13027135 Manual Tecnico Emerson

Guía de ayuda Técnica 2007

Válvulas de Expansión Termostática- Válvulas Solenoide - Protectores de Sistema - Reguladores - Reglas Básicas de las Buenas Prácticas - Guía de Detección y Arreglo de Fallas

TABLA DE CONTENIDOS

Válvulas de Expansión Termostática 3

Válvulas Solenoide 31

Protectores del Sistema 43

Reguladores 51

Reglas Básicas para una Buena Práctica 59

Guía de Detección y Arreglo de Fallas 63

Válvulas deExpansión Termostática

GUIA DE AYUDA TECNICA2006

La válvula de expansión termostática es un dispositivo de precisión diseñado para regular la proporción deflujo de refrigerante líquido al evaporador en la proporción exacta a la proporción de evaporación del líquidorefrigerante en el evaporador.

Por ejemplo, cuando el evaporador está operando con134a a una temperatura de 40°F o a una presión de 35psig y el gas refrigerante que sale del evaporador en laposición del bulbo remoto es de 45°F, existe una condiciónde 5°F de sobrecalentamiento. Como el bulbo remoto y launidad de potencia están cargados con el mismo refrigeranteque el usado en el sistema (R-134a), su presión (P1) seguirásus características de presión-temperatura de saturación.Con el líquido en el bulbo remoto a 45°F, la presión dentrodel bulbo remoto y elelemento de poder será de 40 psigactuando en una dirección de apertura. Debajo deldiafragma y actuando en una dirección de cierre están lapresión del evaporador (P2) de 35 psig y la presión delresorte (P3) para un ajuste de sobrecalentamiento de 10°Fde 5 psig (35+5=40), llegando a un total de 40 psig. Laválvula está equilibrada, 40 psig por encima del diafragmay 40 psig por debajo del diafragma.

La cantidad de gas refrigerante que sale del evaporadorse puede regular ya que la TXV responde a los siguientesparámetros: (1) la temperatura del gas refrigerante quesale del evaporador y (2) la presión en el evaporador.

Este flujo controlado evita el retorno de líquido refrigeranteal compresor. La TXV controla el flujo de gas manteniendoun sobrecalentamiento predeterminado.

Las tres fuerzas que gobiernan las operaciones de la TXVson: (1) la presión del elemento de potencia y del bulboremoto (P1), (2) la presión del evaporador (P2) y (3) lapresión equivalente del resorte de sobrecalentamiento(P3). Ver Fig. 1.

en la parte inferior del diafragma, que actúan en la direcciónde cierre: (1) la fuerza de la presión del evaporador (P2) y(2) la fuerza delrte de sobrecalentamiento. En la primeracondición, la válvula asumirá una posición de control establecuando estas fuerzas estén equilibradas. (Ver figura 1A)(es decir, cuando P1= P2 + P3). En el próximo paso, latemperatura del gas refrigerante en la salida del evaporador(posición del bulbo remoto) aumenta por encima de latemperatura de saturación que le corresponde a la presióndel evaporador al entrar en sobrecalentamiento. (P1 esmayor que P2+P3) y causa que la aguja de la válvula semueva en una dirección de apertura. Opuestamente, amedida que disminuye la temperatura del gas refrigeranteque sale del evaporador, la presión en el bulbo remoto yelemento de poder también disminuye y la presióncombinada del evaporador y del resorte causan que laaguja de la válvula se mueva en una dirección de cierre(P1 es menor que P2+P3).

Aquí nos ocuparemos de las TXV de tipo de salida únicay las discutiremos dentro de dos categorías: (1) La válvulacon ecualizador interno y (2) el uso del accesorio delecualizador externo.

ECUALIZADOR INTERNO

Se presentan tres condiciones en la operación de estaválvula: (1) las fuerzas equilibradas, (2) un aumento en elsobrecalentamiento y (3) una disminución en elsobrecalentamiento. El bulbo remoto y el elemento depotencia conforman un sistema cerrado (ensamble depoder) y, en las siguientes consideraciones, supondremosque el bulbo remoto y el elemento de potencia estáncargados con el mismo refrigerante que el del sistema.

La presión del bulbo remoto y del elemento de potencia(P1), que corresponde a la presión de saturación de latemperatura del gas refrigerante que sale de evaporador,mueve la aguja de la válvula en la dirección de apertura.

En oposición a esta fuerza de apertura hay dos fuerzas

VALVULAS DE EXPANSION TERMOSTATICAGUIA DE AYUDA TECNICA

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Los cambios en la carga, que aumentan elsobrecalentamiento , causarán que la aguja de la TXV semueva en una dirección de apertura. Contrariamente, unacarga que haga bajar el sobrecalentamiento hará que laaguja de la TXV se mueva en una dirección de cierre.(Fig. 1)

AJUSTE DE VÁLVULAS EN FÁBRICA

El ajuste de sobrecalentamiento en fábrica de las TXV sehace con la aguja de la válvula comenzando a alejarsedel asiento. Al aumento de sobrecalentamiento necesariopara hacer que la aguja esté lista para moverse se le llamasobrecalentamiento estático.

Las Válvulas de Expansión Termostática están diseñadasde manera de que resulte necesario un aumento en elsobrecalentamiento del gas refrigerante que sale delevaporador, usualmente por encima del ajuste desobrecalentamiento estático de fábrica, para que la agujade la válvula se abra a su posición asignada.

Este sobrecalentamiento adicional es conocido comogradiente. Por ejemplo, si el sobrecalentamiento estáticode fábrica es de 6°F, el sobrecalentamiento operativo a lacarrera o la posición de la aguja asignados (asignaciónde carga completa de la válvula) será de unsobrecalentamiento de 10°F a 14°F. (Ver Fig. 2)

evaporador, ya que se requiere una mayor superficie delevaporador para producir el sobrecalentamiento necesariopara operar la TXV.

Entonces resulta también obvio que un cambio mínimoen el sobrecalentamiento para abrir la válvula es de vitalimportancia, ya que suministra ahorros tanto en los costosiniciales del evaporador como en el costo operativo.

La operación de la TXV considerada hasta el momentopertenece al tipo de válvula de ecualizador interno.

La presión del evaporador en la salida de la válvula esadmitida internamente y se le permite que aplique su fuerzadebajo del diafragma.

ECUALIZADOR EXTERNO

Cuando la caída de presión en todo el evaporador es dealguna consecuencia; por ejemplo, en general, una caídade presión equivalente a 3°F en el rango de aireacondicionado, 2°F en el rango de temperatura comercialy de 1°F en el rango de temperatura baja, mantendrá a laTXV en una posición relativamente “restringida” y reducirála capacidad del sistema, a menos que se use una TXVcon un ecualizador externo. El evaporador debe serdiseñado o seleccionado y aplicado según las condicionesoperativas y la TXV seleccionada.

Por ejemplo, un evaporador es alimentado por una TXVcon un ecualizador interno, en donde se producen caídasde presión considerables de 10 psig (Ver Fig. 3). La presiónen el punto “C” es de 27 psig, ó 10 psi por de la salida de

Los fabricantes usualmente suministran el tipo ajustablede TXV con un ajuste de sobrecalentamiento estático defábrica de 6°F a 10°F, a menos que el cliente lo especifiquede manera diferente.

Al usar las TXV no ajustables, es importante que seanpedidas con el ajuste de sobrecalentamiento de fábricacorrecto. Para las líneas de producción de los fabricantes,se recomienda que se use una TXV ajustable en unlaboratorio de pruebas de modelos piloto, para determinarel ajuste de sobrecalentamiento de fábrica correcto antesde pedir el tipo no ajustable de TXV.

Si el sobrecalentamiento operativo aumentainnecesariamente, disminuye la capacidad del debajo

la válvula, punto “A”. Sin embargo, la presión de 37 psigen el punto “A” es la presión que actúa en la parte inferiordel diafragma en dirección de cierre. Con el resorte de laválvula ajustado a una compresión equivalente a 10°F desobrecalentamiento o a una presión de 9.7 psig, la presiónrequerida por encima del diafragma para equilibrar lasfuerzas es de (37 + 9.7) 46.7 psig. Esta presión correspondea la temperatura de saturación de 50°F. Resulta evidente


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(*) Este cambio en el sobrecalentamiento operativo de 10°F a 12°F es causado por el cambio en las características de presión-temperatura del R-12 a la presión de succión menor a 27 psig.

Cuando, en las mismas condiciones, existe una caída depresión en un sistema con una TXV con dispositivo deecualización externa (ver fig. 4), la misma caída de presiónseguirá existiendo en el evaporador; sin embargo, la presióndebajo del diafragma es ahora la misma que la presiónen el final del evaporador, punto “C”, ó 27 psig.

La presión requerida por encima del diafragma para obtenerequilibrio es de 27 + 9.7 ó 36.7 pisg. Esta presión (36.7

que la temperatura del refrigerante en el punto “C” debeser de 50°F para que la válvula esté en equilibrio. Comola presión en este punto es de sólo 27 psig y la temperaturade saturación correspondiente de 28°F, se requiere unsobrecalentamiento de 50°F menos 28°F (ó 22°F) paraabrir la válvula. Este aumento en sobrecalentamiento, de10°F a 22°F, hace que resulte necesario el uso de mássuperficie del evaporador para producir este gas refrigerantea un sobrecalentamiento más alto. Por tanto, se reduce lacantidad de superficie de evaporador disponible para laabsorción de calor latente de evaporización de losrefrigerantes, el evaporador es privado de suministro an-tes de que se alcance el sobrecalentamiento requerido.

Como la caída de presión en el evaporador, que causaesta condición de sobrecalentamiento , aumenta conla carga debido a la fricción, esté efecto de “restricción”o “privación” se incrementa cuando la demanda sobrela capacidad de la TXV es la mayor.

Para compensar la caída de presión excesiva en elevaporador, la TXV debe ser del tipo de ecualizaciónexterna, con la línea del ecualizador conectado ya seaal evaporador en un punto más allá de la mayor caídade presión, o bien en la línea de succión en un puntoen el lado del compresor de la posición del bulbo remoto.

En general y como regla aproximativa, la línea delecualizador debe estar conectada a la línea de succiónen la salida del evaporador. Si se usa una TXV detipo de ecualización externa, con la línea conectada ala línea de succión, la verdadera presión de la salidadel evaporador es aplicada debajo del diafragma dela TXV. La presión operativa en el diafragma de laválvula ahora queda liberada de cualquier efecto dela caída de presión en el evaporador, y la TXVresponderá al sobrecalentamiento del gas refrigeranteque sale del evaporador.

psig) corresponde a una temperatura de saturación de40°F y el sobrecalentamiento requerido ahora es de (40°Fmenos 28°F) 12°F.

El uso de un ecualizador externo ha reducido elsobrecalentamiento de 22°F a 12°F (*). De esta manera,la capacidad de un sistema, contando con un evaporadorcon una considerable caída de presión, se incrementarácon el uso de una TXV con ecualizador externo, encomparación con el uso de una válvula con ecualizacióninterna.

Cuando la caída de presión en el evaporador excede loslímites definidos previamente, o cuando se usa undistribuidor de refrigerante en la entrada del evaporador,la TXV debe tener un dispositivo de ecualización externapara que tenga su mejor rendimiento.

El diagrama usado en esta Sección hasta el momento hamostrado las TXV de tipo de salida simple. Aunque unevaporador de circuitos múltiples, en si mismo, pueda notener una caída de presión excesiva, el dispositivo usadopara obtener la distribución de líquido introducirá una caídade presión que limitará la acción de una TXV sin ecualizadorexterno, ya que el distribuidor se instala entre la salida dela válvula y la entrada del evaporador (Ver Fig. 5).


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POSICIÓN DEL ECUALIZADOR EXTERNO

Como se indicó anteriormente, la línea del ecualizadorexterno debe estar instalada por encima del punto de mayorcaída de presión. Ya que puede resultar difícil determinareste punto, se puede tomar la regla general de conectarla línea del ecualizador a la línea de succión en la salidadel evaporador en el lado del compresor de la posicióndel bulbo remoto (Ver Fig. 4 y 5). Cuando se conecta elecualizador externo a una línea horizontal, siempre hagala conexión en la parte superior de la línea para evitarestancamientos de aceite en la línea del ecualizador.

En un sistema de evaporadores múltiples que incluya doso más evaporadores alimentados, cada uno de ellos, poruna TXV separada, las líneas del ecualización externadeben estar ubicadas de manera que estén liberadas delefecto del cambio de presión en los evaporadoresalimentados por otras TXV. En ningún momento las líneasde ecualización deben estar unidas en una línea común ala línea de succión principal.

Si las líneas de succión individuales desde las salidas delos evaporadores separados a la línea de succión comúnson cortas, entonces instale las líneas de ecualizaciónexterna en los cabezales de succión de cada evaporador,o de la forma descrita en el párrafo anterior.

Cuando se sabe que la caída de presión en el evaporadorestá dentro de los límites definidos en la página 5, espermisible instalar la conexión del ecualizador externo enuno de los codos de retorno a mitad de camino delevaporador. Tal posición del ecualizador suministrará uncontrol más delicado de la válvula, particularmente cuandola TXV se usa en conjunto con un Regulador de Presiónde Evaporador. Sin embargo, en todos los casos en quese instale cualquier tipo de válvula de control en la líneade succión, la línea de ecualización externa para la TXVdebe estar conectada en el lado del evaporador de talválvula o regulador de control.

SOBRECALENTAMIENTO

Se dice que un vapor entra en sobrecalentamiento cadavez que su temperatura es mayor que la temperatura desaturación que corresponde a su presión. La cantidad desobrecalentamiento es igual a la cantidad de aumento detemperatura por encima de la temperatura de saturacióna la presión existente. Por ejemplo, un evaporador derefrigeración está operando con Refrigerante 134a a unapresión de succión de 35 psig (Ver fig. 6). La temperaturade saturación del Refrigerante 134-a a 35 psig es de 40°F.Siempre que haya líquido a esta presión, la temperaturadel refrigerante se mantendrá a 40°F a medida que seevapora o hierve en el evaporador.

Bajo ninguna circunstancia tapone la conexión delecualizador externo en una TXV, ya que no funcionará.Si la TXV viene equipada con un accesorio deecualización externa, se debe conectar la línea delecualizador externo.

A medida que el refrigerante pasa por la bobina, el líquidohierve y se convierte en vapor, produciendo una disminuciónen la cantidad de líquido presente. Todos los líquidosfinalmente se evaporan en el punto B porque se haabsorbido suficiente calor de la atmósfera circundante paracambiar el líquido refrigerante a vapor. El gas refrigerantecontinúa pasando por la bobina y se mantiene a la mismapresión (35 psig). Sin embargo, su temperatura aumentadebido a la absorción continua de calor de la atmósferacircundante. Cuando el gas refrigerante llega al final delevaporador (Ver punto “C”), su temperatura es de 50°F.Este gas refrigerante entra ahora en sobrecalentamientoy la cantidad de supercalor es de 10°F (50°F menos 40°F).

El grado de sobrecalentamiento en que entre el gasrefrigerante depende de (1) la cantidad de refrigeranteque la TXV esté alimentando al evaporador y (2) lacarga de calor a la que se exponga el evaporador.


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AJUSTE DEL SOBRECALENTAMIENTO

La función de una TXV es controlar el sobrecalentamientodel gas de succión que sale del evaporador según el ajustede la válvula.

Se puede decir que una TXV que está realizando estafunción dentro de límites razonables, está operando demanera satisfactoria.

El buen control del sobrecalentamiento es el criterio delrendimiento de la TXV. Es importante que esta funciónsea medida de la manera más precisa posible o, en ausenciade precisión, tener conciencia de la magnitud y la direcciónde cualquier error que aparezca.

El sobrecalentamiento ha sido definido anteriormente comoel aumento de temperatura del gas refrigerante por encimade la temperatura de saturación a la presión existente.En base a esta definición, para contar con una determinaciónprecisa del sobrecalentamiento, resulta necesario conocerel aumento de la presión y de la temperatura del gas desucción refrigerante que pasan por el bulbo de la TXV. Deesta manera, al medir el sobrecalentamiento, la prácticarecomendada es instalar un manómetro calibrado en unaconexión del medidor en la salida del evaporador. Si nohubiese una conexión de medición, el uso de una T instaladaen la línea de ecualización externa de la TXV puede resultarigualmente eficaz.

Se puede usar un termómetro de bolsillo de tipo derefrigeración con agarradera de bulbo apropiada o, aúnmás eficazmente, se puede usar un potenciómetro(termómetro eléctrico) de tipo de servicio con termocuplas(guías de conexión y sondas).

El elemento de temperatura de su Medidor de Temperaturadebe estar encintado a la línea de succión en el punto dela posición del bulbo remoto y debe estar aislado contrala temperatura ambiente. Los elementos de temperaturade este tipo, al igual que los termómetros, darán una lecturapromedio de la línea de succión y la temperatura ambientesi no están aislados. Suponiendo el uso de un manómetroy un medidor de temperatura precisos, este métodosuministrará lecturas de sobrecalentamientosuficientemente precisas para cualquier propósito práctico.

FACTORES A CONSIDERAR EN LA ELECCIÓNDE LAS VÁLVULAS

La medida correcta de la TXV queda determinada porel requisito de btu/h o la carga de toneladas, la caídade presión en la válvula y la temperatura del evaporador.No se debe suponer que la caída de presión en la

válvula es igual a la diferencia entre las presiones dedescarga y de succión en el compresor. Esta suposiciónllevará a válvulas de medidas incorrectas.La presiónde la salida de la TXV será mayor que la presión desucción indicada en el compresor, debido a las pérdidaspor fricción en todo el cabezal de distribución, tubosdel evaporador, líneas de succión y válvulas manuales.

La presión en la entrada de la TXV será menor que lapresión de descarga indicada en el compresor, debidoa pérdidas por fricción creadas por el largo de la líneade líquido y la posible elevación vertical. La únicaexcepción es con válvulas ubicadas considerablementepor debajo del receptor y el aumento en el cabezalestático resulta más que suficiente para contrarrestarlas pérdidas por fricción. La línea de líquido debe teneruna medida correcta, dando suficiente consideracióna su largo, más el largo equivalente adicional de líneadebido al uso de accesorios y válvulas manuales.Cuando es necesario el ascenso vertical en la líneade líquido, se debe incluir una caída de presión adicional,por la pérdida en cabezal estático.

La caída de presión en la TXV será igual a la diferenciaentre las presiones de descarga y succión en elcompresor, menos las caídas de presión en la líneade líquido, a través del distribuidor, evaporador y líneade succión. Se deben consultar las tablas ASHRAEpara determinar las caídas de presión en las líneasde líquido y de succión.

Como la capacidad y el rendimiento de la TXV se basanen el ingreso estable de líquido a la válvula, se debeconsiderar cuidadosamente el total de caída de presiónen la línea de líquido para determinar si hay suficientesubenfriamiento del refrigerante líquido para evitar laformación de gas instantáneo. Si el subenfriamientodel refrigerante líquido del condensador no es eladecuado, se debe usar un conmutadorde calor,subenfriador de líquido o algún otro medio para obtenersuficiente subenfriamiento del refrigerante líquido, paraasegurar un ingreso estable de líquido en la TXV entodo momento!

Emerson Climate Technologies ha preparado tablasde capacidad extendida para ser usadas considerandolas condiciones anteriores. Estos cuadros extendidosse pueden encontrar en la sección de catálogo decada tipo de TXV de Emerson. Por tanto, siempre quesea posible, seleccione las TXV para condicionesoperativas, más que por las capacidades nominalesde la válvula.


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En instalaciones donde no haya disponible una conexiónpara manómetro y la válvula está ecualizada internamente,hay dos posibles métodos alternativos. Los dos métodosson solamente aproximativos y definitivamente no serecomienda su uso.

1. El primero es el método de dos temperaturas, que utilizala diferencia de temperatura entre la entrada y la salidadel evaporador como sobrecalentamiento. Este métodopresenta errores con un equivalente de temperatura de lacaída de presión entre los dos puntos de temperatura.

Cuando la caída de presión entre la entrada y la salidadel evaporador es de 1 psi o menos, el método de dostemperaturas dará resultados bastante precisos. Sin em-bargo, la caída de presión del evaporador usualmente esdesconocida y varía con la carga. Por este motivo, el métodode dos temperaturas no es confiable para obtener lecturasabsolutas de sobrecalentamiento . Se debe notar que elerror en el método de dos temperaturas es negativo ysiempre indica un sobrecalentamiento menor a la cifrareal.

2. El otro método comúnmente usado para controlarsobrecalentamiento implica la toma de la temperatura enla salida del evaporador y el uso de la presión de succióndel compresor como la presión de saturación del evaporador.

El error aquí aparece obviamente por la caída de presiónen la línea de succión entre la salida del evaporador y elmedidor de succión del compresor.

En los equipos armados y en las instalacionescercanamente conectadas, la caída de presión y el errorresultante son usualmente pequeños. Sin embargo, ensistemas de gran construcción o sistemas con largosrecorridos de las líneas de succión, pueden surgirdiscrepancias considerables.

Dado que los estimados de la caída de presión en la líneade succión usualmente no son lo suficientemente precisoscomo para dar una visión verdadera del sobrecalentamiento,no se puede confiar en este método para obtener valoresabsolutos. Es de notar que el error en esta instancia siempreserá positivo y que el sobrecalentamiento resultante serámayor que el valor real.

Reiterando lo anterior, el único método para verificar elsobrecalentamiento que pueda dar un valor absoluto implicauna lectura de presión y de temperatura en la salida delevaporador.

MÉTODOS INCORRECTOS COMUNES DE LECTURA DE SOBRECALENTAMIENTO

Los otros métodos utilizados darán un sobrecalentamientoficticio que puede resultar engañoso al usarlo en el análisisdel rendimiento de la TXV.

Con el análisis de las limitaciones de estos métodosaproximativos y la dirección del error, resulta a menudoposible determinar que la causa del problema en cuestiónse debe al uso de métodos inadecuados deinstrumentación y no precisamente a cualquier malfuncionamiento de la válvula.

Otro error que puede aparecer durante la detección yarreglo de fallas en zonas montañosas (como Denver,Colorado o Salt Lake City, Utah), es la baja presiónmanométrica comparada con las lecturas al nivel del mar.Use una tabla de Presión-Temperatura que tenga laslecturas correctas, como la tabla de bolsillo de correcciónde 5.000 pies de Emerson Climate Technologies y FlowControls.


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POSICIÓN DEL BULBO REMOTO

Como el rendimiento del evaporador depende en granmedida de un buen control de la TXV, y el buen control dela válvula depende de la respuesta a cambios detemperatura del gas refrigerante que sale del evaporador,se debe tener mucho cuidado con los tipos de bulbosremotos y sus posiciones. Por lo general, el bulbo remotoexterno satisface los requisitos de la mayoría de lasinstalaciones. Debe estar sujeto con abrazaderas a la líneade succión cerca de la salida del evaporador sobre untramo horizontal. Si se usa más de una Válvula de ExpansiónTérmica en evaporadores adyacentes o en una secciónde evaporadores, asegúrese de que el bulbo remoto decada válvula esté aplicado a la línea de succión delevaporador alimentado por esa válvula.

Limpie la línea de succión minuciosamente antes de sujetarel bulbo en su lugar. Cuando se usa una línea de succiónde acero, se recomienda pintar la línea con pintura dealuminio para minimizar corrosiones futuras y fallas encontactos del bulbo remoto con la línea.

En líneas de menos de 7/8" de diámetro externo, el bulboremoto debe estar instalado encima de la línea. Condiámetros externos de 7/8" o más, el bulbo remoto debeser instalado en la posición aproximada de las 4 horas olas 8 horas (Ver Fig. 8).

Es necesario proteger el bulbo remoto del efecto de unchorro de aire, luego de que esté sujeto a la línea, use unmaterial que no absorba agua con temperaturas deevaporador de más de 32°F. Por debajo de los 32°F, sesugiere el uso del corcho o de un material similar selladocontra la humedad para evitar la formación de hielo en laposición del bulbo remoto.

APLICACIÓN

En general, para el mejor rendimiento del evaporador, laTXV debe aplicarse lo más cerca que sea posible delevaporador y en una posición en donde resulte accesiblepara los ajustes y el servicio. En los casos de distribuidoresde tipo centrífugo y con caída de presión, aplique las válvulaslo más cerca posible del distribuidor. (Ver. Fig. 7)

Las válvulas Serie “T” [con la excepción de los tipos concarga de gas “W”-(MOP), G-(MOP) o GS-(MOP)] se puedeninstalar en cualquier ubicación en el sistema. Los tiposcon carga de gas deben siempre estar instaladas de maneraque el ensamble de poder esté siempre más caliente queel bulbo remoto. No se debe permitir que la tubería delbulbo remoto toque una superficie más fría que la de laposición del bulbo remoto. Si la tubería del ensamble depoder o del bulbo remoto se enfría más que el bulbo remoto,la carga de vapor se condensará en el punto más frío y elbulbo remoto perderá el control.


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TERMOPOZO DEL BULBO REMOTO

Cuando resulte deseable aumentar la sensibilidad del bulboremoto, puede ser necesario el uso de un termopozodebulbo remoto. Esto es particularmente verdadero parainstalaciones de acople corto y para instalaciones con líneasde succión grandes (2 1/8" o más). Se deben usartermopozos de bulbo remoto en los siguientes casos: (1)cuando se desean sobrecalentamientos muy bajos y (2)cuando el calor convertido de una sala cálida puedainfluenciar al bulbo remoto. (Ver Fig. 9).

Las grandes fluctuaciones de sobrecalentamientosobrecalentamiento en el gas de succión son usualmenteel resultado de líquido atrapado en la posición del bulboremoto. Aún en líneas de succión correctamente diseñadas,a veces resulta necesario mover el bulbo remoto unaspocas pulgadas de la posición original para obtener lamejor actuación de la válvula.

En evaporadores de circuitos múltiples alimentados poruna válvula, coloque el bulbo remoto lejos de la salida desucción inmediata en un punto en donde el gas de succiónde varios circuitos paralelos tenga la oportunidad demezclarse en el cabezal de succión. Asegúrese de ajustarbien las agarraderas de manera que el bulbo remoto tengaun buen contacto con la línea de succión. ¡NUNCAAPLIQUE CALOR CERCA DE LA POSICIÓN DEL BULBOREMOTO SIN ANTES RETIRAR EL BULBO REMOTO!

OSCILACIÓN

La “oscilación” de las TXV se puede definir como lasobrealimentación y falta de suministro alternativo de flujode refrigerante al evaporador. Se la puede reconocer porlos cambios cíclicos extremos tanto en el supercalor comoen el gas refrigerante que sale del evaporador y de lapresión del evaporador o de succión.

