por el filtro secador) y a la salida se lo envía ciencia del evaporador. Asimismo, el vapor que se al dispositivo de expansión. El líquido caliente pierde dirige al compresor se calienta con el líquido aumen- calor intercambiándolo con la pared del tubo interior y tando el sobrecalentamiento de este, lo que permite las paredes externas. El calor cedido al tubo interior es ajustar el sobrecalentamiento de la válvula de expan- adquirido por el vapor pasante, el cual al aumentar su sión a un mínimo y ello aumenta aún más la capacidad temperatura termina de vaporizar alguna molécula que de evaporación. Para ello se utilizan intercambiadores aún pudiera estar en estado líquido. Intercambiadores de calor. Corte de un intercambiador de calor. [tubo capilar y TXV].
- 92. MANUAL DE BUENAS 92 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN En circuitos de refrigeración doméstica este efecto • Estáticos de lámina estampada se logra poniendo en contacto la línea de succión del compresor con el capilar mismo; en algunos casos sol- dando con estaño uno al otro y en otros diseños más complejos, perforando la línea de succión en dos pun- tos separados por una distancia lo más larga posible, uno cerca del evaporador y otro cerca del compresor, a través de los cuales se introduce el capilar y luego se sellan con soldadura. Este segundo concepto ma- ximiza el efecto de intercambio térmico entre las líneas de vapor y de líquido, pero aumenta el peligro de fugas en los puntos de inserción del capilar y requiere más trabajo. • Tanques recibidores de líquido incorporados al circuito Los sistemas con una carga de gas apreciable, par- ticularmente de SAO, deben contar con un recipiente para contener toda la carga de refrigerante del sistema (teniendo en cuenta que esta solo debe ocupar como máximo el 80% de la capacidad de este tanque). Debe Condensador de lámina estampada y tubo. ser probado para que resista la máxima presión de seguridad de la instalación y contar con dos válvulas • Estáticos de tubo y alambre que permitan aislarlo del sistema. Una de estas válvu- las debe ser una válvula de servicio de dos vías que permita conectar mangueras para la conexión de manómetros y otros dispositivos. El tanque se conecta por un lado al condensador y por el otro a la línea de líquido. En este recipiente se instala una válvula de seguridad sensible a la presión cuya función y precau- ciones de uso ya fue descrita. Ejemplo de condensador estático de tubo y alambres. De tiro forzado (emplean ventilador para forzar el aire a través del serpentín): Unidades condensadoras con tanque recibidor de líquido. • De tubo y alambre. • De tubo y aletas. • Condensadores enfriados por aire o enfriados por agua La función del condensador es eliminar el calor del gas a alta presión. Los condensadores empleados en refrigeración doméstica se clasifican, según su construcción y aplicación, en: De convección natural (el movimiento del aire es producto del fenómeno que hace que el aire caliente Condensador de tubo y aletas. ascienda):
- 93. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 93 REFRIGERACIÓN En refrigeración comercial e industrial se emplean a enfriar. En esta forma constructiva, el ventilador enfría diversas construcciones, en función de la capacidad el compresor al tiempo que el condensador. La direc- del sistema y la necesidad de extraer calor del gas ción del flujo de aire es muy importante para que la comprimido, proveniente del compresor, hasta lle- ventilación sea efectiva y es necesario mantener todos varlo a su estado líquido. los paneles de estas unidades montados en su posición Para que haya pérdida de calor debe existir una original, con todos sus tornillos y dispositivos de suje- diferencia de temperatura entre el condensador y el ción pues el aire que se fuga por intersticios está medio externo, que puede ser agua o aire. Los sis- disminuyendo la cantidad que es necesaria para temas comerciales y de aire acondicionado de enfriar el condensador y el compresor. capacidad intermedia usualmente emplean conden- El o los ventiladores, deben estar posicionados de sadores enfriados por aire, en tanto que instalaciones acuerdo a las especificaciones originales y las aspas de grandes dimensiones deben recurrir a conden- deben ser del tamaño correcto y estar posicionadas sadores enfriados por agua. de manera que efectúen el trabajo para el que fueron diseñadas - soplar o extraer (las aspas tiene distinto diseño para el cual son más eficientes y esto debe ser • Condensador enfriado por aire tenido en cuenta al montarlas). Al hacer sustituciones se debe tener en cuenta que la potencia de un deter- Los condensadores enfriados por aire de sistemas minado motor solo puede mover aspas dentro de un comerciales y de aire acondicionado solo difieren de rango. Al excederse ese rango el motor se estará los empleados en refrigeración doméstica por su sobrecargando. Si es necesario sustituir un aspa tamaño y variaciones constructivas. Los más comunes dañada y no se encuentra una de iguales característi- son los construidos con tubos y aletas y pueden ser cas se deberá emplear una de mayor capacidad, pero instalados en una caja metálica diseñada para contener al hacerlo, se debe verificar que el consumo del el compresor y el condensador, denominada unidad motor se mantenga dentro de lo admisible; en caso condensadora y que se instala en el exterior de la zona contrario se deberá cambiar también el motor. Condensadores de aire forzado (tubo y aletas). Condensador de aire forzado [vista de perfil y frontal]. Condensadores enfriados por agua Cuando las condiciones de uso lo requieran, es necesario emplear condensadores enfriados por agua. Estos pueden ser: • De casco y tubos. • De casco y serpentín. • De tubo dentro de un tubo. Condensador multitubular o de casco y serpentín.
- 94. MANUAL DE BUENAS 94 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN En el tipo de casco y tubo el vapor de refrigerante Se lo emplea para enfriamiento de cámaras fri- llena el tanque en tanto que el agua circula por los goríficas, acondicionamiento de aire, túneles de con- tubos rectos. El segundo tipo difiere del primero sólo gelación de alimentos, fabricación de hielo, entre en el aspecto de que la tubería dentro del casco otras muchas funciones. adopta la configuración de un serpentín. El tipo de tubo dentro de un tubo está construido • Líneas de refrigerante de grandes diámetros tal como un intercambiador de calor, con dos tubos concéntricos con entradas y salidas independientes. El agua circula por el tubo interior mientras que el Los sistemas de refrigeración y aire acondicionado vapor lo hace a contracorriente por el tubo exterior. de grandes dimensiones emplean en su construcción tuberías, usualmente, pero no exclusivamente, de cobre. Las uniones entre tubos deben ser preferible- mente soldadas debido a que las conexiones roscadas tienen una mayor probabilidad de fugas. El proyecto debe ser meticulosamente calculado para que no se produzcan fallas como consecuencia de un diseño de trazado de tuberías pobre. Estas tuberías deben cumplir ciertos requisitos, en función del sistema: • Los diámetros de la tubería deben mantener ciertas velocidades mínimas del fluido en su interior a fin de que el refrigerante y aceite no se Condensador de tubo dentro de tubo. separen. • La longitud de tubería debe ser lo más corta Los riesgos implícitos en esta construcción están posible. relacionados con la posibilidad de rotura de las paredes de los tubos donde circula el agua. Esto traerá como • En sitios donde se deban ejecutar tramos verti- consecuencia la contaminación del refrigerante y la cales se deben llevar a cabo ciertas construc- necesidad de una parada de emergencia del sistema. ciones especiales - dos vías en paralelo de dis- tinto diámetro, trampas de aceite, etc., con el Por otra parte, el agua de enfriamiento debe recibir objeto de respetar el requerimiento de velocidad tratamiento químico para evitar que se produzcan y mínima y arrastre del aceite por el refrigerante. obstrucciones en los tubos por donde circula y ello implica que esta agua deba circular en circuito cerrado que permita controlar su calidad. • Evaporadores para aplicaciones especiales Los evaporadores empleados en sistemas comer- ciales e industriales adoptan un amplia diversidad en función de las características del medio del cual deben extraer calor. Se pueden clasificar inicialmente en dos grupos: • Enfriadores de líquidos. • Enfriadores de aire. • Los tubos deben estar certificados para soportar Los evaporadores enfriadores de líquidos son usual- la presión de prueba del sistema. mente empleados en "chillers", cuya función ya fue descrita previamente. Su construcción es similar a la de • La tubería clasificada como "de refrigeración" los condensadores de casco y tubos. debe estar especialmente limpia, taponada y li- geramente presurizada con nitrógeno hasta el Los evaporadores para enfriar aire son usualmente momento en que se vaya a soldar en la insta- de tubo y aletas y el flujo de aire puede producirse lación. por convección natural o por tiro forzado. Pueden a su vez clasificarse en: • Los tubos deben sujetarse mediante anclajes, soportes, bridas, etc., de manera que no vibren • Evaporadores con escarcha. con el funcionamiento de los componentes • Evaporadores sin escarcha. móviles del sistema, a fin de reducir riesgos de • Evaporadores con sistema de descongelamiento. fracturas por fatiga.
- 95. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 95 REFRIGERACIÓN • Las soldaduras deben ser hechas siguiendo procedimientos seguros, asegurando el máximo nivel de limpieza y ausencia de fugas. Fijación rígida de tuberías Eliminar humedad con métodos seguros No cortar tubos con segueta, emplear Limpiar tubos cortados (aire caliente) NO SOPLETE. cortatubos. cuidadosamente. No soplar en las tuberías. Forma correcta de aplicar fundente Soldadura correcta (izq.) e (después de unir los tubos). incorrecta (der.). Exceso de material de aporte. Limpieza de la soldadura Proteges con paños mojados (Restos de soldadura en el interior). (para ver fugas más fácilmente). componentes con materiales termosensibles.
- 96. MANUAL DE BUENAS 96 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN • Amortiguadores de vibración Puesto que los compresores empleados en instala- ciones industriales son habitualmente fuente de vibra- ciones, es deseable impedir que estas se transmitan a las Amortiguador de vibración. líneas de succión y descarga y a través de ella a otros componentes del sistema. Para ello se emplean amortiguadores de vibración entre el compresor y estas líneas. La disposición debe ser tal que no cree tensiones en estos elementos. Recomendado Aceptable Inaceptable Diversas formas de conectar amortiguadores de vibración. UNIDAD CONDENSADORA EXTERNA 3.2 Procedimiento de carga Compresor para sistemas de Intercambiador de calor externo refrigeración comercial Válvula de servicio de la línea de líquido Ventilador de la unidad condensadora Válvula de servicio Para llevar a cabo un servicio de calidad en un de la línea de succión del compresor sistema comercial hacen falta algunas herramientas importantes, en la sección VI-7 se ilustran los Manómetro Manómetro equipos y herramientas necesarias para tales fines. lado de baja lado de alta Carga de refrigerante en un sistema comercial Juego de manómetro La carga de refrigerante en un sistema debe realizarse por peso, siguiendo las instrucciones del fa- bricante (si se dispone de las mismas). Identificar en el equipo mediante etiquetas dispuestas en sitios visibles el refrigerante que se esté empleando en este. Cilindro de Bomba de vacío refrigerante El fabricante ha diseñado y probado los productos bajo diversas condiciones de funcionamiento y ha ela- borado procedimientos detallados de carga: por el lado Intercambio de calor interno de baja o por el lado de alta. Evaporador montado Ventilador del en el interior evaporador Carga de refrigerante por el lado de baja del sistema Carga de un sistema de refrigeración comercial. Este procedimiento es similar al empleado en sis- GNC, después de conectarlas y antes de abrir las válvu- temas domésticos. las de servicio y del cilindro de carga. Verifique que no El sistema debe estar evacuado, seco, limpio y existan fugas en las conexiones antes de comenzar a exento de fugas. Emplee sus implementos de seguridad transferir refrigerante. [anteojos, guantes, etc.] Las mangueras deben haber En este procedimiento se utiliza la presión interna sido purgadas y evacuadas para eliminar humedad y del cilindro de refrigerante para trasegar gas al sistema.
- 97. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 97 REFRIGERACIÓN Conectar las mangueras del juego de manómetros y fecha, tipo y cantidad de refrigerante cargado, pre- purgar para eliminar aire y GNC antes de abrir válvu- siones de trabajo en alta y baja y de equilibrio, ten- las. Abrir solamente las válvulas correspondientes al sión y consumo en el compresor, temperaturas de lado de baja y dejar que el gas pase del cilindro al evaporación, condensación, succión, descarga y sistema. Calentando el cilindro con aire caliente, domo del compresor y toda otra información que se agua caliente o banda calentadora eléctrica [NO considere pertinente (condición de limpieza del EMPLEAR SOPLETE NI LLAMA DIRECTA] se aumen- equipo, particularmente el condensador), reglaje de ta la transferencia. los presostatos de alta y baja, integridad de la insta- lación eléctrica, etc. No se debe cargar líquido invirtiendo (poniendo cabeza abajo) el cilindro con la intención de acelerar el proceso pues al hacerlo el ingreso de líquido por la succión del compresor puede dañarlo. Carga de un sistema de refrigeración comercial por el lado de alta Banda eléctrica calentadora de cilindros. En casos de sistemas de grandes dimensiones, equipados con tanque recibidor de líquido, donde la Una vez que las presiones se han equilibrado, ajus- carga de vapor refrigerante por el lado de baja sea tar la válvula de servicio de la línea de vapor demasiado lenta, o cuando se esté cargando un sis- semicerrada para restringir el paso de gas desde tema con una mezcla zeotrópica, será necesario el/los evaporador/es del sistema y obligar a que el recurrir a cargar el sistema con líquido directamente compresor aspire gas del cilindro. Poner en marcha en el tanque recibidor de líquido, en la sección de el compresor. El técnico debe estar presente durante alta, a continuación del condensador. todo el procedimiento, verificando que las presiones Este procedimiento se realiza con el compresor se mantengan en niveles normales; si la presión de desenergizado y tiene implicaciones de riesgos de succión es muy alta se puede sobrecargar el compre- seguridad muy superiores a la carga de vapor por el sor; si es muy alta puede causar bombeo de aceite. lado de baja, debido a que errores de apreciación o Cuando se alcancen presiones cercanas al rango cálculo en la carga producirán presiones hidrodinámi- aceptable, comenzar a cerrar la válvula del cilindro y cas e hidrostáticas que pueden provocar roturas de observar las presiones. Abrir y cerrar la válvula del tuberías, dispositivos, y generar una fuga catastrófica de cilindro para permitir transferencias de pequeñas can- refrigerante. Seguir cuidadosamente las instrucciones tidades cada vez hasta que las presiones alcancen los del manual del equipo para operar los controles nece- valores deseados. Al alcanzarse la carga deseada, sarios para una carga segura. En caso de no existir tal cerrar la válvula del cilindro, si la manguera tiene documentación, hacer un estudio detallado de cómo válvula en su extremo [recomendable] cerrarla tam- funciona el sistema y verificar que los dispositivos de bién; desconectar la manguera del cilindro y colocar la seguridad estén bien calibrados. Si no está seguro de tapa en su válvula. Permitir que el gas en la manguera conocer a fondo la operación y funcionamiento del sea aspirado por el compresor antes de cerrar la válvu- equipo, obtenga ayuda especializada. la de baja del manómetro y abrir la válvula de servicio El sistema debe estar evacuado, seco, limpio y del lado de baja (que se había entrecerrado al principio exento de fugas. Conectar el juego de manómetros al del procedimiento) totalmente para permitir el flujo sistema y cerrar las válvulas de servicio para impedir normal dentro del sistema y verificar presiones en estas que el refrigerante líquido pueda llegar a la succión del condiciones. Una vez que las lecturas indican un fun- compresor pues esto provocaría daños en este. Si el cionamiento normal y el compresor comienza a ciclar condensador es enfriado por agua, mantenga el flujo por control de arranque - parada (termostático o pre- para bajar la temperatura en este. Si es enfriado por sostático), de acuerdo a los registros históricos o los aire, mantenga energizados los ventiladores, con la manuales del fabricante del sistema, desconectar las misma intención. Si el cilindro de refrigerante posee manqueras del juego de manómetros y colocar los válvula de extracción de líquido, conecte la manguera tapones en las conexiones "Schrader" de las válvulas de a este punto; si no la tuviese, tendrá que invertir la posi- servicio del sistema. ción del cilindro para extraer líquido de este. Para Registrar la información del procedimiento efectua- acelerar el paso de líquido se puede calentar el cilindro do en el cuaderno de servicio del equipo: responsable, mediante aire caliente, agua caliente o un calentador
- 98. MANUAL DE BUENAS 98 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN eléctrico de cilindros [NO EMPLEAR SOPLETE NI válvula de baja del juego de manómetros y simultánea- LLAMA DIRECTA]. Abra la válvula de líquido en el mente abriendo la válvula de servicio de baja. Cierre cilindro [o inviértalo], abra la válvula de alta del las válvulas del juego de manómetros y verifique pre- juego de manómetros y la válvula de servicio en el siones, temperaturas y condiciones de trabajo. tanque recibidor para que el refrigerante fluya desde Compare con los valores correctos especificados para el cilindro hasta el tanque. La diferencia de presiones el sistema en el manual. Registre todo el proce- y temperaturas forzarán el trasegado del refrigerante. dimiento, tal como se describió en el parágrafo ante- Antes de iniciar la carga, asegúrese de conocer la rior. Cierre las conexiones de las válvulas de servicio capacidad máxima que puede contener el sistema hacia el juego de manómetros. Desconecte las (ver manual del fabricante). Asegúrese que la canti- mangueras de servicio. Verifique condiciones de tra- dad de refrigerante cargado no supere el límite bajo por el tiempo necesario hasta estar plenamente seguro del equipo (es preferible errar por defecto que seguro que todo funciona correctamente. En sistemas por exceso). Cierre la conexión de la válvula de ser- de grandes dimensiones esto puede ser una tarea vicio hacia la manguera de carga, la válvula de alta tediosa pero es imprescindible estar seguro que no del juego de manómetros, la válvula en el extremo de existan condiciones que puedan provocar migración la manguera que llega al cilindro y la válvula de líqui- del aceite del compresor, fugas por vibración, válvulas do del cilindro. Abra las válvulas que conectan el de control, dispositivos de protección y sensores mal tanque recibidor al sistema para que el refrigerante regulados y otras situaciones que provoquen daños fluya y se distribuya por el sistema hasta llegar como posteriores en la instalación, con la consecuente pér- vapor al compresor. Energice el compresor y com- dida de refrigerante a la atmósfera. pruebe las presiones de trabajo. Si la carga trasegada es menor que la necesaria puede completarla agregando Instrucciones generales para el servicio vapor por el lado de baja, siguiendo el procedimiento descrito para ello en el parágrafo precedente. Si las presiones en el sistema y el cilindro se hubiesen Es necesario contar con amplios conocimientos equilibrado cuando aún queda refrigerante en este técnicos [teóricos y prácticos], sentido común y último, que es necesario para completar la carga del capacidad deductiva para llegar a un diagnóstico sistema, se puede forzar esta transferencia emplean- acertado que permita aislar los desperfectos y sus do el compresor del sistema para aumentar la presión causas durante un procedimiento de servicio de del cilindro inyectándole vapor desde el sistema vía equipos de refrigeración de grandes dimensiones. la válvula de servicio de descarga del compresor, Condiciones mínimas que debe reunir un sistema hasta la válvula de vapor del cilindro. Esto debe ha- para determinar su buen funcionamiento: cerse muy rápidamente para que la presión no suba Enfriamiento [lado de baja]: fuera de control. • La carga de refrigerante debe ser suficiente para BAJO NINGÚN CONCEPTO HAGA ESTO SI EL llenar el evaporador durante el proceso de eva- CILINDRO DE CARGA FUESE DESECHABLE, poración para que este sea eficiente. PODRÍA DESTRUÍRLO. • La presión de evaporación debe ser lo suficien- temente baja para que el refrigerante evapore a la temperatura correcta. • Debe haber buena transferencia de calor desde la mercancía que se desea enfriar hasta el refrige- rante que se está evaporando en el evaporador. Condensación [lado de alta]: • El vapor debe ser comprimido hacia el con- densador a la presión y temperatura correctas. • El condensador debe transferir el calor del refrigerante al fluido de enfriamiento (aire o Cilindro desechable después de sobrecarga. agua) eficientemente. En las mangueras de carga y el juego de manóme- • La capacidad del condensador debe ser sufi- tros ha quedado refrigerante líquido. Puede hacer que ciente para contener la cantidad de refrigerante el compresor aspire este refrigerante abriendo la necesaria [parte como líquido y parte como vapor] para alimentar correctamente el
- 99. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 99 REFRIGERACIÓN dispositivo de expansión [siempre como líqui- mine las posibles causas. Si no hubiese desviaciones, do] y disponer de área de transferencia de efectúe una limpieza total, revise y ordene el cableado, calor suficiente para que el vapor caliente se ajuste los tornillos de fijación de componentes, susti- enfríe y se licúe. tuya aquellos componentes que presenten caracterís- ticas sospechosas, o de envejecimiento, inspeccione uniones, soldaduras, conexiones, etc. para asegurarse Flujo de refrigerante en la línea de líquido: que no existan fugas, aunque sean mínimas, en el • La línea debe ser de suficiente diámetro, con sistema. Escriba no solo los valores imprescindibles un mínimo de restricciones: por ej. curvas con en el cuaderno de inspecciones. Notas y comentarios estrangulaciones, obstrucciones en el filtro sobre cambios aparentemente menores, que no justi- secador, filtro demasiado pequeño, etc. fican una acción en este momento, pueden ayudar a • Solo debe contener líquido. tomar una decisión correctiva en un futuro servicio si lo indicado en la nota muestra una tendencia a seguir Flujo de refrigerante en la línea de aspiración del empeorando. compresor: Si no existe un cuaderno de inspecciones, solicite • No debe haber refrigerante en estado líquido. que se inicie uno y llene los datos que servirán de referencia para futuros servicios. • Debe haber una mínima caída de presión. • La presión a la entrada del compresor debe estar Si el equipo funciona correctamente y no hay en el rango permitido por su fabricante. reparaciones que hacer, efectúe una limpieza com- pleta, llene los datos en el cuaderno de inspecciones El mantenimiento preventivo debe comenzar por y felicite al dueño y al operador por el buen trabajo una buena inspección sensorial, seguida de una de mantener el equipo en buenas condiciones. inspección empleando instrumentos: Comience con un buen interrogatorio al propietario y operadores del equipo y revisión de las Cuadro de diagnóstico de fallas en anotaciones en el cuaderno de inspecciones. Repase sistemas equipados con compresores el manual del equipo. Observe visualmente y re- no herméticos gistre: estado de limpieza de condensador, tuberías vibrando libremente, cableado desordenado, compo- Este cuadro de diagnóstico de falla solo tiene la nentes de control y sensores fuera de sitio o mal finalidad de exponer algunas de las posibles causas y ajustados, condición del refrigerante en el visor de la soluciones para un número limitado de síntomas de línea de líquido (acidez, burbujeo), etc. malfuncionamiento y no debe interpretarse como Seguidamente, emplee instrumentos: mida con exhaustivo. Debido a la cantidad de combinaciones termómetro las temperaturas de condensación, eva- de componentes necesarios para construir los poración, succión y descarga del compresor, conecte equipos de enfriamiento, particularmente los tipos de el juego de manómetros y verifique las presiones de compresores, cada uno con sus características de trabajo y en reposo, etc., mida el consumo del com- funcionamiento y control particulares, se recomienda presor y de todos los componentes, et. que el técnico consulte prioritariamente el cuadro de Compruebe que los valores no muestren desvia- diagnóstico de fallas del equipo en particular al que ciones notables con respecto a los valores de referencia esté prestando servicio. del cuaderno de inspecciones y si los hubiere, deter-
- 100. MANUAL DE BUENAS 100 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN COMPRESOR ABIERTO - CUADRO DE DIAGNÓSTICO DE FALLAS A - PROBLEMAS DE ARRANQUE SÍNTOMA CAUSAS POSIBLES SOLUCIÓNES No hay alimentación. Verificar instalación eléctrica. Termostato calibrado muy alto. Reajustar temperatura. Presostato de alta o baja o ambos desajustados. Reajustar a valores correctos. Presostato de aceite o nivel de aceite. Revisar y ajustar o agregar aceite. Contactos sucios o chisporroteados. Limpiar los contactos afectados. Cableado en malas condiciones. Reparar, reconectar o sustituir. El compresor no arranca. Bobinados del motor quemados. Rebobinar o sustituir motor. Válvula solenoide cerrada. Revisar conexión, sustituir bobina. Ventilador del evaporador no funciona. Revisar conexión, sustituir. Sistema de protección por sobrecarga del Inspeccionar sistema, corregir causa sobre- sistema activado. carga o sustituir componente de protección defectuoso. Presostato de alta o baja activados, reglaje Identificar causa sobrepresión o baja correcto. presión, corregir. B - FUNCIONAMIENTO IRREGULAR Presostato de baja actuando intermitente- Revisar ajuste de presión de apertura (puede mente. estar muy cerca del rango normal de operación del compresor). Revisar montaje (la vibración puede provocar actuación). Insuficiente carga de refrigerante en el Verificar fugas, corregirlas, completar carga El compresor funciona intermitentemente. sistema. de refrigerante. En compresores dotados de control de Reajustar. capacidad, el ajuste es incorrecto. El diferencial en el termostato es demasiado Ampliar diferencial. pequeño. Válvula de aspiración cerrada o con paso Abrir. restringido. Restricción o estrangulación en la línea de Revisar, corregir, desobstruir o sustituir la conexión del presostato al sistema. tubería de conexión. Presostato defectuoso. Sustituir. Insuficiente capacidad de condensación por Extraer refrigerante con equipo de recu- exceso de carga de refrigerante. peración hasta alcanzar la carga correcta. Condensación insuficiente por falta de flujo Limpiar el condensador. Verificar fun- El compresor funciona continuamente. de aire o agua. cionamiento válvula termostática de control de flujo de agua. Las válvulas de servicio de aspiración o Abrir totalmente. descarga parcialmente cerradas. Aire en el sistema. Purgar (cuidando de minimizar el escape de refrigerante). Las bombas de agua de enfriamiento no Poner en funcionamiento. funcionan. PRESIONES DE TRABAJO DEMASIADO ELEVADAS O DEMASIADO BAJAS Temperatura del condensador muy elevada Aumentar el flujo de aire o agua, según por deficiencia de intercambio con el medio. corresponda. Flujo de agua restringido. Abrir el paso de la válvula termostática. Presión de descarga muy elevada. Tubos de agua con incrustaciones u obstrucciones. Limpiar las tuberías de agua. Válvula de control de salida de agua semicerrada. Abrir la válvula. Exceso de carga de refrigerante. Recuperar el exceso con el equipo adecuado. Aire en el sistema. Purgar (cuidando de minimizar el escape de refrigerante. Flujo excesivo de agua en el condensador. Cerrar el paso de la válvula termostática. Válvula de servicio de aspiración parcial- Abrir la válvula. mente cerrada. Presión de descarga baja. Válvulas de descarga o succión del compre- Hacer mantenimiento mayor al compresor. sor no sellan. Anillos de pistón desgastados. Cilindros rayados. Sobrecalentamiento mal ajustado en la válvula Corregir el sobrecalentamiento o sustituir la Inundación. de expansión o válvula defectuosa. válvula de expansión.
