friocalor_104

5/17/2018 friocalor_104 - slidepdf.com

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Refrigeraciónde tanques de almacenamiento

de leche a granel

Artículo realizado por el Ing. Edgardo R. Kelen,Gerente técnico de Emerson Climate Technologies para el Cono Sur.

La refrigeración de tanques de enfriamiento y almacenamien-to de leche en el campo, es por su característica consideradacomo un servicio pesado para el compresor de refrigeración.Si bien el rango de trabajo de la máquina está dentro delrango llamado de alta temperatura de evaporación, la ubica-ción del equipo, la calidad de la instalación del sistema y eltrabajo ininterrumpido a lo largo de todo el año se comple-

mentan para crear una serie de riesgos que no se encuentranfrecuentemente en equipos de refrigeración comercial con-vencionales.

1. La carga frigoríca es extremadamente variable, desde le-che caliente entrando a un tanque vacío hasta un tanque lle-no con leche a una temperatura de entre 3 y 4°C a punto deser trasvasada al vehículo de transporte. Como consecuenciatendremos una amplia variación en el requerimiento de su-ministro de refrigerante líquido al evaporador y consecuente-mente la posibilidad de sobrecargar el motor del compresorbajo ciertas condiciones de funcionamiento.

2. Las zonas rurales suelen tener un suministro de energíainadecuado que resulta en una baja tensión en los momentosde mayor demanda.

3. La operación del equipo se prolonga a lo largo de todo elaño bajo condiciones extremas de altas y bajas temperaturasambiente y rara vez la instalación ofrece la necesaria protec-ción para el equipo.

4. La mayor parte de los tanques modernos cuentan con eva-poradores construidos con pasajes estrechos que implicanuna alta velocidad de circulación del refrigerante, pero los

viejos diseños frecuentemente traían problemas de aceiteatrapado en el evaporador.

5. La instalación cerca del área de ordeña, expone al conden-sador a la presencia de heno, pelos, moscas y otras condicio-nes de suciedad inusuales en otro tipo de instalaciones.

6. Por la naturaleza del equipo, el sistema frigoríco debehabitualmente ser instalado y conectado en terreno. El per-sonal que realiza las instalaciones no siempre obtiene todoel apoyo necesario de fábrica y en vez de ser especialistas enrefrigeración, suelen dedicar gran parte de su tiempo al man-

tenimiento y reparación de otros equipos del predio.

7. El personal que opera el equipo está poco familiarizadocon las reglas del arte de la refrigeración, y suele cometererrores desde el punto de vista operativo como cortar la llave

de alimentación general de los equipos entre ordeñas o cuan-do debe realizar el lavado del tanque.

Obviamente ante tantas fuentes potenciales de problemas,un compresor instalado en un equipo que sirva a un tanquede enfriamiento de leche a granel puede quedar expuesto acondiciones adversas muy severas si no se toman las medidas

precautorias correctas en el diseño del sistema.

Los compresores semiherméticos, por su fortaleza, están in-dudablemente mejor adaptados para soportar períodos deabuso operativo, pero gracias a su menor costo inicial, losmotocompresores herméticos se están aplicando cada vezcon mayor frecuencia en este tipo de instalaciones.

Las siguientes recomendaciones de diseño, deberán conside-rarse en todo tanque de enfriamiento de leche a granel conexpansión directa y son imperiosas en caso de utilizar moto-compresores herméticos para asegurar un desempeño y dura-

bilidad satisfactoria del equipo. Características eléctricas del compresor

Dada la posibilidad de una amplia variación de la tensión ovoltaje de línea durante los picos de consumo y también en elperíodo inmediatamente posterior a éstos, el motor del com-presor debe tener un rango de voltaje de operación acordecon las variaciones de tensión esperables.

En los motocompresores de la tabla, la última letra del códigode identicación indica la tensión de trabajo del motor para

las distintas frecuencias de la red.

CÓDIGO DE LA TENSIÓN DE TRABAJOMOTOCOMPRESORES COPELAND MONOFÁSICOS

50 Hz 60 Hz Código

- 115 A

- 230 B

220 a 240 265 J

200 a 240 - T200 208 a 230 V

220 a 240 - Z



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Los motores de los motocompresores semiherméticos sonmuy exibles pudiendo trabajar con voltajes desde un 10%más bajos que el menor voltaje indicado en la tabla, hasta un10% de sobretensión con respecto al valor más alto indicadoen la misma. En el caso de los motocompresores herméticos,estos rangos se transforman en –5% de la tensión más baja, a+10% de la más alta.

Los motocompresores orbitales, a diferencia de los semiher-méticos y herméticos alternativos, tienen un sentido únicode giro. Esto no requiere de consideraciones especiales en elcaso de motocompresores monofásicos, pero es de extrema

importancia en el caso de motocompresores trifásicos. Para determinar si el sentido de giro de un motocompresororbital trifásico es el correcto, deben conocerse las siguientescaracterísticas.

• Un compresor girando en sentido inverso, es notablementemás ruidoso que si lo hace en el sentido correcto.

• El consumo eléctrico del motor será de aproximadamentela mitad del esperado.

• No habrá ninguna disminución de la presión de succión.

• No habrá incremento de la presión de descarga.

• El protector térmico del motor se disparará luego de aproxi-madamente 15 minutos de operar en estas condiciones.

Ubicación de la unidad condensadora

Estas unidades requieren un abundante caudal de aire parasu operación satisfactoria. La unidad deberá estar protegidade las inclemencias climáticas (lluvia, nieve) y deberá con-tar con ventilación suciente. Vericar que tanto la toma de

aire fresco para el condensador, como la descarga de airecaliente de los forzadores del mismo, deberán tener un ujosin interferencias ni restricciones, evitando la recirculaciónde aire caliente provocada por obstáculos o corrientes de aireprevalecientes.

Acumulador de succión

Debido a la variación de carga y de condiciones ambientales,el excesivo retorno de refrigerante líquido a la máquina, esuna amenaza constante en equipos de enfriamiento de tan-ques de leche a granel. Un acumulador de succión generosa-mente dimensionado y que cuente con un sistema para lograrun efectivo retorno de aceite al compresor deberá instalarseen la línea de succión del compresor. El frecuente retorno

de refrigerante líquido al compresor, afectará tanto a la lu-bricación de las partes mecánicas en movimiento como elaislamiento eléctrico del bobinado del motor.

Válvula de expansión con límite de presión

Para evitar el congelamiento de leche sobre las supercies deintercambio, la supercie del evaporador de un tanque biendiseñado, será la mayor posible que el diseño del tanque per-mita, de forma de lograr el menor diferencial de temperaturaposible entre el producto y el refrigerante que se está evapo-

rando, especialmente al nal del proceso, cuando se llega alas condiciones ideales para la conservación del producto.

Esta condición de diseño nos da evaporadores con una enor-me capacidad de transferencia, que indefectiblemente provo-cará una peligrosa sobrecarga al motor del compresor cuandose comienza a introducir leche caliente en el tanque al iniciodel proceso. Se pueden incluir en el sistema pre-enfriadoresformados por intercambiadores con agua fría. Es peligrosoarrancar el equipo de frío con antelación para contar con lainercia térmica de los materiales del tanque, si no se iniciapronto la carga de leche. Lo más efectivo y económico esinstalar una válvula de expansión con capacidad de limitarla presión máxima de evaporación, con una calibración quecaiga dentro de los límites de presión de trabajo del compre-sor que todos los fabricantes publican, para limitar la cargasobre el motor bajo condiciones extremas de operación. Otraalternativa es instalar una válvula reguladora de presión decárter.

IMPORTANTE:

Se recomienda que la suma de los efectos dados por la cali-bración del sobrecalentamiento de la válvula de expansión,

más la acción del acumulador de succión, sean tales que latemperatura del gas de retorno al compresor medida sobrela tubería de succión a no más de 15 cm de la válvula deservicio de aspiración de la máquina (lo que se denominasobrecalentamiento total), sea de un mínimo de 8 °C y unmáximo de 11 °C con respecto a la temperatura de saturacióncorrespondiente a la presión de succión del compresor.