“Oscilación” es una función del diseño del evaporador, ellargo y diámetro de la tubería en cada circuito, la cargapor circuito, la velocidad de refrigerante en cada circuito,diferencia de temperatura (TD) bajo la cual se opera alevaporador, las disposiciones de la tubería de succión yla aplicación del bulbo remoto de la Válvula de ExpansiónTérmica. La “oscilación” se puede minimizar o eliminarcon la redisposición correcta de la tubería de succión, lareubicación del bulbo y el uso del bulbo remotorecomendado y la carga de la unidad de potencia para laTXV.

Bajo ninguna circunstancia coloque ningún tipo de bulboremoto en una posición en donde la línea de succión hagasifón (Ver Fig 10). Si el refrigerante líquido se junta en elpunto de la posición del bulbo remoto, la operación de laVálvula de Expansión Térmica será errática y posiblementese pensará que la válvula está defectuosa.


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OPERACIÓN A CAPACIDAD REDUCIDA

La TXV convencional es un regulador autocontenidooperado directamente que no tiene ninguno de los factoresincorporados de anticipación o compensación. Como tal,es susceptible a la “Oscilación” por causas que sonpeculiares al diseño de la válvula y al diseño del sistemaen que se aplique.

La velocidad ideal de flujo de la TXV requiere una válvulacon un balance dinámico perfecto, capaz de dar respuestainstantánea frente a cualquier cambio en la proporción deevaporación (anticipación) y con medios para evitar quela válvula sobrepase el punto de control debido a la inercia(compensación). Con estas características, una TXV estaríaen fase con la demanda del sistema en todo momento yla “Oscilación” no se produciría.

Una TXV convencional no tiene ningún factor incorporadode anticipación o compensación. Esto significa que habráuna demora entre la demanda y la respuesta, junto con latendencia de sobrepasarse el punto de control. De estamanera, la TXV convencional puede salirse de fase conel sistema y “Oscilar”. Suponiendo que se produce unaumento en la carga, causando que aumente el supercalordel gas de succión. El intervalo de tiempo entre el instanteen que el bulbo remoto sensa el aumento y hace que lachaveta de la válvula se mueva a la dirección de aperturapermite que le sobrecalentamiento del gas aumente aúnmás.

En respuesta al sobrecalentamiento en aumento durantela demora, la válvula se ha movido más aún en la direcciónde apertura, sobrepasado el punto de control y ha admitidomás refrigerante en el evaporador del que puede serevaporado por la carga.

Durante la demora entre el instante en que el bulbo remotosensa el retorno de refrigerante líquido y la válvula re-sponde moviéndose en la dirección de cierre, la válvulacontinúa sobrealimentando al evaporador. De esta manera,cuando la válvula se mueve en la dirección de cierre, volveráa sobrepasar el punto de control y permanecerá en unaposición estrangulada hasta que la mayor parte delrefrigerante líquido haya salido del evaporador.

La demora antes de que la válvula se mueva en la direcciónde apertura permite que el sobrecalentamiento del gasde succión vuelva a subir por encima del punto de con-trol. Este ciclo, que se propaga a sí mismo, continúarepitiéndose.

La experiencia ha demostrado que una Válvula deExpansión Termostática está más propensa a la “Oscilación”

en condiciones de carga baja cuando la aguja está cercadel asiento de la válvula. En general, a esto se lo consideraproducido por un desequilibrio entre las fuerzas que operanen la válvula.

Además de las tres fuerzas principales que operan la Válvulade Expansión Termostática, la diferencia de presión en elpuerto de la válvula actúa contra el área del puerto y,dependiendo de la construcción de la válvula, tiende aforzar la válvula a abrirse o cerrarse.

Al operar con la aguja cerca del asiento, ocurrirá lo siguiente:

Con la válvula cerrada, tendremos presión de líquido enel lado de entrada de la aguja y presión de evaporador enla salida.

Cuando la válvula comienza a abrirse, permitiendo quetenga lugar el flujo, la velocidad en la garganta de la válvulacausará un punto de menor presión en la garganta,aumentando la diferencia de presión en la chaveta y elasiento.

El aumento repentino de diferencial de presión que actúaen el área del puerto tenderá a forzar la aguja de la válvulanuevamente hacia el asiento. Cuando la válvula vuelve aabrirse, se produce el mismo tipo de acción y la agujarebota del asiento con una frecuencia rápida. Este tipo defenómeno se encuentra frecuentemente con las TXV másgrandes de puerto único, ya que la fuerza producida porel diferencial de presión se magnifica por la mayor áreadel puerto.

Hemos visto que una TXV puede “Oscilar” debido a lafalta de características de anticipación y compensación ya un desequilibrio en el balance de fuerzas en el bordeinferior de su carrera.

Sabemos por algunas experiencias que una TXV, cuandoes seleccionada y aplicada inteligentemente, superará estosfactores y operará virtualmente sin “Oscilación” en un rangode carga bastante amplio.

Las TXV de puerto único generalmente operansatisfactoriamente a alrededor del 50% debajo de lacapacidad nominal, aunque esto depende del diseño delevaporador, la tubería de refrigerante, la medida y el largodel evaporador y de los cambios rápidos en la carga.

Nada hará que una TXV oscile más rápidamente que unaalimentación despareja de los circuitos paralelos por undistribuidor o que una carga de aire despareja en los circuitosdel evaporador.


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VÁLVULAS TERMOSTÁTICAS BALANCEADAS DEPUERTO DOBLE

Hemos visto anteriormente que el patrón de flujo de lasTXV con puerto único puede causar dificultades encondiciones de carga baja. A mayor área del puerto(mayores tonelajes) mayor será la tendencia de la válvulaa oscilar. Algunos tipos de TXV de Emerson han sidodiseñados con dos puertos o con “puerto doble”. La entradaestá diseñada de manera que pueda crear un “contraflujo”contra las válvulas de dos puertos balanceadas y asíeliminar cualquier desequilibrio en los dos puertos. (VerFig.11)

El flujo que pasa a través del puerto superior ingresa porlos orificios radiales superiores de la unidad del asientode la celda, se mueve ascendentemente y a lo largo delasiento superior, desciende a través del pasaje internodel molinete y sale por los orificios en la parte inferior delmolinete. La caída de presión en este puerto ejerce unafuerza en una dirección de cierre (ascendente).

El flujo que pasa a través del puerto inferior ingresa porlos orificios radiales inferiores de la unidad del asiento dela celda, se mueve descendentemente a través del puertoformado por el asiento de la válvula y el molinete de laválvula. El líquido a alta presión actúa descendentementeen el molinete y la caída de presión en el molinete y elasiento ejerce una fuerza en dirección de apertura.

Como el área efectiva del puerto en los puertos de celdasuperior e inferior es casi la misma, el desequilibrio defuerzas neto en ellos es casi nulo.

Esta característica hace posible que las unidades de celdade puerto doble modulen por un rango de carga muchomás amplio que lo que sería posible con el estilo antiguode válvulas de puerto único. Las válvulas de flujo revers-ible suministran un control satisfactorio de las cargas demenos del 15% de la capacidad nominal de la válvula. Surendimiento es superior a cualquier producto competitivodisponible. El rendimiento real en el campo ha probado lasuperioridad de las válvulas TXV de dos puertos de Emersony su disponibilidad reduce la “Oscilación” al mínimo.

CARGAS DE LA TXV

Por muchos años o, más precisamente, desde que EmersonClimate Technologies produjo la primera válvula paraamoníaco en 1925, el tema de la carga correcta en elelemento sensor térmico ha sido una importantepreocupación. Se ha tratado con cargas de líquido, cargasde gas, cargas de líquido cruzado, cargas de vapor cruzado,cargas de alta temperatura, cargas de temperatura ultrabaja, cargas comerciales, etc., todas con un diverso gradode éxito.

Si no fuese porque durante los últimos años Emerson haestado usando una carga única del elemento de potenciaque cubre casi todos los tipos de aplicaciones en rangosde temperatura de -20°F a +50°F, resultaría necesaria unaexplicación para cada tipo de carga del elemento depotencia. Esta carga “C” está disponible para el R134a,R22, R404A, R507 y otros refrigerantes.


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M.O.P.

La Presión Operativa Máxima –Máximum Operating Pres-sure- (también llamada Protección de Sobrecarga del Motor–Motor Overload Protection-) es la capacidad de una TXVde cerrar, privar o completamente apagar si la presión desucción se acercase a una condición límite predeterminadacomo peligrosamente alta. Una condición que podría causarel recalentamiento de un compresor enfriado porrefrigerante, o cargar el cárter con una presión de vapordemasiado densa.

Con la TXV en una posición cerrada por el MOP, elcompresor tiene la oportunidad de ganar en la presiónexcesiva de lado de baja y de disminuir la presión acondiciones operativas satisfactorias.

Al encontrarse por debajo del MOP, la TXV se reabrirá yalimentará de manera estándar o hasta que lleguenuevamente el momento de una sobrecarga.

La carga C se puede suministrar con la característica MOP,

LA CARGA “C”

A diferencia de algunas cargas anteriores; como la G,GA y Q, la carga directa C (sin MOP) no perderá con-trol en condiciones de temperaturas ambientescruzadas. Esto quiere decir que, si el cuerpo de laTXV se enfría más que el bulbo sensor, la carga degas migrará del bulbo al cabezal de la válvula y, así,quedará inoperante.

La carga directa C no “cruzará temperaturas ambiente”en absoluto ni perderá control como sucede en lascondiciones anteriores.

Las antiguas cargas de líquido (L) y de gas (G) podríancrear condiciones de sobrecalentamiento bajo alarrancar e incrementarían las condiciones desobrecalentamiento a medida que la unidad derefrigeración baje en temperatura, lo que resulta en larealización de reajustes todo el tiempo.

Las cargas cruzadas (C y Z) usualmente crearíancondiciones de alto sobrecalentamiento en el arranquey reducirían el supercalor a medida que la unidad bajala temperatura, con lo que nuevamente tendríamosla necesidad de realizar ajustes a medida que se enfríala unidad. La carga directa C, en condiciones operativasentre -20°F y +50°F, raramente necesita reajustes luegode que haya establecido un supercalor satisfactorio.En realidad, la carga directa C, en la forma recibidade fábrica, no tendría que ser reseteada nunca en lamayoría de los casos.

AVISO: La carga C con MOP se verá afectada encondiciones de temperaturas ambientes cruzadasextremas. Si fuesen a existir tales condiciones, instaleuna cinta térmica eléctrica alrededor de la parte su-perior de la TXV.

Para una selección exacta de válvulas (por ejemplo, tonelajede refrigerante, conexiones, estilo de ecualizador, largodel tubo capilar, ajuste y aplicación adecuada, aireacondicionado, comercial, baja temperatura) refiérase alcatálogo de Emerson.

DIRECCIÓN DEL FLUJO

Asegúrese de que el flujo de refrigerante vaya en la direcciónindicada por la flecha en el cuerpo de la válvula.

SOLDADURA

Al soldar, retire lel ensamble de poder, la unidad de lacelda y todas las juntas. Mantenga el calor lejos de todaslas partes de la válvula, excepto los rebordes del cuerpo.Use una aleación de soldadura fuerte (brazing) o soldadurade baja temperatura. Tenga cuidado de retener toda lasoldadura en la conexión.

Para los tipos de cuerpo integrales (una pieza), asegúresede usar muchos trapos húmedos o bloques de enfriamientoy de dirigir la llama lejos del cuerpo de la válvula.

si fuese necesario para la protección del sistema. Estanecesidad surge en muy raras ocasiones en la refrigeraciónmoderna, con la excepción de condiciones como las quese producen inmediatamente después deldescongelamiento o en compresores a gasolina como enlos camiones refrigerados.

CATÁLOGO DE TXV DE EMERSON


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AJUSTE DE LAS VÁLVULAS SERIE T

Para ajustar, retire el tapón sello en el lado de la válvula ygire el vástago de ajuste. Girando el vástago hacia la derechase disminuye el flujo y se aumenta el sobrecalentamiento.

Girando el vástago hacia la izquierda se aumenta elflujo y se disminuye el sobrecalentamiento. Ajuste todaslas válvulas serie “T” dos vueltas (1°F) por vez. Ajustecada válvula por separado y espere entre cada ajustepara observar los resultados. Siempre apriete cualquierconexión floja y vuela va colocar el tapón sello. Sedebe notar que el ajuste de sobrecalentamiento harácambiar el punto M.O.P. (Presión Operativa Máxima).

DATOS DE INSTALACIÓN Y SERVICIO

La serie “T” de válvulas TXV de Emerson tiene tres partescomponentes. El Ensamble de Poder, la Unidad de la Celday el Cuerpo Brida. No hay partes operativas en el cuerpobrida. No es necesario en ningún caso romper lasconexiones de línea para realizar servicio en la válvula.Las TXV herméticas integrales de Emerson son unidadesensambladas que no pueden ser desarmadas en el campo;con la excepción de que el colador puede ser retiradocon facilidad para la inspección y la limpieza, desconectandola válvula de la línea de líquido y retirando la conexiónroscada de entrada.

SERVICIO

Para inspeccionar, limpiar o recambiar partes en los tiposdesarmables, retire los dos tornillos prisioneros, retire haciaarriba la unidad de potencia y retire la unidad de la celda.Asegúrese de que las juntas se vuelvan a colocar en loslugares correctos al reensamblar la válvula (Ver Figura12). Al ensamblar válvulas de Ajuste Externo (TCL, TJL,TER, TIR o THR), asegúrese de que los dos topes de launidad de la celda se ajusten en las ranuras suministradaspara ellos en la ensamble de poder(Ver Figura 13). Nofuerce el ensamblaje de la válvula. Haga que la celdaencaje correctamente antes de ajustar el cuerpo brida.Refiérase a los “Consejos de Servicio” de Emerson paraobtener el procedimiento detallado y recomendado parala “detección y arreglo de fallas” de un sistema derefrigeración o aire acondicionado.


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NOMBRES DE CODIGO DE REFRIGERANTE

La Norma ARI 750-81 recomienda el siguientecódigo de colores de las TXV:

R12 AmarilloR-22 VerdeR-502 OrquídeaR-134a CelesteR410A RosaR404A Naranja

Temperatura Letra dede Baño Código

+32°F A+10°F B

0°F C-10°F D-20°F E

Fig. 15

VÁLVULAS SOLENOIDE DE PARADA DE LÍQUIDO

No se puede depender en las TXV para un apagado positivo,dado que se producen como un dispositivo de asientoajustado y que las superficies de asiento están expuestasa la suciedad, humedad, corrosión y erosión. Además, siel bulbo remoto está instalado en una posición en dondesea influido, durante el ciclo en “off”, por temperaturasambientes más altas que las del evaporador, la válvulase abrirá durante una parte del ciclo en “off”, y admitirálíquido en el evaporador. Por estos motivos, la instalaciónde una Válvula Solenoide de Parada de Líquido antesde cualquier TXV es altamente recomendable.

FILTROS-SECADORES PARA LA PROTECCIÓNDEL SISTEMA

Para proteger las partes operativas de precisión de lasválvulas de control contra la suciedad y las virutas quepuedan dañarlas y hacerlas inoperantes, y para protegertodo el sistema contra los efectos dañinos de la humedad,barro y ácidos, se debe instalar un filtro-secador en todoslos sistemas.

El FILTRO SECADOR “EK” DE EMERSON suministrala mayor protección posible disponible con una superioracción de filtrado y el retirado de humedad, barros, ácidoscorrosivos y ceras.

AJUSTE DEL INTERRUPTOR DE PRESIÓN

En las válvulas con M.O.P., el Interruptor de Presión debeestar ajustado para que el compresor arranque a una presiónmenor que la asignación M.O.P. de la TXV.

AJUSTE DE FÁBRICA DELSOBRECALENTAMIENTO

A menos que se especifique lo contrario, todas las válvulasestarán preajustadas en fábrica a una temperatura de bañopredeterminada por el símbolo de la carga y / o la asignaciónM.O.P. La temperatura de baño a la que se ha ajustado elsobrecalentamiento de la válvula está codificadaalfabéticamente en el bloque de sobrecalentamiento enla placa de asignación de la válvula, como se indica en laFig. 15.

Al pedir una válvula para un recambio exacto, especifiquela letra del código y el ajuste de sobrecalentamientodeseado. Al hacer pedidos para stock en general, no seránecesario especificar ni el sobrecalentamiento ni la letradel código, ya que el ajuste estándar cubrirá a la mayoríade las aplicaciones y puede ser necesario solamente hacerpequeños ajustes del sobrecalentamiento en el campo.

Así, una válvula con un “10A” estampado en el bloque desobrecalentamiento de la placa de asignación, ha sidoajustada para un sobrecalentamiento estático de 10°F,con un baño de 32°F. De la misma manera, una válvulaestampada con un “10C” ha sido ajustada para unsobrecalentamiento estático con un baño de 0°F.


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VXTALEDROLACREPUSEDETSUJA

edailimaFaluvláV

selatoTsoriG

oriGroPCSedsodarG

22-R a431-R 705/A404-R A014-R

F02+ F02- F02+ F02+ F02- F04+

ELCT 23 8.0 5.1 0.1 5.0 0.1 A/N

FH 01 2.2 2.4 8.3 8.1 2.3 A/N

A 8 0.3 0.5 5.4 0.2 0.4 2

EART 01 2.2 2.4 8.3 8.1 2.3 A/N

araP.rolacrepusleriunimsidarapadreiuqzialaicahyrolacrepusleratnemuaarapahceredalaicahetsujaedogatsávleeriGétseetroserleeuqatsahadreiuqzialaicahetsujaedogatsávlerarigagah,odamixorpalanigiroacirbáfedrolavlarevlov

datimalatseuponóicceridalnerarigolagáh,ogeuL.)"acartamrecah"aazeipmeoadarapanuaagell(odagracsedetnemlatot.ordauclenesodacidni"selatoTsoriG"soled


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REFERENCIA CRUZADA DE SÍMBOLOS DE CARGA DE REEMPLAZO DE TXV

Cargas de Bulbo Antiguas Vs. Cargas de Bulbo de Reemplazo Nuevas

NOTA: TODOS LOS OTROS SÍMBOLOS DE CARGA DEBEN SER REEMPLAZADOS POR UN MODELOIDÉNTICO O SEGÚN LO DECIDA EL DEPARTAMENTO TÉCNICO DE ALCO, QUE PODRÁ REALIZARSUBSTITUCIONES DE INGENIERÍA DE UN TIPO EQUIVALENTE PARA SUMINISTRAR UNA OPERACIÓN YUN RENDIMIENTO EQUIVALENTES.

NOTA: EN CASO DE RECAMBIOS EN EL CAMPO, SE PUEDE USAR HC PARA REEMPLAZAR AL HCA.

AIRE ACONDICIONADO REFRIGERACIÓN COMERCIAL BAJA TEMPERATURACARGA ANTIGUA REEMPLAZO CARGA ANTIGUA REEMPLAZO CARGA ANTIGUA REEMPLAZO

REFRIGERANTE R12/R134a

FC

F O FLFC

- -FC -

FZFW FW FWZ

FG55 FG35FW35

- -FW55 FW35 FW15

FW15/MW15FQ55 FQ35 FW15FGA

- -- -RA

FGS

FWS

FGS35 FGS35

FWS FWS FWSFWS FWS

FZ/MZ FZ/MZFX FX

REFRIGERANTE R22

HCH O HL

HC- -

HC -HZ

HW HCA HW HWZHG100

HC

HG65HW65

- -HW100 HW65 HW35

HW35HQ100 HQ65 HQ35HGA

- -- -

HLAHW85 HW85HGS

HWS

HGS65 HGS65

HWS HWS HWSHWS HWSHZ HZHX HX

REFRIGERANTE R502/R404A/R507

RC/SC/PCRL

RC/SC/PC- -

RW RW RWZ RZRW110 RW65 RW65 RW35 RW45/SW45

RWS RWS RWS RWSRWS RWSRZ RZ/SZ/PZ


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Fig 1. Forma en que la válvula de expansión térmicacontrola el flujo de refrigerante

Servicio de Válvulas de Expansión Termostática¡Cómo, Por Qué, Cuándo!

Las Válvulas de Expansión Termostática (TXV) son partes críticas de una bomba de calor, sistema derefrigeración o aire acondicionado. La medida, instalación y ajuste correctos de las TXV hace una grandiferencia entre que el sistema funcione correctamente o regresar a revisarlo.

LA TXV MIDE EL FLUJO

La medición del flujo de refrigerante al evaporador es laúnica función de una TXV. El punto crítico es que debermedir ese flujo a la misma tasa en que está siendoevaporado por la carga de calor. Para hacer esto, mantienela bobina suministrada con la cantidad correcta derefrigerante para mantener el supercalor correcto del gasde succión que sale del evaporador.

SOBRECALENTAMIENTO: LA MEDICIÓN

La Figura 1 explica cómo funciona. En A, refrigerante líquidocaliente y a alta presión entra en la TXV. En B, líquido fríoy a alta presión, más gas repentino, entra en el evaporador.En C, todo el refrigerante líquido ha sido evaporado por lacarga de calor (calor latente). Entre C y D, la temperaturadel vapor aumenta considerablemente ya que se aplicamas carga de calor (calor sensible). En este punto, el gasentra en sobrecalentamiento por encima de su temperaturade saturación. En D, la temperatura de la línea de succióndel gas en sobrecalentamiento es monitoreada por el bulbosensor, que señala a la TXV que se abra o se cierrecorrespondientemente.

Fig 2. Medición del sobrecalentamiento para un buenrendimiento de la válvula

CÓMO MEDIR CON PRECISIÓN

Cómo el criterio para el rendimiento de la TXV es un buencontrol del sobrecalentamiento , resulta vital una mediciónprecisa. Esto implica los cuatro pasos indicados en laFigura 2:

Paso A- Determine la presión de succión en la salida delevaporador con un calibre preciso. Si no hay conexión demedición, se puede usar una T instalada en el ecualizadorexterno de la válvula.

Paso B- Refiérase a una tabla de temperatura-presiónpara el refrigerante usado en el sistema, y determine latemperatura de saturación en la presión de succiónobservada.

Paso C- Mida la temperatura de la línea de succión en laposición del bulbo sensor remoto.

Esto puede conseguirse con un termómetro ajustable oun dispositivo eléctrico similar a un medidor “Annie” o“Simpson”. Asegúrese de que el punto elegido para lamedición esté limpio, para asegurar una lectura precisa.

Paso D- Reste la temperatura de saturación determinadaen el Paso B de la temperatura del gas de succión medidaen el Paso C. La diferencia es el sobrecalentamientooperativo.


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Fig 3. Cómo colocar el bulbo remoto en relación a la medida de la línea de succión

SERVICIO, PASO UNO

Si la prueba indica que se requiere un ajuste de la válvula,retire la corona del sello que cubre el vástago de ajuste.Haga girar el vástago hacia la derecha para disminuir elflujo de refrigerante a través de la válvula y aumentar elsobrecalentamiento; hágalo girar hacia la izquierda paraincrementar el flujo y disminuir el sobrecalentamiento.

CUÁNDO USAR UNA VÁLVULA

Algunos técnicos de servicio parecen no estar muy segurosrespecto a cuándo usar una válvula de expansióntermostática con ecualización interna y cuándo usar unacon ecualización externa.

Nuestra experiencia nos ha indicado que cuando la caídade presión en el evaporador llega a 3 psi en un sistemade aire acondicionado de 3 toneladas (ó 3 hp) (rango detemperatura del evaporador de 30° a 50° F), o a 1 psi enun sistema de baja temperatura de 1 tonelada (temperaturadel evaporador de cero °F o menos), se debe usar unaválvula ecualizada externamente.

Sobre esta base, una válvula con ecualización externasería automáticamente la selección para cualquier sistemade más de 3 toneladas, al margen de su aplicación.

MÁS REGLAS EMPÍRICAS

Siempre use una válvula con ecualización externa cuandoel distribuidor de refrigerante esté incorporado en el sistema.

Una buena retroalimentación de temperatura a la TXV esvital para el control; por tanto, coloque el bulbo en dondepuede suministrar la mejor posible retroalimentación.

DÓNDE COLOCAR EL BULBO

La Figura 3 indica la ubicación ideal(horizontal) del bulbo en relación a lamedida de la línea de succión. Nuncacoloque el bulbo en la posición de las6 horas porque puede sensar latemperatura del aceite que fluye através de la tubería, en lugar de latemperatura del refrigerante. Yasegúrese de que el bulbo estécolocado en una línea de succión condrenaje libre.

TXV de Emerson

SERIE “T” DE EMERSON: LA RESPUESTA SIMPLE

La elección de una TXV adecuada para un sistemaespecífico sigue siendo el primer paso para tener un buenservicio, y no llamadas para servicio.

La serie “Desarmable” (“Take-A-Part”), exclusiva deEmerson, sigue brindando las más versátiles TXV delmercado y es la única válvula a la que usted puede hacerleel servicio en minutos y con una llave. Y, con su larga listade cabezales de potencia, celdas y cuerpos bridaintercambiables, usted puede mezclar y hacer coincidirdesde su stock más de 1.200 combinaciones para que seajuste exactamente a su trabajo. Lo que sea, desde bombasde calor a unidades comerciales, desde ¼ a 100 toneladasde capacidad.

Asegúrese e llevar unas cuantas válvulas de expansióntérmica Take-A-Part, de la serie “T” de Emerson, cadavez que vaya a hacer un servicio. Contacte a su MayoristaEmerson para obtener las especificaciones completas ypara ver la línea completa de controles de precisión Emersonpara todos sus trabajos de refrigeración y aireacondicionado.


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Fig 1. Relación típica presión/temperatura en una carga cruzada

Cargas de Válvulas de Expansión Termostática:Qué Hacen, y Cómo lo Hacen

La función básica de una válvula de expansión termostática es controlar el supercalor. Pero hay diferentestipos de válvulas térmicas y varios tipos de cargas para ellas. Cada una tiene su propio uso específico; lacomprensión de la carga del elemento de potencia y cómo afecta la presión al diafragma de potencia esalgo básico para un buen servicio.

TIPOS DE CARGA QUE SE PUEDEN ENCONTRAR

En la actualidad se usan comúnmente varios tipos básicosde cargas. Las más comunes son: carga de líquido, cargade gas, carga cruzada de líquido, carga cruzada de gas ycarga de adsorción.