- 101. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 101 REFRIGERACIÓN SÍNTOMA CAUSAS POSIBLES SOLUCIÓNES Carga de refrigerante insuficiente. Investigar la presencia de fugas; si las hay, Presión de succión baja. recuperar el refrigerante o acumularlo en el tanque recibidor, corregir fugas. RUIDOS EN EL SISTEMA Acoplamiento flojo o mal alineado. Verificar alineación y apretar tornillos de acoplamiento. Insuficiente espacio entre cabeza del pistón y Verificar espesor empacadura. Sustituir por plato de válvulas. el espesor correcto Hacer mantenimiento mayor al compresor. Cojinetes del motor o de mecanismos del Hacer mantenimiento mayor al compresor. compresor desgastados. Sustituir cojinetes. Pernos de sujeción a la base o corredera flojos. Apretar pernos de fijación. Bases amortiguadoras de vibración dañadas o Sustituir partes dañadas y eliminar tensiones. Ruidos en el compresor. bajo tensión. Retorno de líquido al compresor. 1. Verificar el ajuste del sobrecalentamiento en la válvula de expansión 2. Verificar posición y ajuste del bulbo termostático 3. Verificar existencia de bucle de línea de aspiración para impedir retorno cuando el compresor está en el ciclo de desconexión. Exceso de aceite en las tuberías que provoca 1. Remover el exceso de aceite martilleo hidráulico. 2. Verificar que la válvula de expansión prevenga retorno. Sujetadores de la tubería sueltos, insuficientes Sujetar la tubería firmemente con anclajes Ruidos en la instalación. o mal anclados. que limiten la vibración. 4 Aire acondicionado Aire acondicionado de ventana El acondicionamiento de aire puede catalogarse Los equipos de aire acondicionado de ventana son en dos grandes divisiones: fabricados según el concepto de facilitar su montaje y Aire acondicionado centralizado. Las instala- mantenimiento. Pueden ser montados en la ventana de ciones de aire acondicionado centralizado se rigen una habitación, o en una apertura hecha con ese por las especificaciones ya descritas para refri- propósito en una pared. Solo requieren de una estruc- geración comercial e industrial. Uno de los requisitos tura ligera de apoyo o soporte y un tomacorriente con particulares para este tipo de instalaciones es el nivel la tensión, frecuencia y capacidad de corriente de ruido y las precauciones relacionadas con la ubi- requerida por el aparato. El equipo se desliza dentro cación de estos equipos en zonas densamente de una caja metálica que le sirve de protección con- pobladas, particularmente en lo referente a la toxici- tra las inclemencias del clima y puede extraerse total- dad e inflamabilidad de las sustancias empleadas. mente para su mantenimiento. En la misma base extraíble se montan todos los componentes del sis- Equipos de aire acondicionado unitarios. Estos tema de refrigeración y sus controles; separando los equipos están diseñados para controlar las condiciones componentes del lado de alta presión de los del lado de temperatura y humedad en ambientes individuales. de baja por un panel que provee aislamiento térmico Pueden clasificarse en: y sonoro. Debido a su instalación en el ambiente • Unidades de ventana. donde se encuentra el usuario, es muy importante • Unidades de condensador y evaporador separa- mantener al mínimo el nivel de ruido y ello debe ten- dos "split". erse en cuenta durante su instalación, para evitar res- • Unidades compactas. onancias que amplifiquen la vibración propia del equipo, el cual debe haber sido construido de ma- nera de minimizar estos fenómenos. En la parte
- 102. MANUAL DE BUENAS 102 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN exterior de este panel se ubican el compresor (la ten- Un segundo control permite seleccionar la alterna- dencia actual es utilizar compresores rotativos), con- tiva de abrir o cerrar la entrada de aire exterior. densador, filtro secador, capilar o válvula de expansión Finalmente, el control del motocompresor se efec- automática [AEV] y motor eléctrico con sus compo- túa mediante un termostato de diafragma, que permite nentes de control. El motor eléctrico dispone de doble seleccionar la temperatura de la habitación, cuyo salida de eje (una en cada extremo) destinadas a mover bulbo se coloca en contacto con el evaporador, cerca el aspa de ventilación del condensador y compresor en del punto de entrada de refrigerante. El termostato tam- su extremo externo y la turbina de movimiento del aire bién actúa como protección contra la formación de a través del evaporador en el extremo opuesto, que hielo en el evaporador. pasa al interior a través de un orificio en el panel de Todo el aparato, una vez introducido en su caja, es separación. En el frente del aparato se ubica el serpen- cubierto por una máscara que provee la apariencia tín del evaporador, a través del cual es aspirado el aire estética de la unidad de ventana. ambiental de la habitación. El aire aspirado por la Salida turbina es expulsado a través de unas aperturas dispues- Entrada de aire tas encima del evaporador para ser devuelto a la habitación. Estas aperturas tienen deflectores cuya fun- ción es dirigir el flujo de aire saliente en la dirección Entrada que el usuario desee. Mediante un control se puede de aire abrir o cerrar una toma de aire exterior que permite re- Entrada Condensador de aire novar el aire de la habitación en caso de que este se Hélice de ventilador encuentre viciado; cuando este control se encuentra en Soplador Acumulador Compresor la posición abierta el equipo reduce su capacidad de Evaporador Tubo capilar enfriamiento pues está admitiendo una cierta cantidad Cuerpo Cable de de aire del exterior, que se encuentra a una temperatu- alimentación ra superior. El aire que pasa a través del evaporador Salida Rejilla condensa humedad del aire, la cual gotea hasta una bandeja recolectora que descarga a través de un orifi- Entrada Puerta cio dispuesto a tal fin en el borde exterior de la base. de aire Frente al evaporador se coloca un filtro de partícu- Despiece componentes mayores AA de ventana. las sólidas con el fin de purificar el aire, el cual debe A pesar de que los compresores empleados en estas ser limpiado con cierta frecuencia pues la turbina del aplicaciones son del tipo de alto par de arranque [HST] evaporador es de gran caudal, capaz de renovar el aire es recomendable no permitir un arranque inmediata- de la habitación que se está enfriando varias veces por mente después de haberse apagado pues las condi- hora. Este alto caudal también evita que el evaporador ciones de presión pueden impedir que el motor acelere se congele. Cuando el filtro de polvo se obstruye, se y comience a ciclar por protección térmica, lo cual es puede observar como una consecuencia que el evapo- indeseable para el motor eléctrico. rador comienza a congelarse. Ventilador de Ventilador de Ducto de A fin de controlar esta característica se ha hecho Recubrimiento del condensador condensador evaporador evaporador práctica común agregar un protector de arranque, Rejilla entre el tomacorriente y el enchufe del aparato. Este regulable dispositivo protege al compresor contra condiciones de tensión de línea demasiado elevada o demasiado Rejilla baja y provee un tiempo de espera antes de conectar la alimentación al circuito después que este se haya Filtro Regulación del apagado. motor del ventilador El mantenimiento preventivo debe efectuarse al menos una vez al año, observando inicialmente el Condensador Espacio Flujo de condensador Evaporador libre 1/18 al ventilador de condensador funcionamiento, midiendo consumo y anotando Vista en corte de AA de ventana. todas las condiciones indeseables o impropias; pos- Los controles de operación se ubican en un panel, teriormente se debe desconectar y sacar el equipo de regularmente al lado del evaporador, desde donde se su alojamiento y efectuar limpieza o cambio del fil- puede seleccionar la velocidad de rotación del motor tro de polvo del evaporador, limpieza del evaporador eléctrico, en un rango de entre 3 y 5 velocidades, para y condensador, limpieza general de todo el equipo, lograr un mayor intercambio a la máxima velocidad, o inspección visual de los componentes del sistema, menor ruido, a velocidades más bajas. reposición de tornillos, abrazaderas y sujetadores que puedan haberse perdido; al completarse el proceso
- 103. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 103 REFRIGERACIÓN de inspección y montarlo en su sitio se debe verificar el consumo eléctrico y la ausencia de sonidos extraños. Los datos relevantes de cada mantenimiento deben registrarse y archivarse como referencia para futuros servicios. Unidad exterior Unidad interior Unidades separadas de equipo "split" . de equipo "split". [condensador - evaporador] "split" Unidades compactas Las unidades "split" tienden a sustituir las unidades de ventana en el gusto del consumidor. Si bien su costo es más elevado, presentan la ventaja de Tal como las unidades de ventana, todo el equipo un menor nivel de ruido que las unidades de ventana está instalado en un gabinete que aloja todos los com- pues el único componente instalado en la habitación ponentes del sistema. El condensador puede ser en- es la consola donde se encuentran: válvula de expan- friado por aire o por agua, por lo cual necesita de las sión automática, evaporador, turbina, filtro de polvo, conexiones necesarias para que uno u otro fluido control de temperatura (remoto) y deflectores del lleguen al intercambiador de calor de condensación sin flujo de aire. restricciones para que el sistema opere regularmente. Deben estar equipadas con entrada de aire para reno- vación del aire del ambiente a acondicionar y sistema Ventana de recolección y evacuación del agua condensada en Unidad condensadora Pared el evaporador, tal como las unidades de ventana. Se las Evaporador emplea habitualmente en instalaciones comerciales donde el espacio es muy limitado y las necesidades de enfriamiento no pueden ser satisfechas por otro tipo de acondicionador de aire. Equipos de unidad condensadora y evaporador separados "split". Evaporador El resto del equipo se monta en un sitio adya- cente, fuera de la habitación, y ambas unidades se conectan mediante dos tubos de cobre de pequeño diámetro. Toda la sección de alta presión se monta en la unidad exterior, denominada "condensadora", donde se instalan: compresor (casi siempre rotativo), Forzador de aire Unidad condensador de aire forzado, motor ventilador de condensadora condensación y los controles asociados a estos ele- refrigerado mentos. El control del motocompresor se hace me- por agua diante un control remoto y la comunicación entre ambas unidades es efectuada por control electrónico, con sendas tarjetas programadas para el fun- cionamiento eficiente de todo el sistema. Unidad de AA compacta. Estas unidades vienen usualmente con la carga completa de refrigerante precargada en un recipiente para tal fin y una vez conectados ambos compo- 4.1 Procedimiento de carga nentes del sistema - unidad condensadora con cónso- para sistemas de aire la de control de evaporación y una vez hecho el acondicionado vacío en el circuito completo, se abren las válvulas que distribuyen la carga de refrigerante en el sistema. En esencia no hay diferencia en los aspectos ge- Cada equipo trae las instrucciones de instalación, nerales entre cargar una nevera y un equipo de AA, que deben seguirse para obtener resultados excepto por que el refrigerante empleado es R22, y satisfactorios. en algunos casos de equipos nuevos, con alguna
- 104. MANUAL DE BUENAS 104 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN nueva mezcla refrigerante. Es importante tener plena entregado sea la especificada. Compruebe certeza del refrigerante que emplea el equipo para no visualmente que no haya escarcha en el tubo cometer errores que producirán mezclas cuyas de retorno al compresor, que las temperaturas propiedades son impredecibles. de condensación, de descarga del compresor, Algunas recomendaciones básicas: del domo del compresor, y de la línea de suc- ción estén dentro de los límites de fun- • Siga todas las recomendaciones dadas para los cionamiento normal y finalmente confirme procedimientos explicados previamente, par- que el compresor cicla por termostato y no por ticularmente en lo relativo a seguridad y uti- protección térmica. lización de los instrumentos de manera de minimizar la descarga de refrigerante a la • Registre en el cuaderno de servicio del equipo atmósfera. las notas correspondientes. • Verifique la hermeticidad del sistema cuida- dosamente antes de cargarlo. • Efectúe un buen vacío. Recuerde que el refri- 4.2 Diagnóstico de fallas y gerante R22 es más higroscópico que el R12, reparaciones en equipos por lo tanto, puede contener humedad perju- de aire acondicionado dicial para los materiales del compresor y que esta no va a ser puesta de manifiesto por con- gelamiento en el dispositivo de expansión. Todos los equipos de refrigeración requieren man- • Si está cargando R22 (una sustancia pura), tenimiento preventivo y aquellas dedicadas a clima- puede, y es recomendable, cargar por el lado tizar ambientes, por estar directamente expuesta su de baja en fase vapor (excepto que se trate de sección de condensación a los rigores climáticos, son una instalación de grandes dimensiones en la muy susceptibles a daños. La vida útil dependerá del cual la cantidad a cargar sea de tal magnitud cuidado que se preste a cada componente del sis- que imponga la carga en fase líquida por alta) tema y el técnico de servicio debe prestar atención a los pequeños detalles, muchas veces omitidos, que • Si está cargando una mezcla zeotrópica con el tiempo se transforman en un daño mayor. deberá cargar el refrigerante en fase líquida, con el compresor detenido, hasta alcanzar una Algunas recomendaciones generales: carga ligeramente inferior a la carga especifi- cada para ese equipo. Posteriormente, una vez Unidad condensadora que el gas se haya distribuido en el sistema por Limpiar las aletas disipadoras de calor con la fre- su propia presión de vapor (cuidando de que cuencia requerida según la calidad del aire ambien- no haya ingreso de líquido en el compresor), tal. Es preferible hacerlo utilizando preferentemente complete la carga con el compresor funcio- un detergente jabonoso y vapor de agua a presión nando, agregando paulatinamente vapor por para eliminar la grasa que pueda habérsele adherido. el lado de baja hasta alcanzar lecturas de pre- Existen productos químicos con componentes ácidos siones de alta y baja aceptables para esa apli- que limpian más rápidamente; sin embargo, se debe cación y el refrigerante que esté empleando tener la precaución de eliminar totalmente mediante Recuerde que del cilindro de refrigerante un meticuloso enjuague cualquier residuo del pro- debe extraer sólo líquido, de manera que ducto de los intersticios de las aletas al terminar el deberá emplear la válvula del juego de lavado. De no hacerse un enjuague satisfactorio, este manómetros del lado de baja como un dispo- residuo de producto ataca el aluminio, opacando sitivo de expansión, abriendo el paso de refri- primero su superficie y reduciendo con el tiempo su gerante y cerrándolo, en forma de pulsos, para resistencia mecánica, como consecuencia de lo cual que el líquido se evapore en este dispositivo se desintegrará al aplicársele agua a presión en las antes de ingresar al sistema. Esta es una sucesivas limpiezas, reduciendo el área de intercam- maniobra que requiere pericia y experiencia y bio de calor y bajando la capacidad del condensador. solo debe ejecutarse cuando tenga la certeza Revisar la integridad estructural de la estructura de que sabe hacerlo correctamente. de soporte de los componentes. Reapretar todos los • Verifique que no queden fugas en los puntos tornillos que estén flojos y reponer aquellos que se de conexión al sistema donde conectó los hayan perdido. Asegurar todos los paneles en su sitio instrumentos de medición de presiones. pues su función es proteger los componentes y evitar • Verifique que las presiones del sistema sean accidentes. Revisar que los protectores de aspas estén satisfactorias y que la temperatura del aire correctamente montados.
- 105. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 105 REFRIGERACIÓN Revisar la condición de los diversos componentes cualquier objeto que pudiera ser succionado por el de la unidad: compresor (presiones de trabajo, tem- aire aspirado en el condensador, creando una peraturas en los diversos puntos de importancia, con- situación de riesgo. sumo eléctrico, etc.), componentes eléctricos: motor/es eléctricos de movimiento de aire (rigidez Unidad evaporadora del montaje, consumo, estado de las aspas, veloci- dad de rotación, cojinetes o rodamientos, etc.); Debido a que se la ubica en el interior de los edi- contactores, dispositivos de protección, etc. ficios, no está expuesta a inclemencias climatológica, Regulaciones de termostatos y presostatos, cantidad sin embargo, no debe descuidarse su inspección pues de lubricante en los reservorios de aquellos compo- también pueden crearse situaciones de riesgo que nentes que requieran lubricación, etc. Al retirar las dañen al compresor, que es el órgano más sensible mangueras de medición de presión de las conexiones de todo sistema y cuya rotura implica necesariamente del sistema, hágalo con un mínimo de pérdida de extraer el refrigerante (muy probablemente refrigerante y coloque en su sitio los tapones en las contaminado). válvulas de servicio. Verifique la integridad de los "o En la toma de aire de la turbina o ventilador nor- rings" de los tapones. malmente se coloca un material filtrante encargado Verificar que las tuberías que transportan refrige- de retener partículas sólidas antes de que ingresen al rante no presenten manchas aceitosas (principal- panal del intercambiador de calor para reducir la mente en las uniones, conexiones y puntos donde necesidad de limpiar este puesto que, debido a que estén sujetas por abrazaderas flojas y que permitan estas unidades están en el interior de los edificios, su que la tubería vibre. Corrija situaciones de riesgo. limpieza presenta un problema logístico mayor. Este Las manchas de aceite en tuberías de refrigerante son filtro debe limpiarse con la frecuencia necesaria para evidencia segura de fugas, que deben ser corregidas. que la suciedad acumulada y no se convierta en una En las tuberías recubiertas con aislamiento es más restricción al flujo de aire. Cuando el filtro se difícil inspeccionar posibles fugas visualmente y en obstruye y disminuye el caudal de aire que pasa por estos casos se recomienda emplear un detector elec- el evaporador, este comienza a acumular escarcha trónico de fugas o lámpara de luz UV (si la luminosi- que puede llegar a convertirse en un bloque de hielo dad ambiente lo permite). Observe la condición del y detener el enfriamiento. refrigerante a través del visor en la línea de líquido Limpiar el drenaje de agua condensada en el para determinar su alcalinidad o acidez y que no evaporador y la bandeja colectora. La acumulación haya habido pérdida de carga de refrigerante. de agua puede provocar herrumbre y rotura de la Prestar atención a sonidos extraños y vibraciones bandeja o de la base donde está montada la unidad. inusitadas, trate de identificar la fuente y corrija la El/los ventiladores son movidos por motores eléc- causa. tricos que deben ser inspeccionados para determinar Es una buena práctica mantener el equipo en su consumo eléctrico, su temperatura, estado de condiciones originales, empleando herramientas y rodamientos o cojinetes, conexiones eléctricas, repuestos de buena calidad, sustituyendo las partes fijación, correas de transmisión (si las hubiere). con apariencia sospechosa. La válvula de expansión se ubica normalmente Programe anticipadamente cualquier trabajo de aquí y se debe verificar que su funcionamiento esté mantenimiento mayor que surja de la inspección, en el rango correcto para el sobrecalentamiento que ubique los manuales del equipo, léalos y asegúrese produzca un óptimo aprovechamiento de la capaci- de comprender todo; en caso contrario, asesórese dad del evaporador y al mismo tiempo garantice que debidamente antes de comenzar la tarea prevista. bajo ninguna condición se produzca retorno de Piense en cómo efectuar el trabajo sin dejar escapar líquido al compresor. Comprobar que no existan refrigerante. Si la reparación es efectuada antes de manchas de humedad de aceite en ninguna sección que se alcance a afectar el compresor (motor quema- de tubería ni en el panal del evaporador. do), puede recuperar y volver a utilizar el mismo Adicionalmente es recomendable inspeccionar refrigerante en el sistema. En caso de que el compre- empleando un detector electrónico de fugas o sor sufra daños, es muy probable que el grado de empleando una fuente de luz UV (si el equipo ha contaminación del refrigerante lo convierta en una sido previamente cargado con una sustancia com- sustancia peligrosa que de todas maneras tiene patible, aprobada por el fabricante del equipo y el obligación de recuperar para llevarlo a centros de compresor, que reacciona con luminiscencia fos- acopio para destrucción. forescente en presencia de iluminación en esa lon- gitud de onda. Finalmente, limpie la zona adyacente a la unidad, retirando basura, materiales de desecho y El bulbo sensor del termostato de control debe
- 106. MANUAL DE BUENAS 106 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN encontrarse bien montado y asegurado en un sitio Conclusión predeterminado para que el accionamiento del ter- Tomar nota de todas las observaciones hechas mostato (normalmente remoto) produzca el efecto de durante la inspección y las acciones de mantenimiento enfriamiento deseado. preventivo llevadas a cabo en el cuaderno de man- tenimiento para referencia en el futuro. Todo detalle es importante y el objetivo del man- Tuberías tenimiento preventivo es evitar la necesidad de un Las tuberías que conectan condensador y evapo- mantenimiento mayor o correctivo solucionando los rador deben estar bien sujetas con bridas y anclajes pequeños problemas que impidan el desarrollo de rígidos que impidan toda vibración. La vibración es una situación que genere un daño mayor posterior una posible fuente de fugas por fatiga de soldaduras como consecuencia de no haber actuado a tiempo, o por pérdida de torque de apriete de conexiones sol- dadas. El aislamiento de la tubería de líquido debe estar en buen estado para que no haya posibilidad de Cuadro de análisis de desperfectos que se produzca vaporización en el trayecto hasta le en equipos de aire acondicionado válvula de expansión. Emplear un detector de fugas para inspeccionar todo el trayecto. Este cuadro se incluye solo a título de ejemplo y En sistemas que incluyan tramos verticales exten- contempla casos que pueden presentarse en equipos sos, estar pendiente de que el diseño haya incluido de distinto tamaño y capacidad. Se enfatiza la necesi- suficientes medidas preventivas (trampas de aceite, dad de que el técnico de mantenimiento se doble tubería de distinto diámetro, etc.) para garanti- familiarice con el/los manual/es de la instalación a la zar el máximo retorno de aceite al compresor. Si la que está prestando servicio pues aquella información observación pone en duda el diseño, aplicar su expe- será mucho más específica para las situaciones de riencia o consultar con alguien más experimentado. falla que se puedan presentar. Una vez localizada Esto es particularmente válido si la instalación ha pre- una posible fuente de falla, se recomienda consultar sentado problemas anteriormente por sustitución de los cuadros de diagnóstico de fallas del componente compresor dañado por falla de lubricación. o dispositivo sospechoso para mejorar el diagnóstico. OBSERVACIÓN CAUSA PROBABLE MEDIDA CORRECTIVA Aire aspirado al condensador muy caliente o Verificar si capacidad del condensador es insuficiente. suficiente para temperatura ambiente de la zona. Verificar limpieza del panal Verificar venti- lador/es, aspas. Panal del condensador obstruido. Eliminar obstrucciones. Presión de descarga elevada en el lado de Limpiar el panal. alta (condensador). GNC en el sistema de refrigeración. Purgar el sistema. Válvula de retención "check valve" atascada. Cambiar el componente. Sobrecarga de refrigerante. Extraer el exceso con un equipo de recuperación. Ventilador del condensador no trabaja. Confirmar si le llega energía. Revisar conexiones, reparar o sustituir motor. Aire aspirado al condensador muy frío. Verificar si la capacidad del condensador está diseñada para esa condición climática. Presión de descarga baja. Válvulas del compresor dañadas o Hacer mantenimiento mayor (compresor no coquificadas. hermético) o sustituir (hermético). Insuficiente carga de refrigerante. Inspeccionar fugas en el sistema, corregir si Presión de succión alta. las hubiera (recuperar el gas, o almacenar en tanque recibidor de líquido), agregar refrigerante.