Calefactor de cárter

Como el compresor debe operar tanto en invierno como en

verano, quedando expuesto a condiciones de baja tempera-tura ambiente, es imperativa la utilización de un calefactor decárter para evitar la migración de refrigerante al cárter durantelas paradas del equipo. Otra importante función pero no tanconocida, es que al mantener la temperatura del aceite, éste

CÓDIGO DE LA TENSIÓN DE TRABAJOMOTOCOMPRESORES COPELAND TRIFÁSICOS

50 Hz 60 Hz Código

200 a 220 208 a 230 C

380 a 420 460 D

500 575 E 200 y 380 a 400 208 a 230 y 460 K

380 a 420 - M

200 y 380 a 400 230 y 460 N

200 200 U

200 a 240 200 a 230 5

- 380 7

200 200 a 220 y 380 8



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permanece lo sucientemente uído para asegurar una bue-na lubricación de la máquina durante el arranque en tiempofrío. En condiciones extremas de clima muy frío, temperatu-ras ambiente inferiores a los –15 °C, el aceite puede llegar atornarse tan viscoso que compresores que no poseen bombade aceite como los herméticos y ciertas marcas de semiher-méticos, pueden llegar a no desarrollar una suciente circu-lación del lubricante. Se recomienda en estos casos, que elcalefactor del cárter quede energizado en forma permanente,

independientemente de si el compresor esté o no en marcha.

Accesorios de conexión rápida

Debido a que la instalación de los equipos es normalmenterealizada por personal de servicio o instaladores de muy va-riable capacidad técnica y que pueden no tener una bombade vacío adecuada o desconocer la técnica de evacuacióncorrecta, es que recomendamos a los fabricantes de unidadesde refrigeración para tanques de almacenamiento de lechea granel, que despachen sus productos precargados con re-

frigerante y que sean interconectables mediante acoples deconexión rápida para garantizar un sistema libre de conta-minantes.

Parada del equipo con evacuado previo del evaporador

Operación conocida en la jerga como “Ciclo de bombeo”por su denominación en inglés “Pump Down”. Se recomien-da efectuar esta operación ante cada parada del compresor,

mediante la instalación de una válvula solenoide en la línea

de líquido que cierre el ujo de refrigerante al evaporador,dejando que el compresor evacúe el refrigerante del mismo ynalmente se detenga por baja presión de succión. Esto pre-vendrá en gran manera la migración de refrigerante al cárterdel compresor durante los períodos de parada, especialmen-te en tiempo frío. Para mayor efectividad de esta operación,debe tenerse sumo cuidado de no sobrecargar el equipo conrefrigerante. La máxima carga de refrigerante que se le puededar a un equipo es aquella que represente no más de un 80%de la capacidad total del tubo recibidor.

Operación en condiciones de baja temperatura ambiente

En cualquier región donde la temperatura ambiente en invier-no suela ser inferior a los 10 °C, y especialmente donde pue-da caer, aunque sea ocasionalmente por debajo de los 0°C,se debe instalar algún medio de control de la presión de con-densación para que la válvula de expansión pueda ejercer uncontrol efectivo sobre el ujo de refrigerante al evaporador.

La característica del ujo de refrigerante a través de los dispo-sitivos de expansión mecánicos, como válvulas de expansión,tubos capilares o placas oricio, es proporcional a la caída depresión a través de los mismos. Debido a las bajas presiones

de condensación en invierno, si no se prevee utilizar válvulasde expansión especiales, el ujo de refrigerante puede verserestringido al punto en que provoque una caída de la pre-sión de evaporación que a su vez traiga aparejados sucesi-vamente problemas como el congelamiento de la supercie

del evaporador, ciclado corto del compresor y nalmente unexcesivo retorno de refrigerante al cárter. Si se utilizan vál-vulas de expansión diseñadas para trabajar con baja presióndiferencial, estas por sus características son menos sensibleslo que aunado a la mayor capacidad frigoríca del refrige-rante subenfriado hace imprescindible el uso de dispositivosde protección adicionales como acumuladores de succión eintercambiadores de calor para evitar el excesivo retorno derefrigerante líquido al compresor.

Para mantener condiciones satisfactorias de operación, sepueden utilizar varios métodos de control de la presión decondensación, cada uno de los cuales presentará ventajas ydesventajas respecto de los demás, que pasaremos a discutir.

1. Ubicar las unidades condensadoras en una sala de máqui-nas con control de la ventilación de la misma. Esto sólo esaplicable si hay varios equipos instalados y sólo se justica ensitios donde la temperatura ambiente pueda caer por debajode los –18 °C .

2. Reducción de la capacidad del condensador restringiendola circulación de aire a través del mismo. Un control presos-tático de arranque y parada de los forzadores del condensa-dor es una solución efectiva, pero produce una rápida uc-tuación de la presión de condensación que puede producirun comportamiento errático de la válvula de expansión. Porotra parte todos los compresores de refrigeración con la solaexcepción de los compresores Scroll, necesitan a cualquiertemperatura de operación, de una corriente de aire constantepara ayudar a la disipación de calor de la máquina, lo queimplica que al menos un ventilador debe quedar funcionan-do lo que restringe la capacidad de regulación. Por ello serecomienda utilizar condensadores con forzadores múltiples,idealmente tres o más, lo que se traduce en un mayor costo ysólo lo hace aplicable en regiones donde las variaciones detemperatura no sean muy severas. Un control sobre la velo-cidad de los forzadores resulta ser más efectivo, dado que laaparentemente mayor inversión inicial queda contrarrestadapor la posibilidad de utilizar condensadores con menor can-tidad de forzadores.

3. Reducción de la capacidad del condensador medianteinundación parcial del mismo con refrigerante líquido. Im-plica un sistema de válvulas relativamente complejo para res-tringir la salida de refrigerante del condensador proveyendo

simultáneamente un pasaje de gas de la descarga del com-presor directamente al recibidor para mantener una presiónadecuada en el mismo. Este tipo de control ofrece una muybuena modulación y estabilidad de la presión, pero requierede una carga adicional de refrigerante y un recibidor de ma-yor capacidad. La falta de refrigerante puede crear una con-dición indeseable de pasaje de gas caliente de la descarga delcompresor directamente al sistema. Un recibidor de tamañoinsuciente puede impedir que se concrete efectivamente laoperación del “Ciclo de bombeo” (“Pump Down”), que lacarga adicional de refrigerante hace imprescindible para laintegridad mecánica del compresor.

Filtro de succión

El procedimiento de soldadura de los evaporadores de aceroinoxidable, trae como consecuencia la formación de partícu-



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las de forma cuasi esférica de metal de diferente tamaño perogeneralmente muy pequeñas, que quedarán en los pasajesdel gas refrigerante. Durante el funcionamiento del sistema,estas partículas llegarán hasta el compresor, tendiendo a alo- jarse entre las láminas y la caja de válvulas, dicultando eincluso impidiendo su cierre perfecto, o en otras partes móvi-les provocando un desgaste entre partes sometidas a fricción,o erosionando la aislación del bobinado del motor, siendouna frecuente causa de falla de compresores, sobre todo en

equipos nuevos. Un ltro de succión puede proveer una ex-celente protección a un costo moderado y por lo tanto esmuy recomendable instalarlo durante las primeras semanasde uso de la unidad. Si la caída de presión del ltro aumenta,se debe cambiar por uno nuevo. Si varias semanas despuésla caída de presión no aumente y al abrir y examinar el ltro,está limpio, se puede eliminar.

Filtro deshidratador

Como en cualquier otro sistema de refrigeración, se debe ins-talar un ltro deshidratador para mantener el sistema libre dehumedad. Por su mayor efectividad, se recomiendan aque-llos que sean de tamiz molecular con carga de alúmina (máx25%) y carbón activado para contribuir al control de acidez,ceras, y otros contaminantes.