Cualquier punto de temperatura MOP depende de la formaen que el bulbo fue cargado inicialmente y de dónde seva a usar. Todas las cargas de gas son susceptibles apérdidas de control por temperaturas ambientes cruzadasen donde el elemento de potencia está más frío que elbulbo remoto. Tienen una capacidad de respuestainherentemente más rápida, pero tienden a “oscilar”buscando el nivel operativo correcto; por tanto, a menudose le agrega lastre al bulbo remoto para minimizar esatendencia. Como en el caso de las cargas de líquido, sepuede llenar el bulbo remoto con el mismo refrigeranteque el que se usa en el sistema. O bien, se puede llenarcon un refrigerante diferente, produciendo una cargacruzada de gas.

ACERCA DE LAS CARGAS DE LÍQUIDO

En este caso, el elemento de potencia contiene el mismorefrigerante que el usado en el sistema en donde se aplicala válvula. En fábrica, se lo coloca en el bulbo remoto enestado líquido. El volumen se controla de manera que,dentro del rango de temperatura de diseño del elementode potencia, algo de líquido siempre queda en el bulbo.Así, la presión del elemento de potencia es siempre lapresión de saturación que corresponde a la temperaturadel bulbo remoto. Las cargas de líquido tienen tanto ventajascomo desventajas. Éstas incluyen: no están sujetas apérdidas de control por temperaturas ambientes cruzadas;poco o ningún sobrecalentamiento en el arranque; elsupercalor aumenta a temperaturas de evaporadormenores, y disminución de presión de succión lenta en elarranque.

CARGAS CRUZADAS DE LÍQUIDO

Cuando se usa una carga cruzada de líquido, el elementode potencia contiene un refrigerante líquido diferente aldel refrigerante del sistema. La curva de temperatura presiónde la carga cruza la curva del refrigerante del sistema(por ello, carga cruzada).

Sus ventajas incluyen:

- Enfriado moderadamente lento.- Insensible a condiciones cruzadas de temperatura

ambiente.- Respuesta amortiguada a los cambios de temperatura

en la línea de succión (minimiza la tendencia de la válvulaa la “oscilación”).

- Las características del sobrecalentamiento se puedenajustar a aplicaciones especiales.

CARGAS DE GAS Y DE GAS CRUZADAS

Como el gas se comprime, el uso de una carga de gas enlugar de una carga de líquido altera las característicasoperativas. A una temperatura predeterminada, el gas enel bulbo remoto entra en sobrecalentamiento , limitandola fuerza aplicada. Esto produce un sobrecalentamientomás alto en cargas de evaporador más altas y se lodenomina efecto MOP (Maximum Operating Pressure:Presión Operativa Máxima).

Nota: Las Cargas “C” y “Z” de Emerson son cargascruzadas de líquido.


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Fig 2. Qué sucede con una carga de absorción

Fig 3. Rangos de operatición típicos de las cargas TXV máscomunes actualmente

CARGAS DE ADSORCIÓN

El último tipo de carga es la de adsorción.

En la adsorción, los sólidos retienen grandes cantidadesde gas, no al llevarlos al cuerpo del sólido, como en laabsorción, sino colectándolos y manteniéndolos en lasuperficie del sólido sin reacción química.

El vapor penetra en las grietas y los surcos del sólido,permitiendo una considerablemente mayor capacidad quela que sería posible con la absorción.

La ventaja de una carga de adsorción es que con unvolumen fijo, la cantidad de vapor adsorbido varía con latemperatura y el sistema. De manera que puede usarsepara aplicar presión operativa como una función de latemperatura.

Los adsorbentes típicos incluyen: carbón, sílice, alúminaactivada.

DÓNDE USAR CADA TIPO

El cuadro a la derecha puede ayudar a hacer coincidir lacarga con la aplicación

- Carga de adsorción “W” – aire acondicionado, refrigeracióncomercial de temperatura media, enfriadores

- Cargas de líquido cruzadas “C” y “Z” – refrigeracióncomercial (temp. media y baja), refrigeración en transporte,máquina de hielo

Otros tipos de cargas disponibles incluyen:

-Carga de líquido “L” – máquinas de hielo, pilotos, válvulasde inyección de líquido;

-Carga de gas “G” – aire acondicionado (incluyendomóviles), enfriadores de agua;

-Carga de gas cruzada “B” – bombas de calor.

Si quisiera tener copias de este cuadro para su pared,solicítelo a su Mayorista Emerson.

EMERSON SUMINISTRA LA CARGA CORRECTA

Dado que Emerson inventó la válvula de control modernaen 1925, nosotros hemos desarrollado nuevas cargas parasuministrar un control más preciso. Se encuentrandisponibles diferentes Válvulas de Expansión Termostáticaespecíficas de Emerson con una variedad de cargas,desarrolladas en nuestros propios laboratorios, cada unade ellas designada para una larga vida y un control precisoen aplicaciones específicas.

CONSULTE A SU MAYORISTA EMERSON

Cuando planifique recambiar una válvula de expansión,consulte a su Mayorista Emerson respecto a la calidad dela Válvula de Expansión Termostática que mejor se ajustea su aplicación.


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PRESIÓN DE SUCCIÓN BAJA CONSOBRECALENTAMIENTO ALTO

Generalmente, esto es causado por una restricción delflujo a través del evaporador. Si la misma válvula deexpansión térmica está limitando el flujo, verifique lassiguientes causas probables:

1. La entrada de presión puede ser demasiado baja debidoa una elevación vertical excesiva; o la línea de líquidopuede ser demasiado pequeña; o la temperatura decondensación puede ser demasiado baja. Todas estastres posibilidades resultan en un diferencial de presióninadecuado.

Solución: Aumente la presión cabezal o reemplacela línea de líquido con una de la medida apropiadaespecificada por el fabricante.

2. Puede haber gas en la línea de líquido por la caída depresión, una carga insuficiente o gases no condensablesen el sistema. Utilice un vidrio visor o trate de escucharun silbido característico en la válvula de expansión.

Solución: Dependiendo de la causa, agreguecarga al sistema o purgue lo que no sea condensable,limpie los coladores y reemplace los filtros secadores,compruebe que la medida de la línea sea la apropiada, oaumente la presión cabezal, baje la temperatura (proveasubenfriado suficiente) para asegurar líquido estable enla entrada de la válvula.

3. La válvula puede estar restringida por una caída depresión en el evaporador.

Solución: Cambie por una válvula de expansióntérmica Emerson con ecualizador externo.

4. El orificio de la válvula puede estar obturado.Solución: Si hielo (humedad) o cera lo obtura,

habrá un aumento de presión repentina en la línea desucción luego que el sistema es apagado y se calienta oel cuerpo de la válvula es calentado artificialmente. Los

Detección y Arreglo de Fallas en Válvulas de Expansión Termostática Parte 1:Causas de Presión de Succión

Cuando una válvula de expansión termostática no funciona, las causas pueden no estar en la válvula misma.Muchos otros componentes del sistema de refrigeración o aire acondicionado pueden afectarla, por lo quela clave es un diagnóstico correcto del problema. Sin duda, no podemos cubrir todo el tema en un soloejemplar de Consejos Técnicos.

Por tanto, comenzaremos con problemas que resultan en presión de succión baja.

Un segundo ejemplar de Consejos Técnicos trata sobre los problemas que suministran presión de succiónalta y fluctuante.

problemas de suciedad y humedad se remedian con unfiltro-secador Emerson EK. La acumulación de cera oaceite usualmente se debe al uso de un tipo de aceiteequivocado. Reemplácelo por el aceite apropiado.

5. El ajuste del Supercalor puede estar ajustado demasiadoalto.

Solución: Reajústelo de acuerdo a lasespecificaciones del fabricante, siguiendo las instruccionessuministradas con la válvula.

6. El ensamble de poder de la válvula puede haber perdidocarga o fallado.

Solución: Recambie el ensamble de poder o laválvula completa.

7. En una condición de temperatura ambiente cruzada,un ensamble de poder con carga de gas o el capilar

Fig. 2 Fuerzas básicas operando en la TXV


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Fig 3. Filtro-secador altamente eficaz de línea deLíquido EK de Emerson

PRESIÓN DE SUCCIÓN BAJA CON SUPERCALORBAJO

La presión baja y el supercalor bajo usualmente significanque el sistema tiene una pobre distribución o una cargadel evaporador inadecuada. Busque las siguientes causasprobables:

1. Cuando la distribución es pobre en el evaporador, ellíquido puede tomar un atajo a través de un paso favorecidoy estrangular la válvula antes de que todos los pasos esténadecuadamente cargados.

Solución: Sujete la unidad de potencia a una líneade succión de drenaje libre. Limpie la línea antes de sujetarel bulbo en su lugar. Instale un distribuidor y equilibre ladistribución de carga del evaporador.

2. El compresor puede ser demasiado grande o puedeestar funcionando demasiado rápido debido a una poleade medida equivocada.

Solución: Provea control de capacidad delcompresor para medidas más grandes; cambie a la poleapor una de medida apropiada.

3. El evaporador puede ser muy pequeño, demostradopor la formación excesiva de hielo.

Solución: Instale el evaporador de tamañoadecuado.

4. Flujo de aire bajo resultante de filtros obturados o deun motor de ventilador inoperante.

Solución: Limpie o recambie el filtro. Revise lavelocidad del motor del ventilador y repare o recambie.

Existen también otras posibilidades pero, por lo general,usted encontrará que éstos son los principales problemasasociados con una presión de succión baja.

del bulbo remoto pueden enfriarse más que el bulbo sen-sor y el bulbo pierde control.

Solución:a) Aísle o provea calor artificial a la unidad de potencia;b) Recambie por una Válvula Emerson con Carga Cruzadade Líquido

8. Los filtros de malla del sistema pueden estar obturadosSolución: Limpie todos los filtros.

Alguna otra cosa y no la válvula de expansión termostática,puede llegar a causar una restricción. Si así fuese, ustedusualmente encontrará escarcha o temperaturas más bajasque lo normal en el punto de restricción. Busque estascausas probables:

1. Los coladores o filtros-secadores pueden estar obturadoso ser demasiado pequeños.

Solución: Recambie o limpie todos los coladoresy luego agregue un filtro-secador Emerson EK en el sistema.

2. Una válvula solenoide puede estar funcionando mal otener fallas.

Solución: En cualquier caso, recámbiela por unaválvula solenoide Emerson adecuada.

3. La válvula de servicio en el receptor de líquido, unaválvula manual, o la válvula de servicio de descarga/succiónpodría ser demasiado pequeña o no estar totalmente abierta.

Solución: Repare o recambie la válvula falladasi determina que no se puede abrir totalmente, y recambietodas las válvulas de medidas menores a las necesariascon la unidad de medida correcta.

4. Distintos problemas pueden causar inconvenientes, comolas líneas obturadas, líneas de líquido y de succióndemasiado pequeñas.

La Solución resultará obvia cuando hayadeterminado la causa.

PROTEJA EL SISTEMA

de la salida de la válvula, punto “A”. Sin embargo, lapresión de 37 psig en el punto “A” es la presión queactúa en la parte inferior del diafragma en direcciónde cierre. Con el resorte de la válvula ajustado a unacompresión equivalente a 10°F de sobrecalentamientoo a una presión de 9.7 psig, la presión requerida porencima del diafragma para equilibrar las fuerzas es


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PRESIÓN DE SUCCIÓN ALTA CONSOBRECALENTAMIENTO ALTO

Por lo general, este problema es causado por un sistemadesequilibrado a causa de un evaporador demasiadogrande, un compresor muy pequeño y/o una carga altaen el evaporador. En todos los casos, la carga será excesivaen relación a las condiciones de diseño.

Solución: El sistema debe ser equilibradoaumentando el tamaño del compresor o desminuyendola medida del evaporador. Pruebe las capacidades delsistema con medidores adecuados. Su Mayorista Emersonlo puede ayudar suministrándole un cuadro que incluyelas relaciones de temperatura/presión adecuadas para losrefrigerantes más populares.

Un segundo caso de presión de succión alta ysobrecalentamiento alto pueden ser las válvulas delcompresor con fugas.

Solución: Pruebe el compresor y recambie lasválvulas o el compresor.

PRESIÓN DE SUCCIÓN ALTA CONSOBRECALENTAMIENTO BAJO

Varias condiciones de sistema pueden causar esteproblema. Busque entre estas causas posibles:

1. La medida del compresor puede ser pequeña.Solución: Pruebe la capacidad del sistema y

recambie con la medida especificada del compresor.

2. El ajuste del sobrecalentamiento de la válvula puedeser demasiado bajo.

Solución: Determine la presión de succión conun manómetro preciso. Determine la temperatura desaturación en la presión de succión observada. Mida latemperatura del gas de succión en el bulbo remotocolocando un termopar en el bulbo. Luego, reste latemperatura de succión de la temperatura del bulbo remotopara determinar el sobrecalentamiento del gas. Siga las

direcciones del fabricante de la válvula para ajustar elsobrecalentamiento a los valores adecuados.

3. Puede haber gas en la línea de líquido (por caída depresión o por carga insuficiente) con una TXV de medidamuy grande.

Solución: Recambie la TXV con una válvula demedida correcta y luego corrija la causa del “gas repentino”(Ver Consejos Técnicos en Causas de Presión de SucciónBaja).

4. La válvula puede quedar abierta debido a materialesextraños en el asiento con el retorno (floodback) de líquido.

Solución: Limpie o recambie las partes dañadas.Luego instale un filtro secador Emerson EK para retirartodos los materiales extraños del sistema.

5. El diafragma o los fuelles en una TXV de presión constante(automática) se pueden haber roto con el retorno (floodback)de líquido.

Solución: Recambie la válvula.

6. La línea de ecualización externa de la válvula puedeestar taponada o tapada.

Solución: Limpie el ecualizador taponado, orepárelo. O bien, recambie completamente la válvula conotra que tenga un ecualizador en buenas condiciones.

Fig 1. Válvula de expansión Emerson para sistemas derefrigeración pequeños

Detección y Arreglo de Fallas en Válvulas de Expansión Termostática Parte 2:Causas de Presión de Succión Alta

Al realizar la detección y arreglo de fallas en válvulas de expansión termostática que no funcionan, la clavepara corregir estos problemas es cómo diagnosticar el problema. La causa puede no estar en la válvulamisma. Muchos otros componentes de un sistema de refrigeración o aire acondicionado pueden afectar laválvula y, por tanto, resulta imposible cubrir adecuadamente todo el tema en un solo ejemplar de ConsejosTécnicos.

En el Consejos Técnicos anterior cubrimos los problemas que resultan de la Presión de Succión Baja. Esteejemplar de Consejos Técnicos cubre la Presión de Succión Alta y Fluctuante.


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SELECCIÓN DE LA TXV ADECUADA

Todos los fabricantes ofrecen una variedadde válvulas de expansión térmica que seajustan a las diversas condiciones queusted puede encontrar en el campo. Siusted tuviese alguna duda sobre la medidacorrecta, consulte a su Representante deEmerson. Él podrá aconsejarlo y ofrecerleuna información detallada sobre quéválvula Emerson seleccionar para cadaaplicación.Fig 2. Esquema de un sistema de refrigeración básico

Fig 3. Tubería recomendada de las líneas desucción a la tubería madre

7. Humedad en la línea puede congelar la válvula dejándolaabierta.

Solución: Aplique trapos calientes en la válvulapara derretir el hielo. Luego instale un filtro secador EmersonEK para tener un sistema sin humedad.

CAUSAS DE PRESIÓN DE SUCCIÓN FLUCTUANTE

La presión fluctuante es un indicador de una variedad decausas posibles:

1. El ajuste del sobrecalentamiento puede ser incorrecto.Solución: Ajuste el sobrecalentamiento siguiendo

las indicaciones antemencionadas en el punto N° 2 depresión de succión alta con sobrecalentamiento bajo.

2. La causa puede ser una línea de succión con efectosifón.

Solución: Instale un sifón “P” para permitir undesagüe libre en la línea de succión.

3. Puede haber retorno de líquido (floodback) de refrigerantelíquido debido a un distribuidor inadecuado, carga desparejadel evaporador o de un evaporador mal montado.

Solución: Recambie el distribuidor fallado; instaleaccesorios de distribución de carga de potencia adecuadospara equilibrar la velocidad del aire en forma pareja entodas las bobinas del evaporador; finalmente revise elmontaje del evaporador para suministrar el ánguloadecuado.

4. Las líneas del ecualizador externo pueden estarconectadas a una misma fuente con más de una TXV enel mismo sistema.

Solución: Cada válvula debe tener su propia líneade ecualizador separada que vaya a una posición adecuadaen la salida del evaporador. Ver Figura 3 como ejemplo.

5. Diferencias radicales de presión en toda la TXVque pueden ser causadas por el ciclo excesivo delcondensador o ventilador.

Solución: Revise las superficies de las bobinas;circuitos de control, sobrecargas de los termostatos, etc.,y repare o recambie cualquier parte defectuosa.

Existen otras posibilidades, pero éstas son las máscomunes.


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Fig 1. Emerson TCLE 2HC,Una válvula de expansión termostática típicaTABLAS DE CAPACIDAD EXTENDIDA

Todos los fabricantes de válvulas tienen cuadros decapacidad extendida para ayudarlo a determinarexactamente qué válvula es la mejor para cada aplicación.

Para usarlos, usted necesita determinar cuatro puntosbásicos:

- Carga del sistema de refrigeración;- Temperatura del líquido que entra a la válvula;- Temperatura del evaporador saturada;- Caída de presión en la válvula.

Aquí se explica cómo obtener la información que necesita:

1. Carga en el sistema de refrigeración

Determine la medida del sistema en BTU o Toneladas(12.000 BTU/hr = 1 tonelada). Revise la literatura delfabricante del sistema, si la hubiese. Si no, busque laasignación del compresor en su etiqueta, pero no trate dehacer coincidir su válvula a esa asignación, porque laasignación del compresor puede variar, dependiendo dela temperatura deseada del espacio enfriado. Latemperatura de evaporador promedio para aireacondicionado es de 45°F; para refrigeración, de 15° a20°F por debajo de la temperatura del producto más fríoalmacenado. Se puede considerar a la capacidad delcompresor en refrigeración como considerablemente menor

Cómo Seleccionar la TXV de la Capacidad Correcta Para el Trabajo

Supongamos que usted debe instalar una válvula de expansión termostática nueva en un sistema porquela vieja ya no sirve y usted no conoce la capacidad correcta de la válvula.

¿Qué puede hacer? Si instala una demasiado grande obtendrá un rendimiento errático o un evaporadorinundado. Y si es demasiado pequeña, obtendrá una condición de escaso rendimiento que puede resultaren fallas del compresor.

a la asignación nominal en la etiqueta. Esto es sólo unaguía para obtener la asignación verdadera de la válvula.

2. Temperatura del líquido entrante a la válvula

Con un ttermómetro de contacto, determine la temperaturadel líquido entrante a la válvula. Las capacidades nominalesde la válvula son establecidas a 100°F, líquido sin vaporentrando a la válvula. Si la temperatura del líquido entrantees mayor o menor, la corrección de factores en el cuadrode capacidad extendida lo ayudará a compensar.

3. Temperatura del evaporador

Si no la conoce, estime la temperatura del evaporadorsiguiendo las indicaciones del punto (1) antemencionado.Debe ser más baja que la temperatura requerida en elespacio enfriado o no se producirá la transferencia decalor.

4. Caída de presión en la válvula

Determine la diferencia entre la presión del lado de entradacontra la del lado de salida de la válvula, no la diferenciaentre la presión cabezal y la presión de succión, un errorcomún. Puede ser necesario estimar teniendo en cuentala caída de presión en los accesorios, válvulas, secadores,distribuidores, etc.

NO CONFÍE EN LA ETIQUETAS

Las etiquetas en las cajas, válvulas y compresores ledan una asignación. Pero éstas son asignacionesnominales basadas en un conjunto de condicionesespecíficas, determinadas por ARI o ASHRAE y puedenser muy diferentes a las de su trabajo. Si las sigueciegamente terminará con costosos problemas.


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ESTE ES UN EJEMPLO

En la Figura 2, seleccionamos una válvula TCL (E) 2FCde Emerson de 2 toneladas nominales operando a unapresión del evaporador de + 20° F, con una caída de presiónde 175 libras – dando un capacidad de 3.4 toneladas.Operando a una temperatura de líquido de 110°F, lacapacidad de 3.4 toneladas pasa a ser de 3.2 toneladasal ser multiplicada por el factor de corrección 0,94. Eneste caso, una válvula con asignación nominal de 2toneladas tendrá la capacidad para operar en un sistema

de 3 toneladas. En la misma situación, una válvula conasignación nominal de 3 toneladas sería demasiado grande,suministrando 4.7 toneladas y, posiblemente, inundandoel evaporador.

Por tanto, cuando no sepa la medida exacta de la válvula,tome unos minutos para seguir el escenario de posibilidadesy se ahorrará algunos costosos llamados de servicio.

Si quisiera tener un Cuadro de Capacidad Extendida paraayudarlo en su trabajo, consulte a su Mayorista Emerson.

Fig 2. Cuadro de Capacidad Extendida Típico. TCL (E) 2FC indicado en la hilera sombreada

Fig. 3 Cuadro de factor de corrección típico

Las Capacidades de la Válvula se basan en un refrigerantelíquido sin vapor a 100°F entrando en la válvula. Paradeterminar las capacidades para otras temperaturas derefrigerante líquido sin vapor entrando en la válvula,multiplique la capacidad indicada en el cuadro anteriorpor el factor de corrección indicado a continuación.

Factores de Corrección de Temperatura del Líquido

Tipo deRefrigerante

Temperatura del Líquido Refrigerante (°F)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

R-12 1.60 1.54 1.48 1.42 1.36 1.30 1.24 1.18 1.12 1.06 1.00 .94 .88 .82 .75

R-134a 1.70 1.63 1.56 1.49 1.42 1.36 1.29 1.21 1.14 1.07 1.00 .93 .85 .78 .71

R-22 1.56 1.51 1.45 1.40 1.34 1.29 1.23 1.17 1.12 1.06 1.00 .94 .88 .82 .76

R-404-A 2.00 1.90 1.80 1.70 1.60 1.50 1.40 1.30 1.20 1.10 1.00 .90 .80 .70 .50


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Fig A: TXV típica de Puerto Balanceado Emerson HF

Fig B: TXV estándar en una condición de desequilibrio con la agujaforzada hacia la apertura

PUERTO BALANCEADO: SISTEMA BALANCEADO

Una solución útil al problema del desequilibrio es una ideaque ha estado dando vueltas por mucho tiempo (en realidad,30 años), es la de las válvulas de puerto balanceado (aveces llamadas “válvulas de puerto doble”).

En efecto, las válvulas de puerto balanceado “equilibran”el sistema operando a un sobrecalentamiento constanteen un amplio rango de variaciones de presión cabezal ycarga.

cambio en la presión de la entrada es denominadodesequilibrio. Esto resulta en una operación errática y envariaciones en el ajuste original de sobrecalentamiento.

El mismo fenómeno ocurre cuando la presión de salida(evaporador) varía con la variación en las condiciones decarga, con los mismos resultados.

FUERZAS CANCELADAS

La diferencia en construcción en los dos tipos de válvulahace una gran diferencia. En la válvula de puertobalanceado, Fig. C, un pequeño eje conecta la aguja dela válvula a la varilla de ajuste preciso encima de la aperturade línea. Su área es igual al área efectiva del puerto.

Cuando se aplica una presión incrementada, hace presióntanto en la aguja como en la varilla. Como está actuandoen dos áreas iguales en direcciones opuestas, la cargade presión se cancela y la válvula continúa en su posiciónde modulación original.

Válvulas de Puerto Balanceado: Viejas Soluciones a Nuevos Problemas

En las épocas en que la energía era barata, los ingenieros en refrigeración normalmente sobreespecificabansus sistemas. Con frecuencia, las temperaturas de condensación llegaban hasta los 100°, usando muchamás energía, pero permitiendo mucha “parada” para compensar un amplio rango de condiciones variablesde temperatura ambiente. Y todos quedaban satisfechos con los resultados. Pero los tiempos cambian.

Muchos de los sistemas actuales usan temperaturas de condensación de base en el rango de 60° a 70°. Sonmucho más eficaces; suministran una mayor capacidad y duran más.

Pero también se pueden desequilibrar mucho más fácilmente, cambiando el sobrecalentamiento, la capacidady la eficiencia y hasta inundar el compresor.

CÓMO FUNCIONA

En una válvula de expansión convencional, Fig. B, con ladirección de flujo de manera que la presión de la entradase aplica debajo de la chaveta de la válvula, a medidaque la presión aumenta la válvula tiende a moverse enuna dirección de apertura.

Contrariamente, cuando la presión de la entrada cae, laválvula tiende a moverse en una dirección de cierre. Estecambio en la posición de la aguja de la válvula con un


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Fig C. TXV de Puerto balanceado, fuerzas equilibradas

APLICACIONES

Parecería entonces, que una TXV de puerto balanceadoen un “remedio total” para el sistema. Pero si bien ésta lepermitirá al sistema operar en un rango de presión cabezaly variaciones de carga un poco más amplio, las válvulasdeben no obstante ser seleccionadas correctamente paraasegurar un rendimiento adecuado del sistema.

Normalmente, la TXV estándar de medida correctafuncionará bien en el sistema para el que fue diseñada.

Cuando es de la medida correcta, mantendrá al sistemaoperando a una alta eficacia, con una buena economía.

Si su zona tiene una tendencia hacia cambios rápidos yamplios de temperatura (30° o más en 24 horas), ustedpodría considerar a las TXV de puerto balanceado paraalgunos de los sistemas “problemáticos”.

LÍNEA HF DE EMERSON

En ese momento, consulte a su Mayorista Emerson sobrela línea Emerson HF de válvulas de puerto balanceado.Él podrá darle las especificaciones completas ycomplementar sus necesidades con la calidad Emerson.

VENTAJAS / BENEFICIOS

- Las TXV serie HF mejoran la operación y la estabilidadde la válvula bajo condiciones variables del sistema como:presiones cabezales altas y bajas; grados desubenfriamiento altos y bajos; amplio rango de caídas depresión en la válvula; y cargas de evaporador variables.

- Las características de rango de carga más amplias delas válvulas HF pueden resultar en la necesidad de menosmodelos para cubrir el rango normal de los requisitos dela refrigeración comercial.

- El elemento de potencia de medida H más grandesuministra un más fácil y consistente control de la válvula.

- El elemento de potencia recambiable ofrece flexibilidaden el ajuste de los requisitos de carga con el refrigerantedel sistema.

CARACTERÍSTICAS DE LA SERIE HF

- Capacidades de 1/8 a 13 toneladas para R-404A/R-502.

- Cuerpo de latón de barra de stock.- Ensablaje de poder recambiable.- Ecualizador interno / externo.- Construcción del sello interno probada en el campo.- Cargas de bulbo a medida para rangos específicos

de temperatura.- Intercambiable con otras TXV de refrigeración

comercial.