- 107. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 107 REFRIGERACIÓN OBSERVACIÓN CAUSA PROBABLE MEDIDA CORRECTIVA Sobrecarga de refrigerante. Extraer el exceso con un equipo de recuperación. Insuficiente carga de refrigerante. Inspeccionar fugas en el sistema, corregir si Presión de succión baja. las hubiera (recuperar el gas, o almacenar en tanque recibidor de líquido), agregar refrigerante. Insuficiente carga de refrigerante. Inspeccionar fugas en el sistema, corregir si las hubiera (recuperar el gas, o almacenar en tanque recibidor de líquido), agregar refrigerante. Bulbo del termostato fuera de posición. Colocar bulbo en la posición correcta. No enfría o el aire sale caliente. Termostato defectuoso. Sustituir el termostato. Compresor desenergizado o dañado. Revisar circuito eléctrico de alimentación. Revisar compresor, en caso necesario sustituir. Evaporador congelado. Descongelar y corregir causa (filtro de succión muy sucio, obstrucción al flujo de aire, etc.). Retorno de líquido. Chequear sobrecalentamiento TXV. Corregir situación. Compresor ruidoso. Falla de lubricación. Compresor hermético: sustituir. Compresor no hermético: reparar. Componente interno desajustado o suelto. Compresor hermético: sustituir. Compresor no hermético: reparar. Presostatos de alta o baja accionados. Verificar causa, corregirla. Compresor no arranca. No recibe energía. Revisar circuito eléctrico. Contactor que energiza al compresor no Verificar presencia de señal de control. recibe señal del termostato. Corregir causa. Motor de movimiento de aire del evaporador Presencia de escarcha en evaporador. Caudal insuficiente de aire. no gira a la velocidad requerida. La correa de transmisión desliza (en evapo- radores de transmisión por correa). 5 Aire acondicionado automotriz El sector de aire acondicionado automotriz es uno de los grandes consumidores de SAO en Venezuela, y gran parte de este consumo se produce como con- secuencia de la práctica muy difundida, lamentable- mente, de emplear R12 para completar la carga de Compresor AA automotriz. un sistema originalmente diseñado para operar con R134a [gas empleado en los equipos de A/A auto- Los sistemas de A/A automotriz están expuestos a motriz de toda la producción nacional de vehículos condiciones de trabajo particularmente exigentes: desde el año 1996] y en algunos casos, incluso, se temperaturas muy elevadas alrededor del conden- llega a liberar totalmente la carga original de R134a sador, compresor, mangueras y otros componentes para sustituirla por R12, y lo que es más grave aún, del sistema alojados en la cavidad del motor del sin considerar siquiera los cambios necesarios en el vehículo; regímenes de marcha del compresor que sistema, tales como la sustitución del lubricante ni la dependen de las necesidades de movilidad del compatibilidad de los componentes del sistema. automóvil, no de la carga térmica que deba transferir
- 108. MANUAL DE BUENAS 108 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN desde el evaporador al condensador; vibraciones condensación en condensadores trabajando a alta producidas por el movimiento del vehículo; alto por- temperatura es tan solo entre 5 y 10 psi mayor que centaje de lubricante circulando por el sistema, para R12 (lo que resulta ideal en aplicaciones de A/A inherente al tipo de lubricante utilizado con R134a automotriz). El agregado de R600 (isobutano) mejora [Polialquilglicol - PAG]; tipo de transmisión de la la compatibilidad con aceite mineral, particular- potencia mecánica [correa y polea de acoplamiento mente con aceite de viscosidad elevada, normal- electromagnético "clutch"] necesaria para accionar el mente empleados en estas aplicaciones. Su desliza- compresor; en general, condiciones muy exigentes. miento en el evaporador es de 8ºC (elevado) y está Los fabricantes han adoptado diversas formas de catalogado como riesgo A1/A1 según la norma solución para estas condiciones de trabajo, que con- ASHRAE 34. También es empleado en algunas apli- templan diversidad de controles de operación con caciones de refrigeración. miras a mejorar la durabilidad de la instalación. R414B: Mezcla de R22 (50%) con R142b (9,5%), Una de las fallas más frecuentes es la fuga del R124 (39%) y R600a (1,5%), con propiedades simi- gas, generalmente paulatina, ya sea a través de lares a la mezcla R406A, donde se incorpora el R124 porosidades en las mangueras provocadas por la a fin de reducir la inflamabilidad durante el frac- exposición prolongada a altas temperaturas, cone- cionamiento. Puede trabajar con aceite mineral y xiones a presión de terminales a las mangueras y Alquilbenceno. Su deslizamiento en el evaporador es conexiones roscadas que se desajustan por efecto de de 6,5ºC y también está catalogado como riesgo las vibraciones, "O-rings" cuarteados por la tempe- A1/A1 según la norma ASHRAE 34. ratura, válvulas de servicio sin sus tapones en las que R416A: Mezcla basada en R134a (59%), R124 los gusanillos se dañan por efecto de los contami- (39,5%) y R600 (1,5%), donde el R124 contribuye a nantes sólidos en el compartimiento del motor, sellos disminuir las presiones de trabajo mientras que el en el eje del compresor, evaporador dañado por R600 (butano) mejora el retorno de aceite al compre- diversas causas, internas y externas y otras innume- sor. Trabaja a presiones iguales a las de R12 en con- rables razones. densación pero requiere menor presión de evapo- Otra falla recurrente de consecuencias graves, es ración para mantener la temperatura apropiada. A el daño del compresor por falta de lubricación, pesar de no ser una mezcla compatible con aceites debido a que el lubricante es arrastrado en exceso minerales, la presencia de butano mejora esta condi- por el gas refrigerante desde este, donde debe estar, ción y permite un retorno aceptable del aceite al hacia otros componentes del sistema (condensador, compresor. A temperaturas bajas de evaporación hay acumulador de líquido, evaporador, etc.) debido al una pérdida de capacidad. Su deslizamiento es bajo, empleo de mezclas efectuadas de forma empírica, 1,5ºC y está catalogado como riesgo A1/A1 por la cuyas propiedades de miscibilidad con el lubricante norma ASHRAE 34. son impredecibles. Su empleo requiere que previamente se recupere El empleo de mezclas zeotrópicas que está todo el refrigerante R12 del sistema para su reuti- comenzando a difundirse, (ejemplo: R414B como lización en otro sistema, reciclaje o regeneración de sustituto "drop in" de R12), no hace sino complicar el acuerdo a su grado de contaminación o disposición panorama, pues estas requieren de una mayor pericia final (destrucción física) en caso de contaminación del técnico para hacer su tarea correctamente y ante por encima de lo aceptable. una fuga, dependiendo del deslizamiento de tempe- Se deben instalar conectores de carga y servicio que ratura de la mezcla, es imprescindible la recu- sean únicos y específicos para la mezcla que va a utilizar. peración del resto de la carga para su destrucción y Si la mezcla contiene R22, las mangueras luego de evacuar el sistema y verificar fehaciente- deberán estar fabricadas con barrera de nylon para mente la ausencia de fugas, efectuar una carga com- prevenir fugas. pleta en fase líquida, con el mismo producto obtenido desde el cilindro de gas original. Es necesario entender y divulgar que mezclas de R12 y R134a producen como efecto un incremento Mencionaremos algunas de estas mezclas con sus de las presiones de trabajo que, dependiendo de los propiedades comparadas con las de R12, sin que por porcentajes, llegan a ser tan elevadas como un 50% el momento podamos recomendar el uso de alguna a 60% con respecto a las presiones individuales de de ellas en particular: cualquiera de ellos. Esto además de representar un R406A: Mezcla de R22 (55%) con R142b (41%) riesgo para el técnico y el usuario, somete al sistema y R600a (4%) fue desarrollada como sustituto directo a presiones superiores a las que se establecieron "drop in" de R12, alcanza igual presión y capacidad como normas de diseño y utilización y conse- que el R12 cuando la temperatura de evaporación se cuentemente aumentan la posibilidad de daños a encuentra entre 7 y 10ºC mientras que la presión de componentes y fugas catastróficas.
- 109. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 109 REFRIGERACIÓN Reconociendo que es mejor prevenir que remediar moléculas de refrigerante en cantidades ínfimas, gra- fugas, recientemente se han introducido en el mercado cias a su alta sensibilidad, que les permite encontrar fluidos sellantes que, siendo compatibles con los refri- fugas hasta del orden de 7 gr/año para las unidades gerantes y lubricantes, pueden ser cargados en un sis- más sofisticadas. tema y circulan en este hasta que una fuga obliga a que Este procedimiento no permite encontrar el punto esta sustancia, que sale mezclada con el refrigerante y el exacto de la fuga sino la zona donde ella se produce aceite que comienzan a salir por la fuga, entre en con- y depende de la capacidad de observación del técni- tacto con aire, lo que produce una reacción química que co localizar el sitio exacto. Además, la presencia de solidifica el sellador y bloquea la fuga. contaminantes ambientales no provenientes de la Si bien este producto es un paliativo que remedia fuga, puede dar lugar a falsas señales de alarma que fugas menores y permite que el A/A siga funcionan- deben ser confirmadas repetidamente, principal- do, hay que tener cuidado de identificar su presencia mente si la fuga es muy pequeña. (existen kits para ello), antes de recuperar el refrige- En resumen, hay recursos técnicos que permiten rante de un sistema, pues su presencia en el gas efectuar una reparación correctamente y solo extraído por el equipo de recuperación es dañina depende del entrenamiento, capacidad y voluntad para este y por lo tanto no se puede emplear equipo del técnico el logro de una detección temprana de de recuperación cuando un sistema contenga este fuga, su corrección y prevención de fallas que mi- producto, pues los fabricantes de equipos de recu- nimicen las pérdidas de refrigerante en ese sistema. peración, conscientes de este problema, desconocen la garantía si, ante un reclamo, encuentran vestigios de este producto en la máquina. 5.1 Procedimiento de Otro procedimiento que se está popularizando es carga para sistemas el empleo de algunos fluidos que son fluorescentes de aire acondicionado en presencia de luz ultravioleta [UV] y totalmente automotriz compatibles con refrigerantes y lubricantes. Al igual que el fluido sellante antes mencionado, se carga una El procedimiento para cargar refrigerante en un cantidad en el sistema, proporcional a la carga de sistema de aire acondicionado automotriz no difiere refrigerante, y este fluido circulará continuamente del empleado para cargar un sistema comercial mezclado con el refrigerante hasta que, al producirse pequeño o una nevera doméstica. una fuga, saldrá por esta al exterior de la tubería, manguera o componente donde esté dicha fuga. Si se Sin embargo, la industria automotriz tiene especi- Ilumina con una lámpara de luz UV los elementos ficaciones particulares que deben ser tenidos en del circuito de A/A o refrigeración puede verse desta- cuenta al momento de prestar servicio al aire acondi- cada la fuga por el brillo verde fosforescente del pro- cionado de un automóvil. ducto que se ha filtrado al exterior en ese sitio. Es de Es de destacar el hecho de que la industria auto- gran ayuda para la detección temprana de fugas pero no motriz adoptó el uso de lubricantes tipo polialquilgli- es de utilidad en sitios que están ocultos, tal como el col en los sistemas de aire acondicionado automotriz evaporador y las tuberías o mangueras que llegan a este. cargados con R134a, a pesar de la altísima higros- copicidad de este lubricante, principalmente en reconocimiento a sus mejores cualidades como lubri- cante, cuando se lo compara con un polioléster. Cuando se requiere agregar carga a un sistema de aire acondicionado automotriz es menester confirmar previamente qué refrigerante hay en el sistema, veri- ficando las etiquetas identificadoras que usualmente están ubicadas en un sitio visible al acceder al com- partimiento del motor donde se encuentra también gran parte del circuito de aire acondicionado. Detección de fugas con fluido fluorescente en luz UV. Es conveniente averiguar con el propietario del vehículo si ya ha recibido servicio de carga de refri- En aquellos casos donde la detección visual es gerante previamente y si la respuesta es afirmativa, es imposible, se impone el uso de los detectores elec- necesario confirmar mediante un equipo identifi- trónicos que husmean el aire en el entorno de cador de gases refrigerantes, que el refrigerante sea el mangueras, tuberías y componentes del sistema de que indica la placa, y no una mezcla con otra sustancia, A/A o refrigeración para detectar la presencia de u otra sustancia.
- 110. MANUAL DE BUENAS 110 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN Si se comprueba que tiempo cargar por pulsos en baja, será necesario car- el equipo ya no responde gar por alta, siguiendo las recomendaciones dadas a las especificaciones de para ello anteriormente. Existe un accesorio que per- carga de fábrica, y lo que mite asegurar que el refrigerante extraído como líqui- contiene no es una sus- do del cilindro se vaporice antes de llegar al compre- tancia pura o una mezcla sor; esta es una válvula con un orificio a través del reconocible por el equipo cual el refrigerante al pasar se expande, cambia de identificador, lo correcto estado y se inyecta al sistema en estado de vapor es extraer la sustancia saturado. Este accesorio se conecta en la línea de desconocida, limpiar el salida de líquido del cilindro. sistema, decidir con qué Una vez completado el proceso de carga de Conectores para R134a en refrigerante se va a traba- refrigerante, verificar que no hayan quedado fugas en sistemas AA automotriz. jar, cargar el lubricante las conexiones donde se conectaron las mangueras indicado y finalmente de medición y carga. Asimismo asegúrese que todas cargar el refrigerante. Normalmente, los sistemas se las mangueras queden bien aseguradas con todas las pueden identificar a través de los conectores instala- abrazaderas previstas por el fabricante puesto que dos en los puntos de carga y medición, pues la indus- están allí para minimizar la vibración de estas y evi- tria automotriz adoptó normas para diferenciar los tar que entren en contacto con elementos mecánicos sistemas por esa vía. Sin embargo, existen del motor que puedan dañarlas, ya sea por tempe- automóviles donde se ha efectuado un retrofit, que ratura o vibración. pueden estar equipados con convertidores que adap- Inspeccione una vez más todas las conexiones y tan un conector a otro. mangueras del sistema con un detector de fugas con- fiable [electrónico o luz UV, preferiblemente o Equipos de servicio mediante espuma jabonosa o lámpara de halógenos si no dispone de estos equipos]. Lo importante es ase- gurarse que el sistema NO TENGA FUGAS antes de Debe contar por lo menos con una bomba de concluir que el trabajo está listo. Debido a la ubi- vacío, equipo de recuperación, cilindro de recu- cación de ciertos componentes del sistema, esto no peración, y herramientas de taller mecánico. es tarea sencilla, pero necesaria para cumplir con la Debe contar con un juego de manómetros para obligación de minimizar la descarga de refrigerantes CFCs y HCFCs así como otro juego para HFCs y para a la atmósfera. cualquier otro tipo de refrigerante que esté emplean- do regularmente en su taller y mangueras con conec- tores adaptados a los terminales correspondientes en Detección de fugas el vehículo. Conecte el juego de manómetros al sistema, pur- La primera medida de la hermeticidad de un sis- gue las mangueras minimizando la liberación de tema se obtiene observando su capacidad de mante- refrigerante al hacerlo y proceda a cargar, por el lado ner el vacío una vez que se ha alcanzado el valor de baja, si es sustancia pura o si está agregando una deseado con una bomba de vacío de buena calidad pequeña cantidad de mezcla zeotrópica para alcan- [capaz de alcanzar al menos 200 µ conectada al sis- zar las presiones de trabajo ideales, teniendo la pre- tema; cerrando las válvulas que conectan a la bomba caución de extraer líquido del cilindro de refrigerante de vacío y observando la lectura del vacío en el sis- zeotrópico, pero evitando que llegue en ese estado al tema en un vacuómetro [la lectura que se obtiene compresor, utilizando para ello la válvula de baja del en el manómetro compound del juego de manóme- juego de manómetros (tal como se describió más arri- tros no es lo suficientemente precisa ni detallada ba). Si lo que se va a emplear es una mezcla para permitirnos apreciar la variación de vacío que zeotrópica, y la cantidad es tal que tomaría mucho produce una fuga pequeña. Si la lectura en el va- cuómetro asciende hacia presión atmosférica, debe interpretar esto como una fuga, buscarla y corre- girla antes de seguir adelante]. Cuando se carga aceite al compresor se presen- ta una buena oportunidad para agregar una dosis de líquido fluorescente a la luz UV, que en futuros servicios permitirá buscar fugas mediante Adaptador para carga de líquido en lado este método. de baja del compresor.
- 111. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 111 REFRIGERACIÓN Existen una amplia variedad de fuentes de luz UV, podido salir al exterior, donde se manifestará brillan- desde lámparas diseñadas para ser empleadas en el do ante la luz UV. taller, alimentadas de fuentes externas (110Vac, Debido a lo complejo de la ubicación de algunos 12Vdc) y también pequeñas linternas de bolsillo, ali- componentes del sistema de AA automotriz, particu- mentadas a pilas. Debido a las condiciones de ilu- larmente el evaporador, es muy probable que haya minación favorables (bajo nivel) prevalecientes en un algunos sitios que no estarán a la vista de un examen compartimiento de motor, el empleo de este método visual directo con luz UV; en esos casos, el método es sencillo y práctico pues, después de haber carga- de detección aplicable es el del detector electrónico do el sistema con el líquido fluorescente, solo es que nos indicará la presencia de átomos de cloro o necesario poner a funcionar el sistema para que cir- fluor en el aire que rodea el componente, pero no el cule y se distribuya y luego darle algunas horas de sitio exacto de la fuga. El método de la espuma tiempo para que aparezca en los sitios donde el jabonosa o de la lámpara de halógenos también serán aceite mezclado con el líquido fluorescente haya poco prácticos en estos lugares de difícil acceso Distintos tipos de fuente de luz UV. Fuga en sistema automotriz. Esquema de sistema de aire acondicionado automotriz. Algunas recomendaciones básicas: Jamás complete carga de un sistema cargado de fábrica con R134a, con R12. Jamás complete carga de un sistema cargado de fábrica con R12, con R134a. Equipo automático para servicio y carga Revise el nivel de aceite del compresor y complete con refrigerante en AA automotriz [R12 y R134a]. el aceite adecuado antes de cargar el sistema.
- 112. MANUAL DE BUENAS 112 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN un valor satisfactorio determinado por la posición del control de temperatura. Bomba inyectora de lubricante. 6 Lubricación del compresor Los compresores herméticos usualmente depen- den de cojinetes y no de rodamientos para el enlace entre sus componentes [cuerpo del compresor - cigüeñal - biela - perno de pistón - pistón] y, lo que es fundamental, la compresión depende del ajuste pistón - cilindro, muy preciso entre ambos elementos pues no se emplean anillos en estos diseños, y del sello líquido que el lubricante forma sobre las super- Inyector de lubricante en línea. ficies de deslizamiento de estos dos componentes. Recuerde que el aceite polialquilglicol es suma- Esto hace que la lubricación sea crítica y que le mente higroscópico y por lo tanto no debe dejar dediquemos tiempo a su análisis. que ningún recipiente que lo contenga permanezca El lubricante tiene la función primordial de man- destapado más que lo indispensable para trasegar tener la capa líquida de lubricante entre las superfi- el lubricante al compresor, el cual debe haber sido cies de fricción y su viscosidad es crítica. Es por ello previamente evacuado. que se debe impedir a toda costa el retorno de refri- Un problema característico que se presenta en los gerante demasiado frío al compresor (línea de suc- sistemas de aire acondicionado automotriz es el ele- ción congelada o sudorosa) pues en esas condiciones vado porcentaje de lubricante que migra desde el se encuentra líquido en gran proporción en el gas compresor al sistema (alrededor de un 50% según que ingresa a la carcaza, el cual se disuelve en el ciertos estimados). Esto hace necesario que perió- lubricante, reduciendo la viscosidad de este último, dicamente sea necesario revisar y en caso necesario perdiéndose en ese momento la capa de lubricante reponer lubricante en el compresor. Se puede simple- entre superficies de fricción, con lo que aumenta la mente agregar lubricante empleando un dispositivo temperatura de los metales en contacto y se produce inyector conectado en serie con la manguera por lo que se conoce como, agarrotamiento o tranca del donde se vaya a cargar refrigerante, precargado con mecanismo. la cantidad necesaria (estimada) o, lo que es preferi- El volumen de lubricante debe ser suficiente, no ble, extraer el refrigerante con una máquina de recu- solo para mantener la lubricación, sino para que peración, extraer el aceite del compresor, limpiar el actúe como medio de intercambio dinámico de calor sistema con barrido de nitrógeno, y colocar una entre los componentes que producen calor durante nueva carga de aceite siguiendo las recomendaciones su funcionamiento [motor eléctrico y compresor] y la del fabricante del compresor. cara interna de la carcaza; para ello, el aceite es suc- cionado desde el fondo de la carcaza mediante una bomba centrífuga instalada en el extremo inferior del Mantenimiento preventivo cigüeñal, asciende por el interior de este hasta orifi- cios de distribución interna que lo llevan hasta las El mantenimiento preventivo del sistema de aire superficies de metales en fricción, mencionadas más acondicionado consiste en mantener limpio el con- arriba. La cantidad succionada es muy superior a la densador y poner a funcionar el equipo periódica- necesaria para mantener la capa de lubricación entre mente para que no se resequen los "o rings" en las estas superficies y lo que excede de dicho caudal es conexiones roscadas del sistema. Periódicamente dirigido por la misma presión generada por la bomba se debe inspeccionar que no existan signos de centrífuga hasta un orificio de descarga ubicado en el humedad de aceite a lo largo de tuberías, particu- extremo superior del cigüeñal, por donde sale en larmente en las conexiones y acoples de presión forma de chorro a presión que moja la cara interna tubo-manguera. Debe comprobarse que no falte superior de la tapa del compresor y se esparce en ninguna de las abrazaderas o soportes que sujetan forma de película, distribuida uniformemente en las mangueras a fin de evitar que sufran daños. Se forma radial a partir del punto de impacto del chorro debe observar el estado de la correa de transmisión de lubricante y que una vez mojada toda la cara y el funcionamiento regular del embrague "clutch" interna de la tapa de la carcaza desciende en forma eléctrico, el cual debe hacer ciclar el compresor de película adherida a las paredes internas del com- cuando la temperatura del habitáculo ha alcanzado presor hasta retornar al depósito en la parte inferior
- 113. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 113 REFRIGERACIÓN desde donde se cierra el circuito y vuelve a ser aspi- cuenta para calificar un lubricante, ya sea mineral a rado por la bomba centrífuga para mantener el ciclo sintético, como "aceite para compresor de refri- cerrado de lubricación - enfriamiento. Esta película geración" son las siguientes: distribuida por todas las paredes internas de la car- • Miscibilidad. Esta propiedad describe la caza ofrece una ventaja adicional sirviendo como capacidad que tiene un lubricante dado para amortiguador de ruidos internos. mezclarse con el gas refrigerante de tal manera Parte del lubricante que moja las paredes de con- que permanezca unido a este durante todo su tacto del cilindro con el pistón en presencia del gas trayecto a lo largo del circuito de refrigeración a alta temperatura, se evapora y mezcla con este (en fuera del compresor, a fin de asegurar su los compresores alternativos empleados en refri- retorno a este. Es por ello que se debieron geración doméstica esta proporción oscila normal- desarrollar lubricantes especiales para trabajar mente entre 2 y 3 %, pero si el lubricante ha sido pre- con refrigerantes HFC pues estos no se mez- viamente mezclado con refrigerante líquido esta pro- clan aceptablemente ni con aceites minerales porción puede aumentar notablemente) y pasa al cir- ni alquilbencenos. cuito de refrigeración que, si está correctamente di- • Índice de viscosidad. Debe ser alto. Esta señado, lo devuelve con el gas de retorno. Cuando propiedad está vinculada con el mantenimien- existen condiciones adversas: aceite no compatible to de un rango de viscosidad estrecho dentro con el gas refrigerante en cuanto a miscibilidad, di- de un amplio rango de temperaturas, tal como seño del circuito de refrigeración con puntos donde las que se encuentran entre la carcaza, las el refrigerante pierde velocidad hasta el punto en que válvulas y el evaporador. A la temperatura de se separa del lubricante, filtro secador no compatible trabajo [alta] (cuando debe trabajar como (que puede absorber lubricante, además de lubricante, en contacto con las partes metáli- humedad), entre otras, una cantidad de lubricante cas móviles del compresor) debe mantener la cada vez mayor se va quedando retenida en el cir- viscosidad necesaria para mantener la capa cuito hasta que la cantidad remanente en la carcaza límite de lubricación permanentemente entre es insuficiente para mantener las condiciones de tra- las dos superficies metálicas y cuando se bajo del diseño original, aumenta la temperatura por encuentra en el evaporador [a temperatura falta de lubricación y de volumen de intercambio de baja] no debe aumentar su viscosidad pues de calor interno y el compresor puede comenzar a ciclar hacerlo perdería miscibilidad, tendería a sepa- por protector térmico (en el mejor de los casos) o rarse y quedarse adherido en las paredes inter- finalmente trancarse, o lo que es peor, quemar los nas del evaporador lo cual reduciría la eficien- bobinados por recalentamiento. cia de intercambio térmico del gas con el La calidad del lubricante es fundamental para la ambiente del gabinete. vida del compresor. No se deben emplear sino aceites • Buena estabilidad química. La condición ideal de calidad reconocida y nunca deben cambiarse las es que no reaccione químicamente con especificaciones del fabricante del compresor. ninguno de los materiales contenidos en el Los lubricantes minerales normalmente se interior del sistema de refrigeración, corres- obtienen de la mezcla de aceites nafténicos y pondientes a los componentes del sistema. parafínicos en fracciones variables. Los aceites Esto no incluye la indeseable y posible reac- parafínicos son mejores lubricantes, pero tienen la ción con humedad o impurezas tales como característica de poseer un punto de "floculación" GNC y solventes de limpieza, puesto que estas [temperatura a la que la parafina deja de ser líquida deben ser excluidas del sistema durante la y se convierte en sólido], por lo cual los lubricantes limpieza y evacuación ya que son sustancias minerales para refrigeración deben poseer un con- reactivas por su propia naturaleza. tenido parafínico controlado (muy bajo). La tempe- • Buena estabilidad térmica. Sometido a las altas ratura de floculación de la parafina se encuentra en temperaturas a las que operan normalmente las el rango de -20 a - 50ºC y en el proceso de obten- válvulas del compresor, como consecuencia del ción del lubricante diseñado para compresores se trabajo de compresión que se lleva a cabo en la extraen las parafinas de mayor temperatura, para evi- cámara del cilindro, no debe carbonizarse. tar que esta se separe en el proceso de expansión del Puesto que este es el sitio más caliente del inte- gas refrigerante en el dispositivo de expansión, rior del compresor, es allí donde esta propiedad depositándose en el orificio, ya sea del tubo capilar es de máxima importancia. Idealmente, no debe o válvula de expansión, llegando a obstruirlo total- carbonizar por debajo de 160ºC. mente. • Punto de fluidez bajo. Esto determina que a Otras propiedades que deben ser tomadas en la mínima temperatura que pueda encontrarse