Controles de alta y baja presión

Un presostato de baja es imprescindible para poder efectuaruna parada del ciclo de bombeo, brindando además ciertogrado de protección ante una pérdida de refrigerante.Un presostato de protección contra una alta presión de des-

carga, protege al compresor en casos de ensuciamiento delcondensador, falla de ventiladores, obstrucción accidentaldel ujo de aire al condensador, etc. Se recomienda utili-zar controles de reposición manual, ya que los presostatos dealta con reposición automática se convierten en un potencialde riesgo en sí mismos pudiendo provocar una condición deciclado corto altamente perjudicial para el compresor, en elcaso eventual de tener una presión de condensación excesi-vamente alta.

Separador de aceite

En sistemas simples formados básicamente por un evapo-rador, un compresor y un condensador como es el caso delos equipos de enfriamiento para tanques de leche a granel,la utilización de un separador de aceite no es deseable nirecomendable. En un sistema bien diseñado, con adecuadavelocidad de refrigerante en todos los sectores del circuito,sin zonas muertas en el evaporador, respetando las reglas delarte en la instalación: seleccionando los diámetros correctosde cañerías y efectuando las mismas con las pendientes ade-cuadas, el aceite no tendrá ningún impedimento para retor-nar efectivamente al cárter del compresor.

Las recomendaciones listadas, no pueden por sí mismas ga-rantizar una operación libre de problemas, pero protegeránal compresor de los riesgos de operación más frecuentes ensistemas de refrigeración de tanques de leche a granel.



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Climaveneta:

Soluciones avanzadas de ahorroenergético en grandes instalaciones

Artículo proporcionado por Klaus Grote Hahn Ingeniero Civil Mecánico UTFSM

Equipos Climaveneta Energyraiser con recuperacióndinámica de calor

A partir del nuevo código técnico de la edicación en Espa-ña, el ahorro energético se ha impuesto como un factor claveen el diseño y proyección de instalaciones.

Los equipos de aire acondicionado descargan grandes canti-dades de energía caloríca al ambiente que en la mayor partede los casos se desperdicia.

Esta ponencia hace un análisis exhaustivo de las posibilida-des de la recuperación de energía en equipos de producciónA/C y su posible utilización para la producción de ACS, ca-lentamiento de piscinas y otras aplicaciones.

Se realizarán varias simulaciones en distintos escenarios ex-poniendo sus ventajas e inconvenientes respecto a la solu-ción solar térmica, haciendo especial hincapié en los siguien-

tes puntos.• Menor coste de instalación• Menor coste de explotación• Menor impacto ambiental y reducción drástica de las emi-

siones indirectas de CO2.

También se comentará la cabida de la recuperación de ener-gía en el CTE y el nuevo RITE y la posibilidad de reducir oeliminar justicadamente la instalación de ACS solar con elconsiguiente ahorro en el coste de la instalación.

Explicación energética de la recuperaciónde calor

Los equipos de climatización convenciona-les cuando funcionan en modo frío, descar-gan grandes cantidades de energía en formade calor a la atmósfera.

Aunque algunos fabricantes se obstinen, laenergía no se crea ni se destruye, sólo setransforma. Gracias a un principio tan fun-damental de la termodinámica, podemos

entender un equipo de aire acondicionadocomo un motor que mueve cantidades decalor de un punto a otro consumiendo untrabajo eléctrico.

El término coloquial “dar frío” realmente signica mover elcalor excedente de la instalación al exterior gracias a un gastoeléctrico.

El gasto eléctrico es necesario, para invertir el movimientonatural del calor que tendería a uir del foco más caliente(el exterior de la instalación) al foco más frío (la instalación).

Los equipos de última generación, son capaces de reutilizarel calor residual en un circuito independiente que se puedeemplear en la producción de agua caliente sanitaria u otrasaplicaciones como el calentamiento de piscinas, apoyo en lacalefacción en instalaciones a 4 tubos, etc.

Siempre que los equipos tengan una demanda de frío, podránrecuperar en forma de calor la misma potencia frigoríca másun 20-30% aproximadamente.

El 20-30% es una estimación que proviene del consumo eléc-

trico de los compresores, en el que inuyen varios factoresentre los que se pueden destacar las condiciones exteriores,la eciencia del equipo y el grado de utilización del mismo.

Descripción del funcionamiento de una Energyraiser

Los equipos tipo Energyraiser, son capaces de gestionar deforma automática e independiente 2 circuitos hidráulicos,uno de agua fría y el otro de agua caliente.



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Siempre que se detecte una demanda simultanea de frío ycalor, el sistema de control Energyraiser intentará aprovecharel ciclo de recuperación de calor generado en la producciónde frío.

Por lo tanto, en instalaciones con demandas constantes defrío como procesos industriales o en instalaciones de climaa 4 tubos que puedan tener una demanda simultánea de fríoy calor como hospitales, centros comerciales o edicios de

ocinas, se producirán grandes cantidades de calor gratuitoque se podrá reutilizar mediante el ciclo de recuperación.

En el gráco siguiente, se pueden ver las curvas de demandatípicas de una gran instalación a 4 tubos. Dado que hay de-manda frigoríca durante todo el año será posible reciclar elcalor residual del ciclo de frío para apoyar la calefacción y laproducción de ACS.

De esta forma se puede tener un ahorro energético cercanoal 30%.

En el caso anterior, el ahorro energético respecto a la solu-ción convencional con enfriadoras y calderas de alto rendi-miento es del 32%.

Un ahorro de 200.000€ anuales supone que con el ahorroobtenido durante 5 años, podríamos substituir todo el parquede máquinas, y en 10 años el ahorro acumulado es cercanoa 1.000.000€.

A continuación se analizarán las diferentes situaciones quese pueden producir durante el funcionamiento automático delos equipos Energyraiser y cómo son resueltos por el sistema.

A) La demanda de Calor es mayor a la demanda de fríoCuando la demanda de calor es mayor a la demanda defrio, no es suciente con el calor de condensación paracubrir la demanda caloríca de la instalación. En estecaso se completará la producción de calor con el ciclo debomba de calor de uno de los compresores.

B) No hay demanda de calorLa planta trabaja como una enfriadora convencional.

C) No hay demanda de fríoLa planta trabaja como una bomba de calor convencional.

D) La demanda de calor es igual a la demanda de frío

Este caso se produce muy pocas veces durante el año(a no ser que se haya estudiado la instalación para estepropósito). La producción de calor de recuperación estáequilibrada con la demanda de la instalación. La plan-ta apagará sus ventiladores y trabajará como un equipoagua-agua.

Equipos Climaveneta TECS con compresores de levitaciónmagnética.

Principio de funcionamiento



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Articulo

Al contrario de un compresor centrífugo convencional, losequipos TECS incorporan la última tecnología disponible enel mercado actualmente.

Las unidades TECS vienen equipadas con compresores de le-vitación magnéticos que no necesitan aceite ya que el rotorestá levitando respecto al estator, al no haber fricciones deningún tipo, el rendimiento a cargas parciales es muy alto, lasvibraciones son prácticamente inexistentes y el nivel sonoro

es mínimo.

Los compresores pueden trabajan desde 21.000 rev/min has-ta 48.000 rev/min controlados con un sistema DC inverter.Desde un punto de vista energético, esto les permite modularla potencia frigoríca del 10 al 100% de su potencia real per-mitiendo un ajuste exacto a las necesidades de instalación encada momento.

El ajuste de potencia es casi instantáneo dada la baja masa delos compresores (aluminio) y los algoritmos PID incorporados

en el control de última generación.

Rendimiento.

Cualquier compresor pierde rendimiento al reducir su car-ga dado que se mantienen las fricciones dinámicas entre suscomponentes internos, en el caso de los compresores magné-ticos, el rendimiento aumenta a cargas parciales dado que nohay fricciones de ningún tipo.

Los equipos convencionales compensan la pérdida de rendi-miento del compresor a cargas parciales dado que las super-

cies de intercambio se mantienen constantes y por lo tantoaumenta su relación con la potencia generada.