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Válvulas Solenoide


GUIA DE AYUDA TECNICA

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La Figuras 1A y 1B muestran un esquema simple de una válvula solenoide en funcionamientoAnatomía de la Solenoide

Anatomía del Solenoide

¿QUÉ SON LAS VÁLVULAS SOLENOIDE?

Una válvula solenoide consiste en dos partes diferentespero que actúan de manera integral, un solenoide y unaválvula.

El solenoide no es otra cosa que un alambre eléctricoenrollado en un espiral alrededor de la superficie de unaforma cilíndrica usualmente de una sección cruzada cir-cular. Cuando una corriente eléctrica es enviada a travésdel bobinado, éste actúa como un electroimán. El campode fuerza que se crea en el centro del solenoide es lafuerza motriz para abrir la válvula. En su interior se encuentraun émbolo de acero magnético móvil que es atraído haciael centro de la bobina cuando se energiza.

La válvula contiene un orificio por el cual pasan los fluidoscuando está abierta. Una aguja o varilla está asentadasobre o en el orificio y se adosa directamente a la parteinferior del émbolo.

Cuando la bobina es energizada, el émbolo es forzadohacia el centro de la bobina levantando así la aguja de laválvula, llevándola fuera del orificio y permitiendo el flujo.

Introducción

En la mayoría de las aplicaciones de refrigeración, es necesario arrancar o detener el flujo en un circuitorefrigerante a fin de controlar automáticamente el flujo de fluidos en el sistema. Para este propósito, engeneral se utiliza una válvula solenoide operada eléctricamente. Su función básica es la misma que la deuna válvula de cierre operada manualmente pero, al ser de funcionamiento solenoide, puede estar posicionadaen lugares remotos y puede ser convenientemente controlada por medio de interruptores eléctricos simples.Las válvulas solenoides pueden ser operadas por un interruptor termostato, interruptores de flotador,interruptores de presión baja, interruptores de presión alta o cualquier otro dispositivo que ponga enfuncionamiento o interrumpa un circuito eléctrico, siendo el interruptor termostático el dispositivo máscomún usado en sistemas refrigerantes.

Cuando la bobina está desenergizada, el peso del émbolo,y en algunos diseños un resorte, provoca la caída del mismoy cierra el orificio, deteniendo de este modo el flujo a travésde la válvula.

VALVULAS SOLENOIDEGUIA DE AYUDA TECNICA

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Fig 3

PRINCIPIOS DEL FUNCIONAMIENTO DELSOLENOIDE

Los solenoides son operados por acción directa o a piloto.La aplicación determina la necesidad por uno de los dostipos mencionados. La válvula de acción directa se usaen válvulas con capacidades bajas y tamaños de puertopequeños. El tipo de operación a piloto es utilizado enválvulas más grandes, eliminando de este modo lanecesidad de bobinas y émbolos más grandes.

1. ACCIÓN DIRECTA

En la válvula del tipo de acción directa, como se viera enoperación de la Válvula Solenoide, el émbolo es conectadomecánicamente a la válvula de aguja. Cuando la bobinaes energizada, el émbolo que saca a la aguja fuera delorificio se eleva en el centro de la bobina. Este tipo deválvula operará desde el diferencial de presión cero a sudiferencial de presión máximo asignado, al margen de lapresión de línea.

La válvula del tipo de acción directa se usa solamente encircuitos de capacidad pequeña debido al tamaño de labobina aumentada que se requeriría para contrarrestarel diferencial de presión alto de las capacidades grandes.La bobina requerida será grande, cara y no adecuadapara circuitos de capacidad muy grande. A fin de superareste problema en circuitos muy grandes se utilizan válvulassolenoides operadas a piloto.

2. VÁLVULA OPERADA A PILOTO

Las válvulas solenoides operadas a piloto usan unacombinación de la bobina solenoide y la presión de líneapara operar. En este tipo de válvula el émbolo se adosa auna válvula de aguja cubriendo un orificio del piloto envez del puerto principal. La presión de línea sostiene unpistón independiente o diafragma cerrado en el puertoprincipal. Ver figuras 2a y 2b. Cuando la bobina esenergizada, el émbolo es llevado al centro de la bobina,abriendo el orificio del piloto. Una vez que el puerto delpiloto se abre, permite el sangrado de la presión de lalínea que se encuentra sobre el diafragma, hacia el ladoinferior o la salida de la válvula, aliviando así la presiónsobre la parte superior del diafragma. La presión de entradaentonces empuja el diafragma hacia arriba y fuera delpuerto de la válvula principal y lo mantiene allí permitiendoel flujo completo del fluido. Cuando la bobina esdesenergizada, el émbolo cae y cierra el orificio del piloto.La presión comienza a incrementarse encima del diafragma

por medio de un orificio de sangrado en el diafragma delpistón hasta que el diafragma mismo, más el peso deldiafragma y el resorte, provocan que se cierre sobre elpuerto principal de la válvula. Este tipo de válvula solenoiderequiere una diferencia de presión mínima entre la entraday la salida a fin de operar.

TIPOS DE SOLENOIDES

Hasta el momento hemos explicado cómo opera una válvulasolenoide. Ahora discutiremos los numerosos tipos deválvulas y sus aplicaciones respectivas. Los tres tiposprincipales de válvulas son las válvulas de 2-vías, 3-víasy 4-vías.

VÁLVULAS DE 2 VÍAS

La válvula de 2-vías es el tipo más común de válvulasolenoide. Controla el flujo del fluido en una línea. Tieneuna conexión de entrada y una de salida. Esta válvulapuede ser del tipo de operación a piloto o de acción directade la válvula, dependiendo de la necesidad. Cuando labobina está desenergizada, la válvula de 2-vías estánormalmente cerrada. Aunque cerradas normalmente sealo más ampliamente usado, las válvulas de dos vías estánfabricadas para estar abiertas normalmente cuando labobina está desenergizada, Ver Figura 3 como ejemplode una válvula de 2-vías.


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SELECCIÓN DE VÁLVULA SOLENOIDE

La selección de una Válvula Solenoide para una aplicaciónde control particular requiere la siguiente información:

1. Fluido a ser controlado2. Capacidad requerida3. Diferencial de presión operativa máximo

(MOPD: Maximum Operating Pressure Differential)4. Características eléctricas5. Presión de trabajo máxima requerida

(MWP: Maximum Working Pressure)

Las capacidades de las Válvulas Solenoides para serviciode refrigerante líquido o gas de succión normal son dadasen toneladas de refrigeración a algunas caídas de presiónnominal y condiciones estándar. Los catálogos de losfabricantes proveen cuadros extendidos a fin de cubrircasi todas las condiciones operativas para refrigerantescomunes. Siga las recomendaciones de tamaño delfabricante. No seleccione una válvula basado en eltamaño de la línea. Las válvulas operadas a pilotorequieren de una caída de presión para operar, por lo queseleccionar una válvula de tamaño mayor resultará enque la válvula no se abrirá. Las válvulas de tamaño máspequeño resultarán en caídas de presión excesiva.

La válvula solenoide seleccionada debe tener unaclasificación de MOPD igual a o mayor que el diferencialposible máximo contra el cual la válvula debe abrirse. ElMOPD, o Diferencial de Presión Operativa Máximo,

Diferencial de Presión Operativa Mínimo

considera tanto las presiones de la válvula de salida comola de entrada. Si una válvula tiene una presión de entradade 500 psi y una presión de salida de 250, y una clasificaciónindicada de MOPD de 300 psi, la misma podrá operar yaque la diferencia de presión (500-250) es menor que laclasificación indicada de MOPD de 300. Si la diferenciade presión es mayor que el MOPD, la válvula no se abrirá.

También es importante considerar la presión de trabajomáxima requerida para una operación segura y apropiada.Una válvula solenoide no debería ser usada para unaaplicación cuando la presión sea mayor que la presión detrabajo máxima. Las válvulas solenoide están designadaspara un tipo de fluido dado a fin de que los materiales deconstrucción sean compatibles con el fluido. Metalesferrosos o de acero y aluminio se usan en válvulassolenoides para servicio de amoníaco. Se pueden utilizarmateriales especiales para el asiento y sintéticos para elservicio de temperatura alta o de temperatura ultrabaja.Se requieren materiales especiales para fluidos corrosivos.También es importante prestar especial atención a lascaracterísticas eléctricas. Se debe especificar el voltaje ylos Hertz requeridos para asegurar una selección adecuada.Las válvulas para servicio de CC a menudo tienen unaconstrucción interna diferente que las válvulas paraaplicaciones de CA, así que es importante estudiar lainformación del catálogo del fabricante cuidadosamente.


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INSTALACIÓN

Las Válvulas Solenoides que tengan un émbolo o diafragmacargado a resorte se pueden instalar y operar en cualquierposición; sin embargo, la válvula solenoide con un émbolo,de estilo más antiguo y convencional, se debe siempreinstalar con el émbolo en una posición vertical recta y conel tubo horizontal. Se debe instalar un colador o filtro secadoradecuado antes de cada válvula solenoide para mantenerlas laminillas, aditivos del tubo, soldadura y otros materialesextraños fuera de la válvula.

Al instalar una válvula solenoide, asegúrese de que laflecha en el cuerpo de la válvula esté dirigida en la direccióndel flujo de refrigerante.

Al soldar las conexiones de tipo soldado, no use un sopletedemasiado caliente y no apunte la llama en la direcciónde la válvula. Permita que el cuerpo de la válvula se enfríeantes de recambiar las partes internas operativas de laválvula para asegurar que el material del asiento y lasjuntas no queden dañadas por el calor. Se recomienda eluso trapos mojados o bloques de enfriamiento durante lasoldadura. Éstos son necesarios para mantener frío elcuerpo de la válvula de manera que no se produzca lacombadura del cuerpo en el caso de válvulas de acoplescerrados. Al reensamblar, no aplique un torque excesivo.

Vista General de la Aplicación

Aplicación Familia del Producto

Servicio de Línea de Líquido

50RB

100RB

200RB/500RB

Servicio de Línea de Líquido o de Succión 240RA/540RA

By-Pass de Gas Caliente

50RB

100RB

200RB/500RB

240RA/540RA

Válvula de Diferencial de Presión para By-Pass de Gas Caliente710RA

713RA


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1- Movimiento del émbolo (armadura) o deldiafragma restringido.a) partes corroídasb) materiales extraños alojados en la válvulac) tubo de empaque abollado o dobladod) cuerpo combado o distorsionado debidoa: 1. soldadura incorrecta, 2. aplastado en el tornillo de banco

2. Cableado incorrecto

3- Contactos con fallas en relés o termostatos

4- La asignación de voltaje y frecuencia dela bobina solenoide no coincide con elsuministro eléctrico: a) bajo voltaje b) alto voltaje c) frecuencia incorrecta

5- Válvula demasiado grande

6- Válvula mal ensamblada

1- Limpie las partes afectadas y recambielas partes que sea necesario. Corrija la causade la corrosión o la fuente de materialesextraños en el sistema.

2- Revise si hay conexiones flojas o rotas enel circuito eléctrico. Coloque un voltímetro y/o un amperímetro en las guías de conexiónde la bobina y revise el voltaje, los golpes decorriente y las corrientes de mantenimiento.

3- Revise los contactos en relés y termostatos.Limpie o recambie según sea necesario.

4- Revise el voltaje y la frecuencia estampadosen la unidad de la bobina para asegurarsede que coincida con la fuente de suministroeléctrico. Si no coincide, consiga una nuevaunidad de bobina con la asignación correctade voltaje y frecuencia.a) Ubique la causa de la caída de voltaje ycorríjala. Instale un transformador adecuado,use la medida del cable que sea necesaria.Asegúrese de que todas las conexiones esténseguras y que los relés funcionencorrectamente.b) El voltaje alto excesivo causará laquemadura de la bobina. Obtenga una nuevaunidad de bobina con la asignación de voltajecorrecta.c) Obtenga una nueva bobina con laasignación de frecuencia correcta.

5- Instale una válvula de medida correcta –refiérase al catálogo de solenoides y el cuadrode capacidad extendida.

6- Ensamble las partes en las posicionescorrectas, asegurándose de que no falteninguna parte de la unidad de la válvula.

Consejos de Servicio para Válvulas Solenoide

Síntoma Causa Efecto

VálvulaNormalmenteCerradaLa Válvula NoAbre

o

VálvulaNormalmenteAbiertaLa Válvula NoCierra


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7- Quemadura de la Bobina

a) Voltaje de suministro en la bobinademasiado bajo (por debajo del 85% de laasignación de voltaje)

b) Voltaje de suministro en la bobinademasiado alto (por encima del 10% de laasignación de voltaje).

c) Válvula ubicada a alta temperaturaambiente.

d) Émbolo (armadura) restringido debido a:partes corroídas, materiales extrañosalojados en la válvula, tubo de empaqueabollado o doblado o cuerpo combado odistorsionado debido a soldadura incorrectao apretado en el tornillo de banco.

e) Con la válvula cerrada, la diferencia depresión en la válvula es demasiado alta,evitando que se abra la válvula.

f) Cableado incorrecto:Caída en el voltaje de entrada causandoque el émbolo no tire al campo magnéticodebido a:* Cableado de la válvula al lado de cargadel arrancador del motor* Cableado de la válvula en paralelo conotro artefacto con mucho tiro de corrientede entrada.* Conexiones pobres, especialmente en elvoltaje bajo, donde las conexiones debenestar soldadas.

Medida del cable de suministro eléctricodemasiado pequeña.

8- Suministro eléctrico (voltaje y frecuencia)no coinciden con la asignación de la bobinasolenoide.

7- Quemadura de la Bobina

a) Ubique la causa del voltaje bajo y corríjala(revise el transformador, medida del cabley asignación de control).

b) Ubique la causa del voltaje alto y corríjala(instale un transformador adecuado o efectúeservicio)

c) Ventile o aísle el área de la alta temperaturaambiente. Retire la tapa o aislamiento de lacaja de la bobina.

d) Limpie las partes afectadas y recambielas partes que sea necesario. Corrija la causade la corrosión o la fuente de materialesextraños en el sistema.

e) Reduzca el diferencial de presión a menosde 300 psi.

f) Corrija el cableado según las instruccionesde los fabricantes de la válvula. Suelde todaslas conexiones de bajo voltaje. Use unamedida de cable correcta.

8- Revise la asignación de voltaje y frecuenciapara asegurarse de que esté asignada parael servicio eléctrico suministrado. Instale unanueva bobina con la asignación de voltajey frecuencia correcta.




o



37

9- Diafragma o émbolo (armadura)restringido debido a: partes corroídas,materiales extraños alojados en la válvula,tubo de empaque abollado o doblado ocuerpo combado o distorsionado debido asoldadura incorrecta o apretado en el tor-nillo de banco.

10- El vástago de apertura manual mantienela válvula en la posición abierta.

11- El resorte de cierre no está o estáinoperante.

12- La retroalimentación eléctrica mantienela bobina energizada, o los contactos delinterruptor no cortan el circuito a la bobinasolenoide.

13- Presiones en reversa (presión en la salidamayor a la presión en la entrada), o la válvulaestá instalada al revés.

1- Materiales extraños alojados debajo delasiento.

2- Asiento de la Válvula dañado.

3- Material de asiento sintético astillado.

4- Válvula mal aplicada o mal ensamblada.

9- Limpie las partes afectadas y recambielas partes que sea necesario. Corrija la causade corrosión o la fuente de materialesextraños en el sistema.Instale un filtro secador corriente arriba dela válvula solenoide.

10- Con la bobina energizada, haga girar elvástago manual hacia la izquierda, hastaque se cierre la válvula.

11- Vuelva a ensamblar con el resorte en laposición correcta.

12- Ajuste un voltímetro en las guías deconexión de la bobina y revise si hayretroalimentación o circuito cerrado. Corrijalos contactos o el cableado con fallas.

13- Instale la válvula de control en la salidade la válvula, o instale con la flecha de flujoen la dirección correcta.

1- Limpie todas las partes internas y retiretodo el material extraño.

2- Recambie la válvula o las partes afectadas.

3- Recambie la válvula o las partes afectadas.

4- Recambie por la válvula correcta oensamble correctamente.




o


La Válvula Cierra,Pero el FlujoContinúa (Pérdidaen el Asiento)


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Use una válvula con elastómerode asiento de Teflón

Use juntas de EtilenoPolipropileno

Use una válvula con elastómerode asiento de EtilenoPolipropileno

Use juntas de EtilenoPolipropileno

Elastómero equivocado usadopara el asiento (Buna N)

Material equivocado usado paralas juntas (Neopreno)

Elastómero equivocado usadopara el asiento (Buna N)

Material equivocado usado paralas juntas (Neopreno)

Pérdidas internas del asiento altas(vapor de alta temperatura de hasta 400°)

Pérdidas externas(vapor de alta temperatura de hasta 400°)

Pérdidas internas del asiento altas(vapor de alta temperatura de hasta 250° ode agua hasta 210°)

Pérdidas externas(vapor de alta temperatura de hasta 250° ode agua hasta 210°)

Consideraciones Especiales para Válvulas Solenoide Industriales



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Válvula solenoide de acción directa 100 RB de Emerson

Válvula solenoide operada a piloto típica en acciónNote como el piloto puentea el asiento de la válvula principal

Selección de la Válvula Solenoide Correcta para el Trabajo

Aunque las válvulas solenoide son uno de los controles más comunes en los sistemas de refrigeracióny aire acondicionado, también son la fuente de una cantidad poco común de problemas de servicio si nose aplican correctamente.

Hay una lista de cosas para hacer y para no hacer que, si se tiene en cuenta, puede facilitar mucho suvida laboral.

PUNTOS BÁSICOS DE LAS SOLENOIDE

La función principal del solenoide es arrancar o detenerel flujo de refrigerante en el circuito, controlandoautomáticamente el flujo de fluido para que los requisitoscoincidan. Cuándo y cómo actúan depende del tipo deválvula, la capacidad, la carga de fluido y las característicasde la válvula. Dicho de una manera simple, la válvulasolenoide consiste de dos partes: una bobina solenoideeléctrica y una válvula. Cuando la electricidad pasa por elbobinado del solenoide, el magnetismo tira del émbolode la válvula hacia el medio de la bobina, abriendo unorificio en el cuerpo de la válvula y permitiendo el movimientodel fluido.

Cuando para la corriente, el émbolo retorna a su posiciónnormal, cerrando el orificio.

EL TIPO DE VÁLVULA ES IMPORTANTE

Hay dos tipos de solenoides: de acción directa y operadasa piloto. En general, las solenoides de acción directa seusan en circuitos de menor capacidad; las operadas apiloto en sistemas de mayor tamaño.

Por buenas razones.

VÁLVULAS OPERADAS A PILOTO

Estas solenoides usan una combinación de acciónmecánica y presión de línea para operar. En este caso, elémbolo está conectado a una válvula de aguja que cubreun orificio piloto, en lugar del puerto principal. La presiónde línea contiene un pistón o diafragma independientecerrado contra el puerto principal.

Cuando la válvula de aguja se abre, la presión de líneapor encima de diafragma se sangra a la parte inferior,soltando presión encima del diafragma, y la presión de laentrada abre la válvula.

A diferencia de la acción directa, la válvula operada a pilotorequiere una diferencia mínima de presión entre la entraday la salida para operar.

VÁLVULAS DE ACCIÓN DIRECTA

En este tipo de válvula, el émbolo está conectadomecánicamente a la válvula de aguja y eleva directamentela aguja de su asiento cuando se energiza la bobina. Operacon un diferencial de presión que va de cero hasta eldiferencial de presión máximo asignado, sin importar lapresión de línea.


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Válvula solenoide operada a piloto típica en acciónNote como el piloto puentea el asiento de la válvula principal

DONDE EMPIEZAN LOS PROBLEMAS

Lo que parece simple tiene la capacidad inherente de crearproblemas potenciales si no tiene en cuenta los puntosbásicos.

Para seleccionar la válvula correcta para el trabajo a realizar,el técnico de servicio debe considerar todos estos factores:

ESTUDIE EL CATÁLOGO DEL FABRICANTE

Como regla general, estudie cuidadosamente el catálogodel fabricante y sus especificaciones antes de seleccionaruna válvula para el trabajo.

Emerson le suministra una información detallada paraguiarlo en la selección y en la instalación de todos susproductos. Lea esta información atentamente, luego realicesu elección siguiendo los criterios anteriores. Usted tendrámuchos menos problemas y llamadas de servicio.

1. Fluido a controlar. Cada válvula está asignadapor su fabricante para un fluido refrigerante específico.Preste atención a esta asignación.

Cuando se produce la combinación incorrecta de válvulay fluido, la capacidad de la válvula cambia. Las válvulasde operación a piloto demasiado grandes no se abren;las válvulas demasiado pequeñas causan excesivascaídas de línea. Además, dependiendo del servicio,se usan diferentes tipos de materiales en los asientosde las válvulas. Los materiales de asiento especialesusados para altas temperaturas se pueden deteriorarrápidamente con el fluido incorrecto.

2. Capacidad vs. MOPD. Algunos técnicos de servicioeligen según la medida de la línea por encima de lacapacidad del sistema. Por “cuestiones de seguridad”ellos eligen la medida inmediatamente mayor a lanecesaria. Con un diferencial demasiado grande odemasiado pequeño, la válvula no funcionará comodebería, o no funcionará por completo. El MOPD tieneen cuenta las presiones de las válvulas de entrada y

de salida. Si una válvula tiene una presión de entradade 500 psi y una de salida de 250 psi, y un MOPD de300 psi, la válvula funcionará porque la diferencia (500– 250) es menor a la asignación de 300 MODP. Siésta es mayor al MOPD, la válvula no se abrirá.

3. Asignaciones Eléctricas. Las asignaciones devoltaje y de Hertz de la bobina deben coincidir con lasasignaciones del sistema. De todas maneras, algunostécnicos de servicio no tienen en cuenta estasconsideraciones, de la manera en que consideran eltipo de corriente en uso. Las válvulas asignadas enCC frecuentemente tienen una construcción internadiferente a las válvulas asignadas en CA.

4. Presión de Trabajo Máxima (MWP). Una válvulasolenoide nunca debe usarse para una aplicacióncuando la presión es mayor que la presión de trabajomáxima.


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Bobina Solenoide (Energizada)

SOLENOIDE DE DOS VÍAS “BI-FLOW” CONVÁLVULA DE RETENCIÓN

Esta es una válvula solenoide convencional normalmentecerrada, usualmente de tipo operada a piloto que incorporauna válvula de retención integral. Suministra un apagadopositivo en una dirección, pero permite el flujo en la direcciónopuesta. Típicamente, se instala en la línea de líquido enun sistema de bomba de calor.

El electromagneto relativamente simple y confiable haceque la válvula solenoide sea un caballito de batalla básicoen sistemas de refrigeración. La energización ydesenergización de su bobina, ya sea por control manualo automático, es el medio más fácil descubierto parasuministrar un control alternativo del flujo de refrigerante.

El modelo más básico y elemental de válvula solenoidees la de configuración normalmente cerrada y acción directa,que es cerrada por un resorte y abierta por la energizaciónde la bobina. Una variación usada en sistemas de mayortamaño es la de tipo operada a piloto, que tiene “potenciaasistida” por la presión del sistema.

Al final de esta sección se cubrirá la operación y lasaplicaciones de estos tipos básicos de válvulas solenoide.En estos Consejos Técnicos discutiremos otros tipos deválvulas solenoide diseñadas para satisfacer necesidadesmás especializadas. Una comprensión general de estostipos especiales le resultará útil en el momento en queencuentre una de ellas, o necesite una de ellas.

Una precaución importante a tener en cuenta es que loscriterios de selección aplicables deben usarse en todoslos casos para asegurar que una válvula dada sea com-patible con la aplicación propuesta. Si existe alguna duda,no es una mala idea verificar esto con el fabricante de laválvula.

SOLENOIDES AJUSTABLES INTERNAMENTE

Estas pueden ser de tipos normalmente cerradas onormalmente abiertas, y se pueden aplicar como unasolenoide convencional de dos vías o como una válvulade retención de diferencial ajustable. En esta últimaaplicación, la válvula permitirá flujo en una dirección aúncuando esté cerrada, cuando el diferencial de presiónexcede el nivel para el que fue ajustada.

Estas válvulas pueden usarse en aplicaciones en dondehaya una necesidad de una válvula solenoide y una válvulade control en paralelo, así simplificando la tubería yreduciendo el número de juntas. Y, como son ajustables,también suministran un control de presión más preciso.

Válvulas Solenoides para Aplicaciones Especiales


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Protectoresdel Sistema

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Fig 1. Colocación correcta del filtro-secador en el sistema

Filtro-secador estilo de Gránulos, EK-Plus de Emerson

Protegiendo sus Ganacias:Guías Generales para Seleccionar Filtros-Secadores

Los filtros-secadores, algunas veces llamados Protectores de Sistema, remueven elementos dañinos delrefrigerante circulante antes de que ellos puedan dañar el sistema. No hay ningún misterio con ellos, peroelegir el secador de filtro apropiado para un sistema específico puede ser un problema si usted no comprendetotalmente qué son y cómo trabajan.

TIPOS DE FILTROS-SECADORES

Comúnmente, hay dos tipos de filtros-secadores, cadatipo tiene una multitud de versiones, pero esencialmenteellos operan de la misma manera.

Estilo de Núcleo - fabricado mezclando disecantes (queen realidad remueven los contaminantes solubles) conun agente que los une, horneándolos luego para darlesforma permanente y para activar los ingredientes de secado.Resultado: un bloque poroso sirviendo como filtro y agentede secado.

Estilo de Gránulos Compactados - como indica sunombre, el disecante activo es en forma de cuentas omuniciones; no se utiliza ningún material de unión. Másbien, el compactado viene de una presión mecánica ejercidapor un resorte. Sin embargo, los filtros-secadores estilode cuentas compactadas usualmente incluyen una redde filtro adicional para atrapar contaminantes sólidos delrefrigerante, a diferencia de la mayoría de los estilos debloque.

El medio de filtro distintivo y separado puede tomar variasformas que permiten filtración en profundidad con unasignificativamente mayor capacidad de contaminante sólidoy lograr óptima retención de contaminante durante elarranque y el apagado cuando existen condicionesturbulentas.

Suciedad, Ceras, Acidos: Problemas

Cada sistema con el que tiene que operar, ya sea unanueva instalación o una reparación, tiene contaminantes

en el instante mismo en que lo abre. Ellos pueden serinsolubles como las rebabas de metal no removidas en lafabricación o la suciedad del aire que entró cuando elsistema fue abierto. O pueden ser solubles, como ceras,ácidos, agua y resinas que se desarrollan a través dereacciones entre el aire, el refrigerante o el lubricante.