- 114. MANUAL DE BUENAS 114 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN en el evaporador, el lubricante mantenga la 6.2 Humedad y ácidos - viscosidad suficientemente baja como efectos sobre para que siga fluyendo normalmente. Esta el lubricante propiedad está vinculada con el índice de viscosidad. La presencia de humedad en sistemas de refri- • Viscosidad. Esta propiedad debe ser cuida- geración es una de las principales causas de fallas de dosamente seleccionada en el momento de funcionamiento en sistemas de compresión de vapor especificar un lubricante para refrigeración. y es de primordial importancia entender la naturaleza Debe ser suficientemente alta a la temperatura de la interacción entre la humedad y el aceite y el de trabajo del compresor de manera que man- refrigerante. tenga la capa límite entre los metales que deslizan entre sí, sin que esto implique un Existen dos formas en que la humedad puede pre- consumo de energía adicional. Mientras sentarse en un sistema: libre y disociada. Cuando mayor sea la capacidad del compresor y las está en forma libre, es visualmente perceptible como dimensiones de las partes en contacto ma- agua y es muy poco frecuente encontrarla en esta yores, las tolerancias de ajuste se tornan condición en un sistema de refrigeración. mayores y ello requiere lubricantes más En forma disociada, su percepción visual es viscosos. imposible a bajas concentraciones y en altas concen- Los compresores de alta eficiencia, que traciones puede apreciarse como vapor. Su contenido requieren reducir el consumo de energía, en aire se expresa como humedad relativa ambiente. emplean lubricantes de menor viscosidad, lo Esta forma de presentación es la que normalmente que obliga a especificaciones de ajuste mecáni- causa problemas en sistemas de refrigeración. co más estrecho para que se mantenga la capa El volumen de humedad contenido en una gota lubricante. Mientras menos viscoso sea el de agua que nos parece insignificante, es suficiente aceite, consumirá menos energía bombearlo a para crear reacciones indeseables en un sistema de lo largo del circuito de lubricación. refrigeración y su eliminación no es tan simple como parece; se requiere niveles de vacío profundo. La primera manifestación de humedad en un sis- 6.1 Cambio del aceite tema se observa como un funcionamiento intermi- tente del ciclo de refrigeración en el evaporador. En compresores herméticos, en aplicaciones a Cuando los niveles de humedad son demasiado ele- circuito cerrado, en sistemas de refrigeración de ne- vados como para que la capacidad del filtro secador veras y congeladores domésticos, no es recomen- (la cual se mide en gotas) la absorba totalmente, el dable sustituir el aceite dado que es prácticamente excedente se difunde en el refrigerante y se traslada imposible extraer todo el aceite de la carga original con este hasta el dispositivo de expansión donde al pues siempre quedará aceite entre las espiras de las comenzar el proceso de expansión del refrigerante, la bobinas, los poros de fundición, las paredes de la absorción de calor resultante reduce la temperatura carcaza y recovecos, uniones y cámaras del compre- por debajo del punto de congelación del agua provo- sor, de modo que la cantidad extraída será siempre cando que esta se disocie, cambie de estado y se menor que la carga especificada y los fabricantes congele en el interior del capilar, esto provoca una generalmente no aprueban esta práctica por los ries- restricción que impide el paso de refrigerante; al no gos de cometer errores en el acto por la dificultad de haber paso de refrigerante no hay efecto refrigerante cálculo de la cantidad necesaria, compatibilidad del y la temperatura del dispositivo de expansión aceite que se haya elegido para cargar, con el aceite asciende. Al hacerlo el agua se descongela y se original, posibilidad de contaminar el sistema, y otras reestablece el flujo, solo para repetirse. En ocasiones, varias posibilidades. se puede incluso obstruir el flujo y hacer que la pre- sión de succión en el compresor alcance niveles de En aplicaciones a circuito abierto (tal como la que vacío. presentan los compresores empleados en máquinas de recuperación y máquinas de reciclaje de refrige- Aún cuando los niveles de humedad remanentes rantes), será necesario agregar periódicamente en el sistema sean insuficientes para provocar la aceite para reponer la cantidad que pueda haber situación antes descrita en el sistema; o sea la sido arrastrada por el refrigerante recuperado. El humedad restante es superior a la que puede fabricante del equipo de recuperación o reciclaje absorber el filtro secador pero inferior a la que incluirá en su manual las instrucciones para este causaría la formación de hielo en el dispositivo de proceso. expansión, esta cantidad es suficiente para provocar
- 115. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 115 REFRIGERACIÓN otro tipo de problemas: reacciones químicas, cuyos que vuelve al compresor; punto de floculación bajo efectos no se ponen en evidencia sino hasta que cau- [definido este como la temperatura a la cual el com- san síntomas de mal funcionamiento provocados por ponente parafínico de un aceite mineral se solidifica, la corrosión o la formación de lodos en el aceite, que depositándose como sedimento, lo cual invariable- solo se pueden comprobar mediante un análisis del mente se produce en el dispositivo de expansión, aceite o la observación de los componentes internos creándose como consecuencia una restricción al del compresor, una vez abierto este. flujo de refrigerante que puede llegar a convertirse en obstrucción permanente]; higroscopicidad, definida como la capacidad de retener humedad mediante la Corrosión. interacción de fuerzas de atracción molecular de una • Refrigerante clorado + agua = ácido clorhídrico sustancia con el agua; como las principales • Refrigerante fluorado + agua = ácido fluorhídrico propiedades a buscar en un aceite lubricante de • Refrigerante clorado ó fluorado + agua + calor = refrigeración. más ácido • Lubricantes sintéticos tipo alquilbenceno Las expresiones muestran lo que sucede con la presencia de humedad en el sistema, particularmente Los lubricantes sintéticos tipo alquilbenceno, en la carcaza del compresor, donde la temperatura es debido a sus virtudes sobresalientes en propiedades elevada por efecto del trabajo de compresión. Si el lubricantes y sobre todo a su alta estabilidad química agua sola tiene un efecto corrosivo sobre los metales, y térmica y ausencia de parafinas, han venido susti- los ácidos producidos mediante la reacción química tuyendo a los aceites minerales en sistemas operando de la humedad con los diversos refrigerantes tienen con CFC y HCFC. El hecho que sean altamente un efecto corrosivo superior. El acero y el hierro son giroscópicos es considerado por los fabricantes de los primeros que se corroen y luego le siguen el compresores como una variable manejable mediante cobre, bronce y otros metales. la implementación de medidas de control de humedad durante la producción y carga del lubri- 6.3 Tipos de lubricantes cante y en cuanto a la creación de las condiciones aceptables en un sistema, alcanzando niveles de deshidratación máximos que se logran mediante el • Lubricantes minerales empleo de filtros secadores de suficiente capacidad y un efectivo proceso de deshidratado del sistema Los lubricantes minerales empleados en los orí- mediante vacío profundo. genes de la refrigeración por compresión mecánica eran medianamente tolerantes a la presencia de • Lubricantes sintéticos tipo poliolésteres humedad, en comparación con la tolerabilidad de los actuales refrigerantes sintéticos, y muy en particular los poliolésteres que es necesario emplear en sis- Los lubricantes sintéticos denominados poliol- temas que requieren HFC para su operación. ésteres, son muchísimo más higroscópicos que los Los lubricantes minerales, obtenidos por desti- aceites minerales, y aún comparados con los sintéti- lación de petróleo, deben ser especialmente selec- cos tipo alquilbenceno, con niveles de saturación de cionados para tolerar diversas condiciones de traba- humedad del orden de 1000 ppm, en comparación jo: debe ser un excelente lubricante a altas tempera- con 100 ppm para los aceites minerales y 200 ppm turas; permanecer inalterable en un rango de tempe- para los alquilbencenos. Por lo tanto, las precau- raturas extendido [desde la temperatura en la válvula ciones necesarias durante su carga, así como los de descarga del compresor que puede alcanzar niveles de humedad requeridos son igualmente valores puntuales elevados, hasta la temperatura de estrictos, y deben emplearse métodos cuidadosa- evaporación del gas con que se lo emplea]; capaci- mente controlados durante su empleo. Por ejemplo: dad de mezclarse adecuadamente con el refrigerante al abrirse un recipiente sellado que contenga lubri- (miscibilidad) de manera que la proporción de aceite cante tipo polioléster, debe utilizarse de inmediato que inevitablemente es transportado por el refrige- todo su contenido vaciándolo en el interior del rante a lo largo del sistema de refrigeración per- sistema sin pérdida de tiempo y proceder a la manezca unido a este y retorne al compresor; índice evacuación del sistema de inmediato pues el solo de viscosidad alto, de manera que al bajar su tempe- contacto del lubricante con el aire atmosférico hace ratura en el evaporador no aumente su viscosidad y que sus niveles de contenido de humedad aumenten tienda a depositarse allí, separándose del refrigerante por encima de los valores tolerables para el sistema
- 116. MANUAL DE BUENAS 116 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN de refrigeración. Si hablamos de pequeños recipi- El ataque de este lodo sobre las superficies metáli- entes, de quedar algún remanente en el recipiente cas produce corrosión que carcome el metal original, este solamente debe ser abierto en el preciso generando óxidos de este, que se van añadiendo momento de cargar el sistema, y debe ser sellado como partículas sólidas a la emulsión aumentando la inmediatamente después, tratando de que el con- viscosidad de esta. El desenlace es la formación de tenido de la botella quede expuesta al aire el menor sedimentos que se manifiestan en el fondo del com- tiempo posible. De no tomarse esta precaución, es presor y circulan por el sistema de lubricación multi- posible que sea necesario desechar el resto del pro- plicando su efecto deteriorante. El sedimento que sea ducto porque habrá absorbido una cantidad de arrastrado por el flujo de refrigerante también se humedad que luego será prácticamente imposible de depositará en forma de líquidos fangosos, polvos extraer. finos, sólidos granulosos o sólidos pegajosos, provo- En caso de tratarse de contenedores tipo tambor cando variedad de malfuncionamientos, entre ellas, [pipote], del cual se extraiga lubricante mediante una taponamiento de filtros de malla finos, válvulas de bomba mecánica atornillada a una de las bocas de expansión y tubos capilares. Debido a su naturaleza acceso al recipiente, es necesario conectar un dispo- ácida, corroen toda superficie sobre la que se deposi- sitivo de control de entrada de aire, roscado en la tan y son residuos peligrosos que deben manejarse con otra boca de acceso al tambor, dotado de un reci- extremo cuidado por los técnicos cuando intervienen piente relleno de material secante, tal como silicagel, un sistema que ha alcanzado tal grado de deterioro. idealmente con indicativo de saturación de humedad por cambio de color, a través del cual deba pasar el • Empleo de anticongelantes aire que el pipote aspira a medida que se bombea aceite de este. De no hacerse así, el lubricante que aún queda en el pipote se saturará de humedad con La práctica del empleo de anticongelantes - las mismas consecuencias descritas para los reci- alcohol, "floss", o cualquier producto comercial que pientes pequeños. actúe en el sistema mezclándose con el agua para reducir su punto de congelamiento debe eliminarse por completo. • Lubricantes sintéticos tipo alquilglicoles Estos aditivos son productos químicos que contribuyen y aceleran la formación de ácidos más Estos fueron los primero lubricantes desarrollados complejos, agravando aún más el deterioro ace- para ser empleados con el refrigerante R134a y en la lerado de un sistema de refrigeración. actualidad solo son empleados en aire acondiciona- Crean la ilusión de que no hay agua pues impi- do automotriz. Si bien sus propiedades lubricantes den que esta se congele en el dispositivo de expan- son mejores que las de los poliolésteres, son mucho sión y por supuesto permiten que el exceso de esta más higroscópicos, con niveles de saturación de permanezca en el sistema ya que, por supuesto, es humedad del orden de 10.000 ppm. Ello exige imposible de retener en el filtro secador que, como extremo cuidado cuando se presta servicio a sistemas dijimos, solo está diseñado para absorber una canti- de aire acondicionado automotriz, para evitar las dad razonable de esta que pudiera quedar como con- consecuencias que estos niveles de humedad provo- secuencia de un vacío no lo suficientemente profun- carán en el sistema, de no efectuarse un vacío ade- do o prolongado necesario para erradicar toda la cuado. Los lodos que se forman como consecuencia humedad necesaria. de esto obstruyen los filtros secadores y dispositivos de expansión y producen daños a los compresores por fallas de lubricación. 6.5 Eliminación de la humedad y otros 6.4 Reacciones de contaminantes los lubricantes con volátiles [GNC] de un la humedad sistema de refrigeración La humedad, previamente mezclada con refrige- La única manera de controlar la humedad es rante, produce inevitablemente ácido. Las mezclas eliminándola del sistema. Para ello se debe utilizar de estos ácidos con el lubricante producen una emul- vacío que solo puede alcanzarse con bombas de dos sión formada por una mezcla íntima de glóbulos etapas, capaces de alcanzar niveles de al menos 200 sumamente finos de ambas sustancias que recibe el micrones cuando son conectadas a un sistema. Estas nombre de "lodo". bombas de vacío generalmente deben poder alcanzar
- 117. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 117 REFRIGERACIÓN lecturas de 50 micrones cuando se mide el vacío cos, se recomienda agregar al juego de herramien- directamente en la conexión de entrada a la bomba; tas del técnico un vacuómetro que permita leer si ello no es posible, entonces será necesario darle valores en escala de micrones, por ser esto mucho mantenimiento, lo cual incluye: a) desgasificar el más preciso. aceite de la bomba empleando la válvula de balasto Debido a la necesidad de asegurarnos que se esté (o purga) que se encuentra en toda bomba de buena extrayendo toda la humedad posible del sistema, si calidad, cuya función es extraer humedad que se ha no tuviésemos este instrumento, el único camino condensado en el aceite de la bomba de vacío alternativo posible es extender el tiempo de extrac- durante su uso; b) si después del desgasificado aún ción de vacío, como ultimísimo recurso, y aplicar calor no se obtiene una lectura satisfactoria, se debe cambiar a las diversas partes del sistema en forma segura el aceite; d) después del cambio de aceite aún no se (soplador de aire caliente, elemento calefactor eléctri- logra el resultado esperado, entonces habrá que hacer un co, u otro elemento recomendado por el fabricante del mantenimiento mecánico de la bomba, sustituyendo los equipo, evitando emplear un soplete para esta fun- componentes que se desgastan con el uso. ción por los riesgos que presenta este método). Se puede observar que las lecturas posibles en un Como puede apreciarse en la segunda escala de manómetro - vacuómetro o manómetro de baja, [lla- la gráfica, se comparan lecturas en Torr, con las mado también manómetro "compound" por su doble escalas que se encuentran: a) en un manómetro de función de medición de presiones positivas y niveles baja presión (en el extremo derecho de la escala) y de vacío referidos a la presión atmosférica en una b) con la escala que es posible apreciar en un va- misma carátula] no son suficientemente precisas para cuómetro (extremo izquierdo de la escala), los va- conocer a ciencia cierta los valores de vacío que real- lores de vacío necesarios para desalojar la mente se están alcanzando cuando se está utilizando humedad atrapada en el lubricante y los compo- una bomba de vacío. Como esto es de fundamental nentes internos del compresor, no son apreciables importancia cuando se hace servicio a sistemas en la escala de los manómetros comunes emplea- que emplean gases y lubricantes más higroscópi- dos en refrigeración. A temperatura ambiente del orden de 30ºC, la humedad que pueda haber en forma de vapor libre dentro del circuito comienza a evaporar cuando se alcanzan niveles de vacío de 29" de Hg, pero para di- sociar el agua contenida en el lubricante, retenida en los materiales aislantes, en las cavidades y poros de los metales y en todo el volumen internos del sis- tema, la cual se encuentra molecularmente asociada, y retenida por fuerzas de atracción muy altas, se requiere alcanzar niveles de vacío muy superiores, tal que extraigan todo lo que sea posible, puesto que aún falta incorporar al sistema el gas refrigerante, el Escalas comparativas - rango de un vacuómetro vs rango de un cual también posee una cantidad de humedad atra- manómetro "compound". pada en él y que, en un sistema debidamente deshidratado, debiera constituir la mayor proporción Presión atmosférica = 14,696 psia = 760 mm Hg de humedad contenida. [Torr] = 1,013 Bar = 101,3 kpa abs Tabla de Conversiones Vacío - Presión. mBar Bar Torr [mm Hg] Pa (Nm-2) Atm Lb in-2 kg cm-2 pulg. Hg 2pulg. H20 mm H2O 1 mBar = 1 1x10-3 0,75 102 9,869x10-4 1,45x10-2 1,02x10-3 2,95x10-2 0,402 10,197 1 Bar = 103 1 7,5x102 1x105 0,9869 14,5 1,02 29,53 4,01x102 1,02x104 1 Torr = 1,333 1,333x10-3 1 1,333x102 1,316x10-1 1,934x10-2 1,36x10-3 3,937x10-2 0,535 13,59 [mm Hg] 1 Pa= 0,01 1 x 10-5 7,5 x 10-3 9,869 x 10-6 1,45 x 10-4 1,02 x 10-5 2,953 x 10-4 4,01x10-3 0,102 [Nm-2] 1 1 Atm = 1,013x103 1,013 7,6x102 1,013x105 1 14,7 1,033 29,92 4,068x102 1,033x104 1 lb in-2 = 68,95 6,895x10-2 51,71 6,895x103 6,805x10-2 1 7,03x10-2 2,036 27,68 7,03x102 1 kg cm-2 = 9,807x102 0,981 7,356x102 9,807x104 0,968 14,22 1 28,96 3,937x102 104 1 pulg Hg = 33,86 3,386x10-2 25,4 3,386x103 3,342x10-2 0,491 3,453x10-2 1 13,6 3,45x102 1 pulg H2O= 2,491 2,491x10-3 1,868 2,491x102 2,458x10-3 3,613x10-2 2,54x10-3 7,356x10-2 1 25,4 1 mm H2O 9,80x10-2 9,80x10-3 7,354x10-2 9,807 9,677x10-5 1,42x10-3 10-4 2,896x10-3 3,394x10-2 1
- 118. MANUAL DE BUENAS 118 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN TEMPERATURA DE EBULLICIÓN DEL AGUA PRESIÓN DE VAPOR ABSOLUTA VACÍO INDICADO EN EL MANÓMETRO DE BAJA Micrones mm Hg Libras/pulg.2 Pulgadas de Hg ºC ºF Pulgadas de Hg [µ] [Torr] [psia] 100 212 760.000 760 14,696 29,92 0,00 96 205 635.000 635 12,279 25,00 5,00 90 194 525.526 526 10,162 20,69 9,81 80 176 355.092 355 6,866 13,98 16,02 70 158 233.680 234 4,519 9,20 20,80 60 140 149.352 149 2,888 5,88 24,12 55 122 92.456 92 1,788 3,64 26,36 40 104 55.118[1] 55 1,066 2,17 27,83 30 86 35.560 36 0,614 1,25 28,75 27 80 25.400 25 0,491 1,00 29,00 24 76 22.860 23 0,442 0,90 29,10 22 72 20.320 20 0,393 0,80 29,20 21 69 17.780 18 0,344 0,70 29,30 18 64 15.240 15 0,295 0,60 29,40 15 59 12.700 13 0,246 0,50 29,50 12 53 10.160 10 0,196 0,40 29,60 7 45 7.620 7,6 0,147 0,30 29,70 0 32 4.572 4,5 0,088 0,18 29,82 - 6 21 2.540 2,5 0,049 0,10 29,90 -14 6 1.270 1,3 0,0245 0,05 29,95 -30 - 24 254 [2] 0,25 0,0049 0,01 29,99 -37 - 35 127 0,13 0,00245 0,005 29,995 -51 - 60 25.4 0,03 0,00049 0,001 29,997 -57 - 70 12.7 0,01 0,00024 0,0005 29,998 -68 - 90 2.54 0,003 0,000049 0,0001 29,999 [1] Nivel de vacío que puede obtenerse empleando un compresor hermético. [2] Nivel de vacío que debe alcanzarse para extraer el agua atrapada en el aceite y los materiales aislantes de un compresor hermético. En negrita: lecturas en el vacuómetro y manómetro de baja que corresponden a los valores de vacío necesa- rios para que el agua comience a evaporarse, si la temperatura ambiente fuese la indicada. Es necesario obtener vacíos muy superiores (idealmente llegar al punto [2]) para extraer el agua atrapada, que es la que provoca problemas a nivel de reacciones químicas. Procedimientos de evacuación a vacío y luego cierre la conexión del juego de manómetros profundo y triple evacuación a la manguera conectada a la bomba de vacío y abra la válvula de una manguera conectada desde el juego Se puede lograr una buena deshidratación en un de manómetros (por ejemplo a través de una cone- sistema de refrigeración efectuando tres ciclos xión "T" o "Y" ubicada entre el punto de conexión de evacuación sucesivos, tal como se describe a central del juego de manómetros y la manguera continuación: conectada a la bomba de vacío), al regulador de pre- Aplique vacío simultáneamente a los lados de sión de un cilindro de nitrógeno seco, graduado a un alta y baja presión del sistema de refrigeración valor del orden de 1 a 3 psig. Inyecte nitrógeno lenta- empleando un juego de manómetros, mangueras del mente al sistema, haciendo que el nivel de vacío mayor diámetro posible, y una bomba de vacío en ascienda, hasta alcanzar una lectura de cero en el buenas condiciones y con el aceite en buen estado manómetro de baja; cierre la entrada de nitrógeno, hasta que el manómetro de baja del juego de deje reposar el sistema unos pocos minutos en estas manómetros indique una lectura que esté por debajo condiciones y luego repita el procedimiento de suc- de 29,7 pulgadas de mercurio (fondo de escala) [esto cionar vacío e inyectar nitrógeno seco por segunda equivale a un rango entre 5 y 10 Torr]. [Ver escalas vez. Finalmente aplique nuevamente vacío, esta vez comparativas de Vacío en gráfica mostrada más hasta alcanzar valores que estén entre 1000 micrones arriba]. Mantenga succionando la bomba un tiempo y vacío absoluto [por debajo de 1 Torr]. [Nótese que prudencial (que dependerá de las dimensiones 29 pulgadas de mercurio equivalen aproximada- internas del sistema y de la capacidad de la bomba) mente a 25 Torr].
- 119. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 119 REFRIGERACIÓN Una vez alcanzado el mejor nivel de vacío que su No se debe pensar que una vez alcanzado un bomba le permita, cierre la conexión del juego de nivel de vacío bueno, se ha logrado el objetivo de manómetros a la bomba de vacío. En estas condi- extraer toda la humedad y gases no condensables del ciones verifique a través de un vacuómetro, previa- sistema. La extracción de toda la humedad y GNC mente conectado al sistema, que no se produzca la requiere tiempo pues, aunque imperceptible, durante menor variación [ascendente] del nivel de vacío ese tiempo hay una migración de moléculas desde el alcanzado, lo que de producirse estaría indicando la sistema hacia la bomba de vacío. Cuando se alcanza el presencia de una fuga o mala conexión. vacío esperado, lo que se logra es cambiar el estado de Este procedimiento de la triple evacuación extrae estas sustancias que deseamos extraer, pero hay que eficientemente humedad del sistema aprovechando darles tiempo para el largo viaje que deben hacer las la higroscopicidad del nitrógeno seco, [contenido de moléculas en fase vapor, a través del sistema, cone- humedad en su forma comercial del orden de 5 ppm] xiones y mangueras hasta llegar a la bomba de vacío. el cual, al ingresar al sistema, se pone en contacto Por supuesto, esto requiere experiencia pues de prolon- con las moléculas de vapor de agua que el ciclo de garse este tiempo excesivamente comenzaremos, como vacío precedente ha evaporado, extrayéndola del ya dijimos más arriba, a extraer productos que no aceite, materiales aislantes y gases no condensables debemos pues forman parte del lubricante. contenidos en el sistema, humedeciéndose el nitrógeno hasta su saturación (que depende de la tempe- Importancia de la deshidratación de ratura), con este vapor de agua, que luego acompañará un sistema antes de cargarlo con refrigerante al nitrógeno, que es muy higroscópico, durante su extracción en el siguiente ciclo de evacuación. Es de hacer notar que a través de la observación La presencia de humedad es uno de los mayores de la lectura de un vacuómetro conectado al sistema, problemas que se pueden presentar en un sistema puede detectarse la presencia de sustancias, tal como de refrigeración. Puede introducirse al sistema a el agua, cuyo punto de evaporación se alcance través de los tubos que hayan quedado destapados durante el proceso de evacuación. Si en el sistema no durante demasiado tiempo durante el proceso de hay fugas, la lectura de vacío desciende continua- instalación y seguramente habrá sido absorbida por mente; cuando alcanza el nivel de vacío que corres- los materiales aislantes del motor eléctrico o por el ponde a la temperatura de ebullición de una determi- aceite refrigerante, antes, durante, o después de su nada sustancia, el descenso de la lectura de vacío se carga si no se han tenido las debidas precauciones. detiene, indicando que se está evaporando esa sus- Los aceites sintéticos son notablemente más tancia y mientras esto esté sucediendo tanto la tem- higroscópicos que los aceites minerales y por lo peratura como el nivel de vacío no variarán pues el tanto se debe actuar con mucha cautela para garanti- calor latente de vaporización de esa sustancia con- zar que esta humedad sea extraída antes de cargar el sume la energía disponible. Al evaporarse toda la refrigerante. sustancia se reanudará el descenso del vacío hasta el valor que determine, o la calidad de la bomba en 7 Herramientas y equipos sí o la presión de vapor del aceite de vacío emplea- do en ella. de servicio Si la extracción de vacío se mantiene durante un tiempo exageradamente largo, con una bomba de Cualquiera que sea el tipo de equipo de refri- buena calidad, se corre el riesgo de comenzar a geración que requiera servicio, las herramientas e volatilizar algunos aditivos del lubricante cuyo punto instrumentos son los mismos. Los procedimientos son de ebullición esté dentro del rango alcanzado por la los que variarán, en función de la simplicidad o com- bomba, o incluso algunas fracciones de mayor punto plejidad del equipo. Los procedimientos de recu- de ebullición de aceites minerales, desvirtuando peración y reciclaje, que han sido parte integral del algunas propiedades del lubricante, tal como la mantenimiento de grandes equipos por razones inhibición de formación de espumas por batido o económicas, ahora se incorporan como una ingreso de refrigerante líquido al compresor e inclu- obligación para cualquier equipo que emplea SAO, so algún aditivo de mejoramiento de las propiedades por razones ecológicas y legales, e implican la impe- lubricantes. riosa necesidad de incorporar al equipamiento de los técnicos equipo de recuperación y cilindros para Debe utilizarse mangueras diseñadas para traba- gases recuperados. jar en vacío pues de no hacerlo así, las paredes de la manguera colapsarán cerrando el flujo de moléculas La seguridad en estas actividades debe ser consi- que se trasladan en el proceso de vacío. derada como una actividad prioritaria, tanto en el
- 120. MANUAL DE BUENAS 120 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN orden personal como en lo concerniente al equipo y El juego de manómetros tradicional cuenta con al entorno, por lo cual siempre deben adoptarse dos instrumentos, dos válvulas y tres conexiones; las medidas preventivas en todos estos órdenes, siguien- dos válvulas abren o cierran permitiendo que las tres do las recomendaciones de las Hojas de especifica- conexiones se intercomuniquen entre si. Los dos ciones de seguridad de materiales “Material Safety instrumentos, uno, combinado o "compound" donde Data Sheets” MSDS de los materiales y sustancias se puede leer desde vacío absoluto (con baja pre- empleados en el proceso: cisión) hasta valores relativamente bajos de presión, Elementos de protección personal: según sea el suficientes para las presiones que se encuentran en el caso, deberá hacerse uso de lentes o antiparras de lado de baja del sistema y el otro instrumento cuya seguridad, guantes de material apropiado, ropa o escala cubre el rango de presiones que se encuentran protecciones contra salpicaduras de sustancias peli- en el lado de alta del sistema. Las escalas de pre- grosas, casco (en caso de trabajos en equipos indus- siones son complementadas con escalas correspon- triales), máscaras de respiración asistida (en caso de dientes de temperatura para una determinada familia trabajos efectuados en ambientes cerrados con sus- de refrigerantes. Se debe tener la precaución de tancias cuyo MSDS así lo indique) y cualquier otra emplear el juego de manómetros de acuerdo al gas protección que se considere recomendable para del sistema, previniendo el riesgo de que la presión minimizar los riesgos para el operario, sus ayudantes del sistema para algunos gases sea más alta de lo que y otras personas en el entorno. indica el tope de escala del instrumento y que dañar el mecanismo, o perforar el tubo de "Bourdon" con la Elementos de prevención de ocurrencia de consiguiente fuga de gas. (El refrigerante R410, par- eventos que pongan en peligro al técnico, tal como ticularmente, produce presiones altas en los sistemas bloqueo mecánico de interruptores principales (si y requiere el uso de manómetros especiales). existe la posibilidad) y señalizaciones visuales que instruyan a terceros sobre acciones que no deben lle- Existen otros juegos de manómetros: de cuatro varse a cabo mientras se está efectuando servicio a válvulas; de cuatro conexiones, etc., pero su uso no un equipo. Empleo de instrumentos de medición y herra- mientas que garanticen la seguridad tanto para el téc- nico como para el equipo. Herramientas de servicio Instrumentos de medición Manómetros. El servicio técnico de un equipo de refrigeración debe iniciarse por un diagnóstico correcto, el cual está muy difundido en nuestro mercado. Estos instru- depende del uso de instrumentos que permitan medir mentos simplifican las maniobras de recuperación, las condiciones de trabajo encontradas, y a partir de evacuación y carga de un sistema. las lecturas obtenidas, aplicando los conocimientos teóricos sobre las propiedades del refrigerante, especificaciones de los componentes y las condi- ciones de trabajo óptimas para ese equipo, tomar las medidas correctivas, empleando las herramientas apropiadas. Los principales instrumentos de medición son: Juego de manómetros: este instrumento consiste en un par de manómetros, normalmente del tipo "Bourdon" - aunque ya existen versiones digitales programadas que, además de proveernos lecturas de presión, nos indican las temperaturas correspon- dientes para distintos gases y guardan en memo- ria lecturas para posteriores comparaciones. Adicionalmente se pueden seleccionar las unidades de medida en que se desea hacer la lectura. Manómetro de 4 válvulas.