En un equipo convencional, desde el 100% hasta el 40% decarga el rendimiento aumenta por el fenómeno de las super-cies de intercambio sobredimensionadas, a cargas parcialespor debajo del 40%, el rendimiento cae en picado ya que lasfricciones que se producen en el compresor cobranimportancia respecto a la potencia total generada.

Esto no sucede con los compresores magnéticos donde elrendimiento continúa subiendo incluso a cargas parciales pordebajo del 40%, ya que no hay fricciones internas de ningúntipo.

Estadísticamente está demostrado que los equipos trabajan elmayor número de horas por debajo del 50% de capacidad, lo

cual hace muy atractivo desde un punto de vista energético elcompresor magnético.

Otro punto a destacar que no se toma en cuenta habitualmen-te, es la pérdida de rendimiento y potencia de los equipos alo largo del tiempo. Este se produce fundamentalmente por laperdida progresiva de capacidad de intercambio de los inter-cambiadores por la incrustación de una película de aceite ensu interior.

Este proceso es inevitable en equipos que utilizan aceitecomo lubricante y se estima una pérdida de rendimiento deun 8-10% cada 10 años.

Esto no sucede en los equipos magnéticos porque no utilizanaceite.

En instalaciones de uso intensivo con expectativas de vidaprolongadas, este factor cobra especial importancia.

A continuación se muestran las curvas comparativas de ren-

dimiento en el momento de adquisición y transcurridos 10años de un centrífugo convencional, un centrífugo inverter dealto rendimiento y un equipo magnético.



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Como se puede apreciar en los grácos anteriores, en el mo-mento de adquisición, por debajo del 50% de carga los equi-pos magnéticos son muy superiores incluso al equipo centrí-fugo de alto rendimiento inverter.

Una vez pasados 10 años, los equipos magnéticos son ener-géticamente superiores prácticamente durante todo el tiempode utilización.

Fiabilidad

Desde el punto de vista de la abilidad de un sistema mecáni-co, es conocido que a mayor número de piezas en movimien-to y complejidad, mayor probabilidad de fallo del mismo.

En el caso del equipo magnético, sólo hay una pieza en mo-vimiento que es el rotor (que nunca llega a tocarse con otrocomponente en movimiento), en un centrifugo convencionalhay: rodamientos, reductoras, sistemas auxiliares de controldel nivel de aceite, etc.

El sistema inverter es de tipo DC a imán permanente de Neo-dimio, por lo tanto, es un motor sin escobillas (brushless). Elno tener escobillas aumenta considerablemente el tiempo devida del motor, esto no sucede con el sistema inverter de loscentrífugos convencionales.

La ausencia de aceite evita la complejidad de los sistemasauxiliares de control del nivel que en el caso de los centrífu-gos convencionales tienen gran criticidad dado que utilizanevaporador inundado.

La ausencia de vibraciones y fricciones evidentemente tam-bién supone un punto a favor del sistema magnético redu-ciendo el desgaste por fatiga mecánica de todos los compo-nentes del mismo.

Los equipos magnéticos utilizan conguraciones con varioscompresores, en el caso de mayor potencia hay 4 compreso-res trabajando en paralelo, los equipos centrífugos conven-cionales sólo tienen un compresor.

Intensidad de arranque

La intensidad de arranque en los equipos magnéticos es prác-ticamente despreciable gracias a la fricción nula en el mo-mento de iniciar la rotación por el sistema DC Inverter.



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Nivel sonoro

Como se ha podido ver en el gráco anterior, las vibracionestransmitidas a forjados son mucho menores que las produ-cidas por un equipo convencional, por lo tanto, y en conse-cuencia, el nivel sonoro es también menor. Hay que destacarque el funcionamiento de los equipos magnéticos se produceentre 20.000 y 48.000 rev/min, por lo tanto, el ruido resul-

tante es muy poco molesto dado que la mayor parte de laenergía disipada en forma de sonido es a frecuencias, dondeel oído humano tiene muy poca sensibilidad (por encima delos 20 kHz).



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En el período 1920 – 1930 se expanden las instalaciones y em-piezan a competir con los uidos CFC que se considerabancomo sustancias inofensivas y extremadamente estables.

Es preciso recordar que en esa época se ignoraba completamen-te las consecuencias que podrían tener las emisiones de CFC.

La publicidad alababa estas sustancias como “uidos sin peli-

gro” obteniendo un éxito enorme.

El Amoníaco ha sido cada vez menos utilizado, aunque ha sub-sistido sobre todo en las grandes instalaciones industriales, insta-ladas y mantenidas por técnicos altamente calicados, capacesde hacer frente a los inconvenientes.

Pero a pesar de todo, persiste como el mejor uido frigoríco,calicable así desde el punto de vista económico y termodiná-mico .

A pesar de su “imagen de inocuidad”, el número de accidentesmortales en el ámbito del frío causados por los CFC es mucho

mayor que los causados por el Amoníaco.

Los accidentes con CFC son debidos principalmente al hechoque son más pesados que el aire, acumulándose por ello al niveldel suelo en los sótanos y bodegas de los barcos. Las fugas son,además, difíciles de detectar ya que los CFC carecen de olor.

La ecacia energética es por lo tanto, uno de los aspectos másimportantes del futuro del frío. Toda evolución estará ligada ala tecnología adquirida. El amoníaco podrá así jugar un papelmayor.

Tras los CFC, los HCFC, regulados por el Protocolo de Montreal,desaparecerán en un futuro próximo. El empleo de los HFC de-berá tener presente las restricciones relacionadas con el efectoinvernadero y la utilización de mezclas zeotrópicas.

Los que son conscientes de todo esto y proponen solucionesoriginales tendrán una ventaja considerable. Esto es justamentepor lo que el amoníaco tiene un futuro tan prometedor: no tieneincidencia sobre la capa de ozono ni sobre el recalentamientodel planeta.

El Amoníaco como refrigerante, comparado con losHCFC 22, HFC 134a y R404a.

La elección de un uido frigorígeno debe resultar de un compro-miso entre gran número de propiedades, de las cuales algunasson contradictorias:

La creciente importanciay el lugar que siempre debió mantener

el amoníaco como refrigerante

Artículo proporcionado por Jorge Rebolledo Sánchez ,quien lleva trabajando más de 35 años con este Refrigerante NH3

- Propiedades termodinámicas y de transmisión de calor, jueganun papel decisivo en la concepción, ecacia y rendimientoenergético de las instalaciones.

- Propiedades sicas, químicas, medioambientales y siológicas,

que determinan la elección de los materiales y las medidasque permiten garantizar la seguridad de los equipos y de laspersonas.

Asi pues, un buen refrigerante debe poseer, para limitar las di-mensiones y el coste de un compresor volumétrico (de emboloo de tornillo) una presión de vapor a la temperatura efectivade evaporación, sucientemente elevada. Su temperatura críticadebe ser muy elevada para que la condensación de refrigerantese efectué siempre a una temperatura muy inferior a la del puntocrítico.

Baja densidad del amoníaco – consecuencia para las instala-ciones

Cuanto más denso es el gas, más necesario es reducir su velo-cidad de circulación en las tuberías y oricios, a n de limitarlas pérdidas de carga a valores económicamente aceptables.La reducida densidad de los vapores de amoniaco permite in-crementar su velocidad en las tuberías y por tanto, reducir laimportancia de las pérdidas de carga. Asimismo, se puede au-mentar la velocidad de estos vapores a nivel de las válvulas delos compresores de pistón o de los oricios de descarga de loscompresores de tornillos.

Por otro lado, la transmisión de calor de un refrigerante durantela evaporación y la condensación, es tanto más reducida cuantomayor sea la densidad del mismo. Ello es debido en parte a unespesor mayor de la lámina líquida, debido a la reducida ental-pía de evaporación. El amoniaco líquido se benecia igualmentede una conductividad térmica mejor que la de los CFC líquidos.