Cualquiera de estos puede causar llamadas de serviciopor la falla del sistema. Sin embargo, instalando un Pro-tector de Sistema, un filtro-secador de multifunciones, puededisminuir dramáticamente las posibilidades de que hayaproblemas.

Hay diferencias básicas simples a considerar: el tipo defiltro, cómo filtra y su capacidad real.

Núcleo Vs. Cuentas Compactadas - Los filtros-secadoresestilo de núcleo ofrecen el volumen máximo de disecanteya que tanto el filtrado como el secado deben ser logradosen una masa. Pero debido a que el bloque es poroso, noretiene todos los contaminantes sólidos; a menudo laspartículas son transportadas a través de canales dentrodel bloque cuando la presión sube. Es posible aumentarla energía de mantenimiento con un bloque máscompactado. Pero la caída de presión aumentainversamente.

PROTECTORES DEL SISTEMAGUIA DE AYUDA TECNICA

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La mayoría de los fabricantes clasifican sus filtros de acuerdo a la Norma ARI 710. Si bien dos filtros-secadores pueden tener la misma graduación, puede haber una gran diferencia en el flujo a medida que lacantidad de sólidos colectados aumenta.

CAPACIDADES DE HUMEDAD

Dos adsorbentes son de uso general hoy: la alúminaactivada y el tamiz molecular. Este último es el más popu-lar: ofrece una capacidad de agua 3 ó 4 veces mayor quela de otros adsorbentes.

Las capacidades de humedad de los filtros-secadores sedan normalmente en gotas de agua según la Norma ARI710, permitiendo una comparación directa de los diferentestipos y marcas.

UN PARÁMETRO IMPORTANTE

Las pruebas han demostrado que la cantidad de ácido yresina colectada por un agente de adsorción es casiproporcional al peso del disecante. La medida y lagranulación tienen poca influencia.

Hasta el momento no hay ningún método aprobado porla industria para la asignación de remoción de ácidos.Por tanto, el peso del disecante suministra la medida másconveniente.

EK DE EMERSON: TECNOLOGÍA DE PUNTA

El filtro-secador más avanzado de la actualidad es el EKde Emerson. Desarrollado con una extensa investigaciónen los Laboratorios de Ingeniería de Emerson, el EKcombina un proceso controlado por medio de filtro pararetirar sólidos con un poderoso disecante que brinda lamáxima adsorción de humedad.

Todos los accesorios SAE o de cobre permiten una fácilinstalación.

Asegúrese de llevar algunos filtros secadores EK deEmerson cada vez que va a realizar un servicio.

ABSORCIÓN VS. ADSORCIÓN

Un factor a considerar en la selección esabsorción vs. adsorción. Absorción significauna habilidad del material para tomar otrasustancia dentro de su estructura molecularinterna.

Una sustancia adsorbida no penetra laestructura molecular. Ella simplementecomienza a acumularse sobre la superficiedel adsorbente. Paredes, rajaduras,hendiduras son parte del área de superficiey son capaces de retener otras sustancias,incrementando considerablemente lacapacidad. Los disecantes modernos sonextremadamente porosos y, por tanto, poseenuna gran cantidad de área de superficie y unvolumen de poro interno de un tamaño y formatal que adsorben y retienen moléculas de aguaefectivamente.


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QUEMADURA DEL COMPRESOR

Es de esperar que la quemadura de un compresor emitauna cantidad de contaminantes en el sistema, incluyendoácidos. Los procedimientos estándar que siguen a laquemadura de cualquier compresor incluyen el recambiodel filtro-secador de línea de líquido por una unidad demedida excesiva, además de la instalación de un filtro-secador de línea de succión. Luego, todos los componentesde control y coladores deben limpiarse minuciosamentey se debe hacer una triple evacuación del sistema hasta,por lo menos, 50 micrones antes de la recarga.

Cuando se produce una quemadura severa, caracterizadapor la descoloración del aceite, un fuerte olor a ácido y lapresencia de contaminantes expandidos por todos lados,incluyendo los lados de líquido y de succión del sistema,el sistema debe ser limpiado por inundación y se debecambiar el aceite, siempre que sea posible.

Luego de hacer funcionar el sistema por 48 horas, mientrasse monitorea la caída de presión en el filtro-secador delínea de succión, se debe controlar si hay ácido en el aceite.

Filtro-secador de línea de succión ASD de Emerson

La sección transversal muestra las cuentas de disecante alrededordel elemento de filtro tipo acordeón

Filtros-Secadores en la Línea de Succión

La función de los filtros-secadores en sistemas de refrigeración y aire acondicionado atrapando humedady contaminantes dañinos se entiende muy bien y es aceptada por todo el mundo para la instalación ymantenimiento de tales sistemas. Si bien su uso en la línea de líquido todavía tiende a ser consideradocomo la aplicación “estándar”, su inclusión en la línea de succión todavía no se ha convertido en unapráctica totalmente estándar.

Un filtro-secador en la línea de líquido esencialmente protegea los controles del sistema (válvulas solenoide, válvulasde expansión, reguladores de presión y elementossimilares). La función del filtro o filtro-secador en la líneade succión es la de proteger específicamente al compresorcontra el ingreso de contaminantes.

Por lo general, los fabricantes de compresores alientandicha protección en todos los casos, pero hay dos tiposde circunstancias que hacen que los filtros o filtros-secadoresde línea de succión resulten particularmente interesantes.

SISTEMAS MONTADOS EN EL CAMPO

Resulta prácticamente imposible evitar la contaminaciónal ensamblar un sistema de refrigeración en el campo. Lasuciedad, humedad, partículas metálicas, óxido de cobrede la soldadura; todos pueden estar presentes en el sistemaa pesar de que se haya tomado el mayor cuidado y todostienen la capacidad de dañar o reducir la vida de serviciodel compresor.

En el caso de sistemas grandes y complejos, como el deun sistema individual que da servicio a varios exhibidoresrefrigerados en un supermercado, la instalación de un filtrode tipo de cartucho en la línea de succión resulta unapráctica generalmente aceptada.

Entonces, dada la certeza virtual de la contaminacióndurante el montaje del sistema, el cartucho inicial es retiradoy recambiado después de unos días de operación delsistema.

Al considerar el precio de un compresor, el costo de suprotección con un filtro-secador de succión es bastanteinsignificante.


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La disposición típica del sistema muestra al filtro-secador de succióninstalado antes del compresor

QUÉ BUSCAR… Y EN QUÉ TENER CUIDADO

Algunos fabricantes agregaban una válvula de acceso asus filtros-secadores de líquido de línea y los declarabancomo filtros-secadores de línea de succión. Esta no esuna forma recomendada de proceder por dos motivos.

En primer lugar, un filtro-secador de línea de succión debesuministrar una mayor capacidad que una unidad de líneade líquido, tanto para una mayor protección del compresorcomo para una menor caída de presión.

En segundo lugar, cuando se suministra sólo una válvulade acceso en el filtro-secador, resulta necesario el uso dela válvula de acceso del compresor, si la tiene, para medirla caída de presión.

Por su parte, el filtro secador de línea de succión detecnología de punta de la serie ASD de Emerson incluyedos válvulas de accesos para una medición más rápida ymás conveniente de la caída de presión en el filtro-secador,que normalmente no excede las tres libras.

Por su diseño, ellos tienen una medida excesiva, de maneraque usted tiene que, al hacerlo coincidir con la línea desucción, tendrá asegurada una capacidad adecuada, aúndespués de la quemadura del compresor.

Esto puede hacerse con el kit de prueba de Alerta de Ácido(Acid Alert) de Emerson y, si todavía hay ácido, se debenrecambiar ambos filtros-secadores.

UNA MIRADA DENTRO

Internamente, los filtros-secadores de línea de succiónemplean el mismo tipo de elementos que las unidadesde línea de líquido. Uno de ellos es el tipo de núcleo, en elque el elemento del filtro-secador consiste en un bloquerígido, cilíndrico y poroso que puede realizar tanto lasfunciones de filtro como de secador, o ser usado encombinación con un elemento de filtro separado de tipode acordeón.

El filtro-secador de tipo de núcleo está disponible en unaconfiguración sellada herméticamente o en diseñosdesarmables con un elemento recambiable.

Los últimos avances se dan en las unidades de tipo decuentas, en las que el disecante consiste en cuentas sueltascompactadas en el casco.

Este diseño ofrece varias ventajas en comparación conlos tipos anteriores, incluyendo una menor caída de presión,mayor superficie de área del disecante y una mayorcapacidad.

Los filtros-secadores ASD y los filtros ASF de Emersonse encuentran disponibles en muchas medidas, todoscon accesorios de cobre para hacer que la instalaciónsea muy fácil. Con su filtro y materiales de secado detecnología de punta, son los filtros y filtros-secadoresde línea de succión más avanzados del mercado.


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Esquema de un sistema básico de bomba de calor

Filtro-secador de bomba bi-direccional BKF de Emerson

RETIRADO DE CONTAMINANTES

Al igual que con cualquier otro sistema de refrigeración,los componentes de un sistema de bomba de calor debentener el beneficio de la protección de filtros-secadores pararetirar contaminantes sólidos y solubles. Esto puedemanejarse de varias maneras.

En primer lugar, en sistemas con válvulas de expansión yválvulas de control unidireccionales, se podría instalar unfiltro-secador unidireccional en serie con una válvula decontrol. Esta sería una disposición “por el momento”, yaque se suministra filtración en sólo una dirección.

En segundo lugar, un filtro-secador unidireccional podríaser instalado con cada una de las válvulas de control, demanera que cada una suministre filtración en cada dirección.Y, finalmente, la disposición más simple es instalar un filtro-secador bi-direccional en la línea de líquido común. Si selo usa en combinación con una válvula de expansióntermostática, como la de la serie HF de Emerson, se puedeeliminar completamente la complejidad de múltiples válvulasde expansión, válvulas de control y filtros-secadores.

Todo Acerca de los Filtros-Secadores de Bombas de Calor

Una bomba de calor, esencialmente, no es otra cosa que un sistema de refrigeración que tiene la capacidadde flujo en ambas direcciones. La clave de su operación está en una válvula inversora de cuatro vías quedirige el gas de descarga del compresor.

Dependiendo de si el sistema está en enfriamiento o en calefacción, las bobinas de interiores y de exteriorescambian de rol, haciendo turnos en el servicio, como el condensador y el evaporador.

Dado que los componentes convencionales de control de refrigerante están diseñados para una operaciónunidireccional, su uso en bombas de calor requiere una instalación de a pares, uno para cada dirección,con válvulas de control que dirijan el flujo a través o alrededor de ellas. En la actualidad, por el uso crecientede bombas de calor, se encuentran disponibles componentes como válvulas de expansión térmica enversiones bi-direccionales, al igual que filtros-secadores. Éste es el tema de estos Consejos Técnicos.

FLUJO UNIDIRECCIONAL, EN AMBASDIRECCIONES

Dentro de un filtro-secador bi-direccional el refrigerantesiempre fluye en la misma dirección, sin importar la direcciónde flujo del refrigerante en todo el sistema. En este caso,el flujo interno es controlado por una válvula de chapaletaen la entrada y una válvula de disco con movimiento ver-tical en cada lado del bloque disecante. A medida que ellíquido entra en el filtro-secador desde cualquier dirección,la válvula de chapaleta de la entrada lo dirige hacia fueradel núcleo disecante. Luego de que fluye por dentro delnúcleo disecante, sale por la válvula de disco opuesta.


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Los componentes bi-direccionales permiten una simplificación del sistema

Vista transversal mostrando los componentes internos del BFK

SIMPLIFICACIÓN DURANTE EL SERVICIO

Al realizar servicio o reparar sistemas de bombas de calor,especialmente con unidades más antiguas, es una buenaidea simplificarlas en donde resulte adecuado, con elrecambio de componentes y válvulas de controlunidireccionales por componentes bi-direccionales comolos filtros-secadores de dos vías. Cuando se instalan una

El flujo de refrigerante en cualquier dirección pasa desdeafuera hacia adentro del bloque disecante

válvula de expansión termostática y un filtro-secador bi-direccionales, las válvulas de expansión, válvulas de controly filtros-secadores de una vía, pueden ser recambiadostodos juntos por tuberías de cobre.

Esta es la mejor situación posible respecto a tener la menorcantidad de problemas.

El objetivo de estadisposición es evitarque los contami-nantes recogidos enuna dirección seanreenviados cuando seinvierte el flujo.


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Reguladores


Sistema de bypass mostrando la salida preferida a laentrada del evaporador

APARECE LA VÁLVULA DE BYPASS DE GAS

La función de la válvula de bypass de gas caliente esalimentar, preferentemente antes del evaporador, el gascaliente que es sangrado corriente abajo del compresor.Este gas eleva la presión en el evaporador y,consecuentemente, el punto de ebullición, retrasando laevaporación y el enfriamiento. En efecto, cargaartificialmente al evaporador, reduciendo su capacidad deenfriado para estar a la altura de la demanda de carga.

Si bien el gas de bypass puede introducirse en la línea desucción entre el evaporador y el compresor, como algunasveces lo dictan las consideraciones sobre la tubería, ésteno es el método preferido porque también puede llegar arequerir el agregado de una válvula de inyección de líquidopara sacar al gas del supercalor y evitar el recalentamientodel compresor. Además de sumar complejidad al sistema,los problemas de retorno de aceite podrían también daruna serie no deseada de efectos colaterales.

Bypass de Gas Caliente... Qué, Por Qué y Cómo

Los muchos y variados componentes de un sistema de aire acondicionado normalmente tienen las medidasnecesarias para suministrar una capacidad de enfriado adecuada bajo las condiciones de carga máximaque se puedan encontrar durante la operación del sistema. Sin embargo, se espera que estos mismossistemas tengan un rendimiento satisfactorio bajo cargas substancialmente más bajas.

En un sistema operando bajo condiciones de carga baja, el evaporador, si se lo deja trabajando por sí solo,continuará enfriándose cada vez más hasta llegar a congelarse. Como hay cada vez más edificios selladosde oficinas que requieren sistemas de aire acondicionado que operen a temperaturas ambiente menorespara retirar un calor que, por lo general, es generado internamente, se hizo necesario desarrollar un medioeficaz para evitar el congelamiento del evaporador.

CÓMO FUNCIONA

Como la temperatura en el evaporador es una función dela presión, se la puede controlar de forma relativamentesimple con un regulador de presión. Y eso es exactamentede que se trata una válvula de bypass de gas caliente.

A través de una derivación en la línea de succión antesdel compresor, la válvula de bypass de gas caliente sensala presión en el lado de baja del sistema. A medida que latemperatura en el evaporador cae cada vez más, la caídacorrespondiente de presión causará que la válvula se abra,admitiendo gas de bypass en el lado de baja y aumentandola presión.

En el sistema, la válvula de bypass de gas caliente esoperada por un diafragma de presión que trabaja enoposición a un resorte. La presión del sistema que actúasobre el diafragma mantiene a la válvula en la posicióncerrada hasta que cae por debajo del punto de control,momento en el que el resorte sobrepasa la presión y abrela válvula.

AJUSTE DEL PUNTO DE CONTROL

La presión de succión en la cual se abre la válvula sepuede seleccionar aumentando o disminuyendo la cargaen el resorte, haciendo girar un tornillo de ajuste. Paraajustarla, el evaporador debe haber sido enfriado apagandolos ventiladores, bloqueando el flujo de aire, o de algunaotra manera, hasta que la presión de succión baje a, porlo menos, cinco libras por debajo del punto de controldeseado. Entonces, permitiendo el aumento de la presiónpor medio del gas de bypass, la carga del resorte se puedevariar hasta que la válvula se cierre precisamente en elpunto de control deseado. Por lo general, la presión seajusta para mantener una temperatura de evaporador unpoco por encima de la temperatura en que se forma laescarcha.

REGULADORESGUIA DE AYUDA TECNICA

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UNAS POCAS PRECAUCIONES

- En sistemas que usan un distribuidor de tipo Ven-turi, el gas de bypass debe ser alimentado al sistemaentre la salida de la válvula de expansión y la entradaal distribuidor. En el caso de distribuidores de caídade presión que utilizan un orificio, la entrada debe estarentre el orificio y la entrada al distribuidor.

- La línea de bypass de gas debe estar aislada paraminimizar las pérdidas de calor del sistema.

- En sistemas con descarga de compresor secuencial,la válvula debe ajustarse para comenzar a abrirse ados o tres libras por debajo de la última etapa dedescarga, ya que la descarga del compresor esconsiderablemente más eficaz y debe ser utilizadaantes de recurrir al bypass.

- Respecto a las consideraciones de retorno de aceite.La línea de bypass debe alimentar antes del evaporado,cuando el evaporador está físicamente posicionadodebajo del compresor.

- La válvula de bypass de gas caliente debe estarposicionada de la forma más cercana prácticamenteposible a la unidad de condensación, para minimizarla condensación antes de la misma.

- En sistemas que operan en un ciclo de bombeo(pumpdown), debe haber una válvula solenoide o algúnotro medio de apagado en la línea de bypass.


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Fig 2. Sistema típico usando reguladores de línea

EPRBS de Emerson, un regulador de línea de succión típico

Comprensión de los Reguladores de Línea de Succión:Operación y Aplicación

Los reguladores de línea de succión son usados para una variedad de funciones de control de refrigerante.Pero el propósito principal es equilibrar la capacidad del sistema refrigerante a los requerimientos de lacarga.

Controlando la presión de operación del evaporador o la presión de succión del compresor, le permiten alsistema satisfacer los requisitos de un amplio rango de condiciones de carga y mantener una eficacia desistema máxima.

Usted no tiene que instalar reguladores de línea de succión en sistemas de 5 toneladas o menos (a menosque el sistema tenga una historia de problemas), pero ellos son muy útiles para sistemas más grandes derefrigerante y para sistemas comerciales.

DOS TIPOS PRINCIPALES

Básicamente hay dos tipos principales de reguladores delínea de succión: Reguladores de Presión del Evaporador(EPR: Evaporator Pressure Regulator) o de Corriente Arribay Reguladores de Presión de Corriente Abajo.

Debido a que el último regula la presión en el compresor,a veces son denominados Reguladores de Presión delCárter (CPR: Crankcase Pressure Regulator).

Usted encontrará ambos tipos ubicados en el lado de lasalida del evaporador, entre éste y el compresor. Cuandoestá operando, los EPR mantienen la presión de gas enel nivel prefijado o arriba del mismo; los CPR mantienenla presión de succión en el nivel prefijado o debajo delnivel prefijado.


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Fig 4. Corte del regulador de presión del cárter(OPR de Emerson)

Fig 3. Corte del regulador de presión del evaporador(EPBR de Emerson)

CÓMO TRABAJAN LOS EPR

Los EPR son los más viejos y mejor conocidos de estoscontroles de línea de succión. Están diseñador para trabajaren sistemas de evaporadores múltiples.

La figura 3 muestra un EPR típico. El límite de presión deoperación se fija ajustando el tornillo montado en la partesuperior, trabajando contra el resorte ajustable. La presióna través del pasaje de gas de la entrada mantiene eldiafragma hacia arriba, permitiendo que la presión fluyahacia la cámara del puerto del piloto.

Esto mantiene al pistón principal en su posición abierta.Cuando la presión cae por debajo del mínimo, el diafragmase mueve hacia abajo, operando la válvula del piloto yreduciendo la presión sobre el pistón. A su vez, el pistónse mueve en una dirección de cierre, restringiendo el flujodel gas y aumentando la presión en la línea. Tanto el pilotocomo las válvulas principales pueden asumir posicionesintermedias o de estrangulamiento a fin de regular másparejamente la presión en las líneas.

REGULADORES DE CÁRTER

Normalmente abierto, el CPR (Fig. 4) se cierra cuando lapresión del compresor aumenta por encima del valormáximo preajustado, forzando a la válvula a volver a suasiento. A medida que cae la presión de succión, la válvulacomienza a volver a abrirse, manteniendo el equilibrio.

CÓMO APLICARLOS

Normalmente, no es necesario el uso de ambos tipos enla mayoría de los sistemas. En efecto, alrededor del 90%de todas las instalaciones son sólo de EPR.

Las instalaciones típicas de EPR se efectúan en sistemasde supermercados, enfriadores grandes y procesos in-dustriales en donde es necesario absorber grandescantidades de calor. Los sistemas más pequeños(incluyendo a los residenciales) de menos de 5toneladas están usualmente equipados con


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compresores diseñados para operar bien con variacionesasignadas de 30° a 40°F.

Una de las ventajas de los reguladores de línea de succiónen sistemas modulares, como los encontrados en muchoscasos en supermercados, es que con el agregado dereguladores EPR, se puede controlar las temperaturasoperativas de los exhibidores refrigerados individuales enun sistema de circuito individual.

DÓNDE APLICARLOS

Los reguladores EPR se usan más comúnmente ensistemas de evaporadores múltiples, ubicados en las líneasde derivación cerca de la fuente de control requerida. Seusan para control indirecto de temperatura. Tambiénmantienen la presión del evaporador durante eldescongelamiento, conservando energía, acelerando eldescongelamiento y reduciendo el retorno de líquido.

Los reguladores CPR usualmente sólo se aplican si elsistema es continuamente “sobrepresionado”. Si sospechaque ese es el caso, revise el tipo de amperaje del compresormientras está funcionando. Si es mayor que el de la placade asignación, el sistema puede ser un candidato paralos CPR.

Es siempre una buena idea hablar de esto con suMayorista Emerson, quien podrá responder suspreguntas sobre medidas y aplicaciones.


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Válvula de 3 vías Headmaster de Emerson

Qué, Por Qué y Cómo del Control de Presión Cabezal

¿Qué hace un control de presión cabezal? ¿Por qué resulta necesario? ¿Cómo funciona?

Saber las respuestas a estas preguntas es importante enmuchas aplicaciones de refrigeración y resulta cada vezmás importante en aplicaciones de aire acondicionado.Entender los tipos de sistemas y aplicaciones que requierancontroles de presión cabezal resulta especialmenteimportante para los técnicos de montaje de dichos sistemas,tanto los montados en fábrica como los montados en elsitio.

CÓMO CONTRIBUYE LA PRESIÓN CABEZAL

Para comenzar por lo básico, presión cabezal adecuada,la presión del sistema impuesta por el compresor, esnecesaria para el rendimiento óptimo de la mayoría delos sistemas. La función de la presión es (1) mantener elsubenfriamiento de líquido y evitar el gas repentino en lalínea de líquido, (2) aplicar suficiente presión en el ladode la entrada de la válvula termostática para crear la caídade presión en el puerto de la válvula que resulte necesariapara la operación correcta de la válvula, (3) suministrar laoperación correcta del sistema con descongelamiento degas caliente o bypass de gas caliente y (4) suministrar lapresión necesaria para la operación de los sistemas derecuperación de calor.Por lo general, no hay problemaspara mantener la presión cabezal, cuando el aire detemperatura ambiente que fluya por los condensadoresenfriados a aire es suficientemente caliente. Pero a medidaque cae la temperatura ambiente, se produce una caídade presión correspondiente, que requiere el uso de algúnmedio para mantener la temperatura artificialmente.

Las aplicaciones en sistemas en los que se requiere unaoperación a temperaturas exteriores más bajas,tradicionalmente incluyen a ejemplos tan obvios como lossistemas de refrigeración para el procesado y almacenadode alimentos. Sin embargo, con los edificios de oficinasactuales “sellados”, existe una creciente necesidad desistemas de aire acondicionado que operen a temperaturasmás bajas, retirando calor generado internamente. Lascomputadoras son una fuente importante.

MÉTODOS PARA MANTENER LA PRESIÓNCABEZAL

Cuando la temperatura del aire de enfriamiento delcondensador es una variable no controlable, como por logeneral sucede, la presión cabezal puede aumentarse atemperaturas ambientes más bajas, reduciendo laexposición del refrigerante al aire de enfriamiento. Esto,a su vez, puede hacerse controlando el flujo de aire o derefrigerante en el condensador.

El control del volumen del flujo de aire por las bobinas delcondensador se puede hacer haciendo ciclar on y off losventiladores de enfriamiento, o por medio de un sistemade regulación de tiro que proporcione el flujo de aire quepasa, o desviándolo del condensador. El control del flujode refrigerante por el condensador se hace con válvulasy, como esto ofrece algunas ventajas específicas respectoal control del flujo de aire, nos concentraremos en loscontroles de presión de tipo de válvula.

Entre sus principales ventajas, la válvula de control depresión cabezal tiene capacidad de precisión en elmantenimiento de una presión óptima, típicamente dentrode un rango de 5 a 10 psi, mientras que los sistemas decontrol de flujo de aire pueden tener variaciones de hasta50 psi. Además, los sistemas de control de flujo de aireson efectivos solamente hasta una determinadatemperatura, mientras que el sistema de manejo derefrigerante por válvulas sigue manteniendo la presióncabezal a temperaturas ambiente mucho más bajas.Finalmente, es más simple la instalación y el mantenimientode un sistema de válvulas.


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Sistema típico de válvula única

SISTEMA DE VÁLVULA INDIVIDUAL Y DOBLE

En general, la necesidad de control de la presión cabezal,dictada por la aplicación, se puede satisfaceradecuadamente con una válvula individual en sistemasde una capacidad de hasta 15 toneladas. Esto es así porquetales sistemas usualmente están montados en fábrica,con componentes de medidas y preajustes específicospara el sistema. Los sistemas más grandes por lo gen-eral usan dos reguladores de presión ajustables, uno an-tes y otro después del condensador. Estos sistemasnormalmente se montan en el sitio a partir de componentesconseguidos de forma independiente, por lo que necesitanun medio de ajustar presiones para la compatibilidad del

Sistema típico de válvula doble

sistema. El receptor es el único componente, además delos ya mencionados, que requiere una medida específicapara tener compatibilidad con los controles de presióncabezal y debe ser lo suficientemente grande como paraacomodar la carga operativa normal más la carga adicionalque resulte necesaria para inundar por completo alcondensador.

Corte de una Válvula de 3 Vías en un Sistemade Válvula Única

CÓMO FUNCIONA

Dentro de un control de presión cabezal típico hay una válvula que, al cerrarse, dirige al refrigerante a través delcondensador al receptor y, cuando se abre, permite que el gas refrigerante puentee al condensador. La válvula esoperada por una carga de presión en el cabezal de la válvula que actúa sobre un diafragma.