- 121. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 121 REFRIGERACIÓN Pinza amperométrica y multímetro: ambos Vacuómetro instrumentos de medición de parámetros eléctricos. La necesidad de alcanzar vacíos altos (en el orden Necesarios para medir tensiones entre diversos pun- de los 200µ o más) implica tener la posibilidad de tos de un circuito, valores de resistencia óhmica y la medir estos valores, que no son apreciables en la corriente que circula en un conductor. Existen ver- escala de un manómetro "compound" de "Bourdon". siones analógicas y digitales y es importante Para ello es necesario emplear un vacuómetro, ya sea familiarizarse con sus características de precisión, analógico o digital. Los vacuómetros digitales son los repetitividad, tolerancia, etc., particularmente si van preferidos pues, a diferencia de los analógicos, basa- a ser empleados en mediciones de circuitos de con- dos en mecanismos; no son afectados por presiones trol con componentes de estado sólido, puesto que positivas; por lo cual son ideales para su empleo en un instrumento que puede ser considerado aceptable circuitos de refrigeración. para mediciones en controles electromecánicos donde las tensiones de control son más altas, puede no ser preciso en circuitos digitales. Vacuómetros. Balanza de precisión Al efectuar procesos de recuperación y carga de refrigerantes, se hace imprescindible el empleo de balanzas que permitan apreciar la mínima tolerancia admisible en una carga a un equipo determinado; Pinza amperométrica y multímetro. por supuesto esto variará enormemente entre una nevera doméstica y un chiller industrial y la balanza debe ser la adecuada para cada caso. Además, la Termómetros balanza debe ser capaz de soportar el peso bruto del La refrigeración es una técnica cuyos valores fun- cilindro contenedor de refrigerante, antes de comen- damentales son temperaturas. No debemos evaluar zar a utilizarlo. Existen balanzas de accionamiento resultados en refrigeración basándonos en sensa- mecánico o electrónico, siendo estas últimas las ciones táctiles o visuales. El instrumento necesario es preferidas por su confiabilidad, repetitividad y pre- el termómetro y debe ser considerado imprescindible cisión. Versiones especialmente diseñadas permiten para cualquier servicio. Existen termómetros analógi- programar anticipadamente la carga deseada y otras cos y digitales y de diversos rangos de temperatura. disponen de un interruptor de seguridad que detiene En refrigeración se emplean termómetros con rangos equipo de recuperación ante una señal proveniente desde temperaturas de congelación hasta tempera- de un cilindro de recuperación indicando que este turas de condensación y más, necesarios para medir está lleno hasta su límite de seguridad (80% del temperaturas de descarga. total). Esta característica es altamente recomendable desde el punto de vista de seguridad del técnico, de la ecología y del equipo. Termómetros. Balanza electrónica.
- 122. MANUAL DE BUENAS 122 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN Detector electrónico de fugas necesidad de prestar el servicio pertinente, lo cual Este instrumento permite localizar en el aire requiere el uso de herramientas de buena calidad y en ambiental la presencia de moléculas de cloro, o fluor buenas condiciones. Entre ellas podemos mencionar: o hidrocarburos o amoníaco u otros gases; no son universales y es necesario utilizar uno especifico para • Calibrador de capilares. cada tipo de refrigerante. Son instrumentos muy sen- • Alicates: sibles, capaces de detectar concentraciones en el o de electricista. orden de decenas de ppm con tolerancias del orden de ± 5 ppm. Por lo mismo, es necesario emplearlos o tipo "Pico de loro". en ambientes donde no existan otras fuentes de con- o de corte. taminación, aparte de la fuente de fuga, para evitar o de presión. falsas advertencias. o cortador de capilares. o de presión con perforador de tubería de cobre [llamado "de pinchar"]. o de presión con mor- Detector electrónico de fugas. dazas conformadas para obturar por compresión En servicios a equipos industriales es necesario tubería de cobre. emplear otros instrumentos para medir condiciones de trabajo particulares, tales como: termocuplas, manómetros para medición de presión de lubri- cación, sensores de vibraciones en rodamientos, etc. o Llaves de servicio con mecanismo de trinquete "ratchet". Analizador de gases refrigerantes El analizador de gases refrigerantes es una unidad portátil, en principio un cromatógrafo gaseoso simpli- ficado, diseñado para reaccionar solo a la presencia de determinadas sustancias. Permite discriminar entre diversos tipos de gases y establece el resto cuya o Dados cuadrados medidas varias. formulación no está incluida en el programa, como o Dados hexagonales, medidas varias. % de contaminantes. • Llave de boca ajustable. • Juego de llaves combinadas [boca - hexagonal o dodecagonal] o En milímetros. o En pulgadas. • Juego de llaves "allen". o En milímetros. o En pulgadas. • Juego de destornilladores: o Punta plana. o Punta "Phillips". Analizador de gases refrigerantes de maleta. • Espejo de inspección. Herramientas manuales Luego que se ha efectuado el diagnóstico de un sistema, se han registrado los valores de las condi- ciones de trabajo encontradas, si se ha detectado alguna situación que amerite corrección, surge la
- 123. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 123 REFRIGERACIÓN • Lámpara de luz ultravioleta [UV] para detec- • Expansor de tubería de cobre. ción de fugas. • Martillo de 6 ~ 10 onzas. • Varillas de soldadura de plata al 5%. • Fundente en pasta. • Líquido fluorescente [apro- bado] como aditivo para detección de fugas. • Aceite para bomba de vacío. • Inyector dosificador de lubricante o líquido • Aceite para sistemas de refrigeración. fluorescente. o Mineral. o Jeringa desechable o Alquilbenceno. o Reusable calibrado. o POE [Polioléster]. o PAG [Polialquilglicol]. Equipo especializado Además de las herramientas mencionadas, que se emplearán de acuerdo a la magnitud del servicio necesario y el tipo de equipo, es necesario contar • Llave torquimétrica para determinar torque de con equipo especializado para diversos procesos, a apriete de uniones roscadas críticas. saber: • Peines para limpieza y enderezado de aletas de evaporadores y condensadores. Bomba de vacío. • Cortadores de tubos de cobre: La bomba de vacío debe tener las siguientes o Mini - Para tubos desde 1/8" hasta 7/8". características: o Normal - Para tubos desde 1/4" hasta 1 5/8". • Poseer un sistema rotativo de paletas con dos • Desrebabador de bordes en tubos de cobre. etapas en cascada. Succión Descarga primera etapa Succión Etapa de segunda etapa descarga Etapa de succión Descarga segunda etapa Paletas • Doblador de tubos de cobre: Eje o A palanca. Rotor Paletas Eje Rotor o Tipo resorte. Ciclo de bomba de vacío de dos etapas. • Debe alcanzar un vacío de al menos 15 µ. (cuando se mide con el vacuómetro conectado directamente al conector de succión de la • Abocardador [confor- bomba - ¡no mediante una manguera!). mador de extremos de • Capacidad volumétrica acorde con las dimen- tubería de cobre [1/8" a siones del equipo a evacuar (para evacuar 3/4"] para conexión tipo equipos domésticos es suficiente comenzar "flare - 45º".] con 2 cfm [pies cúbicos por minuto] ˜ 57 lt/min).
- 124. MANUAL DE BUENAS 124 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN • Capacidad de aceite suficiente para diluir los • Motor de alto par de arranque [HST - High contaminantes gaseosos extraídos del sistema Starting Torque] para arranque en cualquier sin pérdida de eficiencia. condición de carga. • Válvula de purga "balast", para extraer los • Mecanismo antirreversa; para impedir que se gases diluidos en el aceite de la bomba prove- devuelva el rotor si se detiene el motor. nientes de la extracción de los sistemas en que • Construcción robusta para soportar trabajo pesado. se ha conectado. • Liviana. Bombas de vacío. Debe reemplazarse el aceite cuando, después de Cilindros de recuperación purgarlo con balasto abierto, no alcance el nivel de de refrigerantes vacío deseado (medido directamente en el conector de succión de la bomba). Los cilindros de recuperación de refrigerante deberán ser del tipo reutilizable, y preferiblemente Equipo de recuperación deberán contar con sensor de límite de llenado para de refrigerante evitar que se sobrepase el límite de seguridad inad- vertidamente. Deberán ser claramente identificados mediante etiquetas con toda la información necesaria El equipo de recuperación de refrigerante se ha para su posterior reconocimiento. convertido en una herramienta imprescindible de todo taller que preste servicio a equipos de refri- geración y aire acondicionado pues a partir de la publicación del Decreto 3.228 es obligatorio recu- perar todo refrigerante que afecte la capa de ozono. Consisten básicamente en una unidad condensadora, equipada con un compresor, hermético o libre de aceite, ventilador/es de gran caudal y filtros para atra- par impurezas a la entrada de la unidad. Por razones de seguridad es conveniente que disponga de un cir- cuito que interrumpa el funcionamiento del equipo Cilindro recargable cuando el sensor de llenado del cilindro de recu- Capacidad expresada en peración indica que ha alcanzado el límite máximo volumen de agua en el collar de llenado seguro. Nivel seguro de Válvula rellenado 0.75 kg/litro de toma de volumen del tanque doble (capacidad para agua) Balanza calibrada Equipos de recuperación de Bombonas para recuperación de refrigerantes. refrigerantes.
- 125. CAPÍTULO V: SISTEMA DE 125 REFRIGERACIÓN Equipo para soldar De acuerdo al tipo de trabajo a efectuar, se puede emplear una bombona de gas butano o un equipo oxiacetilénico. Cilindro de nitrógeno El cilindro de nitrógeno es un elemento que debe pasar a formar parte del equipamiento básico de cada taller de refri- geración, debido a su gran utilidad para efectuar limpieza inter- na de equipos, impedir la acción oxidante del trabajo de sol- dadura en las tuberías soplándolo a bajo presión y caudal por Equipos de soldar. Cilindros de nitrógeno Ejemplo de fijación. el interior del tubo que se está soldando y deshidratado de equipos. Su manejo requiere precauciones parti- culares debido principalmente a que el contenido se encuentra a muy alta presión [2000 psig]. Se debe utilizar solo a través de un regulador de presión diseñado para operar con este gas (existen reguladores para oxígeno, anhídrido carbónico y otros gases, pero no son compatibles). Durante su permanencia en el taller y su trans- porte debe estar firmemente asegurado para prevenir que una caída pueda dañar la válvula desprendiéndola, lo que causaría que el cilindro salga propulsado por la presión del gas a alta presión en su interior. Los cilin- dros de nitrógeno se identifican con el color verde oscuro. Nitrógeno empleado dentro de tubería para evitar oxidación durante soldadura.
- 127. CAPÍTULO VI: CONSIDERACIONES SOBRE LA INSTALACIÓN 127 Y MANTENIMIENTO DE SISTEMAS CONSIDERACIONES SOBRE LA INSTALACIÓN CAPÍTULO VI Y MANTENIMIENTO DE SISTEMAS 1 Instalación de sistemas parámetros y dar las recomendaciones pertinentes a los usuarios cuando observen alguna deficiencia en El fabricante ha diseñado y construido el equipo estas condiciones de trabajo para que se tomen las siguiendo, en general, los principios fundamentales medidas correctivas o preventivas que pueden consistir de ingeniería y, en particular, de refrigeración; en en instalar un regulador o estabilizador de voltaje, cuanto al dimensionamiento del circuito, selección y incrementar la frecuencia de limpieza del conden- empleo de componentes apropiados y de calidad; y sador, ubicar el artefacto en lugares donde las tem- adicionalmente, se hayan incorporando al cálculo los peraturas sean menores o en sitios donde haya mejor factores de seguridad que requieran las aplicaciones circulación de aire, para mencionar solo algunas de y situaciones en que se utilizará el equipo. Los ellas. equipos son inicialmente diseñados para un determi- Después de haber realizado una instalación ade- nado fluido refrigerante cuyos parámetros tales como cuada al diseño del equipo o sistema, el usuario debe temperaturas y presiones críticas determinan cuáles asegurarse de darle el uso que corresponda (según el componentes han sido incorporados al sistema. diseño), y de darle el cuidado y mantenimiento pre- El técnico de servicio debe atender las especifi- ventivo adecuados, para que la unidad alcance o caciones de diseño para la toma de decisiones y supere la vida media esperada. tener cuidado al introducir cambios, ya sea en el fluido refrigerante o en los componentes mecánicos 2 Inspección periódica y que conforman el sistema, de no violar los límites mantenimiento preventivo del diseño. En el caso de equipos de instalación simple, es Una vez instalado el equipo y verificadas las responsabilidad del propietario, estar pendiente en condiciones normales de operación, cualquier instalar la unidad correctamente, acompañado de su variación en estas pueden ser indicio del comienzo correspondiente manual de instalación y certificado de una condición de falla. Mientras más temprano se de garantía. detecte una condición de operación que no respon- Si se trata de una instalación de refrigeración da al funcionamiento normal, es más probable hacer compleja (aire acondicionado central, equipo de una reparación de menor costo y menos invasiva, refrigeración comercial o industrial), cuya compleji- que no necesite extraer el refrigerante del sistema. dad de instalación requiere la intervención de un téc- Es menos costoso: nico, es responsabilidad del propietario, contratar los servicios de una empresa competente que garan- • limpiar periódicamente el condensador (y en tice una instalación adecuada de los elementos general todo el compartimiento donde se ubi- mecánicos del sistema en general. can el compresor y sus accesorios y en algunos casos el condensador), El propietario debe evitar en todo momento la contratación de técnicos en refrigeración que no • eliminar el hielo adherido a las paredes del tengan el soporte de conocimiento adecuado tanto evaporador, sin emplear objetos punzopene- en el ámbito ambiental como profesional. trantes, IMPORTANTE: los equipos de refrigeración son • cambiar empacaduras de puertas en mal estado, sumamente susceptibles a diversas influencias del • observar que el compresor arranque y pare a entorno: particularmente la alimentación eléctrica, intervalos regulares de cierta duración y no en la temperatura ambiente y las condiciones de con- intervalos cortos (síntoma de operación por taminación del aire que le sirve de medio de inter- actuación del protector termo-amperométrico), cambio de calor. En este sentido, las deficiencias en • revisar que la temperatura de conservación o estos tres factores son las mayores causas de fallas congelación se alcance con el termostato de de equipos y por consiguiente el diagnóstico preven- control puesto en posiciones intermedias tivo de la calidad de estos parámetros es clave para (nunca en el extremo superior), un buen funcionamiento de los sistemas. • otros aspectos de cuidado regular del equipo, Los técnicos instaladores y los técnicos de servi- que esperar hasta que la situación irregular cio deben estar pendientes de observar estos provoque finalmente la falla del compresor e
- 128. MANUAL DE BUENAS 128 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN irremediablemente la necesidad de su sustitu- otras, es muy importante conocer el origen de la falla ción con la consiguiente obligación de recu- y corregirla (descartando que no haya sido falla inter- perar el gas que (en caso de motor quemado), na del propio compresor) antes de sustituirlo; de otra no podrá ser ni siquiera regenerado y deberá manera, tarde o temprano la falla se repetirá. ser destruido. Cada fabricante de compresores ha publicado Considerando que un sistema de refrigeración guías de diagnóstico de defectos en sistemas de esta diseñado para operar bien durante un largo refrigeración (ver ejemplos de tablas de diagnóstico período de tiempo, el cual, oscila entre 5 años para causa - efecto para diversos casos [capítulo V] y en pequeñas unidades comerciales de uso intensivo y a general, todas ellas coinciden en las mismas situa- más de 30 años para grandes unidades de refri- ciones y decisiones correspondientes. Es responsa- geración industrial (y en ocasiones mucho más tiem- bilidad del técnico aplicar esos criterios sugeridos por po), hay que tomar en cuenta la importancia que cada refrigerante en la solución de problemas en el tiene un programa de mantenimiento preventivo y la ejercicio de su trabajo. revisión permanente de las condiciones de trabajo del equipo, observando variaciones de estas que 4 Fugas pudiesen indicar una situación que derive en una falla a corto, mediano o largo plazo. Las personas responsables del cuidado y mante- 4.1 Tipos de fugas nimiento del equipo deben estar preparadas para determinar, a partir del seguimiento del desempeño Hay algunas excepciones en la consideración de normal, cuándo algún parámetro esté presentando lo que denominamos fugas que debemos conocer. desviaciones que hagan sospechar que un componente La excepción más conocida, por su frecuencia es del sistema esté presentando funcionamiento irregular. la que denominamos "De minimis", que significa En tal caso, corresponderá sustituir este dispositi- simplemente el refrigerante que se fuga durante actos vo una vez confirmado el diagnóstico preliminar, a humanos de buena fe (sin mala intención), durante la fin de evitar que su accionamiento fuera de los recuperación, reciclaje o disposición de refrigerante. parámetros de diseño provoque daños consecuentes Las otras excepciones son: a otros componentes de mayor costo, cuya • Refrigerantes que son emitidos durante el reparación o sustitución represente no solo costos curso de operación normal de un equipo de mayores sino también la necesidad de realizar refrigeración atribuible a pérdidas por sellos, reparaciones que requieran extraer el gas del sistema, poros en mangueras, y en general fugas de con la secuela de riesgos que ello implica de fugas de muy baja intensidad y difícil detección (sin este a la atmósfera. Mientras antes se lleve a cabo embargo, la reparación de toda fuga un diagnóstico acertado de una falla menor, mucho detectable es obligatoria). más efectiva será la reparación que deba efectuarse. • Mezclas de nitrógeno con vestigios de R22 que son empleadas como gases para detección 3 Diagnóstico efectivo de fugas. de fallas • Pequeñas liberaciones de refrigerante como resultado del purgado de mangueras o durante Cuando un sistema se daña, bien sea porque se la desconexión de estas después de una carga quema el bobinado del motor del compresor o por o servicio a un equipo. cualquier otra causa es necesario e importante efec- Dicho lo anterior, se puede clasificar las fugas de tuar un diagnóstico que permita determinar cuál fue refrigerantes en cuatro tipos. Estos son: la causa primitiva que provocó el daño al compre- a. Fuga accidental catastrófica: cuando una falla sor o a cualquiera de los elementos que conforman mecánica (por ejemplo la ruptura accidental el sistema. de una tubería) causa la pérdida total, o una Existe una gran variedad de causas que pudieron cantidad significativa, de la carga de refrige- originar el desperfecto, es posible que la causa haya rante de un sistema. Como consecuencia de sido externa (alimentación eléctrica deficiente) o esto el equipo detendrá su funcionamiento interna (componente auxiliar o de control del sistema inmediatamente. Son muy difíciles de eliminar de refrigeración defectuoso); o carga de gas inco- pues en su gran mayoría son producidas por rrecta, por exceso o por defecto; empleo de técnicas accidentes tales como colisiones o golpes de limpieza y evacuación del sistema incorrectas; provenientes de objetos externos u otras incompatibilidad de lubricante-refrigerante, entre causas de difícil prevención.
- 129. CAPÍTULO VI: CONSIDERACIONES SOBRE LA INSTALACIÓN 129 Y MANTENIMIENTO DE SISTEMAS b. Fuga accidental gradual: cuando una fuga busque fugas en un sistema comience por la lenta se produce, por ejemplo como conse- parte superior de este. cuencia de un sello mecánico defectuoso. Busque fugas y si las hubiere tome las medidas Este tipo de fuga puede pasar desapercibida correctivas apropiadas. por largo tiempo pues el equipo seguirá fun- cionando hasta que la pérdida de carga sea detectada debido al accionamiento de algún 4.3 Verificación de la dispositivo de protección o a la disminución estanqueidad de un de rendimiento del equipo. Su prevención sistema sin usar dependerá de un buen programa de mante- refrigerante puro nimiento preventivo. c. Descarga de refrigerante en ocasión de un Al efectuar una prueba de estanqueidad con servicio: cuando una cantidad de refrigerante nitrógeno debe tomarse en cuenta tanto la presión es liberado a la atmósfera por un técnico de como la temperatura ambiente puesto que si se com- servicio para desarrollar algún procedimiento prueba que la presión decae sin que se haya produci- en el equipo. Este tipo de fuga es evitable y do un descenso de la temperatura, esto debe inter- por lo tanto inaceptable. Los técnicos deben pretarse como la confirmación de la presencia de una aprender los procedimientos necesarios para fuga, la cual debe ser localizada obligatoriamente y evitarlas. reparada antes de introducir la carga de refrigerante. d. Descarga de refrigerante en sistemas con dis- Una vez que se ha verificado lo anterior, es necesario positivos de purga de aire: cuando un dispo- ubicar los puntos donde se encuentran las fugas. sitivo automáticamente descarga una mezcla • Empleo de nitrógeno puro y solución de aire/refrigerante a la atmósfera. Un buen jabonosa. programa de revisión y registro periódico de los parámetros de funcionamiento del equipo El método más sencillo para ubicar las fugas puede ser de gran ayuda para prevenir estos de gas es mediante el empleo de una solución eventos. jabonosa espumante. Para ello se presuriza el sistema con nitrógeno a niveles de presión 10% por encima de la presión de trabajo del 4.2 Métodos de localización sistema para que el gas fugado por la avería de fugas pueda ser detectado visualmente con la solu- ción jabonosa. Existen productos Químicos • Es esencial una exhaustiva búsqueda de fugas diseñados para esta tarea que presentan una empleando un dispositivo adecuado. Cargar mayor tensión superficial que la mezcla de un sistema si se sospecha la presencia de una agua y jabón convencional, lo cual ayuda en fuga es una violación del Artículo 32 del la detección más confiable de fugas. Decreto Nº 3.228. • Empleo de carga residual de un sistema que • Lámparas detectoras de halógenos y detectores ha perdido parte de su carga por fuga, suple- electrónicos de cloro no sirven con refrige- mentada con nitrógeno. rantes HFC. En estos casos deben usarse detec- En un sistema que ha sufrido una fuga consi- tores de Fluor. derable pero no total, se puede emplear la pre- • Puede emplearse una solución espumosa de sión residual de refrigerante, siempre que esta jabón con buenos resultados en la mayoría de esté aún por encima de 5 psig (aproximada- los casos, teniendo la precaución de no mente). Antes de recuperar el gas restante se emplear este método en la zona de baja tem- aumenta la presión interna con nitrógeno hasta peratura del sistema donde el agua pueda con- la presión de prueba especificada, que nor- gelarse sobre la superficie fría. malmente es de 120 psig. (8 bar). Esta mezcla contiene suficiente cantidad de refrigerante • No debe olvidarse verificar que no queden para detectar fugas empleando una lámpara de fugas en los puntos de conexión al sistema haluro o un detector electrónico. Este método cada vez que se desenrosquen los conectores tiene la desventaja de que es prácticamente de las mangueras con que se haya estado pres- imposible recuperar esta cantidad de refrige- tando servicio. rante que terminará siendo descargado a través • Recuerde que los gases refrigerantes son más de la bomba de vació empleada para evacuar pesados que el aire y por lo tanto, cuando el sistema antes de la carga.