Presión y temperatura crítica

Los hidrouorcarbonos (HFC) presentan presiones críticas quevan de 35 a 50 bar, mientras que la del amoníaco se eleva a 113bar, lo que conduce a mejor utilización volumétrica de este, enla zona alta del campo de aplicación de la bomba de calor.

Las temperaturas críticas del amoníaco, del HCFC 22 , del HFC 134a

y del R 404a

son respectivamente 132,3 ºC; 96,2 ºC; 101,1 ºC y

72,1ºC.

Cuanto más próxima sea la temperatura de condensación a latemperatura crítica, menores son el coeciente de eciencia yla potencia frigoríca.



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Presión de saturación

En los sistemas frigorícos son deseables presiones relativaspositivas a n de evitar entradas de aire. Las temperaturas pordebajo de las cuales la presión de saturación es inferior a la pre-sión atmosférica son, respectivamente: -33,3ºC para el amonía-co; -40,8ºC para HCFC 22; -26,1ºC para HFC 134

ay -46,6ºC

para el R404a.

Dimensiones de las tuberías

Se han comparado las potencias frigorícas de secciones de as-piración de diámetros diferentes para un caudal que correspon-de a la misma variación de la temperatura de saturación. Se hacomprobado que a una sección de dimensiones dadas le corres-ponde una potencia frigoríca entre 2 a 3 veces mayor para elamoníaco que para el HCFC 22.

Las tuberías de los sistemas con amoníaco pueden por lo tanto,ser de diámetros menores y por consiguiente menos costosos,sin aumentar pérdidas de carga. Se puede asimismo, a igualesdimensiones, obtener con el amoníaco una pérdida de carga

menor y de esta forma, trabajar a una temperatura de evapo-ración más elevada y a una temperatura de condensación másbaja.

Potencia Frigoríca a -18ºC para la misma tubería de aspiración( Kw ) (diámetro del tubo 100mm, t 1ºC para 30 mts )

HCFC 22 280 KwR 717 728 Kw

Comportamiento del amoníaco con los aceites

La función del aceite es asegurar la lubricación y la estanquei-dad.

El aceite se escapa inevitablemente del compresor junto conlos vapores de descarga (cabe resaltar que en un compresor detornillo, el caudal de aceite es mayor que en un compresor depistón, pues en el primero el aceite se utiliza además en la refri-geración del compresor).

Lo refrigerantes uorcarbonos y los aceites lubricante son máso menos miscibles según el uido frigorígeno, el aceite, la tem-peratura y la presión.

El amoníaco no es practicablemente miscible con los aceites co-múnmente utilizados. Las instalaciones de compresión de amo-níaco necesitan, por lo tanto, un separador de aceite para recu-perar la mayor parte posible del aceite arrastrado en la descargay retornarlo al compresor.

Con los aceites utilizados tradicionalmente en las instalacionesfrigorícas, que no son miscibles con el amoníaco, a pesar de

la utilización de un separador, una parte del aceite es arrastradoa las tuberías donde se deposita y acumula poco a poco en laszonas de baja velocidad.



F&C

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Guía para diagnosticar fallas demotocompresores reciprocantes y

orbitales de refrigerantes halogenados

Artículo elaborado por Tomás Cané. Ingeniero Industrial, P.U.C.

Muchos motocompresores fallan debido a problemas en elsistema, que deben ser corregidos antes de repetir la falla. Lasestadísticas muestran que un compresor nuevo que se instalaen un sistema donde ya se dañó otro, falla con mayor fre-cuencia que los que van a sistemas nuevos. Esto puede serpor procedimientos inadecuados de instalación del recambioo probablemente, porque no se detectó la verdadera causade la falla y no se corrigió el problema original. Al retirarun compresor fallado, el procedimiento correcto es abrir yexaminar el viejo, antes de instalar el motocompresor nuevo.Suele suceder que el equipo original ha experimentado másde un tipo de problema durante su vida. La habilidad de untécnico consiste en saber reconocer cuál es la verdadera cau-sa de la falla, para corregirla, antes que se afecte al compresorde recambio. Esta guía contiene tablas que resumen las causasmecánicas de falla de compresores y las posibles soluciones a

cada problema para asistir en la autopsia de compresores enforma estructurada y corregir el problema antes de hacer elrecambio. Además se mencionan síntomas preventivos que sibien no se pueden observar haciendo una autopsia, entreganinformación relevante que permite anar el diagnóstico. De-bido a diferencias constructivas entre distintas marcas, puedehaber sutiles diferencias que no se pueden tratar en un artícu-lo de extensión limitada.

Las fortalezas y debilidades de los motocompresores depen-den de su construcción, por lo que hemos clasicado lossíntomas según los distintos tipos de motocompresores (las

características se resumen al nal del artículo) y cada tipo seabreviará como sigue:

Compresor reciprocante semihermético

enfriado por aire CAIRE

Compresor reciprocante semihermético

enfriado por refrigerante CREF

Compresor reciprocante hermético

enfriado por refrigerante CWELD

Compresor orbital hermético

enfriado por refrigerante, ciqüeñal vertical ORBITAL

Compresor alternativo semi-hermético

de doble etapa 2ETAPAS

Enfriados por refrigerante que incluye a:

CREF, CWELD, ORBITAL, 2 ETAPAS ER

Todos los tipos anteriores Todos

Los motocompresores de 2 etapas se comportan como enfria-dos por aire si se analizan las fallas de los cilindros dedicadosa la primera etapa y como enfriados por refrigerante si se ana-lizan las fallas de los cilindros de la segunda etapa, por estoaparecen en dos grupos distintos.

Las principales causas de fallas mecánicas de los motocom-presores son cinco, están numeradas, luego a cada descrip-ción de la causa de falla le sigue una abreviación entre pa-réntesis, que se usará en el resto del texto para referirse a esacausa. Luego sigue una tabla de síntomas, con tres columnas.La primera columna tiene el tipo de motocompresor, la se-gunda columna los síntomas que producen el tipo de fallanumerado, en ese tipo de motocompresor. La tercera colum-na tiene las causas y comentarios asociados. Cuando un sín-toma o comentario requiere mayores explicaciones, existen

referencias a notas y conceptos comunes a los distintos tiposde falla, que se resumen en una tabla ubicada al nal. Des-pués de la tabla con síntomas sigue una tabla con las posiblessoluciones o correcciones al sistema para evitar esa causa defalla.

Si cualquiera de las fallas mencionadas aquí son la real cau-sa de falla del compresor y el motor eléctrico ha resultadoquemado, es muy probable que en todos los casos que noexiste acidez o limaduras metálicas que cortocircuitaron elmotor, las protecciones eléctricas externas estén mal diseña-das, fallen o son de reposición automática y actuaron en for-

ma repetida sin proteger realmente al motor eléctrico. Si lasprotecciones fallaron, hay que revisar el diseño y cambiarlasporque pueden haber llegado a su vida útil incluyendo loscontactores que pueden haber resistido la corriente del rotorbloqueado del motor por tiempo excesivo, acortando su vidaútil drásticamente.

1. El retorno de refrigerante líquido (RL)

Ocurre cuando el refrigerante en estado líquido pasa por latubería de succión del sistema y llega hasta el compresormientras está en funcionamiento.



F&C

Articulo

Tipo

Todos

CAIREo2 ETAPAS

CREFO ER

Síntomas

Si tiene visor de aceite se observa espuma-do anormal. Los compresores de baja tem-peratura se cubren con más hielo o másduro de lo habitual. Compresores de altatemperatura condensan una cantidad deagua mayor que la habitual.

Pistones, cilindros, anillos y pasadores deláminas de succión gastados. Sin eviden-cias de recalentamiento. Puede haber otrosdaños (Nota R2). Los cilindros de baja pre-sión en motocompresores de doble etapasufren el mismo problema.

En compresores con cigüeñal horizontal:bujes central y posterior gastados o atas-cados, rotor caído contra el estator, dañoprogresivo de mejor a peor desde la bombade aceite (o colector de aceite si no tienebomba) al buje posterior (más cercano a latapa del motor).