Cuando la temperatura ambiente es lo suficientemente cálida, la presión cabezal normal en el lado opuesto deldiafragma compensa la carga de presión, manteniendo la válvula cerrada y dirigiendo el refrigerante a través delcondensador. A medida que cae la temperatura ambiente, la carga de presión supera la presión cabezal menorresultante, abriendo la válvula y permitiendo que el gas puenteado entre en el receptor. Esto crea una contrapresiónen la salida del condensador, causando una concentración de líquido condensado en el condensador, popularmenteconocido como “inundación del condensador”, que efectivamente reduce su superficie de trabajo y su capacidad deenfriamiento.


58

Reglas Básicaspara una

Buena Práctica

59


SI

Reglas Básicas para una Buena Práctica

Realizar una buena tarea en cualquier línea de trabajo casi siempre involucra seguir algunas reglas de“buena práctica” básicas y el servicio a sistemas de refrigeración no es una excepción. Conocer y observartales reglas básicas hasta el punto de que se conviertan en automáticas pueden prevenir muchos problemasal detectarlos antes de que sucedan.

Aquí se presenta una lista de SI con procedimientos que deben seguirse y una lista de NO que representalos problemas que deben ser evitados, para promover la adopción en general de la práctica de un buenservicio y un mejor entendimiento de los POR QUÉ detrás de ellos. Una revisión rápida ocasional puedeservir para reforzar la conciencia y ayudar a que su aplicación sea como algo casi automático.

Mantenga los instrumentos de prueba en un buenorden de trabajo y periódicamente verifíqueloscontra instrumentos precisamente calibrados.

Un buen diagnóstico no puede hacerse coninformaciones imprecisas.

Familiarícese con la operación de un control an-tes de intentar hacer ajustes o reparaciones.

Si usted no entiende cómo debería funcionar un con-trol, no puede estar seguro si está defectuoso o no.Cuando sabe lo que está haciendo, usted logra buenosresultados intencionalmente; cuando usted no sabelo que está haciendo, logra buenos resultados sólopor accidente.

Haga que el control del sobrecalentamiento de gasde succión en el Compresor sea una práctica nor-mal.

Un sobrecalentamiento demasiado bajo puede resultaren un retorno de líquido, mientras quesobrecalentamientos altos causan temperaturas dedescarga altas. Siempre siga las instrucciones delfabricante de los equipos.

Recambie los filtros secadores o los cartuchosrecambiables cuando sea necesario abrir unsistema para su servicio.

Por más que usted sea muy cuidadoso, es virtualmenteimposible prevenir la entrada de humedad y otroscontaminantes mientras el sistema está abierto. Lossecadores o cartuchos no pueden ser activados conéxito en el campo para poder volver a usarlos. Unnuevo filtro secador o cartucho es un seguro baratopara un compresor.

NO sea un “cambiador de partes”.

Analice los problemas basado en los síntomas y de-termine la causa específica antes de hacer cambioso reparaciones. Detección y Arreglo de Fallas enVálvulas de Expansión de Emerson, Partes I y II, de-scribe una amplia variedad de problemas que sepueden encontrar y sus causas probables.

NO piense en una válvula de expansión termostáticacomo un control de temperatura o presión.

Considerarla como un control de sobrecalentamientoes básico para poder obtener un rendimiento óptimodel sistema.

NO trate de usar ningún control para cualquieraplicación excepto para la que fue diseñado.

El uso de un regulador de presión por una válvula dealivio de presión, o cualquier substitución similar, noes una buena práctica y casi seguramente no brindaráel rendimiento correcto. Las aplicaciones erróneaspueden llevar a daños en los equipos y hasta en laspersonas. Si tiene alguna duda, consulte con elfabricante.

NO energice una bobina solenoide mientras la hayaretirado de la válvula.

Sin el efecto magnético del núcleo solenoide, la bobinase quemará en cuestión de minutos.

NO instale un filtro-secador o un cartuchorecambiable que se haya usado previamente.

Esto puede introducir contaminantes que se hayanrecolectado desde el retirado de un sistema.

NO

REGLAS BASICAS PARA UNA BUENA PRACTICAGUIA DE AYUDA TECNICA

60

Utilice un indicador de humedad en la línea de líquidopara ver si hay contaminación de humedad.

Es el contaminante más común y puede llevar a unavariedad de problemas incluyendo ácidos, lodo ycongelamientos.

Controle el supercalor de la válvula de expansiónutilizando el método de presión-temperatura

Esto implica medir la presión de línea de succión enla salida del evaporador y luego referirse al cuadro depresión-temperatura apropiado para determinar latemperatura de saturación. Sustrayendo estatemperatura de la temperatura de la línea de succiónmedida en el bulbo remoto, se obtiene elsobrecalentamiento de operación, el cual debe serajustado de acuerdo a las especificaciones del fabricantedel equipo.

NO seleccione válvulas solenoide por la medidade la línea o la medida del puerto, sino por lacapacidad de la válvula.

También deben ser compatibles con la aplicación quele quiera dar con respecto al refrigerante específicousado, el diferencial de presión operativa máximo(MOPD), la presión de trabajo máxima (MWP), y lascaracterísticas eléctricas. Nunca aplique una válvulafuera del enmarque de sus límites de diseño o en usosque no estén específicamente catalogados.

NO confíe en la vista o el tacto para las medicionesde temperatura.

Use un termómetro preciso. Una vez más, usted nopuede conseguir diagnósticos con informaciónimprecisa.

SI NO

Un último consejo: LEA las instrucciones antes que nada, NO espere hasta que todo lo demás falle!

REGLAS BASICAS PARA UNA BUENA PRACTICAGUIA DE AYUDA TECNICA

61

Guía de Deteccióny Arreglo de Fallas


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El Sobrecalentamiento Parece Normal -- El Rendimiento del Sistema es Pobre

Problema Síntomas Causas Acción Correctiva

La Válvula No AlimentaCorrectamente

1) Poco Rendimiento del Sistema2) Sobrecalentamiento Bajo oNormal3) Presión de Succión Baja

Carga de Circuito Desigual Haga modificaciones paraequilibrar la carga

Flujo de Una Bobina Afecta aOtra Bobina Corrija la tubería

Carga Baja Corrija las condiciones quecausan una carga baja

No Hay Coincidencia entreBobina y Compresor Corrija la coincidencia

Distribuidor Incorrecto Instale un distribuidor correcto

Evaporador Obturado con Aceite Aumente la velocidad del gas através de la bobina

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Consideraciones Especiales Para Válvulas Solenoide Industriales

Síntomas Causas Acción Correctiva

Pérdida en Asiento Interno Alto (vapor de altatemperatura de hasta 400°F)

Se Usa Elastómero de AsientoEquivocado (Buna N)

Use Válvula con Elastómero de Asiento deTeflón

Pérdida Externa (vapor de alta temperatura dehasta 400°F)

Se Usa Material de Junta Equivocado(Neoprene) Use Junta de Etileno Propileno

Pérdida en Asiento Interno Alto (vapor de altatemperatura de hasta 250° Fo de agua hasta 210°F)

Se Usa Elastómero de AsientoEquivocado (Buna N)

Use Válvula con Elastómero de Asiento deEtileno Propileno

Pérdida Externa (vapor de alta temperatura dehasta 250°F o de agua hasta 210°F)

Se Usa Material de Junta Equivocado(Neoprene) Use Junta de Etileno Propileno

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CARGA DEL SISTEMA – MÉTODO TEÓRICO

Pesado de la Carga (El método tiene limitaciones prácticas)

Agregue refrigerante hasta que el vidrio visor esté claro y no tenga burbujas.

Determine el refrigerante requerido para llenar el condensador, vea el Cuadro 3 más abajo. Agregue esa cantidad adicional.

* Codos de retorno: 3/8" Diám. Ext. - 20 pies; ½ Diám. Ext. – 25 pies; 5/8 Diám. Ext. – 30 pies.

** Espesor de la pared: 3/8" Diám. Ext. – 0.016"; ½ Diám. Ext. – 0.017"; 5/8" Diám. Ext. – 0.018"

Cuadro 3 - Refrigerante lbs. por pie*

Refrigerante

Medida del Tubo del Condensador- Diám. Ext. (en pulgadas)** y Temperatura Ambiente ° F

3/8" 1/2" 5/8"

40° 0° -20° -40° 40° 0° -20° -40° 40° 0° -20° -40°

R134a .051 .054 .055 .057 .095 .099 .102 .105 .150 .157 .164 .167

R22 .051 .054 .055 .056 .094 .099 .102 .104 .150 .159 .163 .167

R404A/R507 .053 .056 .058 .059 .098 .104 .107 .109 .157 .166 .171 .175

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CAPACITORES EN MOTORES ELÉCTRICOS MONOFÁSICOS.

Dos conductores cargados eléctricamente separados por un aislador se dice que forman un capacitor. Estas cargas de origen eléctrico son de igual magnitud pero de signos opuestos. Se forma un campo eléctrico “E” entre los dos conductores que es proporcional a la magnitud de la carga, y por lo tanto la diferencia de potencial (o voltaje) ente los dos conductores es también proporcional a esa carga (Q). El capacitor más común consiste en dos placas paralelas separadas una distancia muy pequeña comparada con sus dimensiones lineales, ver Fig. #1. en los diagramas se representa Se define como su Capacitancia “C” en Faradios (en honor a Michael Faraday), a la relación de la carga eléctrica de las placas en Coulombios a su diferencia de Potencial (voltios). C = Q/V, y se demuestra también que (en el sistema MKSC) e Permitividad Eléctrica C2N -1m -2 C = e A/d, en donde ó capacidad específica de inducción A Área de las placas paralelas m2 d Separación de las placas paralelas (Nota: el Faradio es una unidad sumamente grande por lo que se utiliza el microfaradio µF ) También se demuestra que la energía (en Julios) de un capacitor está dada por la relación: W = CV2/2 Los capacitores tienen muchas diversas aplicaciones en circuitos eléctricos, en el campo de la refrigeración y del aire acondicionado, en los motores de compresores, ventiladores, etc. En los motores monofásicos para mejorar su arranque, eficiencia, ruido y factor de potencia, en los trifásicos mejorando, su eficiencia y factor de potencia, reflejándose en una reducción del consumo y costo eléctrico importantes. En este artículo revisaremos en principio la aplicación de los capacitores en los motores monofásicos para los compresores de refrigeración y aire acondicionado

+++++++++++

___________

CargaEléctrica - Q (Coulombios)

CargaEléctrica + Q

? V

Diferencia de Potencialó Voltaje - Volts

Líneas deCampo Eléctrico E

Aislante dee PermitividadY con ResistenciaDieléctrica _

__________

+++++++++++

PlacaMetálica

PlacaMetálicaDe ÁreaA (M2)

Fig # 1 Capacitor de Placas Paralelas

La Capacitancia C enFaradios esta dadaPor la relaciónC = e A/d

d

Separación de las Placas d (M)

La Energía de Julios de un Capacitor Cargado está dada por la relación

W = CV2 / 2

CAPACITORES PARA EL ARRANQUE DEL MOTOR MONOFÁSICO. Llamados simplemente “Capacitores de Arranque”, se usa para mejorar el arranque de los motores monofásicos. El motor monofásico de inducción por su naturaleza solo tiene una fase y un devanado para su operación, este produce un campo magnético del tipo oscilatorio que no hace posible su inducción al rotor en una forma rotatoria, por lo que no puede hacerlo girar. Por lo tanto es necesario crear un medio auxiliar para iniciar el movimiento del rotor esto se logra con un devanado auxiliar de arranque Este devanado se caracteriza por tener su alambre magneto una alta resistencia eléctrica y es de diámetro delgado y de muchas vueltas, comparado con el devanado de marcha u operación que es de baja resistencia, y de menor número de vueltas, logrando con esto un desfasamiento eléctrico y físico, ya que las impedancias de los dos devanados es diferente. Estos dos campos magnéticos desfasados son de origen oscilatorio, que sumados eléctricamente causan un campo de naturaleza rotatorio, que hacen mover el rotor. El Capacitor de Arranque crea un desfasamiento aún mayor que causa que las características de arranque (el par) se mejoren notablemente. Los motores aplicados a compresores para refrigeración (en los que su relación de compresión es alta) debido al alto par, siempre es requerido el capacitor de arranque. Para ventiladores (de bajo par de arranque), y en compresores para aire acondicionado, en que la relación de compresión es baja, por lo general el capacitor de arranque no es requerido (motor con capacitor de marcha permanente, “Permanente Split Capacitor Motor). En motores de alta eficiencia es necesario desconectar el devanado de arranque y el capacitor de arranque una vez que el motor alcance su velocidad, ya que mantenerlos operando nos causaría perdidas. Su utilización es de forma intermitente, el devanado de arranque y el capacitor se desconectan mediante un Relé de potencial o de corriente, a medida que el rotor aumenta su velocidad crea su propia reacción magnética de armadura, induciendo en el devanado de arranque y de marcha, el voltaje de corte requerido para el Relé de potencial actúe para desconectar el devanado y el capacitor de arranque. La carga eléctrica almacenada en el capacitor se descarga a través de los contactos del Relé ocasionado que estos se flameen y se dañen. Para evitar estas situaciones se conecta en paralelo en las terminales del capacitor de arranque una resistencia de 15000 a 18000 Ohms, para que el capacitor se descargue a través de este, y evitar el daño a los contactos del Relé..

S C R

LíneaL! L2

Capacitor de Arranque

Capacitor de Marcha

DevanadoPrincipal

DevanadoDe Arranque

Fig 2 Diagrama Eléctrico de un Motor de CompresorCon Capacitor de Arranque y Capacitor de Marcha

(CSCR Capacitor Start – Capacitor Run)

Relé de Potencial

Una vez desconectados el Capacitor de Marcha y el devanado de arranque, el rotor del motor continua operando, ya que el mismo crea un campo magnético en cuadratura con el campo del devanado principal, que combinados permiten al motor su operación normal. El capacitor de marcha por lo general es del tipo electrolítico, para obtener una alta capacitancia requerida. CAPACITORES DE MARCHA El capacitor de marcha es usado en los motores para mejorar su eficiencia, disminuir la corriente de operación, disminuir el ruido y mejorar el factor de potencia. El capacitor de marcha a diferencia del de arranque que opera en forma intermitente, es que este opera todo el tiempo. La Capacitancia debe determinada para cada motor y aplicación y obtener el consumo mínimo posible de corriente (amperes). Los diagrama de la Fig. 3 y 4 nos muestran la variación de corriente eléctrica total del motor en operación V/S la Capacitancia. La fig 3 es un diagrama vectorial los círculos son los lugares geométricos de la corriente a través del capacitor y la corriente total del motor. Como se puede observar se tiene una gran variación en el consumo de corriente simplemente variando la capacitancia. Si en un motor en determinada condición se especifica una capacitor de marcha con una capacitancia de 40 microfaradios tomará 4.0 amperios Fig. 4, si alguien cambia el capacitor de marcha por uno de 30.0 microfaradios, el compresor consumirá 6.2 amperios, el motor se calentará y se quemará, y además el consumo eléctrico se aumentará Analizando un poco mas la figura 3, se observa que la mínima corriente corresponde a la corriente con un factor de potencia igual a la unidad, esto sucede solamente cuando al resistencia eléctrica del capacitor es cero que es prácticamente todos los casos. Es importante no alterar el valor de la capacitancia especificada de los capacitores, y muy en particular del capacitor de marcha, ya que colocar un capacitor con un valor de capacitancia arriba o por debajo de la

? L

V/RC

IC

IL

I CR C

IC

IC XC

VIT

Lugar Geométrico de la Corriente Total IT

IMin Es la Corriente Mínima total con el Capacitor de marcha adecuado, prácticamente con el Factor de Potencia Unitario.En la selección del Capacitor de Marcha, se busca que funcione con la corriente mínimaCuando RC es Cero o muy pequeña, la corriente mínima ocurre a Factor de Potencia unitario,(que es la situación de Resonancia)

Fig # 3 Lugar Geométrico de la Variación de la Corriente Resultante IT cuandose varía la Capacitancia del Capacitor de Marcha

Imin

Lugar Geométrico de

la Corriente IC a travésdel Capacitor, variando la Capacitancia C

V RL

L

RC

C

ICIL

IT

especificada, ya que ambos casos causan una elevación en el consumo de corriente y con seguridad causará una quemadura en el motor, ver Fig. 4. En relación al Voltaje (Volts) especificado en los capacitores, normalmente difiere por mucho del voltaje de la línea de alimentación. Como ejemplo supongamos que la alimentación al motor es 220 V, y un capacitor pudiese ser 420 Volts. Lo que sucede es que el rotor del motor al girar, induce en los devanados de marcha la Fuerza Contra Electromotriz que se opone al voltaje principal controlando la corriente y voltaje de operación (Voltaje de Operación = Voltaje de alimentación – Fuerza Contra Electromotriz). Induce un voltaje muy alto en el devanado de arranque, proporcional al número de vueltas del alambre magneto (que como indicamos anteriormente son muchas), y que en este caso en particular sería aproximadamente del orden de 400 Volts, Es esta razón por la cual los capacitores se especifican a un voltaje superior, y que es igual a la suma eléctrica de los voltajes inducidos en los devanados de arranque y de marcha. Usar un capacitor con el voltaje menor al especificado, ocurren dos situaciones: A.- La de exponer el material del dieléctrico del capacitor a un campo eléctrico que no puede soportar, muy fuerte, sobrepasando su resistencia dieléctrica ocasionando un corto circuito dañándolo permanentemente, con el riesgo de dañar también el motor del compresor. B.- En la fórmula de la energía de un capacitor W = CV2 / 2, esta energía va y viene en el capacitor (proporcional al voltaje al cuadrado), a factor de potencia unitario (las corrientes reactivas del capacitor y en los devanados son iguales), esta energía se intercambia en el devanado de marcha del motor y viceversa. Al reducir el voltaje especificado se sobrecarga de energía el capacitor, ocasionando que se dañe o se queme. Un capacitor con el voltaje más alto que el especificado solo requeriría un dieléctrico de mayor capacidad específica de inducción (e), que sería mucho más costoso La capacitancia (Microfaradios) no se afecta al variar el voltaje, la rige la fórmula. C = e A/d que es función del material del dieléctrico y dimensiones del capacitor. Para la medición de la Capacitancia en Microfaradios se utiliza la fórmula

C (Microfaradios) = 2650 x I (Amperes)/V (volts) Bastará con medir la corriente I, y el voltaje de aplicación V. y calcular C. La fórmula se usa solamente para 60 Hertz Ing. Javier Ortega C 02 may. 05

0

2

4

6

8

10

12

14

20 25 30 35 40 45 50 55 60 65CAPACITANCIA EN MICROFARADIOS

CO

RR

IEN

TE T

OTA

L AM

PER

ES

FACTOR DE POTENCIA = 1

Fig. 4 CAPACITOR DE MARCHA

A

CV

IMPORTANCIA DELSUBENFRIAMIENTO DE LÍQUIDO Se define como Subenfriamiento de Líquido en un sistema, al valor de temperatura (°F ó °C) de un refrigerante en estado líquido al quitarle calor sensible a partir de su punto de 100 % de saturación Empieza dentro del Condensador con líquido 100 % saturado, hasta el Dispositivo de Control de Líquido. Ver Fig. #1

Subenfriamiento• Se Remueve Calor del

refrigerante Líquido, queCausa que su TemperaturaDisminuya Abajo de suTemperatura de Saturación

Subenfriamiento

Ejemplo: Condiciones R-22 ; 280.0 PSIG

Temperatura de la Línea = 120 °F

• La Tabla P/T no se aplica, la temperaturase disminuye sin disminuirsu presión.

120 °F 280 psig

De la Tabla a 280 psig ⇒ 125 °FLa Temperatura de la Línea = 120 °F

5 °F

El Refrigerante está Subenfriado 5 °F

Fig # 1.

Una vez que el vapor saturado dentro del Condensador comienza a cambiar de fase a liquido saturado, el subenfriamiento empieza a ocurrir y calor sensible se rechaza, Recordar que Calor Sensible es calor que causa un cambio de temperatura, por lo que una disminución en temperatura de líquido saturado en el condensador se considera subenfriamiento Consideraremos dos tipos de Subenfriamientos A.- Subenfriamiento en el Condensador, y B.- Subenfriamiento total. SUBENFRIAMIENTO EN EL CONDENSADOR. El subenfriamiento del líquido dentro del condensador, puede ser determinado mediante la diferencia de temperatura de condensado, y la del líquido a la salida del condensador. Cuando el refrigerante es subenfriado no tiene perdida en su presión de vapor, por lo que tabla (para cada refrigerante en particular) de la relación P/T presión y temperatura, no es aplicable, ver Fig. # 1. La temperatura de líquido a la salida del condensador debe ser medida mediante un termistor, ó un termocople para obtener una buena precisión. Por otro lado la temperatura de condensado debe ser obtenida mediante la medición con un manómetro la presión de condensado del sistema de refrigeración, y con este valor de presión determinar la temperatura en la tabla P/T, ya qué en condición de saturación existe la relación P/T presión y temperatura. Ejemplo # 1 Determinar el subenfriamiento en el condensador si la presión de descarga es 211.0 psig y la temperatura del refrigerante tomada con termistor en el tubo de salida del condensador es 95.0 °F (35.0 °C) (despreciar la caída de presión en el condensador).

De la Tabla del refrigerante R-22, a 211.0 psig corresponde una temperatura de condensación de saturación de 105 °F por lo tanto. Temp de condensado = 105 °F Temp. de salida del condensador = 95 °F Subenfriamiento en el condensador 10 °F EL SUBENFRIAMIENTO TOTAL,: Abarca desde el subenfriamiento del condensador con 100 % líquido saturado hasta el dispositivo del control de líquido del sistema (válvula de expansión, tubo capilar, etc.), esto significa que el subenfriamiento total se incluye el del condensador, y el de cualquier otro subenfriamiento que tenga lugar después de este, se puede subenfriar en el recibidor, en el filtro secador, tubería o línea de líquido, etc. hasta el dispositivo de control de líquido. En el caso de tubo capilar como elemento para la regulación del flujo de líquido en el sistema, su funcionamiento es complejo y depende del subenfriamiento de liquido en su entrada, el subenfriamiento continua a todo lo largo del tubo capilar, por simplificación se supone que el subenfriamiento termina a la entrada del tubo, en servicio es muy difícil medir al temperatura a la salida del tubo. El cálculo del Subenfriamiento Total se hace restando la temperatura a la entrada del elemento regulador de flujo de la temperatura de condensado (de saturación) Ejemplo # 2 Cual es el subenfriamiento total, si la presión de descarga en un sistema con refrigerante R-22 es 226.0 psig, y la temperatura del refrigerante tomada con termistor o termopar en la entrada de una válvula de expansión es de 90.0 °F. De la Tabla del refrigerante R-22, a 226.0 psig corresponde una temperatura de condensación de saturación de 110 °F. Por lo tanto Temp de condensado = 110 °F Temp. entrada en la válvula de expansión = 90 °F Subenfriamiento Total 20 °F NOTA: Cuando se mida la temperatura a la entrada de una TXV, colocar en el tubo de líquido el termómetro o termocople de 5 a 8 cm. de ella y aislar el sensor de cualquier ganancia de calor ambiental. El subenfriamiento en el condensador nos asegura la existencia de líquido en la parte baja a la salida del condensador, en tal forma que el recibidor o la línea de líquido no se alimenten con vapor refrigerante. Esta situación también prevé que los gases no condensables salgan del condensador. Este subenfriamiento en conjunción con la presión de descarga en el condensador nos indica la cantidad de carga de refrigerante en el sistema (el fabricante del condensador deberá indicar el grado de subenfriamiento permisible, cuando un sistema de refrigeración o aire acondicionado se carga de refrigerante bajo este procedimiento) Un alto grado de subenfriamiento en el condensador indica que está inundado de refrigerante, su área efectiva de de disipación de calor se reduce y su presión será alta, con la consecuente perdida de capacidad del sistema (un aumento del 10 % en la presión de descarga de un compresor, causa un detrimento en su capacidad aproximadamente de un 10 %, con una baja en consumo potencia de solo un 7 %, por lo que también baja la eficiencia). Si se tuviera un sistema con un exceso de refrigerante. en el que se requiriera un enfriamiento de X Btu, este exceso se alojaría en la descarga en el condensador (o recibidor), a su vez este exceso disminuiría el área de disipación de calor del condensador, disminuyendo su capacidad, por lo que para enfriar los X Btu se requeriría mas tiempo de operación del compresor que nos costaría $ pesos, mas la ineficiencia con un mayor consumo eléctrico otros $ pesos. El subenfriamiento en el condensador nos determina con precisión la carga correcta de refrigerante en un sistema. Cero subenfriamiento en el condensador nos indica que al

sistema le falta refrigerante, y se formaran burbujas de vapor en la línea de líquido. Un subenfriamiento elevado en el condensador nos causa altas pérdidas económicas y costos de operación (y elevación de la presión de descarga). Es necesario tomar en cuenta que cuando la temperatura ambiente sube, el valor del subenfriamiento en el condensador baja. (en el extremo pudiéndose quedar sin refrigerante líquido) Y viceversa cuando la temperatura ambiente baja el valor del subenfriamiento sube (existiendo mayor cantidad de líquido en el condensador). La caída de presión en la línea de líquido es causada por cualquier elemento restrictivo, incluyendo filtros secadores, válvulas, mirillas, líneas estranguladas, curvas torcidas, etc. También caídas de presión debido a longitud de la tubería, tuberías verticales para subir el refrigerante, pendientes incorrectas, etc. Entre mayor sea la longitud, y mayor el número de codos y curvaturas en la línea de líquido, mayor es la caída de presión. Si no hubiese subenfriamiento, el líquido saturado del condensador pasaría a través de estas caídas de presión, tendería a establecer una más baja temperatura de saturación de acuerdo a su menor presión, liberando su calor sensible, ocasionando la transformación del refrigerante liquido saturado a vapor. En otras palabras al bajar la presión del líquido saturado, inmediatamente se evapora, el calor necesario para esta evaporación es tomado del líquido el cual baja su temperatura a su nueva condición de saturación. Esta situación se refiere a Enfriamiento Adiabático ya que no hay una ganancia de energía en el líquido, ya que la energía para evaporar el líquido proviene del mismo líquido... Siempre que líquido saturado pasé a través de una caída de presión en la línea de líquido, se evaporará instantáneamente y en consecuencia causará un detrimento en el funcionamiento del sistema. Los dispositivos para la regulación del flujo de líquido en el

Condensador Enfriado con Aire

Vapor 100 %Saturado

Liquido con mas gradosde Subenfriamiento

Liquido con pocos gradosde SubenfriamientoRecibidor

SUBENFRIAMIENTODEL CONDENSADOR

SUBENFRIAMIENTOTOTAL

FLUJO

FLU

JO

Fig. # 2

Vapor RefrigeranteSobrecalentado

sistema experimentan en su entrada una mezcla de líquido y vapor en vez de liquido solamente. La mezcla líquido – vapor del refrigerante disminuye la capacidad del sistema, además de un funcionamiento errático. La Caída de Presión se debe a dos situaciones: La caída de presión debido a la Fricción en los deferentes elementos tales como: longitud y diámetro de tuberías, filtros, secadores, codos, curvas, restricciones, etc. esta pérdida de presión o de carga se estima de acuerdo a la siguiente relación H ∝ f l/d x v2 /2g es proporcional a la longitud “l” de la tubería, inversamente a su diámetro “d”, y proporcional a la velocidad promedio del refrigerante “v” al cuadrado. La pérdida de energía del fluido debido a estas fricciones causa la perdida de presión, que origina la ebullición instantánea del refrigerante. Tamaños adecuados de tuberías, filtros limpios que no estén tapados, accesorios sin obstrucciones, disminuyen las caídas de presión. . Caída de Presión Estática Ocurre cuando el refrigerante en la tubería tiene que ascender a una altura determinada Fig. 3 Altura Vertical (ft) 20 40 60 80 100 Refrigerante Pérdida de Presión Estática (psi) R-22 10 20 30 40 50 R134a 11 22 33 44 55 Lo anterior nos muestra la importancia de tener un grado de subenfriamiento de un valor tal que nos asegure liquido subenfriado en el dispositivos para la regulación del flujo de líquido del sistema (válvula de expansión, tubo capilar, etc). El grado de subenfriamiento en el condensador no debe excederse a un valor tal que se inunde de refrigerante el condensador, con el consecuente aumento de presión, la pérdida de capacidad (Btu/h), y pérdida de eficiencia del sistema, por lo qué la carga de refrigerante del sistema debe controlarse y medirse correctamente para no tener los problemas mencionados. La utilización de un intercambiador de calor de Emerson Climate Technologies “ALLS Series

Supongamos se tiene un sistema operando con refrigerante R-22 con una temperatura de condensado de 105 °F (40.5 °C), que le corresponde una presión de 210.75 psig, Su densidad = 70.472 lb/ft3 (1.131 gr./cm3). Esto es equivalente a una pérdida de presión de 0.489 psi por cada pie de altura. Si se tuviese una altura 20 ft. (6.1 m.), se tendría una pérdida de presión de 10 psi., que en términos de subenfriamiento significarían una disminución de 4 °F (2.22 °C). Si en la parte inferior del tubo se tuviese un subenfriamiento de 4 °F, en su parte superior el refrigerante estaría en ebullición, convirtiéndose en vapor, causando la falta de operación de la válvula de expansión y del sistema.