- 130. MANUAL DE BUENAS 130 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN • Lámpara detectora de halógeno métodos tradicionales para localizar con pre- Consiste en un pequeño tanque portátil de cisión el lugar, tal como la espuma jabonosa. propano, una manguera de inspección y un quemador que contiene un elemento de cobre. El gas alimenta una pequeña llama en el quemador, la cual aspira el aire necesario para la combustión a través de una manguera, que se emplea para husmear en la zona de sospecha. Cuando la manguera pasa cerca de una fuga, el refrigerante proveniente de esta se mezcla con el aire aspirado y llega al que- Detector electrónico de fugas. mador. Pequeñas cantidades de refrigerantes arden en presencia de cobre con color verde Detección por inyección de brillante. Cantidades mayores arden con color sustancia fluorescente violeta. El operador deberá estar entrenado a la luz UV para interpretar colorimétricamente la llama, la cual debe observar mientras mueve la manguera husmeando por todo el sistema. Su Otro de los recursos tecnológicos que se han sensibilidad es relativamente baja [menos de incorporado al uso cotidiano consiste en la inyección 10 gr/año], requieren de un operador hábil, en el sistema de refrigeración de una sustancia fluo- son de manejo relativamente incómodo com- rescente inerte. Este producto circula en el sistema y paradas con los nuevos métodos y por ello está en el sitio en que se produzca una fuga se filtra al cayendo en desuso. exterior mezclado con el aceite y el gas que escapan y se puede observar su presencia cuando se ilumina con una luz UV. Debido a su compatibilidad con los fluidos empleados en sistemas de refrigeración y su estabilidad química frente a los materiales que com- ponen un sistema de refrigeración, se puede incorpo- rar este producto en un sistema en el momento de la carga inicial y luego, durante las inspecciones pe- riódicas del sistema, se pueden detectar con facili- dad, visualmente, fugas cuando estas son aún menores, aún no detectables por los instrumentos como reducción en las presiones de trabajo o incre- mento en los tiempo de marcha del compresor. Lámpara detectora de halógenos. 5 Sustitución de • Detección electrónica componentes Entre los recursos tecnológicos disponibles se está popularizando el empleo de detectores Cuando se sustituyen componentes, debe ase- electrónicos de fugas, con una sensibilidad gurarse que el sustituto sea exactamente igual al apreciable [mejor que 10 gr/año], que operan sustituido, en lo que respecta a prestaciones; y de con distintos principios activos: efecto corona, similar o mejor calidad. Si no se consigue uno que sensor electroquímico calentado, diodo de reúna estos requisitos, se deben analizar las conse- cátodo frío y sensor de bomba de iones, sien- cuencias de aceptar las desviaciones y si eso implica do cuatro de los más comerciales. Los sen- el riesgo de que esta decisión no sea totalmente sores tienen una vida útil limitada y deben ser segura o satisfactoria, y si la necesidad de que el reemplazados periódicamente. Son muy prác- equipo reanude su funcionamiento lo antes posible, ticas y su uso se está popularizando. Su quizás sea necesario emplear este componente solo desventaja consiste en que deben emplearse temporalmente para que el usuario pueda seguir uti- en zonas de baja contaminación ambiental lizando el equipo, pero se debe corregir el sistema a pues pueden ser afectadas por diversas sustan- especificaciones originales tan pronto se consiga el cias presentes en el aire, produciendo alarmas componente que sí responda a las solicitaciones de espurias, por lo que es aconsejable confirmar diseño. las alarmas de estos instrumentos por otros
- 131. CAPÍTULO VI: CONSIDERACIONES SOBRE LA INSTALACIÓN 131 Y MANTENIMIENTO DE SISTEMAS Esto es de particular importancia cuando se trata como consecuencia una mayor vida útil de la insta- de elementos de protección térmica o termo-ampe- lación con la menor necesidad de efectuar servicios rométricas y de dispositivos de arranque. En muchos de reparación futuros. casos se emplean sustitutos genéricos o aproximados que no garantizan protección en todos los casos de funcionamiento del sistema de refrigeración en 5.2 Ajuste del sistema condiciones extremas de aplicación, como se explicó a las nuevas en el Capítulo IV. condiciones de trabajo 5.1 Compresor Después de haber modificado de alguna manera un sistema de refrigeración, por empleo de un refri- Si es necesario sustituir el compresor, surge la gerante distinto al de diseño original del sistema, es necesidad de decidir entre dos alternativas: preciso verificar si es necesario ajustar el dispositivo 1) Sustituir por otro idéntico: de expansión, cuya calibración es crítica para asegu- rar que el equipo opere equilibradamente en todas a) que funcione con el mismo gas, o las condiciones de trabajo del sistema. Ya sea tubo b) que funcione con un refrigerante sustituto de capilar o válvula termostática, se debe observar los llamados "drop in" [que pueden ser utiliza- cómo opera el equipo en todas las situaciones de dos sin cambiar el tipo de lubricante]. carga para verificar que el equilibrio se mantenga. 2) Emplear un compresor diseñado para que Asimismo debe observarse que la carga de nuevo funcione con un gas refrigerante sustituto, refrigerante calculada sea la correcta para todas las incompatible con el lubricante del compresor condiciones de trabajo, puesto que ya la cantidad original, en cuyo caso se deberá efectuar un prevista de refrigerante mostrada en la placa del "retrofit", que implica hacer ajustes a algunos sistema no tendrá validez. Debido a que las componentes, sustitución de otros y efectuar propiedades físicas, tales como presiones y tempera- una limpieza interna del sistema para eliminar turas críticas de las diversas sustancias puras y mez- el lubricante no compatible hasta los límites clas desarrolladas para sustituir refrigerantes SAO, no exigidos por el fabricante del compresor que son idénticas a las de los refrigerantes sustituidos, se vaya a emplear. deberá verificarse que las nuevas condiciones de tra- La mejor solución es aquella que se basa en un bajo no estén produciendo temperaturas o presiones diagnóstico acertado, solucione la causa primitiva de que generen situaciones de riesgo en la instalación. la falla del sistema y sea más simple y efectiva, dando
- 133. CAPÍTULO VII: RECUPERACIÓN, RECICLAJE Y REGENERACIÓN 133 CAPÍTULO VII RECUPERACIÓN, RECICLAJE Y REGENERACIÓN 1 Definiciones comunes emplean un pequeño compresor recipro- cante como una bomba de vapor. Adicionalmente 1.1 Proceso de recuperación existen equipos que operan con compresores libres de aceite y bomba de desplazamiento positivo de Proceso que consiste en retirar un refrigerante de accionamiento neumático. Es importante conocer las un sistema de refrigeración y depositarlo en un reci- características específicas de la máquina que se está piente externo sin necesariamente probarlo o some- empleando pues, dada la amplia variedad de mode- terlo a tratamiento alguno. los que van desde las más simples a unidades muy sofisticadas, las prestaciones varían y estas determi- nan cómo se puede utilizar esa máquina en particu- 1.2 Proceso de reciclado lar. El desconocimiento de esta información puede llevar a su uso incorrecto y daño o destrucción. Proceso que se define como la acción para reducir los contaminantes en un refrigerante usado, separando el aceite, así como los no condensables, 2.2 Cilindros recargables utilizando dispositivos que eliminan la humedad, la para recuperar acidez y las partículas suspendidas. El contar con cilindros adecuados para la recu- 1.3 Proceso de regeneración peración es indispensable, ya que con ello se asegu- ra un mejor control de la recuperación y un manejo seguro del refrigerante. Los cilindros de recuperación Se conoce como la acción de reprocesar el refri- en general son cilindros de media presión calibrados gerante recuperado hasta las especificaciones de un para soportar una presión de aproximadamente 300 producto nuevo por medios que pueden incluir la libras/plg3. destilación. Este proceso requiere análisis químicos Los cilindros de recuperación se identifican por del refrigerante luego de procesado, para determinar la banda amarilla pintada en la sección superior de que cumple con las especificaciones apropiadas del estos, por lo cual se los conoce como "cilindros tope producto según los estándares respectivos. amarillo". Estos son entregados al usuario por primera Por la naturaleza del proceso, siempre esta vez totalmente deshidratados y al vacío; por lo tanto, vinculado al uso de procesos o procedimientos, cuando se los emplea por primera vez es de suma disponibles solamente en instalaciones o plantas que importancia que se los designe con una etiqueta per- tienen instalaciones especializadas en el proce- manente que indique claramente el refrigerante recu- samiento de gases refrigerantes. perado en él a fin de evitar que se produzcan inadver- tidamente mezclas. Mantenga una ficha que indique la 2 Equipos y herramientas cantidad y condición del refrigerante recuperado en ese necesarias para cilindro que le permita llenar posteriormente los formu- larios de reporte que sean necesarios para el control la recuperación posterior de refrigerante recuperado. 2.1 Maquinas recuperadoras o recicladoras Muchas compañías han desarrollado equipos capaces de recuperar o reciclar gases refrigerantes, los diseños van desde equipos sencillos de muy poco peso (portátiles) y de bajo consumo de energía, capaces solamente de recuperar, hasta equipos de alta capacidad capaces de recuperar, reciclar y car- gar nuevamente los sistemas de refrigeración. Las máquinas de recuperación o reciclado vienen en varias formas y tamaños pero los tipos más Cilindros de recuperación de refrigerantes.
- 134. MANUAL DE BUENAS 134 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN 2.3 Otros equipos ácido/humedad en muestras de vapor de refrigerante y herramientas en un sistema. También se emplean visores de líqui- do con sensores de acidez/humedad que permiten evaluar la condición del fluido en el sistema y decidir • Válvulas o herramientas para perforar (válvulas sobre las alternativas de usar o descartar. Los fabri- pinchadoras). cantes de equipos y compresores establecen los • Juego de manómetros con su respectivo límites de contaminantes que un refrigerante puede Manifold (dos válvulas-tres vías, como mínimo) contener para ser utilizado sin riesgo para el equipo. • Implemento de seguridad: Lentes y guantes de protección. 4 Métodos de recuperación de refrigerantes 3 Identificación y pruebas de en sistemas contaminación de los refrigerantes comunes El método para recuperar refrigerante depende de varios factores, pero principalmente se considera Siempre ha sido necesario saber qué refrigerante como importante el estado físico en el que se es el empleado en un sistema a fin de no cometer encuentra el refrigerante que se quiere recuperar, en errores en el servicio. Con la exigencia actual de tal sentido se puede hablar de métodos básicos para recuperación, este conocimiento se ha convertido en la recuperación: indispensable. 4.1 Recuperación en fase Vapor. El refrigerante recuperado puede ser reutilizado si 4.2 Recuperación en fase líquido. está libre de contaminantes o si puede ser reciclado o regenerado hasta alcanzar valores de pureza aceptables. 4.1 Recuperación en Nota: El empleo de gases recuperados en sis- temas nuevos puede violar las condiciones de la fase Vapor garantía de éste. Los procedimientos de reciclaje o regeneración Este procedimiento, por lo general se tarda más son solamente aplicables a sustancias puras. tiempo, ya que el flujo de masa de materia es menor en fase gaseosa. En los grandes sistemas de refri- geración esto exigirá más tiempo que cuando se 3.1 Métodos para identificar transfiere liquido. el tipo de refrigerantes Se debe tener presente que las mangueras de en sistemas conexión entre la unidad de recuperación, los sis- temas y los cilindro de recuperación deben ser de Los refrigerantes se pueden identificar de la siguiente longitud mínima posible así como del diámetro má- manera: ximo posible, esto con la finalidad de contribuir a • Sello estampado en la placa de la máquina o aumentar el rendimiento del proceso. el cilindro. El refrigerante en fase vapor es normalmente aspi- • El tipo de válvula de expansión [TEV] empleado rado por la succión de la máquina de recuperación y cuando sea específico para un tipo de refrigerante. una vez condensado en la máquina es enviado al cilindro de recuperación. • La presión de equilibrio para la temperatura. Lado vapor • Etiquetas fijadas por el técnico responsable de Vapor Entrada un cambio de refrigerante "retrofitting" en un succión Salida Secado servicio anterior. Equipo descarga desactivado 3.2 Métodos de prueba de campo para refrigerante Vapor y aceite Líquido (cerrado) Líquido Existen kits que miden el nivel de acidez en muestras de aceite de compresores y la presencia de Balanza
- 135. CAPÍTULO VII: RECUPERACIÓN, RECICLAJE Y REGENERACIÓN 135 Hay dos formas de conectar la máquina de recu- almacenaje de pequeñas cantidades de refrigerante peración para recuperar vapor, en la cual se (hasta 1 kg)]. conectan, según sea el caso: • ambos lados del sistema del cual se pretende Lado vapor Entrada succión extraer el refrigerante, empleando un juego de Equipo Vapor Secador manómetros, a la succión de la máquina recu- desactivado peradora, en aquellos casos en que tenemos Visor Unidad de Vapor recuperación Líquido acceso por ambos lados (válvulas de servicio Salida Lado descarga instaladas); por ejemplo (sistemas comerciales líquido Vapor Cilindro de medianos). recuperación de Líquido 63 kg Cilindro de • Sólo el lado de baja, donde hay que instalar Cargar hasta un máximo de recuperación de 16 kg Cargar hasta un 50 kg una válvula de pinchar para extraer el refrige- máxima de 7 kg rante y la cantidad a recuperar es pequeña Balanza (neveras, congeladores y aires acondicionados Balanza de baja capacidad) Máquina de recuperación conectada para recuperar líquido. 4.2 Recuperación en fase líquida Método "PUSH/PULL" Las operaciones de "push/pull" se llevan a cabo Puesto que los compresores reciprocantes solo usando vapor del cilindro para empujar el refrige- pueden trabajar con fluidos en fase vapor, es nece- rante líquido fuera del sistema. Vea el esquema de sario vaporizar todo el refrigerante que se extrae del conexiones de mangueras en la figura siguiente. sistema antes de que llegue al compresor. Para eva- porar el refrigerante que se encuentre en estado líqui- do en el sistema, es necesario agregar calor a este; lo Lado vapor cual debe efectuarse mediante prácticas seguras, por Entrada ejemplo: manteniendo los ventiladores de evapo- Secado succión Vapor ración funcionando o, en el caso de chillers, mante- Equipo desactivado niendo agua circulando (lo cual adicionalmente pre- viene que esta se congele); colocando recipientes Vapor Líquido Unidad de recuperación con agua tibia en los compartimientos de los gabi- Salida Lado descarga netes, etc. En caso de que la máquina de recu- líquido Visor peración no contenga un sistema de vaporización, se la debe proteger contra el ingreso de líquido utilizan- do el juego de manómetros para dosificar mediante Balanza sus válvulas de operación el ingreso del fluido desde el sistema a la máquina (empleándolo efectivamente Máquina de recuperación conectada para operación “Push-Pull”. como un dispositivo de expansión) durante las etapas iniciales de recuperación. Se conecta una manguera desde el puerto de El refrigerante líquido puede ser recuperado por líquido de la unidad cuyo refrigerante se quiere técnicas de decantación, separación o "push-pull" extraer, que debe estar desactivada, a la válvula de [succión y retroalimentación], con el consiguiente líquido en un cilindro de recuperación, como se indi- arrastre de aceite. ca en la figura precedente; se conecta otra manguera Conexión por descarga o salida, en la cual se desde la válvula de vapor del cilindro de recu- conecta una toma de la línea de líquido del cilindro peración a la entrada de succión de la máquina de directamente en un punto en que pueda extraerse el recuperación y finalmente, se conecta una tercer refrigerante líquido. Luego se conecta la toma para manguera desde la salida o descarga de la máquina vapor del mismo cilindro a la toma de entrada de la de recuperación al puerto de vapor del equipo. máquina de recuperación. La unidad de recu- El cilindro recuperador aspirará el refrigerante peración extrae el gas del cilindro interpuesto líquido (movimiento "pull") de la unidad desactivada ["buffer"], reduciendo la presión, con lo cual se per- cuando la máquina de recuperación haga disminuir mitirá que el líquido fluya del sistema al cilindro de la presión en el cilindro. El vapor aspirado del cilin- recuperación. [Algunas máquinas de recuperación dro por la máquina recuperadora será entonces incluyen un cilindro de recuperación interno para el empujado (movimiento "push") de vuelta, es decir,
- 136. MANUAL DE BUENAS 136 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN comprimido hacia el lado correspondiente al vapor • Cuando se recupere refrigerante de un sistema, en la unidad desactivada. ya sea por puesta fuera de servicio o mante- Una vez que la mayoría del refrigerante haya sido nimiento, este debe ser almacenado en cilin- trasegado del sistema al cilindro de recuperación, la dros para gases recuperados, identificados por máquina de recuperación comenzará a ciclar contro- sus colores gris y amarillo. Este gas podrá ser lada por su presostato de baja presión de succión, limpiado en una máquina de reciclaje y reuti- removiendo el resto del refrigerante en forma de lizado, o enviado a los centros de rege- vapor. Cuando la máquina de recuperación ya no neración y reciclaje para su reprocesamiento o continúe ciclando y se detenga por completo, estará disposición final, en caso que no sea posible indicando que se ha recuperado todo el refrigerante su regeneración. posible de ese sistema. • Jamás deben mezclarse diferentes tipos de refrigerantes en un cilindro o sistema de refrigeración. Las mezclas que se obtienen 5 Aspectos importantes en en estos casos son totalmente irrecuperables la recuperación de gases y la única opción es su destrucción. refrigerantes • Etiquetado de los cilindros de recuperación • Cuidado de la máquina de recuperación para indicar su contenido para evitar mezclas de gases Es necesario limpiar la máquina de recuperación Los cilindros de recuperación deben ser clara- cuidadosamente cuando se la emplee para recuperar mente identificados en cuanto a su contenido. La eti- otro tipo de refrigerante. Use el calentador, si la queta debe indicar el grado o tipo, el peso, la condi- máquina viene equipada con uno, para extraer y ción [en cuanto sea posible definirla], el sitio de trasegar todo el refrigerante a un cilindro evacuado donde se extrajo el contenido, el responsable y la que esté lo más frío posible de manera que el residuo fecha en que se hizo la recuperación. En caso de car- que pueda quedar en la máquina en forma de vapor gas parciales, detallar cada caso individualmente. sea lo menor posible antes de evacuar la máquina concienzudamente con una bomba de vacío. La falla • Carga de cilindros con mezclas zeotrópicas en limpiar cuidadosamente la máquina de recu- - separación diferencial y efectos que esto peración entre cambios de tipo de refrigerante puede puede causar en un proceso de recuperación ser causa de creación de mezclas inaceptables, con las consiguientes pérdidas económicas. Bajo ciertas circunstancias es posible que una mezcla zeotrópica en un sistema con fugas haya • Selección de cilindros para recuperación sufrido cambios por efecto de la separación diferen- de refrigerantes y verificación de su cial, lo cual presentará dificultades cuando se trate estado, integridad y condición para ser de identificar el refrigerante recuperado. En estos empleado antes de conectarlo casos identifique el cilindro indicando la incertidum- bre sobre el contenido. El cilindro de recuperación debe ser claramente identificado y etiquetado con información sobre su contenido. Si se trata de un cilindro que ya contiene • Puntos que se deben recordar cuando se productos recuperados, asegúrese que su contenido recupera refrigerante: sea de igual tipo y que esté en similares condiciones a) Debe existir siempre un diferencial de que el producto que se pretende recuperar y que aún temperatura/presión para que exista flujo quede suficiente capacidad en él para contener la desde el sistema a un cilindro de recuperación cantidad que se espera trasegar a él. Debido a que el empleando una máquina de recuperación. fluido recuperado contendrá una cantidad de aceite, b) Mantenga el sistema del cual va a descargar asegúrese de que el cilindro de recuperación no el refrigerante lo más caliente posible; retire sobrepase el 70 al 75% de su máxima capacidad de toda la carga refrigerada del gabinete y la carga. Examine el cilindro cuidadosamente antes de escarcha/hielo del evaporador antes de emplearlo para asegurarse de que este sea seguro y comenzar a recuperar el gas. esté en buenas condiciones de uso. Cuando presuma c) Mantenga el cilindro de recuperación tan frío que este está vacío compruebe que su peso concuerde como sea posible a fin de facilitar el flujo de con la "tara" estampada en el cilindro. refrigerante.
- 137. CAPÍTULO VII: RECUPERACIÓN, RECICLAJE Y REGENERACIÓN 137 d) Para sistemas de grandes dimensiones emplee • Reglas generales en la recuperación de gases un cilindro de almacenamiento como pulmón refrigerantes intermedio entre el sistema y la máquina de recuperación a fin de extraer primero el refri- Las siguientes precauciones generales son aplica- gerante líquido, a fin de acelerar el proceso. bles en todos los casos: e) Mantenga baja la presión de succión del 1. No sobrecargar el cilindro, controlar la carga por compresor de la máquina de recuperación peso. para maximizar su vida útil. 2. No mezclar tipos de refrigerante o lo que es f) Cuando se extraiga un refrigerante muy conta- igual, no poner un tipo de refrigerante en un minado emplee filtros de limpieza [de motor cilindro cuya etiqueta indique que contiene otro quemado] en la línea de succión para proteger tipo distinto. al compresor de la unidad de recuperación. 3. Usar siempre cilindros limpios, libres de con- g) No exceda el límite de carga de los cilindros taminación de aceite, ácido, humedad, no con- de recuperación, verifique continuamente su densables, partículas sólidas, etc. peso en la balanza o emplee cilindros con sen- sor de llenado, conectados a la máquina de 4. Revisar visualmente cada cilindro antes de su recuperación, si esta está equipada con dis- empleo y asegurarse que soporte la presión del positivo de corte por señal desde el sensor del fluido a cargar en el. cilindro. 5. Rotar el uso de los cilindros de recuperación enviándolos al proveedor para su inspección rutinaria. • Recupere refrigerante de un sistema solo hasta que los manómetros de servicio 6. Emplee mangueras con los mayores diámetros indiquen presión manométrica cero (presión internos posibles y el menor número de restric- atmosférica) ciones. 7. Emplee mangueras de la menor longitud posible. Aunque el sistema aún contendrá vapor de refri- 8. Solo emplee para recuperar/almacenar cilindros gerante cuando la presión del manómetro indique grises con la parte superior amarilla. cero, existe el riesgo potencial de que si se sigue lle- vando el sistema a niveles de vacío parcial emplean- • Riesgos potenciales presentes cuando se do la máquina de recuperación, en caso de existir recuperan refrigerantes y otros una fuga en el sistema, se introduzca aire en éste que contaminantes en cilindros de recuperación la máquina de recuperación cargaría en el cilindro. Esto crearía una situación de riesgo puesto que Se deben inspeccionar cuidadosamente mangueras, algunos refrigerantes pueden hacerse combustibles manómetros y puntos de acceso antes de comenzar cuando se los mezcla con aire a presión. el proceso de recuperación. Se debe emplear el Las máquinas de recuperación son ineficientes equipo de protección personal necesario, además de cuando se las emplea por debajo de presión atmos- aplicar las medidas preventivas correctas. En el caso férica en su succión mientras que la presión de de hidrocarburos la inflamabilidad debe ser conside- descarga (la del cilindro) se incrementa. rada siempre y todas las fuentes de ignición deben ser Al completarse un proceso de recuperación, la aisladas, removidas o extinguidas durante el proceso manguera de succión, manómetros, etc. estarán a de recuperación. No omita considerar las condi- presión atmosférica y por lo tanto no habrá pérdida ciones de seguridad de la máquina de recuperación. apreciable de refrigerante a la atmósfera. La línea que conecta la máquina de recuperación al cilindro • Peligros en el manejo de refrigerante estará, sin embargo, en muchos casos con refrige- rante líquido a alta presión, que no debe liberarse a recuperado, aceite de refrigeración y la atmósfera. Para evitar esta liberación deben otros contaminantes emplearse mangueras con conexiones autosellantes o con válvulas de cierre manuales. Este refrigerante El nivel de riesgo de manejo de estas sustancias puede retroalimentarse a la succión de la máquina de contaminadas se incrementa con relación a los pro- recuperación para su reenvío al cilindro. ductos vírgenes en la posible formación de ácidos en la mezcla aceite/refrigerante, lo que puede causar irritación cutánea.