Causa/Comentarios

El refrigerante en el cárter requiere absorber calor para eva-porarse. Este calor lo extrae de las paredes del compresor,bajando sensiblemente su temperatura. No se debe conside-rar el espumado como algo natural excepto en compresorescon bombas de aceite o sistemas de lubricación gastados,los que no pueden considerarse normales y deberían ser

cambiados.

El refrigerante saturado disminuye la viscosidad del aceiteevitando que lubrique supercies con roce como la láminacontra el pasador que la sujeta. En mayor cantidad, “lava”el aceite de las paredes del cilindro durante la carrera desucción; produce desgaste durante la carrera de compresión.Las cantidades de refrigerante son pequeñas y no causan ungolpe de líquido. El compresor pierde aceite más rápido de-bido a su baja viscosidad.

Además del “lavado” por dilución del aceite, el refrigerantebulle con el calor absorbido en el tren móvil, “soplando” elpoco aceite que hay. Los bujes pueden atascarse al cigüe-ñal y producir desgaste hasta que el rotor se traba contra elestator en compresores con cigüeñal horizontal, si las pro-tecciones eléctricas externas no están bien dimensionadas,o no se atiende la señal de alarma externa y actúan en formareiterada, se quemará el motor. Si tiene bomba de aceite,



F&C

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Tipo Síntomas Causa/Comentarios

CWELD

ORBITAL

TODOS

Con cigüeñal vertical: buje superior gastadoo atascado. Puede producir golpe de líqui-do si llega exceso de aceite a los cilindros.Puede producir falla de lubricación por faltade aceite.

Con cigüeñal vertical: buje principal supe-

rior gastado o atascado. Buje del manguitode descarga dañado (situado en la excéntri-ca superior del cigüeñal, es el último puntoque se lubrica con el aceite que sube) Bujeprincipal superior (ubicado debajo de la ex-céntrica superior) dañado o atascado. Bujeprincipal inferior dañado pero con menordaño que los anteriores. Consumo alto. Ma-yor pérdida de aceite. Pérdida de compre-sión. No produce golpe de líquido debido ala adaptabilidad radial de las espirales (NotaAR).

Una variante de este problema ocurre cuan-do el refrigerante líquido lo aporta un sepa-rador de aceite que está en un ambiente fríoo en la corriente de aire del condensadory condensa refrigerante, entregando unamezcla de aceite y refrigerante líquido di-rectamente al cárter del compresor. Se notael espumado del cárter sólo cuando abre laválvula de otador del separador de aceite.

puede producir ruido y gastarse. Se pueden iniciar reaccio-nes químicas porque los bujes al rojo descomponen el acei-te y refrigerante (Nota Q1). Los compresores pierden aceiteen forma más acelerada por su baja viscosidad. Se produceviruta metálica debido al desgaste. Los presostatos diferen-ciales no detectan el problema porque la bomba levanta la

presión de la mezcla a niveles normales. Se puede detectarmidiendo el sobrecalentamiento (Nota S1) en la succión delcompresor. Generalmente ocurre en la madrugada cuandohay bajas cargas térmicas. También ocurre al iniciar ciclosde deshielo por gas caliente.

Estos compresores elevan el aceite por efecto de la fuerzacentrífuga desde la base del cigüeñal. La mezcla no lubricay se observa daño progresivo que empeora desde abajo ha-cia arriba. El buje superior puede desgastarse y trabarse. Elcalor del motor puede hacer bullir el refrigerante del cárter,formando una espuma rica en aceite. Si esta espuma llega encantidad suciente a la succión en la parte superior del blo-que, puede producir golpe de líquido o trabado del cigüeñalpor exceso de aceite en los cilindros. Puede perder mayorcantidad de aceite, por la menor viscosidad y mayor ingresode aceite a los cilindros. Los compresores son sensibles alnivel de líquido en el cárter, usualmente cuentan con unaválvula de acceso para purgar el exceso de aceite. Si el com-presor cuenta con un visor de aceite, el nivel adecuado estádentro del límite del visor. Nivel de ruido aumenta.

Elevan el aceite usando la fuerza centrífuga desde la base

del cigüeñal pero sólo hay dos bujes principales y no tienenbielas, se daña el buje principal superior más que el bujeinferior que está inmerso en la mezcla refrigerante-aceite.Sobre el buje principal superior está el buje del manguitode descarga que puede dañarse. El calor del motor hace bu-llir el refrigerante del cárter, formando una espuma rica enaceite favoreciendo la salida de aceite del compresor y per-diendo ciclos de compresión al separar las espirales, perosin romper nada gracias a la adaptabilidad radial. Los bujesde este compresor tienen intersticios recubiertos de teón,resisten más, pero también fallan por falta de lubricación.

Existen dos soluciones: 1) Aislar el cuerpo del separador deaceite evitando que la pared interior llegue a la temperaturade punto de rocío del refrigerante o 2) Conectando la salidade aceite del separador de aceite a la entrada del acumula-dor de succión. Desventajas: retarda un poco el retorno deaceite, puede facilitar el tapado del oricio de alimentaciónde aceite del separador y aumenta un poco el sobrecalen-tamiento del gas de retorno; ventajas: separa el refrigerantelíquido del aceite antes de llegar al cárter y el aceite vuelvea menor temperatura al compresor.



F&C

RL1

RL2

RL3

RL4

Mantener un sobrecalentamiento (Nota S1) adecuado en la succión del compresor. Se recomienda un mínimo de10ºC para aplicaciones de baja temperatura. Pudiendo ser hasta 18ºC en aplicaciones de alta temperatura. Noteque existe un compromiso porque al aumentar el sobrecalentamiento empeora la temperatura de descarga delcompresor. (Ver 4.1, recalentamiento del motocompresor).

En aplicaciones con cambios bruscos de carga térmica, transporte refrigerado, bombas de calor, deshielo por gascaliente, con control de capacidad inyectando gas caliente, con válvulas de inyección de líquido para reducir elsobrecalentamiento, o con bajo sobrecalentamiento, se puede reducir el riesgo instalando un acumulador de suc-ción (separador de líquido), dimensionado para resistir la cantidad de refrigerante que pueda llegar al compresor,sin inundarse (normalmente 50% del refrigerante en el sistema).

Corregir TODAS las causas de bajas cargas térmicas, entre otras:a) Deshielo adecuado del evaporador evitando bloqueo por hielo.b) Instalar los evaporadores en lugares adecuados lejos de las entradas de aire caliente.c) Instalar antecámaras para túneles y cámaras de baja temperatura.d) Ventiladores del evaporador funcionando y en el sentido de giro adecuado.e) Evitar “cortocircuitos” de aire frío, el aire debe pasar por el producto y absorber calor. ESTIBAR LA CÁMARA

CORRECTAMENTE, dejando espacios para que el aire uya alrededor del producto por al menos 3 caras. NOamontonar en “cerros”. Si el producto adopta la forma de la caja, vericar que queden ranuras para circularaire.

f) No encerrar producto caliente en envases aislantes.g) No entorpecer el tiro de aire del evaporador con producto delante de los ventiladores. El tiro de aire se abre

al alejarse del ventilador y el producto más alto, debiera estar cada vez más bajo al alejarse del ventilador.h) No poner producto tapando la toma de aire del evaporador. Se debe separar al menos un diámetro de aspa

de cualquier obstáculo.i) No instalar el evaporador muy cerca de una pared (mínima distancia un diámetro de aspa) tanto en la toma de

aire, como en la descarga. ¡Respetar las recomendaciones del fabricante! o tomar precauciones para asegurarcarga térmica del evaporador.

j) Uso de deectores en cámaras de dimensiones inadecuadas para el tiro del evaporador.

k) Regulación adecuada de los controles. ¡Seguir las recomendaciones del fabricante!

Usar válvulas de expansión bien dimensionadas para la carga térmica, en casos que requieran un control ampliode capacidad es posible usar más de una válvula de expansión termostática. Usar válvulas de expansión conpuerto balanceado para evitar control errático cuando varía la presión de condensación (Ej. Cuando cicla un ven-tilador). Usar válvulas de expansión electrónicas que se adaptan mejor a variaciones de carga térmica.