Menos peso ⇒ menor presión

Línea de líquido

Flujo de refrigerante

Altura

Liquid Line Stabilizer” funciona para asegurar un flujo consistente de refrigerante liquido en la válvula de expansión o dispositivo de control que se use. Es deseable tener un valor positivo de subenfriamiento total en la entrada del dispositivo de medición de flujo, ya que por cada grado de aumento de temperatura se tiene también un aumento en la capacidad y eficiencia del sistema de enfriamiento. La fórmula para determinar el aumento de capacidad en el evaporador de un sistema, es: Q’A x FA x Δt + Q’A = QA Donde : Q’A = Btu /h a cero grados de subenfriamiento FA = Factor de aplicación, Alta Temp = 0.009; Media Temp = .0.007; Baja Temp = 0.006 Δt = Grado de subenfriamiento en °F a la entrada de dispositivo de control QA = Btu /h con el subenfriamiento deseado Nota: La demostración de esta fórmula se presenta en otro reporte técnico Ejemplo # 3: Se tiene un sistema de refrigeración de 63500 Btu/h en alta temperatura y cero grados de subenfriamiento. ¿Cuál seria la capacidad de refrigeración con 8 °F de subenfriamiento? Aplicando la fórmula 63500.0 x 0.009 x 8 + 63500 = 68072 Btu/h Ing. Javier Ortega C 21 de febrero de 2005.

TUBOS CAPILARES Ing. Javier Ortega C 02 de Mayo de 2005 Todos los sistemas de enfriamiento por compresión (aire acondicionado o refrigeración requieren un reductor de presión o de control de flujo o dosificación de la sustancia de trabajo (o refrigerante) del lado de alta al lado de baja presión. Fig. 1 El Tubo Capilar como elemento dosificador del flujo de refrigerante es muy popular, para los equipos compactos de aire acondicionado y refrigeración especialmente en equipos pequeños, arriba de 5 caballos de potencia se aumenta la carga de refrigerante y la capacidad del compresor, haciendo mas difícil las aplicaciones con tubos capilares, y por lo tanto se recomienda que las aplicaciones sean menor de 5 HP, en refrigeración doméstica, aire acondicionado, congeladores, deshumidificadores, etc. tipo compacto o paquete. Su operación se basa en que la cantidad del flujo de refrigerante (masa) en estado líquido pasa con facilidad a través de un tubo de diámetro pequeño, en cambio cuando está en estado de vapor su restricción al pasar por el tubo es mayor, Conecta la salida del refrigerante del condensador a la entrada del evaporador. En algunos casos se solda en forma paralela, la tubería de succión del compresor al tubo capilar, formando un intercambiador de calor, con el objeto de mejorar el funcionamiento y eficiencia del ciclo. Como las presiones de descarga y de succión del compresor ( presión de condensado y presión de evaporación, dependen de la temperatura ambiente y de la carga térmica del refrigerador (o enfriador) respectivamente), En las aplicaciones con tubo capilar, estas variaciones de presiones no son muy grandes, ya que estos equipos relativamente pequeños se encuentran ubicados en lugares de temperatura controlada, con variaciones de temperatura no muy grandes, por lo que las aplicaciones con tubo capilar son ideales. Las variaciones de carga no son grandes, por lo que en estos sistemas no se requieren recibidores de líquido, y consecuentemente la carga de refrigerante es mucho menor, casi todos los sistemas de aire acondicionado, refrigeración domestica, etc., son con tubo

Evaporador

Condensador

Filtro

Tubo CapilarAl

Compresor

DelCompresor

Fig. 1

capilar, y se producen millones cada año (mas otros millones de años anteriores), el ahorro de refrigerante por este concepto es monumental. Un gran porcentaje de estos sistemas no se carga con la cantidad correcta de refrigerante, esto conduce a una ineficiencia de operación de los sistemas, y a daños a los compresores. Por ejemplo, un sistema que tiene una deficiencia de refrigerante de un 10 %, resulta en un 20 % de disminución de eficiencia. Un equipo de 36000.0 Btu/h, requiere aproximadamente 2.7 Kg. de refrigerante R-22, y tendría un EER de 9.0, si se carga con 1/ 4 Kg. menos tendría un EER de 7.5. equivalente a una reducción de capacidad del 15 % (se necesitaría que el equipo funcionara un 15 % más de tiempo a un costo mayor, para lograr el enfriamiento requerido). En sistemas con tubo capilar la carga de refrigerante es crítica, ya que si la carga es baja, el evaporador no se llena y como ya se indicó, no entregará su capacidad especificada, menor confort, y trabajará ineficientemente, el retorno escaso de refrigerante al compresor, a mayor temperatura, causará un enfriamiento del motor inadecuado, deteriorándolo y finalmente su quemadura, también ocasionando altas temperaturas de descarga dañando el plato de válvulas. Una deficiencia pequeña de carga de refrigerante, causará una gran pérdida de capacidad y eficiencia en el sistema, y daños al compresor. Por otro lado la sobrecarga de refrigerante ocasiona altas presiones de descarga. y por lo tanto alto consumo eléctrico, también causará retorno de refrigerante líquido al compresor, con la consecuente dilución de aceite y por lo tanto la falla de lubricación y rotura del tren mecánico. Por lo anterior se concluye la importancia de la carga precisa de refrigerante enlos sistemas con tubo capilar. Un ventaja de los sistemas de tubo capilar es que cuando el compresor para, el refrigerante continua su flujo al evaporador, por lo que las presiones del lado de alta y de baja se igualan en corto tiempo, permitiendo el uso de motores y sus componentes de bajo par de arranque El tubo capilar es de un diámetro pequeño, y por lo tanto susceptible a taparse con cualquier material extraño, y es por lo tanto necesario la utilización de un filtro secador en su entrada. La requerimiento rígido de la cantidad de carga de refrigerante, así como su limpieza , hacen de estos sistemas el fabricarlos en forma compacta, y que salgan de fábrica sellados. Las principales variables que afectan el funcionamiento del tubo capilar son: Sus Dimensiones largo, y su diámetro. Su Presiones, de entrada o de condensado, y de salida o de evaporación, y el Subenfriamiento del Liquido a su entrada del tubo. .

LIQUIDO SUBENFRIADODEL CONDENSADOR

FILTROSECADOR

Pc psig

Dos Fases Líquida y VaporAL EVAPORADOR

Pe psig

La Temperatura es constante a lo largo del Tubo Capilar La presión va disminuyendode PC (presión de condensado) hasta Ps (presión de saturación) donde el refrigerantese cambia a las fases vapor-liquido., hasta la presión de evaporación Pe

Dibujo de un Tubo Capilar

Ps

Longitud Líquida

Longitud Líquido-vapor

Como ya se mencionó el control del flujo de refrigerante en el tubo capilar viene del principio físico de que el líquido y el vapor tienen diferencia a fluir. El líquido tiene menos resistencia que el vapor. A medida que el refrigerante entra al tubo capilar a una presión de condensado Pc, esta presión se va reduciendo a temperatura constante Tc, hasta que llega a la presión de saturación Ps a esta temperatura, en ese lugar el refrigerante se evapora y continua por el resto de la longitud del tubo, bajando aún más su presión, en la condición de dos fases Líquida-Vapor. El punto donde se inicia la evaporación se denomina punto de ebullición o de burbujeo. Cuando la temperatura ambiente aumenta, entonces aumenta la presión de descarga, el subenfriamiento decrece, por lo tanto la restricción del tubo se aumenta, contrarrestando el efecto del aumento de presión, o sea el tubo capilar se ajusta asimismo. Para seleccionar un tubo capilar, existen tablas de selección publicadas por ASHRAE que nos proporciona el diámetro y longitud de un tubo capilar, basándose en la capacida requerida, tipo de refrigerante, aplicación (temperaturas). Después de todas maneras es necesario hacer las pruebas (prueba y error), al tubo seleccionado hasta ajustarlo a las condiciones deseadas. Teóricamente existen una gran cantidad de combinaciones Longitud-Diámetro que nos proporcionen el flujo de refrigerante y presiones requeridas, pero existen limitaciones prácticas: Por ejemplo un diámetro pequeño será más propenso a taparse con materia extraño, además de mantener su tolerancia en su diámetro en la fabricación del tubo. Un diámetro grande implica longitudes muy grandes e imprácticas, con altos costos. Un tubo capilar corto y de gran diámetro, puede crear problemas de operación, cualquier fluctuación o imperfección, puede tender a pasar refrigerante líquido al compresor.. Hemos mencionado la importancia de la carga de refrigerante en los sistemas con tubo capilar, como se afecta la eficiencia, capacidad, y funcionamiento. El método recomendable para la determinación de la carga de refrigerante, es el del sobrecalentamiento a la entrada al compresor, que indirectamente nos controla también el subenfriamiento en el condensador. Recordando que el sobrecalentamiento es el calor sensible (que se puede medir)que se añade a un liquido refrigerante que causa que su temperatura se eleve. Los dos diagramas a continuación explican el método:

Evaporador Enfriado con Aire

Líquido 100 %Saturado

Línea De Succión

FLUJO de AIRE


TUBO CAPILAR

Del Condensador

Línea de Líquido

Liquido con pocos Grados de Subenfriamiento

Compresor

67F (19,1C) WB31.6 Btu/lb

68F (20C)

58F (14.4C)

50F (10C)

34F (1.11C)

34F (1.11C)

34F (1.11C)

60 psig> 84F (28.9C)

El Sobrecalentamiento es excesivo: 84.0 -34.0 = 50 °F (27.8 °C)El evaporador se esta usando incompleto, prácticamente solo la mitadLe falta carga de refrigerante

SISTEMA CON DEFICIENCIA DE REFRIGERANTE

Temperatura delrefrigerante a lolargo del evaporador

La forma entonces para determinar la carga de refrigerante en sistemas con tubo capilar, es mediante la medición del sobrecalentamiento a la entrada ala compresor, si el sobrecalentamiento es alto la carga de refrigerante esta baja (y también el subenfriamiento del líquido refrigerante a la salida del condensador, antes del tubo capilar, está bajo), la capacidad y eficiencia del sistema estarán bajos, Será necesario añadir refrigerante, el subenfriamiento en el condensador se aumentará, y el sobrecalentamiento a la entrada al compresor disminuirá. Como lo indican las dos figuras anteriores. También el punto de ebullición en el tubo capilar se moverá a la derecha (en la figura respectiva) y el flujo de refrigerante en el sistema se aumentará, mejorando la capacidad y eficiencia del sistema. Es importante en el evaporador tomar en cuenta la humedad ambiental, por eso es necesario medir la temperatura de bulbo húmedo del aire (WB), ya que esta humedad al condensarse en el evaporador es calor latente de condensación que se tiene que añadir a la carga térmica, sino se considera se tendrá un error en la determinación de la carga de refrigerante. Ing. Javier Ortega C 2-May-05.

Evaporador Enfriado con Aire

Líquido 100 %Saturado

Línea De Succión

FLUJO de AIRE


TUBO CAPILAR

Del Condensador

Línea de Líquido

Liquido con pocos Grados de Subenfriamiento

Compresor

67F (19,1C) WB31.6 Btu/lb

45F (20C)

45F (14.4C)

34F (10C)

34F (1.11C)

34F (1.11C)

34F (1.11C)

60 psig> 58F (17.8C)

El Sobrecalentamiento esta bien : 58.0 -34.0 = 24 °F (13.3 °C)El evaporador se esta usando completo, La carga de refrigerante es correcta

SISTEMA CON CARGA CORRECTA DE REFRIGERANTE

Temperatura delrefrigerante a lolargo del evaporador

EQUIPO PARA RECUPERACIÓN & RECICLAJE DE REFRIGERANTE DE SISTEMAS A/C

Manual de Uso ESPAÑOL

Sistemi e strumenti per condizionamento e refrigerazione Air conditioning and refrigeration systems and instruments

Anlagen und Geräte für Klima- und Kälteanlagen Systèmes et instruments pour conditionnement et refrigération

Sistemas e instrumentos para el acondicionamiento y refrigeración

EASYREC45R15 MANUAL DE USO ITALIANO

WIGAM S.r.l. se reserva el derecho de modificar los datos y las características que contiene el presente manual, sin obligación de previo aviso, en su política de constante mejora de sus productos. Realización : WIGAM S.r.l. Impreso en Italia Primera edición: Mayo 2002

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ÍNDICE Esquema hidráulico................................................................................................................4 Esquema eléctrico ..................................................................................................................5 Normas de seguridad ........................................................ Errore. Il segnalibro non è definito. 1. Introducción al sistema de recuperación EASYREC45R15 .........................................7 2. Equipamiento estándar y descripción de componentes..............................................7

2.1 El destilador/separador ...........................................................................................................................7 2.2 El compresor de recuperación ................................................................................................................7 2.3 El filtro......................................................................................................................................................7 2.4 Los manómetros......................................................................................................................................7 2.5 Equipamiento estándar ...........................................................................................................................7

3. El panel de mandos.........................................................................................................8 4. Recuperación del refrigerante de la instalación A/C....................................................9

4.1 Advertencias............................................................................................................................................9 4.2 Recuperación y reciclaje del refrigerante................................................................................................9 4.3 Recuperación del refrigerante............................................................................................................. 10

5. Trasvase del refrigerante con el método push-pull....................................................11 5.1 Advertencias......................................................................................................................................... 11 5.2 El trasvase del refrigerante .................................................................................................................. 12

6. Purga del equipo antes de usarlo con refrigerante distinto: “PURGE”....................13 6.1 Advertencias......................................................................................................................................... 13 6.2 La purga – Función “PURGE” .............................................................................................................. 13

7. Mantenimiento ordinario...............................................................................................13 7.1 Material necesario ................................................................................................................................ 13 7.2 Intervenciones periódicas de mantenimiento ordinario........................................................................ 13

8. Rearme del presostato de máxima...............................................................................14 9. Características técnicas................................................................................................14

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Esquema hidráulico

PWR Interruptor general OUT Conexión de impulsión 1/4”sae M1 Manómetro de aspiración IN Conexión de aspiración 1/4”sae M2 Manómetro de impulsión F1 Filtro deshidratador

LOW Válvula línea baja presión V5 Válvula descarga PURGE HIGH Válvula línea alta presión PURGE Válvula función PURGE

BYPASS Válvula selección Recuper.-reciclaje V6(SO) Válvula descarga aceite SP Visor de paso S1 Conexión servicio compresor

CV1 Válvula sin retorno línea impulsión 9 Electroválvula línea aspiración 2 Condensador-ventilador 1 Compresor

T2 Tubo flexible de impulsión 7 Presostato máxima (27 bares) T1 Tubo flexible de aspiración 19 Destilador separador 11 Recipiente descarga aceite

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Esquema eléctrico PWR Interruptor general 3 Electroválvula línea de aspiración

C Condensador 4 Compresor 1 Presostato de máxima 5 Flotador del destilador 2 Ventilador

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ATENCIÓN

NORMAS DE SEGURIDAD a) este aparato está destinado exlusivamente a operarios profesionalmente preparados, que

han de conocer los fundamentos de la refrigeración, los sistemas frigoríficos, los gases refrigerantes y los posibles daños que pueden provocar los aparatos bajo presión.

b) lea atentamente el presente manual; el escrupuloso cumplimiento de los procedimientos descritos es esencial para la seguridad del operario, la integridad de los aparatos y la constancia de las prestaciones declaradas.

c) El equipo no ha de funcionar con refrigerante distinto de aquel para el que el equipo ha sido fabricado.

d) Antes de iniciar cualquier operación, compruebe que los tubos flexibles utilizados para las conexiones han sido previamente evacuados y que en su interior no quedan gases no condensables

e) Evite el contacto con la piel; la baja temperatura de ebullición del refrigerante (unos –30°C) puede provocar congelaciones.

f) Evite la inhalación de vapores del gas refrigerante g) Le aconsejamos que utilice protecciones adecuadas, tales como gafas y guantes; el

contacto con el refrigerante puede provocar ceguera y otros daños físicos al operario. h) Trabaje a distancia de llamas libres y de superficies calientes; a altas temperaturas, el gas

refrigerante se descompone liberando sustancias tóxicas y agresivas, dañinas para el operario y para el ambiente

i) Compruebe siempre que el equipo está conectado a una red eléctrica de alimentación adecuadamente protegida y dotada de eficiente línea de tierra.

j) Antes de iniciar las operaciones de mantenimiento, o si se prevé un largo periodo de inactividad, apague el equipo colocando el interruptor general en posición 0 y desconecte el cable de la alimentación eléctrica de red; respete escrupulosamente el orden de las operaciones.

k) Deje funcionar el aparato solo en ambientes adecuadamente ventilados y con un buen recambio de aire.

l) Antes de desconectar el equipo, compruebe que el ciclo se ha completado y que todas las válvulas están cerradas, se evitará perder el refrigerante en la atmósfera

m) No rellene ningún recipiente con refrigerante líquido superando el 75% de su capacidad máxima.

n) Durante las distintas operaciones, evite absolutamente verter el refrigerante en el ambiente; dicha precaución, además de ser una exigencia de las normas internacionales para la protección del medio ambiente, es indispensable con el fin de evitar que la presencia de refrigerante en el ambiente dificulte la localización de posibles pérdidas.

o) El equipo ha de funcionar siempre bajo vigilancia del operario. p) No someta el equipo a goteo q) No manipule ni modifique la calibración de la válvula de seguridad y de los sistemas de

control. r) En caso de recuperación del refrigerante de circuitos con evaporador y/o condensador de

agua, es necesario evitar la formación de hielo descargando el agua de su interior o manteniendo en funcionamiento las bombas de circulación durante todas las operaciones de recuperación.

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1. Introducción al sistema de recuperación EASYREC45R15

Dadas las reducidas dimensiones y la extrema sencillez de transporte, el equipo es ideal especialmente para aires acondicionados civiles, para automóviles, distribuidores automáticos, refrigeradores domésticos y comerciales y deshumidifcadores. El equipo está dotado de un compresor en seco sin aceite lubricante.

2. Equipamiento estándar y descripción de componentes

2.1 EL DESTILADOR/SEPARADOR Fabricado en un cuerpo único compuesto principalmente por:

- destilador de refrigerante con regulación automática de flujo y dispositivo de descarga manual del aceite separado

2.2 EL COMPRESOR DE RECUPERACIÓN

El equipo modelo EASYREC45R15 está equipado con un compresor en seco y funciona con cualquier tipo de refrigerante CFC, HCFC y HFC.

2.3 EL FILTRO

El filtro deshidratador tiene conexiones macho con rosca 1/4”SAE. La conexión al equipo se realiza mediante un racor giratorio hembra godronado que permite la retirada manual del filtro para su mantenimiento periódico.

2.4 LOS MANÓMETROS

El equipo EASYREC45R15 va equipado con dos manómetros Ø80mm, regulables, en seco, con movimiento frenado "Pulse Free" que elimina las vibraciones del índice de lectura. Un manómetro en la línea de aspiración y uno en la línea de descarga, permiten controlar las presiones durante las operaciones de recuperación y trasvase de refrigerante con el método push-pull.

2.5 EQUIPAMIENTO ESTÁNDAR Cada equipo se suministra con el siguiente equipamiento:

- un recipiente graduado para recoger el aceite extraido durante la recuperación del refrigerante del circuito frigorífico - un tubo transparente con conexión para el drenaje del aceite separado.

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3. El panel de mandos

PWR M1 M2

LOW HIGH

OUT BYPASS IN

F1

V6

V5

PURGE

PWR Interruptor general OUT Conexión de impulsión 1/4”sae M1 Manómetro de aspiración IN Conexión de aspiración 1/4”sae M2 Manómetro de impulsión F1 Filtro deshidratador LOW Válvula línea baja presión V5 Válvula descarga PURGE HIGH Válvula línea alta presión PURGE Válvula función PURGE BYPASS Válvula selección recuperación-reciclado V6 Válvula descarga aceite

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4. Recuperación del refrigerante de la instalación A/C

4.1 ADVERTENCIAS

Para recuperar el refrigerante rápida y eficazmente, le aconsejamos que conecte el equipo de recuperación al circuito frigorífico mediante un grupo manométrico de dos vías y tubos flexibles con válvulas de bola (ninguno de ellos incluidos en el equipamiento estándar).

Antes de iniciar las operaciones de recuperación del refrigerante, grupo manométrico, tubos flexibles y filtro deshidratador deberán evacuarse previamente. Durante la recuperación del refrigerante el circuito frigorífico ha de permanecer apagado.

4.2 RECUPERACIÓN Y RECICLAJE DEL REFRIGERANTE

ATENCIÓN Durante la fase de Recuperación-Reciclaje asegúrese de que la válvula PURGE está abierta y que las válvulas V5 y V6 están cerradas . El reciclaje de refrigerante es una operación que puede llevarse a cabo siempre que existan dudas sobre la calidad del refrigerante que contiene una botella. Para efectuar el reciclaje, hay que conectar el equipo de refrigeración y la botella que contiene el refrigerante a reciclar tal como se indica en la figura y comprobar que los tubos flexibles y el equipo de recuperación hayan sido previamente evacuados o que en su interior haya refrigerante del mismo tipo del que se va a reciclar.

a) mediante tubos flexibles con válvula de bola, conecte el circuito frigorífico al equipo de

recuperación tal como se indica en la figura.

b) conecte la válvula del tuc) abra las válvulas del grd) abra la válvula de la boe) abra las válvulas de losf) cierre la válvula en el pg) encienda el equipo de r

piloto luminoso del inte

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T2

Sistema A/C

bo flexible T2 (impulsiónupo manométrico (no sutella de almacenamiento tubos T1 y T2 (no suminanel de mandos BYPASSefrigeración (interruptor rruptor encendido indica

T1

) a la botella de almacenamiento ministrado de serie) istrados de serie)

verde del panel de mandos en posición I), el que la recuperación está en curso.

9


Abra lentamente la válvula LOW regulando la presión del manómetro azul M1 de modo que no supere los 4 bares. Cuando alcance la presión interna de 2 bares (manómetro de baja presión azul-M1) apague el equipo colocando el interruptor general PWR en 0.

h) Conecte el tubo de descarga de aceite (suministrado de serie) a la conexión de servicio SO situada en la esquina posterior izquierda

i) coloque el tubo dentro del recipiente graduado (suministrado de serie) j) abra lentamente la válvula V6 situada a la izquierda del equipo y deje salir el aceite hacia el

interior del recipiente hasta que salga solo vapor l) cierre la válvula V6 m) encienda nuevamente el equipo colocando el interruptor PWR en posición 1 (piloto luminoso

encendido) n) cuando se alcance la presión de -0.2 bares leída en el manómetro de baja presión

(manómetro azul-M1) apague el equipo colocando el interruptor PWR en posición 0 (piloto apagado)

o) espere unos 5 minutos para comprobar que la presión leída en el manómetro azul de baja presión M1 no supere los 0.6 bares; en dicho caso repita la función de reciclaje comenzando desde el punto (m..

p) en caso de que, una vez pasados 5 minutos, la presión leída en el manómetro azul de baja presión M1 no supere los 0.6 bares cierre las válvulas LOW y HIGH del panel de mandos

q) cierre las válvulas V1 y V2 de los tubos flexibles T1 y T2 r) cierre las válvulas del grupo manométrico (no suministrado de serie) s) cierre la válvula de la botella de almacenamiento t) desconecte los tubos flexibles T1 y T2 del grupo manométrico

4.3 RECUPERACIÓN DEL REFRIGERANTE

ATENCIÓN Durante la fase de Recuperación-Reciclaje asegurese de que la válvula PURGE está abierta y de que las válvulas V5 y V6 están cerradas

a) mediante los tubos flexibles con válvula de bola, conecte el circuito frigorífico al equipo de

recuperación tal como se muestra en la figura. b) conecte la válvula del tuc) abra las válvulas del grd) abra la válvula de la bo

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T2

Sistema A/C

bo flexible T2 (impuupo manométrico (notella de almacenami

T1

lsión) a la botella de almacenamiento suministrado de serie)

ento

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e) abra las válvulas de los tubos T1 y T2 (no suministrados de serie) f) abra la válvula en el panel de mandos BYPASS g) encienda el equipo de recuperación (interruptor verde del panel de mandos en posición I), el

piloto luminoso del interruptor encendido indica que la recuperación está en curso. Abra lentamente la válvula LOW regulando la presión del manómentro azul M1 de

modo que no supere los 4 bares. h) cuando se alcance la presión de -0.2 bares leída en el manómetro de baja presión

(manómetro azul-M1) apague el equipo colocando el interruptor PWR en posición 0 (piloto apagado)

i) espere unos 5 minutos para comprobar que la presión leída en el manómetro azul de baja presión M1 no supere los 0.6 bares; en dicho caso repita la función de reciclaje comenzando desde el punto (m.

j) en caso de que pasados 5 minutos la presión leída en el manómetro azul de baja presión M1 no haya subido más de 0.6 bares cierre las válvulas LOW y HIGH en el panel de mandos.

l) cierre las válvulas V1 y V2 de los tubos flexibles T1 y T2 m) cierre las válvulas del grupo manométrico (no suministrado de serie) n) cierre la válvula de la botella de almacenamiento o) desconecte los tubos flexibles T1 y T2 del grupo manométrico

5. Trasvase del refrigerante con el método push-pull

El equipo de recuperación, debidamente conectado según el método push-pull, permite transferir

rápidamente el refrigerante en forma líquida del circuito frigorifico a una botella externa.