- 138. MANUAL DE BUENAS 138 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN • Requerimientos específicos para el almacenaje y solo debe emplearse en sistemas de refrigeración y disposición de aceite refrigerante descartado de la misma empresa que lo recicló. Todas las precauciones y buenas prácticas men- Los aceites refrigerantes descartados deben ser cionadas en la operación de recuperación deben ser considerados "residuos controlados" pues contienen tomadas en cuenta en este proceso. refrigerantes disueltos y deben ser tratados correspon- dientemente. La empresa que haya dado origen al aceite desechado debe responsabilizarse por su envase, almacenaje, etiquetado (identificación), registro documental y disposición a través de una persona o empresa autorizada. • Métodos para minimizar la retención de refrigerante en aceite. Someter el aceite a una reducción de presión, agitación y aumento de temperatura, simultánea- mente si fuese posible, son todas medidas que ayu- dan a minimizar la cantidad de refrigerante retenida en el aceite. Este refrigerante extraído debe ser recu- R12 R12 y R134A perado y almacenado para su destrucción. Máquinas para servicio automotriz - recuperan, reciclan, evacúan y cargan. 6 Método de reciclaje de refrigerante 7 Método de regeneración de refrigerante Las unidades de reciclaje operan en forma muy similar a las máquinas de recuperación, pero adi- La regeneración consiste en reprocesar un refri- cionalmente limpian los refrigerantes recuperados, gerante contaminado para llevarlo al grado de pureza reduciendo los niveles de contaminación, mediante correspondiente a las especificaciones del refrige- la separación del aceite y la eliminación de gases no rante virgen establecidas por la norma de calidad condensables a través de un proceso de evaporación ARI-700. en una cámara de separación y la utilización de fil- Dentro de los procesos a los cuales se puede tros secadores de núcleo, cuya finalidad es reducir la someter un gas contaminado para lograr su rege- humedad, la acidez y las partículas sólidas. neración se encuentra la destilación, proceso suma- Después de uno o varios ciclos de reciclado, mente complejo y que solo se puede realizar con hasta alcanzar el grado de descontaminación requeri- equipos especiales diseñados para este fin. do, los refrigerantes reciclados son trasegados hacia Adicionalmente, la norma ARI-700, define un el interior de cilindros reutilizables, identificados estricto control de calidad con el que deben cumplir como recipientes de gases recuperados (grises con los gases para garantizar su calidad y posterior utili- tope amarillo), que deberán ser etiquetados con las dad. Para realizar estas pruebas se requiere de la uti- características del gas contenido. lización de complejos equipos de laboratorio para Algunas unidades de reciclaje, empleadas mayor- análisis químicos (por ejemplo: cromatógrafo de mente en el sector de A/A automotriz, también cuen- gases [para determinar la pureza y la presencia de tan con el equipo necesario para recargar los refri- gases no condensables], titulador coulométrico de gerantes reciclados en los sistemas de refrigeración a Karl Fisher [para determinar la humedad] y en gener- los que se ha prestado servicio. Estos equipos están al, equipamiento de laboratorio para reacciones de automatizados y controlados por un programa titulación y detección de diversos tipos de impurezas: Este proceso se diferencia de la recuperación en residuo de alta ebullición o no volátil [para medir que, además de una limpieza básica que se puede presencia de lubricantes], partículas sólidas [para lograr en aquella, este mejora las propiedades del medir presencia de insolubles], reacción por borbo- producto, sin que se pueda comprobar fehaciente- teo en mezcla de tolueno, isopropanol y agua con mente si se ha llegado a los niveles de calidad indicador azul de bromotimol titulada con hidróxido establecidos por los estándares de un refrigerante vir- de potasio [para medir acidez], reacción por añadido gen; es por esta razón que no debe comercializarse a solución de nitrato de plata en metanol [para
- 139. CAPÍTULO VII: RECUPERACIÓN, RECICLAJE Y REGENERACIÓN 139 determinar presencia de cloruros), mediciones En la figura siguiente, la unidad de recuperación imprescindibles para la certificación. esta conectada al refrigerador mediante una válvula El refrigerante resultante debe ser totalmente punzonadora típica. Debido a que la carga de refri- indistinguible del virgen y se puede comercializar gerante es pequeña, solo hace falta recuperar vapor. como tal o diluirlo en este si los volúmenes de pro- Si se instalan válvulas punzonadoras en ambos lados ducción fuese insignificante. del sistema (lado de alta y lado de baja), la recu- peración será más rápida. Todas las precauciones y buenas prácticas men- cionadas en la operación de recuperación deben ser tomadas en cuenta en este proceso. Evaporador Condensador Unida de Válvula Compresor Lado vapor recuperación pinche Vapor Filtro Salida de descarga Vapor Líquido Líquido Balanza Eje de válvula Máquina regenadora. Válvula pinche 8 Procedimientos para la recuperación Conexión de equipo de recuperación a una nevera de refrigerante doméstica y vista en corte de válvula de “pinchar”. No existen diferencias sustanciales entre los pro- cedimientos para extracción de refrigerante de los 8.2 Procedimiento para distintos sistemas de refrigeración y aire acondiciona- recuperar refrigerante do, los cuales revisaremos a continuación. en un sistema de aire • Sistema de un refrigerador domestico. acondicionado • Sistema de un Aire Acondicionado (A/A). • Sistema Comercial de Cámara Fría. • Recuperación fase líquida • Sistema de A/A de Vehiculo. En la figura siguiente se puede ver una unidad 8.1 Procedimiento para condensadora típica para instalaciones de aire recuperar refrigerante acondicionado doméstico tipo "split". Estos equipos están dotados comúnmente de válvulas de servicio en un refrigerador instaladas en las tuberías. Al recuperar refrigerante de doméstico un sistema de este tipo con alto contenido de refri- gerante, primero debe transferirse el líquido para Es posible recuperar refrigerante de un sistema acelerar el procedimiento. Si, adicionalmente, está herméticamente cerrado que no está dotado de cargado con una mezcla zeotrópica, entonces esto es válvulas de servicio. Para esto, hay que instalar una imprescindible. válvula punzonadora en el sistema, siguiendo las En este dibujo se puede observar el método instrucciones del fabricante, y utilizar una unidad de "push/pull" (aspiración y compresión). El tubo de recuperación para extraer el refrigerante de la líquido del sistema se conecta a la válvula de líquido unidad. Las válvulas punzonadoras nunca deben en el cilindro de recuperación. La válvula de vapor dejarse instaladas de modo permanente sino que hay en el cilindro se conecta a la torna de entrada (de que retirarlas después de su utilización si están insta- aspiración) de la unidad de recuperación. La salida ladas en él tubo de proceso. de descarga en la unidad de recuperación se
- 140. MANUAL DE BUENAS 140 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN conecta al tubo de aspiración en el sistema de aire 8.3 Procedimiento para acondicionado. Si existen válvulas disponibles en el recuperar refrigerante recipiente del sistema (lado de alta presión) el lado de en un sistema de salida de la unidad de recuperación podría conec- tarse ahí igualmente. El líquido fluye ahora del lado refrigeración comercial del líquido en el sistema de aire acondicionado y va de cámara fría al cilindro. La unidad de recuperación mantendrá la presión dentro del cilindro mas baja que en el sis- • Recuperación fase líquida tema de aire acondicionado y sostendrá el flujo del líquido. Conecte la manguera de líquido del cilindro de recuperación a la válvula interruptora de la salida del Trampa Unidad interna sistema en el recipiente/condensador. Para controlar el flujo del líquido, instale una mirilla en la manguera que va al cilindro. Desde el lado de aspiración y Cañería de gas Unidad entrada de la unidad de recuperación conecte la condensadora Cañería de líquido Entrada manguera al lado correspondiente al vapor en el Línea de gas Válvula de parada succión Vapor Secador cilindro (utilice un filtro secador). El lado de salida de descarga en la unidad de recuperación se conecta Unidad Punto de revisión Vapor Líquido recuperadora con el lado de alta presión del sistema en la válvula Visor Salida descarga interruptora de alta presión de la entrada del conden- Líquido sador o del compresor. Balanza Todas las válvulas interruptoras del sistema deben estar abiertas, incluidas las válvulas solenoides. Haga Conexión en modo “Push-pull" de equipo de recuperación funcionar la unidad de recuperación y preste aten- a sistema de AA tipo "Split". ción al visor de líquido. Cuando no se observe mas • Recuperación en fase vapor liquido en el visor, se habrá transferido todo el refri- gerante líquido del sistema. Cuando la transferencia del líquido se ha terminado, Válvula de quedara todavía un poco de vapor del refrigerante en expansión Evaporador el sistema. Para transferir todo el refrigerante al cilin- Válvula solenoide línea líquido dro de recuperación, conecte la manguera de Válvula de expansión termostática aspiración de la unidad de recuperación a la tubería de gas del sistema de aire acondicionado. Conecte la Válvula solenoide manguera de la salida de descarga de la unidad de línea líquido Evaporador recuperación al cilindro por la toma de vapor. Haga funcionar la unidad de recuperación hasta que el manómetro de aspiración indique presión cero Descarga Succión (atmosférica). En ese momento, el proceso de recu- peración se habrá completado. Compresor Condensador Entrada colector succión Trampa Secador Unidad interna Vapor Líquido Salida descarga Visor Cañería de gas Unidad Cañería de líquido condensadora Balanza Línea de gas Entrada succión Válvula de parada Secador Salida descarga Conexión de equipo de recuperación en modo Punto de revisión Unidad recuperadora “Push-pull” a sistema comercial multievaporador Vapor para extracción de líquido. Líquido (cerrado) Líquido Balanza Conexión de equipo de recuperación para extracción de vapor en sistema de AA tipo "Split".
- 141. CAPÍTULO VII: RECUPERACIÓN, RECICLAJE Y REGENERACIÓN 141 • Recuperación fase vapor 8.4 Procedimiento para recuperar refrigerante Cuando se ha terminado de transferir el líquido, en un sistema de aire conecte las mangueras del lado de aspiración/entra- acondicionado da de la unidad de recuperación al lado de baja o automotriz alta presión del compresor. El mejor modo de recu- peración se logra conectando las mangueras (con el múltiple de servicio) a ambos lados de presión (alta y • Recuperación fase vapor baja). El lado de descarga/salida de recuperación se conecta al cilindro (lado del vapor). Asegúrese de Los sistemas de aire acondicionado de vehiculo que todas las válvulas interruptoras/de servicio estén están dotados comúnmente de válvulas de servicio abiertas para evitar el "bloqueo" del refrigerante. En tanto del lado de alta como de baja presión. La carga la figura siguiente se puede ver cómo se hacen las de refrigerante de este tipo de sistema es pequeña conexiones para una recuperación de este tipo. y por lo tanto solo hace falta transferir vapor. Conecte la manguera del lado de aspiración/ Evaporador Válvula de expansión termostática entrada de la unidad de recuperación al lado de baja Válvula solenoide presión del compresor del sistema y la manguera de línea líquida Válvula de expansión descarga a la válvula de vapor en el cilindro de recu- termostática peración. Haga funcionar la unidad recuperadora de 3 a 5 minutos. Conecte otra manguera al lado de alta Válvula solenoide presión del sistema y termine la recuperación. Haga línea líquida Evaporador funcionar la unidad recuperadora nuevamente hasta que los manómetros indiquen presión 0 [presión atmosférica]. En la figura siguiente se ilustra un ejem- plo de recuperación de vapor para estos sistemas. Descarga Condensador Compresor colector Unidad Evaporador recuperadora Vapor Entrada Condensador Equipo de Salida Puntos de Secado succión Compresor conexión recuperación descarga Vapor Succión entrada Descarga Secador salida Vapor Líquido (cerrado) Líquido Vapor Líquido (cerrado) Líquido Balanza Conexión de equipo de recuperación a sistema comercial Balanza multievaporador para extracción de vapor. Conexión de equipo de recuperación a sistema en AA automotriz para extracción de vapor.
- 143. CAPÍTULO VIII: RECOMENDACIONES DE BUENAS 143 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN RECOMENDACIONES DE BUENAS CAPÍTULO VIII PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN El técnico de refrigeración debe prestar atención insignificante y que por lo tanto, no es grave. Este es a una cantidad de detalles y tener presente que los un error de interpretación que se debe corregir sistemas de refrigeración son instalaciones comple- porque el problema es la suma de todas esas jas, donde es necesario poseer conocimientos de "insignificantes" cantidades que cada uno [y son química, física, electricidad, mecánica, conser- unos cuantos miles] de los técnicos aporta, día tras vación del medio ambiente, medidas de seguridad día al pote. personal, control de riesgos, para entender real- Para ayudarle a mejorar su desempeño se han mente lo que allí sucede y las consecuencias de tra- recopilado las siguientes recomendaciones, basadas bajar en refrigeración empíricamente. en la experiencia y que, de aplicarse a conciencia, En primer lugar, debe proceder de acuerdo con pueden ser de gran ayuda para reducir notablemente principios de seguridad, puesto que las normas la cantidad de SAO y otros gases refrigerantes que establecidas le protegen a él contra accidentes de contribuyen al calentamiento global, que se liberan a trabajo y previenen que sus actos puedan afectar a la atmósfera, así como a mejorar las condiciones de terceros o causar daños materiales. seguridad. En segundo lugar debe tomar conciencia de la Se ha hecho hincapié en el aspecto seguridad necesidad de corregir hábitos de trabajo que, si bien pues se ha considerado necesario ir creando concien- hasta ahora le han dado resultado, puesto que el cia de seguridad en la profesión, con vistas al futuro usuario final normalmente acepta como buena una posible empleo de sustancias [HC] cuyo uso va a reparación que a simple vista produce el resultado generar situaciones de riesgo que ameritan una pro- esperado (enfriar algo), y ello es suficiente para funda conciencia de seguridad. cobrar por su trabajo. En realidad, si el servicio no Para una correcta interpretación de la gran ma- se ha hecho según las normas, respetando todas las yoría de estas recomendaciones es evidente que es especificaciones del fabricante y en caso de modifi- imprescindible tener conocimientos de refrigeración caciones necesarias, aplicando los conocimientos más allá de los adquiridos empíricamente. técnicos necesarios para una decisión correcta; está abusando de la confianza del cliente y causando un daño al ambiente. 1 Seguridad personal En este contexto, es necesario que entienda que • Seleccione, verifique y emplee equipos de la aplicación de buenas prácticas es imprescindible seguridad y protección personal adecuados para que los equipos alcancen su vida útil esperada y el número de reparaciones necesarias sea el Durante las actividades laborales normales el mínimo posible, a excepción del imprescindible operador de equipo o técnico de servicio debe mantenimiento preventivo. disponer de, y emplear, equipo de protección perso- nal adecuado y verificar su efectividad antes de Con relación a la protección de la capa de emplearlo. ozono, principalmente, es importante que el técnico, tome conciencia y actúe de tal manera de prevenir El equipo de protección personal debe ser fugas de refrigerante empleando buenas técnicas de empleado donde quiera que exista un riesgo, pero su disposición y distribución de tuberías, buenas técni- uso no implica descartar la necesidad de adopción cas de conexión de tuberías, buenas técnicas de sol- de prácticas seguras de trabajo, de tal manera que dadura, buenas técnicas de amortiguación de vibra- las prendas de protección personal constituyan tan ciones y en general, buenas prácticas de diseño de solo una medida de precaución adicional, un refuer- circuitos de refrigeración. Adicionalmente se deben zo a la seguridad del operario, no su única defensa. aprender técnicas de servicio que reduzcan significa- tivamente la cantidad de gases refrigerantes que se • Efectúe su trabajo teniendo en cuenta todas expelen durante los procedimientos de servicio y las exigencias de seguridad personal y de mantenimiento. En todos estos casos, es el técnico de prevención de riesgos, lo cual incluye veri- servicio el que tiene en sus manos la decisión de ficar si se requieren permisos de la empresa contribuir a la solución de un problema o ser parte o de las autoridades para ciertos tipos de de este. tareas de alto riesgo Cada técnico puede pensar que la cantidad de En proyectos de grandes dimensiones a menudo refrigerante que él deja escapar en un servicio es existen reglas que exigen se realice una evaluación
- 144. MANUAL DE BUENAS 144 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN de riesgos previa al comienzo de una obra. En condición empleando un detector de fugas algunos casos, tales como trabajos de soldadura o confiable. En sótanos y cuartos de máquinas que involucren interrupciones del servicio eléctrico, dispuestos en recintos cerrados existe mayor será necesario verificar que tales operaciones sean probabilidad de altas concentraciones de previamente autorizadas, particularmente si ello pu- refrigerante por cuanto los CFC, HCFC, HFC y diese crear situaciones de riesgo a terceros en las HC son más pesados que el aire y por lo tanto áreas de trabajo. La evaluación previa de riesgos es tienden a descender. un proceso que suele surgir naturalmente del sentido b) Antes de efectuar trabajos que impliquen la común y lo lógico es que su práctica se formalice de necesidad de trabajar con la cabeza dentro de manera que la seguridad se convierta en un elemen- la tina de un gabinete exhibidor horizontal veri- to clave de la práctica en el oficio de la refrigeración. fique que no exista concentración de refrige- rante en esta. Si tiene dudas, es preferible dejar • Riesgos para la salud el detector de fugas encendido y con el sensor en el punto más bajo de la tina de manera de Los principales riesgos para la salud, que se recibir una advertencia en caso de que se pro- corren durante el empleo de gases refrigerantes son: duzca una fuga que pudiera acumularse allí. a) Asfixia, debido a que los vapores son más c) Algunos refrigerantes se tornan combustibles pesados que el aire. cuando se los mezcla con aire a cierta presión. b) Generación de vapores irritantes o tóxicos si se Tome precauciones cuando recupere refrigerantes enciende una llama en presencia de vapores de sistemas que hayan presentado fugas. de refrigerante. Los hidrocarburos son inflamables en aire en c) Quemaduras por congelamiento causadas por concentraciones a partir de valores tan bajos como contacto de alguna parte desprotegida del 1,8% en volumen con respecto a éste. A partir de cuerpo con refrigerante líquido o en fase de este punto, cualquier fuente de ignición, llamas, evaporación. chispas por descarga de estática o arcos eléctricos pueden iniciar la reacción. En el caso de una fuga o • Equipo de protección personal y recomenda- derrame asegúrese de que las fuentes potenciales de ciones adicionales ignición sean aisladas, retiradas o extinguidas a) Cuando las concentraciones de vapores inmediatamente, ventile el área exhaustivamente y pudieran alcanzar valores elevados será prevenga a las personas que se encuentren en las cer- necesario el empleo de equipo de asistencia canías, evitando desatar el pánico. respiratoria. b) En ocasiones puede ser necesario interrumpir 2 Carga de refrigerante la alimentación eléctrica de otros sistemas, en un sistema además del equipo, así como otras potenciales fuentes de ignición en los casos en que • Razones para asegurarse de la integridad, corresponda. hermeticidad y limpieza de los sistemas c) Disperse nubes de vapores con agua rociada. Es esencial que los sistemas sean lo suficiente- d) Las herramientas y equipos deben ser intrínse- mente resistentes, desde su diseño y construcción, camente seguros. para soportar las máximas presiones de operación e) El equipo eléctrico debe tener su aislamiento predecibles; suficientemente herméticos para garanti- íntegro y estar aterrado (conectado a tierra) zar la inexistencia de fugas del fluido refrigerante, para prevenir la acumulación de carga estática. particularmente si es una SAO, puesto que las fugas conducen a pérdidas de eficiencia energética y a fallas • Condiciones que dan lugar a situaciones de en los sistemas que por supuesto cuestan dinero y riesgo en términos de inflamabilidad, com- finalmente; suficientemente limpios de tal manera bustibilidad, concentraciones porcentuales que ni el refrigerante ni el lubricante se contaminen que deben evitarse, fuentes potenciales de al ser agregados al sistema. ignición y acciones a tomar en caso de fugas y derrames • Procedimientos de prueba de resistencia, a) Antes de entrar en un espacio en donde presión y fugas pudiera haber altas concentraciones de refri- Las pruebas de resistencia deben efectuarse con gerante, es recomendable verificar esta nitrógeno libre de oxígeno a una presión igual a 1,3
- 145. CAPÍTULO VIII: RECOMENDACIONES DE BUENAS 145 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN veces la Máxima Presión de Trabajo, durante un Condiciones iniciales de las válvulas tiempo lo suficientemente largo que nos permita ase- gurar que el sistema no ha sufrido deformación u Las válvulas de servicio están con sus tapones otro tipo de cambios no predecibles. roscados metálicos puestos y con sus émbolos en la Las pruebas de presión y búsqueda de fugas posición que bloquea la conexión de servicio [1] y deben efectuarse con nitrógeno libre de oxígeno a totalmente abierta la conexión de las líneas de una presión que sea por lo menos 1,1 veces la refrigerante a la succión y descarga del compresor, Máxima Presión de Trabajo, y nuevamente, durante respectivamente. un tiempo suficientemente largo que nos permita El juego de manómetros de tres vías y dos válvu- verificar que no haya una reducción en la presión las, tiene sus mangueras conectadas y abiertas las que sería indicativa de una fuga. válvulas de alta y baja presión. En caso de fugas muy difíciles de detectar se puede utilizar, como último recurso, el procedimien- Procedimiento para conectar el juego de to de localización de fugas consistente en agregar a manómetros la carga de nitrógeno trazas de vapor de refrigerante, y emplear un detector electrónico adecuado para el 1. Remueva los tapones de las conexiones de ser- refrigerante que se utilizará en el sistema. vicio, tanto en las válvulas de servicio en el compresor como en el tanque recibidor. Cuando se efectúen pruebas de fugas en sistemas que ya hayan sido cargados con refrigerante, 2. Cerciórese de que las válvulas del juego de recuerde que estos son más pesados que el aire y manómetros estén ambas abiertas (girando será más probable detectar su presencia en la parte ambas en sentido antihorario). inferior del componente examinado (si las fugas son 3. Conecte las mangueras en los puntos de baja y pequeñas). alta del sistema y la manguera central a una bomba de vacío para extraer los GNC [gases no condensables] de las mangueras y el cuer- • Procedimiento para conexión y desconexión po del juego de manómetros. del juego de manómetros a un sistema dota- do de válvulas de servicio de alta y baja 4. Efectúe un vacío y cierre las válvulas del presión, sin perder refrigerante manómetro en sentido horario. 5. Verifique que la válvula de servicio [de una vía] Unidad condensadora exterma que conecta el tanque recibidor con la línea de líquido del sistema esté abierta totalmente (debe Válvula de servicio de estar totalmente girada en sentido antihorario). la línea de líquido 6. Verifique que las válvulas del manómetro estén Tapón puesto Válvula de servicio de cerradas (girando el vástago en sentido horario). la línea de succión del compresor (abierta hacia la línea de suc- 7. Gire media vuelta en sentido horario las válvu- ción cerrada hacia el manómetro) las de servicio de succión y descarga, [lo cual Manómetro Manómetro lado de baja lado de alta (Abierta hacia la línea las abre parcialmente y conecta el sistema al de líquido, cerrada hacia el manómetro) juego de manómetros]. Abiertas 8. Verifique las presiones de trabajo y ponga en marcha la maquina (en caso de que haya esta- do detenida). Válvula cerrada Válvula cerrada 9. Esté preparado para apagar la máquina en caso de observarse alguna condición que indique falla o alguna fuga en las conexiones Cilindro de refrigerante Bomba de vacío de servicio efectuadas. 10. Al terminar la medición, cierre las válvulas de servicio de succión y descarga del sistema, retire las mangueras del sistema siguiendo el procedimiento descrito a continuación. Evaporador Conecte mangueras del juego de manómetros y aparatos de carga de tal manera de minimizar la con- taminación por pérdida de gas a la atmósfera y los Condiciones iniciales de las válvulas para riesgos personales y de daños a la propiedad. minimizar fugas de refrigerante.
- 146. MANUAL DE BUENAS 146 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN Cuando sea necesario purgar una manguera, Una vez identificado el refrigerante, es entonces asegúrese que contenga solo vapor a la menor pre- necesario determinar su estado: líquido, vapor o sión posible, nunca líquido. ambos. Para ello se deben medir las presiones en los manómetros conectados al sistema y la tem- Procedimiento para desconectar el juego peratura del fluido por medio de termómetros o ter- de manómetros mocuplas y con estos datos consultar la Tabla pre- sión-temperatura para ese fluido en particular [Ver 1. Cierre totalmente (en sentido antihorario) la Anexo II]. De la tabla pueden obtenerse los diversos válvula de servicio ubicada en la línea de estados de un determinado fluido, dependiendo de descarga. los valores de presión y temperatura obtenidos de 2. Asegúrese de que el punto de conexión central las lecturas: si está saturado, o sea líquido y vapor del manómetro esté cerrado y luego abra presente, entonces la presión y temperatura ambas válvulas (alta y baja presión) en el deberán ser consistentes con la condición saturada. juego de manómetros para reducir cualquier Si la lectura de presión del refrigerante es menor presión de descarga que pudiera haberse acu- que la presión de saturación para su temperatura, mulado. entonces está en estado de vapor sobrecalentado en 3. Cierre ambas válvulas (alta y baja presión) en el sistema. el juego de manómetros. 4. Desconecte la manguera desde el juego de • Identifique la condición del refrigerante: manómetros a la descarga, ponga en su sitio el subenfriado, saturado o sobrecalentado tapón de la válvula de descarga. Usando manómetro y termómetro la presión y 5. Cierre totalmente (en sentido antihorario) la temperatura del refrigerante son comparadas con la válvula de servicio ubicada en la línea de suc- presión y temperatura de saturación. ción y desconecte la manguera. • Si la temperatura es inferior a la de saturación, 6. Ponga en su sitio el tapón de la válvula de ser- el producto está en estado de líquido subenfriado. vicio de succión. • Si coexisten líquido y vapor a una misma tem- 7. Verifique que no hayan quedado fugas en las peratura y presión, estamos en presencia de un válvulas. producto en su condición de saturación. Desconecte manómetros, mangueras, equipo de • Si el vapor ha sido calentado por encima de su recuperación y cilindro, minimizando pérdidas a la temperatura de saturación y por lo tanto no atmósfera y riesgos de daños a la salud y a la contiene líquido, es llamado vapor sobreca- propiedad. lentado. • Identifique el tipo de refrigerante y su estado • Cuando esté efectuando una carga con una (líquido o vapor) mezcla zeotrópica en fase líquida por el lado Frecuentemente, no es posible distinguir entre de baja presión del sistema, para alcanzar el tipos de refrigerantes debido a que numerosos susti- nivel correcto de carga tutos de CFC poseen relaciones presión-temperatura Mientras que la práctica normal es cargar líquido muy similar y cuando se trate de sustitutos no defini- en el lado de alta presión del sistema con el compre- tivo o temporal no habrá cambios en los dispositivos sor detenido, cuando se debe agregar una pequeña que pudieran ser indicativos. Por ejemplo: puede ser cantidad de refrigerante para ajustar una carga insu- que se esté empleando el mismo compresor/unidad ficiente, es más práctico agregar vapor por el lado de condensadora, válvula de expansión, aceite, etc. Un succión del sistema. cambio en el tipo de desecante pudiese ser un indica- Con mezclas zeotrópicas es necesario extraer el tivo de que ha habido un cambio, pero no necesa- refrigerante del cilindro en su fase líquida para evitar riamente a cuál refrigerante. ¡La única manera de cambios en las concentraciones relativas de los com- saber qué refrigerante hay en el sistema dependerá ponentes de la mezcla, tanto en el cilindro como en de las etiquetas que hayan sido estratégicamente la carga que se esté efectuando. Una carga de líqui- colocadas, originalmente por la fábrica del equipo do por el lado de baja de un sistema debe hacerse y posteriormente, si se efectuó un cambio, por el con extremo cuidado. El mejor método consiste en técnico que lo realizó! emplear un juego de manómetros de servicio, uti- Las etiquetas son esenciales para prevenir la for- lizando las válvulas del cuerpo de distribución mación de mezclas extrañas que se convertirán en del juego de manómetros para inyectar, por pulsos, productos destinados a su destrucción. el líquido en la línea de succión poco a poco,
- 147. CAPÍTULO VIII: RECOMENDACIONES DE BUENAS 147 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN observando al mismo tiempo la temperatura en la c) Se observa la presencia permanente de líquido línea de succión del compresor y la manguera de a la entrada del dispositivo de expansión, conexión desde el juego de manómetros al sistema. [mediante la observación del visor de la línea Desde el cilindro debe salir líquido, pero en la ma- de líquido]. niobra no debe permitirse que el refrigerante llegue d) Los productos refrigerados alcanzan y mantienen al compresor en este estado pues puede dañarlo. la temperatura de conservación especificada. El punto a enfatizar es la habilidad para extraer líquido del cilindro y convertirlo en vapor antes de • Acciones a desarrollar si se descubre una que llegue a la succión del compresor. Existen dis- fuga después de haber desconectado las positivos para cargar líquido en la línea de succión mangueras del juego de manómetros que dosifican la entrega, vaporizándolo antes de su entrada al sistema. Una vez desconectadas las mangueras de un sistema es indispensable efectuar una búsqueda exhaustiva de fugas. Cualquier fuga detectada debe • Separación diferencial en mezclas zeotrópicas ser eliminada inmediatamente y el sistema revisado y los efectos que esto puede tener durante el nuevamente. Por supuesto, el sistema ya habrá sido proceso de carga verificado exhaustivamente antes de la carga de Las mezclas zeotrópicas tienen proporciones de refrigerante; sin embargo, es posible que se generen componentes en fase líquida, diferentes a las que fugas por el simple hecho de desconectar las mantienen en fase vapor; esto significa que las con- mangueras del sistema. centraciones de los productos químicos consti- tuyentes son presumiblemente distintas en los • Emplee tapones roscados y con sello vapores en la parte superior del cilindro con respec- to al líquido en la parte de abajo. A menos que todo Recuerde reponer y ajustar los tapones en las el contenido del cilindro se vacíe y transfiera al sis- conexiones de servicio del sistema después de haber tema de refrigeración en una sola operación, será efectuado un servicio. Si encontró que la conexión necesario que la transferencia se efectúe en la fase no estaba protegida con su tapón o que éste no está líquida, ya sea invirtiendo el cilindro o utilizando la en buen estado, coloque usted uno nuevo que tenga válvula de líquido. Si se omite esta exigencia, la su sello en buen estado. consecuencia será un sistema que no alcanzará la eficiencia esperada y simultáneamente cambiará la • Identificar el sistema en el que haya efectuado composición química del refrigerante restante en el un servicio y sustituido el refrigerante cilindro, convirtiéndolo en una sustancia inútil. ["retrofit"] Debe colocar etiquetas que indiquen claramente • Riesgos potenciales que se pueden presentar todos los cambios efectuados: refrigerante, lubri- cuando se cargan mezclas zeotrópicas refri- cante, filtro secador, dispositivo de expansión y gerantes en sistemas cualquier otro componente pues las alternativas que A medida que se extiende el uso de mezclas presentan los HFC y los nuevos refrigerantes sustitu- zeotrópicas, la carga en fase líquida se hace cada vez tos permanentes dan lugar a distintas opciones. más imprescindible y aumenta el riesgo de pérdidas Recuerde que quien vaya a prestar servicio a ese sis- de refrigerante líquido que pueden causar que- tema después de usted, dependerá de esa informa- maduras. Se deben tomar las precauciones nece- ción para hacer bien su trabajo. sarias, verificando mangueras, manómetros y puntos de acceso antes de cargar y se debe usar equipo de 3 Riesgos que presentan protección personal, además de las medidas preven- los hidrocarburos [HC] y tivas adecuadas. mezclas que contienen hidrocarburos cuando son • Cómo saber cuando se ha completado la carga empleados como a) La cantidad correcta, por peso, ha sido trans- refrigerantes ferida al sistema. b) Las temperaturas de evaporación y conden- Estos productos representan un riesgo severo de sación son las correctas para esa aplicación, explosión. Los vapores son más pesados que el aire [Verificadas por medio de los manómetros del y por lo tanto pueden extenderse a nivel de piso hasta sistema]. alcanzar un sitio donde entre en contacto con una
- 148. MANUAL DE BUENAS 148 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN fuente de ignición y luego retornar como una defla- • Verifique la presencia de fugas de gases emplean- gración. Los límites de inflamabilidad varían, de do métodos adecuados (existen en el mercado acuerdo al producto, entre 1,85% y 10,2% en volu- monitores de gases inflamables y gases tóxicos). men relativo al de aire. • Verifique la existencia de una cantidad de agua La inflamabilidad es un factor de consideración suficiente para prestación de primeros auxilios, primordial en el caso de los hidrocarburos y todas las combate de incendios o dilución de materiales fuentes de ignición deben ser aisladas, retiradas o corrosivos en casos de derrames o fugas. extinguidas durante el proceso de carga. • Emplee reguladores de presión a la salida de Con temperaturas de ignición entre 365ºC y los cilindros de gas a alta presión cuando se 500ºC, debe tenerse sumo cuidado cuando se esté esté trasegando el contenido a un sistema que trabajando en las proximidades de sistemas cargados está diseñado para trabajar en un rango de con hidrocarburos. Las precauciones deben extremarse presiones inferior al del gas contenido en el cuando se estén efectuando operaciones de soldadura y cilindro de origen. desoldado de tuberías. • Nunca permita que un gas en su fase líquida quede atrapado en determinadas partes de un 4 Manejo, uso y almacenaje sistema pues esto puede provocar una ruptura seguro de gases hidráulica. comprimidos • Antes de conectar un cilindro para cargar un sistema, verifique la imposibilidad de que se produzca un retorno desde el sistema hacia el Las recomendaciones que a continuación se men- cilindro. cionan aplican tanto para cilindros de gases vírgenes como para cilindros cargados con gas recuperado no • Asegúrese de que los sistemas eléctricos en el regenerable con las precauciones adicionales aso- área cumplan con las normas aplicables para ciadas al manejo de sustancias que pueden ser de cada tipo de gas. naturaleza ácida. • Nunca emplee llama directa y dispositivos de Para realizar el transporte de cilindros, deben ser calentamiento eléctrico para aumentar la tem- seguros, estar claramente identificado y sellado, sin peratura de un cilindro. La máxima temperatura riesgos de fugas a la atmósfera y cumplir con toda la que puede aplicarse a un cilindro es 45ºC. regulación establecida en el país para tal actividad. • Nunca intente re-comprimir un gas o una mez- cla de gases de un contenedor sin consultar al proveedor. 4.1 Recomendaciones para • Nunca intente trasegar gases de un contenedor el manejo y uso a otro a menos que haya obtenido previa autorización de su proveedor y conozca los • Utilice guantes de trabajo adecuados para la tarea. riesgos asociados con esa tarea. • Emplee medios de auxilio mecánicos tal como • No intente aumentar la velocidad de trans- montacargas u otros dispositivos adecuados ferencia de líquido de un cilindro a otro para el transporte de contenedores pesados, presurizando el contenedor sin antes consultar aún en distancias cortas. con el proveedor. • No remueva las cubiertas protectoras de las • No use los cilindros como rodillos o soportes válvulas (cuando ellas formen parte del cilin- o para cualquier otra función que no sea con- dro) hasta que el cilindro haya sido sujetado a tener el gas que en él se ha cargado. una base firme que garantice su estabilidad. • Nunca permita que las válvulas de los cilin- • Cuando las situaciones así lo requieran, dros conteniendo oxígeno u otro oxidante se emplee protecciones corporales para ojos y contaminen con aceite, grasa u otra sustancia cara. La selección práctica entre lentes de fácilmente combustible. seguridad, antiparras para protección contra • Mantenga las válvulas de salida de los sustancias químicas y máscara facial completa cilindros limpias y libres de contaminantes, dependerá de la presión y naturaleza del gas particularmente aceite y agua. con que se esté trabajando. • No someta los cilindros a golpes mecánicos • Cuando se esté operando con gases tóxicos, que puedan causar daño a sus válvulas o dis- asegúrese de tener a mano equipos portátiles positivos de seguridad. de respiración asistida por presión positiva o • Nunca intente reparar o modificar las válvulas un respirador de aire conectado a una línea de o dispositivos de seguridad de un cilindro. aire en las cercanías del área de trabajo.