Soluciones de Retorno de Refrigerante Líquido (RL):

2. Las partidas inundadas (PI)

Ocurren cuando hay una mezcla de refrigerante en estadolíquido y aceite en el cárter del compresor en el momentoque comienza a funcionar. Si tiene un visor de aceite puedeconfundir al observador inexperto al mostrar una interfaz (ni-vel en el visor) entre el refrigerante que se asienta abajo porser más denso y mezcla de refrigerante con aceite arriba. Alpartir el compresor se produce un espumado violento porquese reduce la presión. El refrigerante líquido puede llegar porla succión en forma de líquido por (RL) hasta que el compre-sor para, puede venir cuando el sistema está detenido, por

tuberías mal diseñadas que permiten que la condensaciónretorne al compresor, puede venir desde el condensador sino tiene un colector bien diseñado o puede producirse por elfenómeno de migración.

La migración ocurre por atracción química entre el aceite y elvapor de refrigerante que hace que el vapor ingrese al acei-te. Una vez atraído, la presión hidrostática y el enfriamientodel aceite favorecen la condensación del refrigerante en elaceite, hasta que la mezcla se satura. Una vez saturada el re-frigerante líquido se precipita debajo de la mezcla por ser demayor densidad y el fenómeno continúa. Ocurre a cualquiertemperatura, pero aumenta su velocidad mientras más fríoesté el cárter y mientras mayor presión de vapor de refrige-rante exista. No es necesaria una diferencia de presión entre

el evaporador y el cárter para producir migración.



F&C

16

Tipo

CAIRE

CREF

CWELD

Síntomas

Daño aleatorio de bielas y bujes, que pue-den atascarse y romperse, pero el daño notiene un patrón de mejor a peor como en(RL).

Igual a CAIRE pero los que tienen bombade aceite con presostato diferencial pue-den hacer actuar el presostato.

Aunque con insuciente lubricación el

buje inferior puede resistir más que el bujesuperior por lo que se observa en los bujesel mismo patrón que en (RL) hay que bus-car patrones de desgaste aleatorio en otraspiezas del tren móvil.

Causa/Comentarios

Igual que en el caso anterior, la mezcla de aceite y refrige-rante tiene una viscosidad baja y no lubrica. (Nota A1)

Contrario al caso (RL), no hay refrigerante que esté siendocontinuamente alimentado al cárter y la toma de la bombaeventualmente se queda sin suciente mezcla para bombear,por lo que la presión disminuye. Puede que aún quede su-ciente mezcla y/o aceite en el cárter para verse normal si untécnico viene a reponer el presostato diferencial. Como granparte del refrigerante se ha evaporado en la primera partida,puede que no quede suciente para que se vea mucha espu-ma en la segunda partida. Si el técnico no observa la espumaen el visor puede que culpe al presostato diferencial y lodesconecte, sentenciando a muerte al compresor. (Nota A1).

Si estos compresores no cuentan con visor de aceite, se puede

vericar la cantidad de líquido en el interior (aceite y/o mezcla)con el siguiente procedimiento. Si el compresor está funcionandodesconectarlo y desconectar el calefactor de cárter, esperar untiempo prudente y pasar la mano por el exterior del compresor, sesentirá una diferencia de temperatura justo en el nivel de líquido,estando más caliente la zona que tiene líquido y más fría la zonacon gas en el interior. Si el compresor estaba detenido, desconec-tar el calefactor de cárter, luego calentar la supercie exterior conagua caliente o un secador de pelo, pasar la mano y estará máscaliente la zona con gas en el interior y fría la zona con líquido.



F&C

Articulo


La única manera de producir un golpe de lí-quido en un orbital con adaptabilidad radial(Nota AR) es que esté completamente inun-dado en la partida, el síntoma son espiralesdestruidas.

Igual al caso CREF pero tienen el motor eléc-trico sometido a la presión de ínter etapa.

No se puede vericar el nivel de líquido en el interior comoen el caso CWELD porque está el estator unido a la carcasa.Sólo hay contacto con el líquido en pequeños canales entreel estator y la carcasa, insucientes para producir el efectodeseado.

Pueden ser causadas por fugas en la válvula solenoide ínteretapa, mal control de la válvula de expansión ínter etapa oun intercambiador de calor ínter etapa perforado.

ORBITAL

2ETAPAS

PI1

PI2

PI3

PI4

PI5

Las estrategias para resolver el problema son: Limitar la carga de refrigerante del sistema a valores que no produ-cen daños si está todo presente en el cárter. Limitado a sistemas compactos.

Separar las grandes cantidades de refrigerante del aceite es el mejor método, reduciendo la presión de vapor delrefrigerante remanente en contacto con el aceite. Esto se logra programando ciclos de bombeo del refrigerantedel lado de baja presión al lado de alta presión. Cuidado con regular el presostato de baja dentro del rango defuncionamiento del motocompresor, existe un compromiso entre el valor mínimo y la frecuencia de partidas yparadas del motor durante el ciclo de bombeo. Vericar estos valores con el fabricante. El sistema debe tenerun recibidor de líquido de volumen adecuado con válvula de seguridad. El método falla si se corta la luz antes odurante el bombeo y si la válvula solenoide tiene fugas.

Instalar un calefactor de cárter, que eleva la temperatura de aceite. Este calefactor no debe funcionar mientras elcompresor funcione, a menos que sea del tipo que baja la potencia al subir la temperatura, llamados de coecien-te positivo de temperatura (PTC). La migración no se detiene pero ocurre a menor velocidad. No sirve si el com-presor permanece muchas horas detenido a baja temperatura ambiente o durante mucho tiempo (varios meses).

Asegurarse que el compresor no permanece detenido suciente tiempo para que la migración sea un problema.Este método disminuye el tiempo de contacto entre el aceite y refrigerante limitando la migración. Útil en sistemasque operan todo el año incluyendo nes de semana.

Si todos los métodos anteriores fallan, hay que tomar precauciones especiales al partir el sistema después de per-manecer detenido por mucho tiempo o en condiciones que favorecieron la migración. Por ejemplo partiendo yparando el compresor si se observa espuma en el visor, esperar un tiempo prudente y volver a repetir hasta que seobserve un espumado normal (Nota A1). Instalando calor adicional al cárter, si hay UN kilo de refrigerante R22a 15ºC requiere 192,48 kJ, es decir con un calefactor de 65watt lo evaporaría aprox. En 50 minutos sin pérdidas

de calor. Si hay más de un kilo el tiempo aumenta proporcionalmente. Puede dirigir un foco de 500w al cárterpara ayudar.

Soluciones de Partidas Inundadas (PI):

3. Golpes de líquido (GL)

Ocurren cuando cantidades signicativas de refrigerante lí-quido, aceite o una mezcla de ambos entran al cilindro delcompresor. Para comprimir un líquido, hay que generar pre-siones muy altas por lo que las fuerzas sobre las piezas mó-viles pueden destruirlas. Los daños dependen de la cantidad

de líquido presente cuando el pistón está en su carrera ascen-dente. Si el cilindro está lleno de líquido al partir el compre-sor, se traba. Las principales causas de Golpes de Líquido sonel retorno de refrigerante líquido (RL) y las partidas inundadas(PI).



F&C

18


Vibración anormal, ruido anormal, láminasrotas, respaldos o pernos de los respaldosrotos o sueltos, bielas deformadas/rotas,empaquetaduras del cabezal rotas, cabezaldeformado o con fugas, pistones destruidos,cigüeñal quebrado.

Un acumulador de succión puede no serefectivo si está inundado con líquido al de-tener el compresor y no se evapora antesque parta. (Ver nota AS).

Son menos susceptibles a golpes de líquidopor retorno de refrigerante y tienen una vál-vula de ventilación del cárter que minimiza

los riesgos de partidas inundadas.Se rompen las espirales.