5.1 ADVERTENCIAS Conecte el equipo de recuperación y el circuito frigorífico mediante un grupo manométrico de dos

vías , tubos flexibles con válvula de bola, una botella con doble válvula (líquido-vapor) y un filtro deshidratador; dichos componentes se sirven separadamente bajo pedido y han de conectarse tal como se muestra en la figura.

T1 Sistema A/C

T2 Antes de su uso, todos los tubos flexibles, el filtro deshidratador, la botella de almacenamiento y el equipo de recuperación habrán de ser previamente evacuados a menos que en su interior haya refrigerante del mismo tipo del que se va a transferir. Efectúe el trasvase de refrigerante con el circuito frigorífico apagado. La botella de almacenamiento ha de tener una capacidad adecuada para la cantidad de refrigerante a trasvasar y, en todo caso, su carga no ha de superar el 75% de su capacidad máxima.

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Le aconsejamos que emplee una balanza electrónica para controlar el relleno de la botella de almacenamiento.

5.2 EL TRASVASE DEL REFRIGERANTE a) intervenga en el circuito frigorífico para que la mayor parte del refrigerante se bombee hacia

el depósito de líquido b) mediante los tubos flexibles con válvula de bola, conecte el grupo manométrico a la

conexión del depósito de líquido del circuito frigorífico y a la válvula de líquido (con aforador) de la botella de almacenamiento (ver figura)

c) mediante un tubo flexible (T1) con válvula de bola, conecte el filtro deshidratador (IN) del equipo de recuperación a la válvula de vapor (válvula sin aforador) de la botella de almacenamiento mediante un tubo flexible (T2) conecte la conexión de salida (OUT) del sistema de recuperación a la conexión de vapor del sistema A/C

e) abra las válvulas LOW y HIGH del equipo de recuperación f) abra las válvulas V1 y V2 de los tubos flexibles T1 y T2 del equipo de recuperación g) abra las válvulas de bola de los tubos flexibles de conexión h) abra las válvulas del grupo manométrico i) abra las válvulas de la botella de almacenamiento j) abra la válvula BYPASS en el panel de mandos k) coloque el interruptor luminoso 0-I en posición I; el piloto verde encendido indica que ha

comenzado el trasvase del refrigerante. Observe el visor de paso del grupo manométrico; el trasvase del refrigerante del depósito de líquido

a la botella de almacenamiento se completa cuando a través del visor ya no se ve pasar refrigerante líquido. l) una vez completado el trasvase de refrigerante, cierre la válvula de vapor de la botella

(válvula sin aforador) m) cierre la válvula V1 y espere a que en el manómetro de baja presión M1 se lea una presión

de -0.2 bares. n) Apague el equipo de recuperación (interruptor luminoso 0-I en posición 0) o) Cierre la válvula de líquido de la botella y la válvula de bola del tubo flexible conectado a la

misma p) Cierre la válvula V2 del tubo flexible T2 conectado al filtro deshidratador q) Cierre todas las válvulas del grupo manométrico y de los tubos flexibles utilizados para la

conexión La recuperación de los restos de refrigerante gaseoso del interior del circuito frigorífico puede efectuarse conectando el equipo tal como se indica en la figura “4.3 Recuperación del Refrigerante”.

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6. Purga del equipo antes de usarlo con refrigerante distinto: “PURGE”

6.1 ADVERTENCIAS El filtro deshidratador, una vez utilizado con un tipo de refrigerante, queda impregnado fuertemente

por el mismo; por lo tanto, antes de utilizar el equipo de recuperación con un refrigerante distinto, hay que cambiar el filtro deshidratador y eliminar el refrigerante residual del interior del equipo.

6.2 LA PURGA – FUNCIÓN “PURGE” Teniendo en cuenta la modesta cantidad de refrigerante residual en el equipo, la limpieza puede realizarse mediante una botella de gran capacidad debidamente evacuada.

a) mediante un tubo flexible conecte el racor PU, (situado en la parte posterior derecha del equipo) al racor en fase de vapor de una botella vacía y compruebe que las válvulas PURGE (lado derecho), V6 (lado izquierdo) y BYPASS en el panel de mandos están cerradas

b) Conecte mediante un tubo flexible T2 el racor de impulsión (OUT) al racor de entrada (IN) en el filtro F1

c) abra la válvula V5 d) compruebe que las válvulas LOW,HIGH y las posibles válvulas del tubo flexible T2 estan

abiertas e) ponga en marcha el equipo colocando el interruptor PWR en posición 1 f) espere a que la presión leída en el manómetro azul de baja presión M1 sea de -0.2 bares g) apague el equipo colocando el interruptor PWR en posición 0 h) cierre las válvulas LOW y HIGH y desconecte el tubo T2 del filtro i) cierre la válvula V5 y abra la válvula PURGE

7. Mantenimiento ordinario

7.1 MATERIAL NECESARIO n°1 MG111 filtro deshidratador n°1 G19020 kit de 10 juntas para tubo flexible con conexiones 1/4"SAE

7.2 INTERVENCIONES PERIÓDICAS DE MANTENIMIENTO ORDINARIO a) cambie las juntas de las conexiones giratorias de los tubos flexibles en cuanto aparezcan

signos de desgaste b) cambie el filtro F1 cada vez que se cambie el tipo de refrigerante y al menos una vez cada 6

meses.

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8. Rearme del presostato de máxima Si se alcanza una presión de 27 bares el presostato de máxima del equipo interviene desactivando todas las funciones. Para rearmar el equipo quite el tapón de plástico RESET situado a la derecha del equipo y rearme el presostato.

9. Características técnicas

Modelo EASYREC45R15 Refrigerante CFC-HCFC-HFC Compresor en seco Velocidad de recuperación Vapor kg/h 15

Líquido kg/h 45 Push-Pull kg/h 200

Velocidad de reciclaje Hasta kg/h 15 Nivel de ruidos dB(A) <70 Temperatura de empleo(°C) 0 ÷ +40 Temperatura de almacenamiento(°C) -10 ÷ +50 Grado de protección IP20 Potencia instalada 525W Alimentación eléctrica 230/1/50-60 Dimensiones (mm) 410 x 390 x 260 Peso (Kg) 17.7

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Loc.Spedale 10/b 52018 Castel San Niccolò (AR) ITALY Tel. ++39-0575-5011 Fax. ++39-0575-501200

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Identificación de Fallas Mecánicas en los Compresores

Las estadísticas de fallas que guardan los fabricantes de compresores debidamente reconocidos muestran que la mayoría de las fallas se manifiestan en compresores de reemplazo. Esto indica claramente que la falla que originó la rotura del compresor original continúa allí sin ser resuelta. La mayoría de las fallas en los compresores se deben a deficiencias del sistema en el que están siendo aplicados. Estas deficiencias deben ser corregidas para que la falla en el compresor de reemplazo no vuelva a repetirse. La inspección completa del compresor fallado es imprescindible, ya que puede revelar el origen del problema y, en consecuencia, indicar las correcciones que deben hacerse en el sistema. Recuerde: “la respuesta al origen de una falla se encuentra dentro del compresor fallado”.

Retorno de Refrigerante Líquido

Se manifiesta mientras el compresor está funcionando. El refrigerante líquido se mezcla con el aceite alterando su capacidad de lubricar convenientemente. En Compresores Semi-Herméticos Refrigerados por Aire, la falla puede hacerse evidente al observar un desgaste pronunciado en los aros del pistón o en el pistón mismo, producido por el “lavado” de las paredes de los cilindros, ante la presencia de líquido refrigerante (Fig.1).

Este tipo de compresores puede sufrir, incluso, un Golpe de Líquido directo mientras está funcionando en estas condiciones, debido a que el puerto de succión se comunica directamente con la cabeza de cilindros (Fig. 2).

En el caso de un Compresor Refrigerado por Refrigerante, el refrigerante líquido que está retornando al compresor se alojará en el fondo del cárter. La bomba de aceite tomará una mezcla de aceite rica en refrigerante y la bombeará a los bujes del cigüeñal. El refrigerante presente en la mezcla diluye el aceite, debilitando la película de lubricante.

El desgaste se manifestará en forma progresiva, haciéndose más pronunciado en los bujes que estén más lejos del punto desde donde el aceite es tomado del cárter, o sea los más cercanos al motor (Fig. 3).

Precisamente el buje principal del compresor resulta ser el más afectado por esa causa. El desgaste puede llegar a ser tal, que la luz entre el Rotor y el Estator puede desaparecer, al aumentar la flecha del cigüeñal debido al desgaste en su apoyo en el buje principal. El roce del Rotor contra el Estator generará una falla

eléctrica que, en realidad, tuvo su origen en una falla mecánica (Fig. 4).

Corrección:

1.- Asegurar un valor correcto del sobrecalentamiento en la válvula de expansión del evaporador.

2.- Verificar el sobrecalentamiento total, cerca de la válvula de servicio de succión del compresor.

3.- Verificar si existe retorno de refrigerante líquido en condiciones de baja carga frigorífica (durante las noches, por ejemplo)

4.- Instalar un Acumulador de Succión.

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Más Allá de las Fallas del Compresor Se han escrito muchos artículos sobre las causas principales de las fallas mecánicas relacionadas a los compresores de refrigeración. Desarmando un compresor y analizando sus partes, un técnico puede típicamente determinar la falla dentro de cinco categorías: 1. Retorno de líquido – El refrigerante líquido vuelve al compresor mientras éste está en funcionamiento. 2. Arranque Inundado – El compresor arranca con líquido en el casco o en el cárter. 3. Recalentamiento – La temperatura de la línea de descarga tomada sobre la tubería a 6 pulgadas (15 cm.) de la válvula de servicio de descarga excede los 225°F (107°C) 4. Golpe de líquido – Compresión de líquido. 5. Pérdida de la Lubricación – La cantidad de aceite que sale del compresor es mayor que la cantidad de aceite que retorna al compresor. Saber en cuál de estas categorías entra un compresor con fallas puede ayudar a los técnicos a resolver el problema antes de instalar otro compresor.

Este conocimiento de fallas resulta crucial para detener la cadena de posibles fallas repetitivas. Los fabricantes de compresores usan este mismo sistema cuando reciben del campo compresores con “fallas en garantía”. Ellos entonces desarman el compresor e identifican el tipo de falla para asegurar el adecuado recambio cubierto por la garantía. Por otra parte, una gran cantidad de compresores devueltos en período de garantía no entran en una de estas categorías. Estos entran en la categoría más temida por los fabricantes: “No se encontró ningún defecto”. Esta categoría, “No se encontró ningún defecto”, es una situación en donde pierde tanto el fabricante como el contratista. Definir algo como “No se encontró ningún defecto”, es tan simple como leer el título, pero entender que está sucediendo es un poco más complejo. Escenario: Llega una llamada solicitando servicio porque “el equipo no enfría”. El técnico viaja al sitio y encuentra un compresor que no funciona. Controla el voltaje en los terminales del compresor y encuentra un voltaje correcto. El técnico de servicio apaga el suministro de energía principal, vuelve a controlar los terminales del compresor con su multímetro y no encuentra voltaje presente. A continuación desconecta los cables de fuerza motriz y controla la resistencia de los bobinados. La lectura del multímetro indica infinito o circuito abierto. Un técnico con poca experiencia en la industria puede diagnosticar este caso como un bobinado abierto quemado. Un veterano de la industria puede ver esto como un protector abierto. Dos puntos de vista que llevan a dos resultados diferentes: retirar el compresor o no retirarlo. Sólo con el tiempo se podrá saber si se trataba de un disparo del protector del compresor o de un bobinado abierto. Si se trata de un protector abierto, retirar el compresor implicará enviar al fabricante un compresor que eventualmente será desarmado y diagnosticado como “No se encontró ningún defecto”. Los compresores en los que “No se encontró ningún defecto”, son simplemente aquellos que el fabricante diagnostica y no encuentra ninguna evidencia de por qué el compresor fue retirado del sistema. Entender cómo funcionan los protectores del compresor puede reducir en gran manera la posibilidad de un diagnóstico equivocado de un disparo del protector en comparación con una falla del motor del compresor.

Existen, en general, dos tipos diferentes de protecciones del motor: Corte de Línea y Servicio Piloto. Protección de Corte de Línea: Esto es precisamente lo que indica: corta el voltaje de línea abriendo un contacto térmico ubicado en el centro de la estrella.

El diagnóstico de fallas de la protección del tipo de “corte de línea” requiere que se corte el suministro de energía y mediante un multímetro se mida la resistencia entre los bornes de conexión del motor. En el caso de un compresor trifásico, si las tres patas están abiertas entre sí y ninguna de ellas tiene continuidad a tierra, entonces el técnico podrá suponer correctamente que el centro de la conexión en estrella está abierto. El dispositivo de protección se ha disparado. Es de notar en la Figura B que la sobrecarga es efectivamente externa y que el “Fusite” naranja de tres terminales efectivamente conecta los tres bobinados, completando el circuito del motor. Los bornes de conexión marcadas 1.1, 1.2 y 1.3 son los terminales principales de suministro de energía (terminales del motor). Si se desease un diagnóstico más profundo, cada cable del protector puede ser retirado del “Fusite” Naranja. Desconectar los tres cables permitirá individualizar al protector y al motor para realizar más pruebas. Con el protector desconectado, los bobinados del compresor pueden ser revisados individualmente.

Usando un multímetro, coloque una punta de prueba en un terminal del motor, y la otra guía en un terminal “Fusite”. Uno de los terminales principales debería dar una lectura en “Ohmios” (continuidad) con uno de los terminales “Fusite”. Cambiando la posición de la punta de prueba del multímetro a a un segundo terminal del motor y a otro terminal “Fusite” debería dar una lectura en “Ohmios” en el multímetro. Controle el tercer terminal y el Fusite de la misma manera. En el caso de un compresor trifásico, las tres lecturas en “Ohmios”, no deberían diferir en más de un 7% con los valores dados por fábrica.

En los compresores monofásicos (Figura C), la protección térmica abrirá la conexión común o de línea. Si entre el terminal de arranque y el de línea, el multímetro indica abierto, y entre los terminales de marcha y línea también, pero hay continuidad entre los terminales de arranque y marcha, estamos frente a un caso donde se puede suponer que el protector se ha disparado. Esto puede verificarse midiendo directamente entre los terminales del protector cuando este sea accesible.

Servicio Piloto: Típicamente abre el circuito de comando desconectando la bobina del contactor.

Para un circuito de comando monofásico se puede también utilizar un multímetro para detectar fallas en un dispositivo de protección del tipo de servicio piloto. La Figura D representa un circuito de servicio piloto. Note que el circuito de comando de bajo voltaje está representado en color celeste. Verifique que los fusibles de vidrio de la línea de alimentación del circuito de comando estén en buenas condiciones. Verifique el voltaje de los dos terminales del circuito de comando (Puntos Verdes) con respecto al terminal de tierra. Si ambos terminales del circuito de comando no presentan ningún voltaje, revise los otros controles del lazo de seguridad en el circuito de comando del sistema. Si algún otro control de seguridad estuviese abierto dentro del circuito de comando, el voltaje caería. Revise todos los otros controles de seguridad buscando condiciones de disparo. Si sólo una de esas conexiones (Puntos Verdes) del circuito de comando muestra voltaje, entonces el termostato interno, el fusible de vidrio de la línea de alimentación o, al menos uno de los sensores del protector están abiertos. Ahora revise el voltaje entre los terminales del termostato interno (Puntos Amarillos) y tierra. Si el medidor indica voltaje con respecto a tierra en ambos terminales del sensor, entonces el termostato está cerrado. Si el voltaje con respecto a tierra solo se encuentra presente en uno de esos terminales, entonces el termostato está abierto. La misma secuencia puede aplicarse a cada uno de los terminales del protector. Los Puntos Azules indican a los terminales de conexión de fuerza del motor.

Algunos circuitos de Servicio Piloto tienen un módulo electrónico de control (Figura F.) Existen típicamente tres juegos de conexiones en este tipo de circuito. Una es la conexión al circuito de comando o lazo de seguridad del sistema (M1, M2), la segunda es a los sensores del protector del motor (Sensores) y la tercera es la conexión de alimentación de energía del módulo (T1, T2). En la detección de fallas en este tipo de dispositivos, en primer lugar revise si se encuentra energía en los terminales de alimentación del módulo (terminales T1, T2).

Sensores

Figura F. Circuito de Carga Pilotado Tenga en cuenta que se requiere energía y que ésta debe llegar a los terminales del módulo por más de dos minutos para que este pueda operar. El puenteo de cualquier control de seguridad es muy peligroso, por favor tome las medidas necesarias para tener una seguridad adecuada. Desconecte la alimentación de fuerza motriz a la máquina. Luego de verificar la presencia de energía en el módulo, haga un puente entre M1 y M2. Ahora trate de arrancar nuevamente el compresor. Si el compresor no arranca con el módulo puenteado, el problema no está ni en el módulo ni en los sensores. Observe los otros controles de seguridad del circuito de comando. Si el compresor arranca con el puente del módulo en su lugar, se ha identificado el problema y éste puede estar en el módulo o en los sensores.

Probar un módulo en el campo puede resultar difícil, aunque se puede revisar perfectamente la precisión de los sensores. Luego de desconectar todo suministro de energía a la unidad, retire los conductores de conexión de los sensores y verifique si la resistencia de los mismos cumple con las especificaciones dadas por el fabricante del compresor. Los sensores de protección están instalados de fábrica dentro del bobinado del motor y no pueden ser recambiados. Si los valores de resistencia de los sensores corresponden a los valores indicados a la temperatura del motor, entonces puede suponerse que el módulo es el problema y el recambio del módulo es lo adecuado. Los sensores térmicos de un sistema de protección de corte de línea pueden ser internos o externos. Un circuito de servicio piloto depende solamente de que se abra el contactor, una vez que se haya cortado el voltaje de comando a la bobina del contactor. Si el contactor sigue conectado por cualquier motivo, el dispositivo de protección no puede cumplir con su función y se producirá una falla en el motor del compresor. Al margen del tipo de circuito de protección que tenga su compresor, el tiempo en que el compresor quede apagado, permitirá que el dispositivo de protección activado térmicamente se reajuste (reset) y que el compresor vuelva a arrancar. Tenga en cuenta que el dispositivo de protección de sobrecarga es para proteger al motor del compresor y no para ser usado como un termostato u otro dispositivo de control del sistema.

Arranque Inundado

Se manifiesta en el cigüeñal y bujes de bielas como un desgaste errático, sin patrón alguno (Fig. 5).

Es el resultado de una Migración de Gas Refrigerante, mientras el compresor está detenido por mucho tiempo (equipo de aire acondicionado parado durante todo el invierno, corte del suministro eléctrico por un tiempo prolongado, etc.) Puede generarse durante la carga de gas, antes de la puesta en marcha del equipo o durante un descongelamiento o en todos los casos en los que el compresor pueda llegar a estar más frío que el evaporador (por ejemplo, un compresor instalado en espacios muy fríos a la intemperie, o un compresor frío debido a un retorno de refrigerante líquido). El refrigerante en estado de vapor es capaz de migrar naturalmente hacia el compresor, más allá de que exista o no una diferencia de presión que le sea favorable, mientras el compresor está parado y más frío que el evaporador. Se mezclará entonces con el aceite hasta saturarlo (Fig. 6).

En el momento del arranque, la disminución brusca de presión en el cárter generará una ebullición violenta (Fig. 7)

que alterará las condiciones normales de lubricación (bujes que pueden no ser lubricados convenientemente durante el período del arranque, hasta tanto desaparezca el burbujeo producido por la ebullición). Puede que el presostato diferencial no llegue a abrir el circuito de comando, debido a las oscilaciones de la presión neta de bombeo del aceite, mientras se manifiesta la ebullición violenta del gas refrigerante disuelto en el lubricante.

Corrección:

1.- Instalar el compresor en ambientes que no permitan que éste pueda llegar a estar más frío que el evaporador.

2.- Instalar un sistema de bombeo completo. Esto es, una solenoide corta la línea de líquido cuando un termostato se lo indica. El compresor sigue operando, hasta que un presostato de baja lo detiene. Este sistema permite disminuir la cantidad de vapor refrigerante que puede quedar entre la válvula de expansión y el compresor parado, por ejemplo, durante un descongelamiento.

3.- Revisar y o instalar un calefactor de cárter.

4.- Encender los calefactores antes de la puesta en marcha, después o durante la carga de gas y no arrancar el compresor hasta que el cárter esté caliente.

Golpe de Líquido

Puede ser la causa que generó la rotura de láminas, puentes de alta arrancados, sopladura de juntas de tapa de cilindros, bielas rotas sin escoriaciones, hasta la rotura del cigüeñal (Fig. 8).

Aparece cuando un compresor intenta comprimir líquido, aceite o una mezcla de ambos. En compresores Semi-Herméticos Refrigerados por Aire, se produce ante un Retorno de Refrigerante Líquido, mientras el compresor está operando. Mientras que en Compresores Refrigerados por Refrigerante, se manifiesta durante un Arranque inundado.

Corrección:

1.- Las mismas que se indican más arriba para los casos de Retorno de Refrigerante Líquido y Arranque Inundado.

Recalentamiento

Se genera ante una elevada temperatura en la descarga del compresor. Se manifiesta a través de residuos de carbón (aceite quemado) en las placas de válvulas, láminas quemadas, rotas o quebradizas, signos de temperatura en la cabeza de los pistones, coloración en el plato que indique que estuvo sometido a una elevada temperatura (amarillo, azul, rojizo), presencia de partículas metálicas magnéticas en el cárter (Fig. 9)

Las temperaturas de descarga elevadas afectan la viscosidad del aceite e incluso pueden llegar a quemarlo.

La disminución en la viscosidad del aceite generará una disminución de la resistencia de la película lubricante, la cual puede llegar a romperse y permitir el roce de metal contra metal, con el consiguiente desgaste. En las paredes del cilindro, este efecto puede generar el desprendimiento de partículas metálicas que irán a parar al cárter taponando el filtro de la Bomba de Aceite, lo cual genera una falla de Lubricación. Estas mismas partículas pueden alcanzar el bobinado del estator y ocasionar un corto circuito localizado. Hay aquí, una vez más, una falla eléctrica cuyo origen fue una falla mecánica.

Corrección:

1.- Revisar la condensación (condensadores sucios, ventiladores quemados, intercambiadores incrustados, etc.)

2.- Verificar la temperatura de descarga a 6 pulgadas de la válvula de servicio de descarga: 107ºC = Normal; 121ºC = Peligro de Falla; 135ºC = Falla Segura.

3.- Aislar correctamente la línea de succión, fundamentalmente si transita por espacios calientes (la elevación de la temperatura del gas de la succión genera un aumento de la temperatura de des-carga)

4.- Verificar que el radio de compresión no esté fuera del rango de aplicación del compresor (presiones de descarga muy altas, presiones de succión muy bajas o ambas a la vez)

5.- Verificar que el enfriamiento del compresor sea el requerido por el fabricante (ventilador de cabeza inexistente o quemado, compresor instalado en salas de máquinas sin ventilación, etc.)

Falla de Lubricación

Existen dos tipos de Fallas de Lubricación:

* Pérdida de Lubricación

* Falta de Lubricación

La Pérdida de Lubricación aparece cuando el aceite lubricante no retorna al cárter del compresor. Esto puede ser originado por una mala disposición de las trampas de aceite a la salida de los evaporadores o al inicio de tramos ascendentes de la línea de succión, falta de pendiente de la línea de succión

hacia el compresor o pendiente en sentido contrario en tramos horizontales, diseño o selección equivocada del diámetro de la línea de succión (escasa velocidad del gas de retorno), pérdidas de gas refrigerante, operación en ciclos cortos de arranque y parada. Corrección:

1.- Revisar el diseño de las tuberías de succión (trampas, diámetros, pendientes).

2.- Verificar el retorno del aceite a carga parcial.

3.- Verificar el funcionamiento del presostato diferencial.

4.- Revisar el circuito de comando para evitar ciclos cortos de marcha y parada.

5.- Vigilar el nivel de aceite.

6.- Controlar la carga de gas refrigerante.

La Falta de Lubricación aparece cuando el lubricante se encuentra en el cárter del compresor, pero no lubrica.

Esto puede ocurrir cuando el aceite se encuentra mezclado con refrigerante líquido en cárter debido a un Retorno de Refrigerante Líquido o a una Migración de Gas Refrigerante. También habrá de manifestarse cuando la viscosidad del aceite se ve afectada por un exceso de tempera-tura ante un posible Recalentamiento.

Corrección:

1.- Ver las recomendaciones relacionadas con la lubricación para los casos de Retorno de Refrigerante Líquido, Migración de Gas Refrigerante y Recalentamiento descritas más arriba. La manifestación es similar en ambos casos: desgaste en bujes de biela, escoriaciones en los muñones del cigüeñal, desgaste en el buje principal, etc. (Fig.

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Conclusiones

* El origen de la mayoría de las fallas en los compresores son deficiencias en el sistema.

* Si el problema no es resuelto, es muy probable que la falla se repita en el compresor de reemplazo.

* La mayoría de las fallas son de origen mecánico.

* Gran número de fallas eléctricas son ocasionadas, en realidad, por una falla mecánica.

* La respuesta se encuentra dentro del compresor, por lo que la inspección interna del mismo se hace imprescindible.

13027135 Manual Tecnico Emerson

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