- 149. CAPÍTULO VIII: RECOMENDACIONES DE BUENAS 149 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN Válvulas que se encuentren dañadas deben ser • Las cantidades de gases inflamables o tóxicos reportadas al proveedor de inmediato y el almacenados deben ser las menores posibles. cilindro debe ponerse fuera de servicio. • Los cilindros de almacenaje deben ser inspec- • Cierre la válvula de salida de gas al concluir cionados periódicamente en cuanto a su una extracción, aún cuando el cilindro per- condición general y fugas. manezca conectado a un equipo. • Los cilindros pequeños no deben almacenarse • Vuelva a poner en su lugar tapas, tapones de apilados uno sobre otros. válvulas (cuando ellas hayan sido provistas • Los cilindros deben almacenarse en posición con el cilindro) tan pronto como éste haya vertical (a menos que su diseño indique que su sido desconectado del equipo. posición de almacenaje es horizontal), deben estar sujetos mediante cadenas a puntos de 4.2 Recomendaciones para anclaje que los mantengan en la posición pre- el almacenaje determinada o, en su defecto, unidos en paquetes estables que se mantengan natural- mente en la posición prefijada. • Las áreas de almacenamiento deben ser bien ventiladas y su acceso debe estar restringido a • El almacenaje en posición vertical es el personal autorizado. Deben mantenerse recomendado cuando el diseño del cilindro es despejadas y estar claramente identificadas para esta posición. como área de almacén y exhibir señaliza- • Los cilindros contentivos de refrigerantes están ciones indicadoras de los riesgos presentes, presurizados y siempre deben ser tratados con según corresponda (inflamables, tóxicos, precaución. Verifique su condición física, radioactivos, etc.) válvulas y tapones o precintos antes de • El almacén de cilindros debe ubicarse en un manipularlos. área libre de riesgos de incendio y aislado de • Los cilindros deben estar claramente identificados fuentes de calor e ignición. Se recomienda mediante etiquetas, indicando el contenido y los designar el sector como "zona de no fumar". riesgos relacionados con el producto. Los cilindros deben estar a resguardo de la • Los cilindros que se almacenen a la intemperie radiación solar y las inclemencias atmosféricas. deben estar adecuadamente protegidos contra • Los cilindros que se almacenen a la intemperie la oxidación y condiciones climáticas extremas. deben estar adecuadamente protegidos contra • El almacenaje de cilindros debe prevenir condi- la oxidación y condiciones climáticas ciones que pudieran generar corrosión de estos. extremas. • Almacene cilindros vacíos separados de los • El almacenaje de cilindros debe prevenir condi- llenos y estos últimos en orden de antigüedad ciones que pudieran generar corrosión de estos. para que el inventario más antiguo salga • Los cilindros almacenados deben estar ade- primero. cuadamente asegurados para evitar que se • Cuando los cilindros sean transportados en caigan o rueden. vehículos deben estar sujetos y protegidos • Las válvulas de los cilindros deben estar her- contra daños y el vehículo debe estar ade- méticamente cerradas y sus conexiones cuadamente ventilado. tapadas o taponadas, si así fuese indicado. • Si el cilindro prevé el uso de una tapa protec- 4.3 Otras recomendaciones tora para cubrir la válvula, esta debe estar siempre en su lugar y apropiadamente sujeta al de manejo y almacenaje cilindro. • Almacene cilindros vacíos separados de los Para el manejo y almacenaje de gases a alta pre- llenos y estos últimos en orden de antigüedad sión y gases comprimidos [licuados] en contenedores para que el inventario más antiguo salga de traslado, (cilindros) es necesario cumplir con las primero. siguientes recomendaciones prácticas. De acuerdo a • Los cilindros de gases deben ser separados en diversas características de estos productos y el área de almacenamiento de acuerdo con su propiedades individuales y los procesos en que son clasificación (tóxicos, inflamables, oxidantes, empleados, que los catalogan en diversas categorías etc.) (sustancias corrosivas, tóxicas, inflamables, pirofóricas, • Los gases inflamables deben ser almacenados oxidantes, radioactivas o inertes), pueden requerirse separados de otros materiales combustibles. precauciones adicionales a las aquí mencionadas.
- 150. MANUAL DE BUENAS 150 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN • Solamente personal entrenado debe manipular introducidos por el desarrollo de nuevas herramientas, gases comprimidos. pueden necesitar de algún cambio en los pro- • Observe y acate todos los reglamentos y requi- cedimientos habituales. sitos establecidos por las normas con relación • Los condensadores solo pueden limpiarse exter- al almacenaje de contenedores a presión. namente empleando solventes químicos adecua- • No remueva, oculte o dañe las etiquetas pro- dos a los materiales, sistemas de limpieza al vistas en el contenedor para identificar su con- vapor, aspiradoras y brochas y en última instan- tenido o prevenir sus riesgos. cia sopleteados con nitrógeno. Jamás usar refri- gerante para esta operación. • Confirme la identidad del gas antes de emplearlo. • Cuando se descubra que un sistema tiene una • Conozca y comprenda las propiedades y ries- fuga, esta debe ubicarse y repararse antes de pro- gos asociados con el uso de un determinado ceder a cargarlo con refrigerante. Si la carga total gas antes de emplearlo (Lea la Hoja de Datos del sistema se ha perdido, se debe utilizar de Seguridad de la Sustancia [MSDS: Material nitrógeno para la presurización y prueba de fugas Safety Data Sheet] - Ver Anexo I). para posteriormente evacuarlo y hacer una • Establezca e implemente planes para cubrir segunda prueba de hermeticidad en vacío. cualquier situación de emergencia que pudiera • La prueba de detección de fugas en sistemas que surgir en relación con el gas en cuestión. aún no hayan sido cargados debe hacerse emple- • Cuando tenga dudas respecto al manejo y uso ando nitrógeno seco libre de oxígeno o nitrógeno adecuado de un gas, contacte a su proveedor con trazas de R22, cuando las condiciones de para obtener asistencia. trabajo así lo recomienden, jamás con refrige- rante puro. 5 Técnicas de trasegado • En la etapa de especificación y diseño de sis- seguras temas debe tomarse en consideración minimizar la posibilidad de fugas que pudieran presentarse a futuro, recurriendo, por ejemplo, a especificar La práctica de trasegar refrigerante de un cilindro conexiones soldadas con preferencia a conex- de gran tamaño a cilindros de servicio de menor iones roscadas, pues es un hecho que existe capacidad es una fuente de riesgos y de posibles mayor posibilidad de fugas en estas últimas. descargas de refrigerante a la atmósfera. • Siempre que sea posible deben emplearse sustan- Los siguientes puntos deben ser tenidos en cuenta: cias inocuas para la capa de ozono y del menor • Nunca exceda la capacidad de carga especifi- índice de calentamiento global posible. cada para un cilindro. Siempre cargue por • Son más seguras las conexiones soldadas que las peso y manteniéndose por debajo del límite de conexiones roscadas. carga antes mencionado. En un cilindro sobrecar- gado cada aumento de temperatura de 1ºC puede • Los puntos de conexión a un sistema deben ser resultar en un aumento de presión de 100 psi. preferiblemente protegidos con tapas de metal puesto que las de plástico son menos confiables. • El refrigerante fluirá naturalmente desde un cilindro más caliente a uno más frío. Enfríe el • Siempre que el diseño del sistema lo permita cilindro receptor en un congelador o nevera, debe incluir la opción de comprimir el gas del jamás mediante el recurso de purgar su con- sistema en un tanque acumulador de líquido, tenido residual a la atmósfera. donde se pueda acumular toda la carga mientras se efectúan operaciones de mantenimiento o • Emplee mangueras de trasegado lo más cortas servicio. posibles e inspecciónelas regularmente. • El tamaño del tanque acumulador de líquido de un sistema debe ser suficiente para contener la 6 Más consideraciones de carga total del sistema. buenas prácticas en refrigeración Muchos de los procedimientos que reconocemos como buenas prácticas en refrigeración son ya de uso cotidiano por los técnicos preparados y con elevado sentido de responsabilidad profesional. Otros,
- 151. 151 ANEXO I Material Safety Date Sheet (MSDS) ANEXOS Hoja de Datos de Seguridad PRODUVEN, C.A. (PRODUCTOS HALOGENADOS DE VENEZUELA, C.A.) IDENTIFICACIÓN DEL PRODUCTO: USO PRINCIPAL REFRIGERANTE R-11 Propulsor de Aerosol Fluido Frigorífico. (TRICLOROFLUOROMETANO) Agente de expansión en Espumas. Limpieza en seco. Acondicionador de Aire. IDENTIFICACIÓN DE LA EMPRESA PRODUCTORA / IMPORTADORA PRODUVEN C.A. Carretera Nacional Morón-Coro, Sector Empresas Mixtas. Venezuela Teléfonos en caso de Emergencias: 0242 - 6088177 / 608125 / FAX 3608123- 3608254 (24 horas) Correo Electrónico: FECHA DE EMISIÓN / REVISIÓN: Junio de 2004 PROCEDIMIENTOS PARA CASOS DE EMERGENCIAS PRIMEROS AUXILIOS ACCIÓN EN CASO DE DERRAME O FUGA Ojos: irritación Transitoria por Proyección. • Alejarse de los contenedores que presenten fugas. • Usar niebla o rocío de agua para reducir los vapores Piel y Mucosas formados por el producto. Hemato-toxicidad por contacto prolongado. • Aislar el área de la fuga a por lo menos 50 metros a la Hepato-toxicidad por contacto prolongado. redonda. • Usar equipo de protección respiratoria autónomo. • Detenga la fuga si puede hacerlo sin riesgos. Inhalación ACCIÓN EN CASO DE INCENDIO Nocivo; en concentraciones superiores a los • INCENDIOS PEQUEÑOS: polvos químicos secos o 1000 ppm en espacios cerrados. CO2. A las concentraciones letales o sub.-letales: altera- • INCENDIOS GRANDES: Usar rocío de agua, niebla ciones del Sistema Nervioso Central y Cardiovascular. o espuma regular. Los vapores pueden causar mareos o asfixia sin • Retire los tambores del área del incendio si puede advertencia hacerlo sin riesgos. • Enfríe con agua lanzada desde los lados los tam- bores expuestos al fuego. Ingestión: NO APLICA Propiedades peligrosas Incendio • No combustible / no inflamable. Tratamiento Médico • Descomposición térmica en Proyección en los Ojos: lavar de inmediato, productos Tóxicos y Corrosivos. abundante y prolongado, con agua, consultar (fosgenos) eventualmente a un oftalmólogo. Toxicidad • Los vapores pueden desarreglos nerviosos o cardiovasculares. Inhalación: trasladar a las victimas de la exposi- Reactividad y• A temperatura elevada se ción a lugares abiertos donde exista aire puro. Si Estabilidad descompone dando origen a hay dificultades respiratorias, Oxigeno terapia. productos Clorados y Fluorados irritantes y tóxicos. • Evitar aleaciones que contengan más del 2% de Magnesio. ROMBO DE SEGURIDAD NFPA: ROMBO DE IDENTIFICACION DOT: No posee. No posee. NUMERO DE LAS NACIONES UNIDAS NÚMERO C.A.S No posee 75-69-4
- 152. MANUAL DE BUENAS 152 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN PRODUVEN, C.A. PRODUCTOS HALOGENADOS DE VENEZUELA, C.A. IDENTIFICACIÓN DEL PRODUCTO: USO PRINCIPAL REFRIGERANTE R-11 Propulsor de Aerosol Fluido Frigorífico. (TRICLOROFLUOROMETANO) Agente de expansión en Espumas. Limpieza en seco. Acondicionador de Aire. IDENTIFICACIÓN DE LA EMPRESA PRODUCTORA / IMPORTADORA PRODUVEN C.A. Carretera Nacional Morón-Coro, Sector Empresas Mixtas. Venezuela Teléfonos en caso de Emergencias: 0242 - 6088177 / 608125 / FAX 3608123- 3608254 (24 horas) Correo Electrónico: FECHA DE EMISIÓN / REVISIÓN: Junio de 2004 PROPIEDADES FÍSICAS: Estado Físico A 20º C: LIQUIDO. Color: INCOLORO. Olor: DÉBILMENTE ETEREO Temperatura característica Punto de Ebullición: 23,8ºC PH: No aplica Solubilidad: Poco soluble en agua, soluble en numeroso disolvente orgánico, hidrocarburos, Disolventes Clorados. Presión Vapor: 20ºC: :0, 89 bar. Masa Volúmica Liquido a 20ºC: 1.488 g/cm3 Vapor: 45.145 Kg/cm3 Otros Datos No existen. PROPIEDADES INDICADORAS: No existen DAÑOS AL MEDIO AMBIENTE: Degradación de la Capa de Ozono MANEJO DE DESECHOS Conforme a lo establecido en las Leyes y Reglamentos en Vigor. PRECAUCIONES DE MANEJO Y USO Transporte Almacenamiento En cisternas, Container o tambores de 208 litros. En tambores metálicos de 208 litros. Muestreo Manipulación Globo de laboratorio. Alejado de las llamas o fuentes de calor. Equipo de protección personal Instalaciones Respirador con Cartuchos contra Gases y/o Botiquín de Primeros Auxilios con Cremas para Vapores. Lentes de seguridad. Guantes de la Atención de Quemaduras. Neopreno o PVC. Poseer extractores de aire para la manipulación. Higiene personal Ropa de trabajo Lavarse las manos después de manipular el Ropa de trabajo convencional de uso diario en producto. la actividad laboral. Prohibiciones Tuberías / equipos No fumar, comer cuando se esté manipulando De hierro o acero inoxidable. el producto. EDUCACIÓN DEL PERSONAL: Formación de acuerdo a la norma COVENIN 3061 TRANSPORTE REQUISITOS LEGALES: a) Nombre del Producto: Refrigerante R-11 b) Numero ONU: No Posee / CAS: 75-69-4 c) Cantidad Exenta: d) Guía de Respuesta a Emergencias: # 126 e) Placas de Identificación: f) Etiqueta de Riesgo: No Posee OTRAS INFORMACIONES: En caso de Emergencias refiérase a la Norma Covenin 2670-2001 ELABORADO POR: Protección Integral Produven, C.A. ABSOLUCIÓN DE RESPONSABILIDADES La información contenida en este documento se presume que es precisa según las fuentes consul- tadas a la fecha de emisión. La Empresa no se hace responsable por la mala interpretación o el mal uso de la información contenida en esta hoja.
- 153. 153 ANEXO II TABLA PRESIÓN - TEMPERATURA PARA ALGUNOS REFRIGERANTES Temperatura R407 R406A R409A R22 R410A R12 R134A R404 R408A ºC ºF Plíquido Pvapor Plíquido Pvapor Plíquido Pvapor -40,0 -40.0 0,5 3,0 4,4 11,6 11,0 14,8 4,3 8,8 16,7 2,8 — — -37,2 -35.0 2,6 5,4 0,6 14,9 8,3 12,5 6,8 5,9 14,7 5,1 — — -34,4 -30.0 4,9 8,0 1,8 18,5 5,5 9,9 9,5 2,6 12,4 7,6 0,2 9,9 -31,7 -25.0 7,4 10,9 4,1 22,5 2,3 6,9 12,5 0,4 10.0 10,4 1,8 7,0 -28,9 -20.0 10,1 14,1 6,6 26,9 0,6 3,7 15,7 2,3 7,1 13,5 3,9 3,8 -26,1 -15.0 13,2 17,6 9,4 31,7 2,5 0,6 19,3 4,4 4,1 16,8 6,2 0,3 -23,3 -10.0 16,5 21,3 12,5 36,8 4,6 1,9 23,2 6,7 0.0 20,4 8,7 1,7 -20,6 -5.0 20,1 25,4 15,9 42,5 6,8 4,0 27,5 9,2 1,5 24,4 11,4 3,8 -17,8 0.0 24,0 29,9 19,6 48,6 9,2 6,5 32,1 11,9 3,6 28,7 14,4 6,1 -15,0 5.0 28,2 34,7 23,6 55,2 11,8 9,1 37,0 14,9 5,8 33,3 17,6 8,6 -12,2 10.0 32,8 39,9 28,0 62,3 14,6 11,9 42,4 18,1 8,2 38,3 21,1 11,4 -9,4 15.0 37,7 45,6 32,8 70,0 17,8 15,0 48,2 21,6 10,9 43,7 24,9 14,4 -6,7 20.0 43,0 51,6 38,0 78,3 21,0 18,4 54,5 25,3 13,7 49,5 29,0 17,6 -3,9 25.0 48,8 58,2 43,6 87,3 24,7 22,1 61,2 29,3 16,9 55,8 33,4 21,2 -1,1 30.0 54,9 65,2 49,6 96,8 28,5 26,1 68,4 33,6 20,2 62,5 38,1 25,0 1,7 35.0 61,5 72,6 56,1 107.0 30,4 30,4 76,1 38,2 23,9 69,7 43,2 29,2 4,4 40.0 68,5 80,7 63,1 118.0 36,9 35,0 84,4 43,2 27,9 77,4 48,6 33,6 7,2 45.0 76,0 89,2 70,6 130.0 43,7 40,1 93,2 48,5 32,1 85,6 54,4 38,5 10,0 50.0 84,0 98,3 78,7 142.0 46,7 45,5 103.0 54,2 36,7 94,3 60,6 43,6 12,8 55.0 92,6 108.0 87,3 155.0 52,1 51,3 113.0 60,2 41,6 104.0 67,2 49,2 15,6 60.0 102.0 118.0 96,8 170.0 57,7 57,5 123.0 66,6 46,9 114.0 74,2 55,2 18,3 65.0 111.0 129.0 106.0 185.0 63,8 64,1 135.0 73,4 52,5 124.0 81,7 61,5 21,1 70.0 121.0 141.0 117.0 201.0 70,3 71,2 147.0 80,7 58,6 135.0 89,6 68,4 23,9 75.0 132.0 153.0 128.0 217.0 77,0 78,8 159.0 88,3 65,0 147.0 98,0 75,6 26,7 80.0 144.0 166.0 140.0 235.0 84,2 86,8 173.0 96,3 71,9 159.0 107.0 83,4 29,4 85.0 156.0 180.0 153.0 254.0 91,8 95,4 187.0 105.0 79,2 173.0 116.0 91,6 32,2 90.0 168.0 195.0 166.0 274.0 99,8 104.0 202.0 114.0 87,3 186.0 126.0 100.0 35,0 95.0 182.0 210.0 181.0 295.0 108,3 114.0 218.0 123.0 95,3 201.0 137.0 110.0 37,8 100.0 196.0 226.0 196.0 317.0 117,2 124.0 234.0 133.0 104.0 217.0 148.0 120.0 40,6 105.0 211.0 243.0 211.0 340.0 126,6 135.0 252.0 144.0 113.0 233.0 159.0 130.0 Nota: los valores en negrilla y cursiva están expresados en pulgadas columna de mercurio["Hg]; el resto está expresado en lbs/ pulgada2 [psig].
- 155. 155 BIBLIOGRAFÍA BIBLIOGRAFÍA Para la elaboración del presente documento se ha tomado como referencia las siguientes publicaciones: Capacitación Nacional en Buenas Prácticas en Refrigeración-Una Guía de Apoyo para las UNO: La Eliminación de SAO en los países en Desarrollo, Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente, División de Tecnología, Industria y Economía. (PNUMA-DTIE), Primera Edición, Páginas 104, Año 2001. Buenos Procedimientos en Refrigeración-Manual de Instrucción: Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente, División de Industria y Ambiente, (PNUMA-IA), Primera Edición, Páginas 426, año 1994. Manual de Refrigeración y Aire Acondicionado: AIR-CONDITIONING AND REFRIGERATION INSTITUTE, Traducido por Camilo Botero G. y Rodrigo Montaño M., Prentice-Hall HIspanoamericana S.A., Cuatro Tomos, Primera Edición, año 1991. ROY J. DOSSAT: Principios de Refrigeración, Compañía Editorial Continental S.A., Décimo primera edición, 584 páginas, año 1991. John Ellis: Guía de buenas prácticas en refrigeración, Ellis training & Consultancy LTD, 56 páginas, 2004. Katherine B. Miller, Charles W. Purcell, Jennifer M. Matchett y Marjut H. Turner: Strategies for Managing Ozone-Depleting Refrigerants (Confronting the Future), Editado por Battelle Press, Primera Edición, 144 páginas 144, año 1995. Información extraída de Internet proporcionada por diversas fuentes: asociaciones, instituciones, corporaciones, organizaciones y en general entidades que comparten el interés de esparcir los conocimientos a través de esta ventana.