El daño depende de la fuerza y la fuerza depende del ángulodel cigüeñal al golpear el pistón contra el líquido. Las piezasse rompen y los pedazos atascan el tren móvil o pueden pro-ducir más daño antes de atascarlo. Las piezas que vuelan enel interior pueden romper la malla de la bomba de aceite ola válvula de plástico para ventilación del cárter.

El líquido del acumulador inundado ingresará al tubo desucción por la perforación de retorno de aceite hasta llenarel tubo de succión. El líquido en el tubo puede ser sucientepara producir un golpe de líquido cuando el compresor par-te nuevamente. No hay que partir el compresor si se observaque el acumulador se congela o condensa agua al exteriorestando el compresor detenido.

No son inmunes a golpes de líquido si la cantidad de refrige-rante líquido que retorna o está presente en el cárter es muygrande, pero son más resistentes a este problema.

Gracias a la AR la única manera de producir este problemaes que el compresor esté inundado de líquido al partir. Evitar(PI) instalando un acumulador de succión permitiendo quedrene el refrigerante que llega por migración al compresorcuando está detenido. Limitar la carga de refrigerante a unvalor que no puede inundarlo.

TODOS

CAIRE

CREF

ORBITAL



F&C

Articulo


2ETAPAS

Todos

Los cilindros de baja presión son muy sus-ceptibles a un golpe de líquido. (Ver notaAS)

Una variante consiste en que la tubería dedescarga condense refrigerante o el colec-

tor de entrada del condensador esté maldiseñado y permita el ujo de líquido ha-cia el compresor cuando no funciona. Siel tendido de tuberías está mal diseñadoo se inunda, gotea líquido dentro de loscilindros.

En este sentido los cabezales (o cilindros) de baja presiónse comportan como compresores enfriados a aire. Noteque el motor está a una presión intermedia.

Las válvulas de retención que no cierran herméticamentecuando no tienen diferencia de presión son inefectivas. Las

magnéticas son inefectivas si hay limadura metálica circu-lando. Se debe elevar la tubería de entrada al condensadorpor encima del nivel mas alto del condensador para evitarel ujo inverso o asegurarse que el condensador tenga uncolector de entrada diseñado para evitar el ujo inverso.Otra solución es aislar la tubería de descarga con aisla-miento que resista la temperatura de la línea, especialmen-te si pasa por ambientes muy fríos o con viento.

GL1

GL2

GL3

GL4

GL5

GL6

GL7

GL8

GL9

GL10

Resolver todos los problemas de Retorno de refrigerante Líquido (RL1 a RL4)

Resolver todos los problemas de Partidas Inundadas (PI1 a PI5)

Cargar la cantidad mínima adecuada de refrigerante, no sobrecargar el sistema.

Evitar que el refrigerante que condense en las tuberías cuando el sistema está detenido retorne al compresor. Estoes especialmente crítico en los compresores enfriados a aire. Usar condensadores con un diseño adecuado detuberías y/o colector de ENTRADA de manera que no SALGA refrigerante líquido por la entrada del condensadorcuando el sistema no funciona.

Evitar los acumuladores de succión inundados en el caso de compresores enfriados a aire.

Jamás cargar refrigerante líquido por la succión de un compresor sin proveer una protección adecuada como unacumulador de succión o un medio para evaporar el refrigerante antes que llegue al compresor.

En el caso de compresores orbitales trifásicos, instalar un acumulador de succión interconectado de manera quepermita drenar líquido desde el compresor hasta el acumulador, evitando que se inunde completamente.

Vericar el funcionamiento de las válvulas solenoides que cortan la inyección de refrigerante al cabezal de loscompresores. Elegirlas de manera de no sobrepasar el diferencial máximo de presión de cierre (característicadinámica) si corresponde.

En compresores de doble etapa vericar que el líquido que queda en la tubería que alimenta la válvula de inyec-ción ínter etapa y que puede migrar al cárter, no produzca daño al partir. Tomar las precauciones GL3, GL4 yGL5 para los cilindros de baja presión.

Diseñar correctamente el tendido de tuberías, seguir las recomendaciones incluyendo aislamiento de tuberías dedescarga de gran volumen en ambientes fríos o con viento.

Soluciones de Golpes de Líquido (GL):

4) Falta de lubricación (FL)

Ocurre cuando el aceite que está en el compresor ha perdidosu cualidad lubricante (viscosidad), o cuando no hay sucienteaceite para lubricar las partes móviles del compresor. Debido

a la distinta naturaleza de estas fallas, la primera se trata bajorecalentamiento del motocompresor y la segunda en falta delubricante.

El aceite cumple las funciones de lubricar; estabilizar la tempe-ratura transriendo calor de las supercies calientes; transportarlas partículas que se producen por desgaste natural del compre-

sor, al cárter donde producen menos daño; producir un sellotemporal donde hay pequeñas fugas; los nuevos aceites POEson también agentes de limpieza del sistema por sus cualidadesdiluyentes.



F&C

20

4.1) Recalentamiento del motocompresor (RC)

Ocurre cuando el aceite se calienta a una temperatura enla cual pierde sus cualidades lubricantes. Existen tres fuen-tes naturales de calor dentro del motocompresor, el calor decompresión (Ver nota R1), el roce de las piezas móviles y elcalor del motor eléctrico.

Si las temperaturas se mantienen dentro de límites de diseño,no se producirá daño. Períodos de operación fuera de rango,signicarán desgaste prematuro y la falla eventual del com-presor, incluso porque se pueden iniciar reacciones químicas(Nota Q1).


TODOS

CAIRE

CREFO ER

CWELD

Orbitales

2ETAPAS

Láminas de descarga pierden su color yal limpiarlas no vuelven al color origi-nal. Carbonización del aceite y refrige-rante. Láminas que pierden exibilidad yse rompen. Paredes de cilindros gastadas(Nota R2). Viruta metálica en el cárter, to-das las supercies con roce dañadas. (ER):motores eléctricos con quemaduras loca-

lizadas en el extremo cercano al cárter porlimaduras metálicas que dañan el barniz.

Son menos propensos a este problema,a menos que no se respeten los caudalesmínimos de enfriamiento del cuerpo delmotor.

Son susceptibles al problema porque elcalor del motor es cedido al refrigerante.Algunos modelos tienen límites al sobre-calentamiento del gas de retorno, ver catá-logo. Si ocurre desgaste del cilindro pue-den presurizar el cárter (Nota R1).

Son más susceptibles al problema porqueel 100% del calor del motor se cede al re-

frigerante, al no estar unido el estator a lacarcasa exterior

Estos compresores no tienen láminas perose carbonizan y cambian de color las espi-rales. Se forman depósitos de carbón en ladescarga. Se produce limadura de hierroque cae al cárter. El color exterior de lapintura toma un brillo azulado.

Es más frecuente que sufra este problema

el cabezal de la segunda etapa, que la eta-pa de baja presión.

El cambio de color de las láminas indica que las reaccionesquímicas ocurrieron a altas temperaturas de descarga. Elaceite a altas temperaturas no lubrica y todas las superciescon roce se dañan. La vida útil del compresor se acortamientras más dure la condición de altas temperaturas. Sepuede diagnosticar prematuramente el problema instalan-do un termómetro de máxima a 15cm de la válvula de des-carga del motocompresor. No debe superar +107ºC. Esto

es necesario porque las altas temperaturas suelen ocurrir demadrugada cuando la carga térmica del sistema es mínima.Por la baja viscosidad se facilita la pérdida de aceite delcompresor.

Dependiendo del modelo hay que mantener un caudal mí-nimo de 1000 CFM (1699 m3/h) o si es condensado a agua,hay que enfriar el cuerpo. No respetar estas recomendacio-nes implica restringir las condiciones de funcionamientorespecto a lo indicado en el catálogo, como voltajes límitede presión de alta, de baja y sobrecalentamiento.

En los compresores de baja temperatura con bomba deaceite es obligatorio un enfriador de aceite. Las aplica-ciones con temperatura de evaporación bajo 18ºC debentener un ventilador de cabezal, especialmente en aplica-ciones con condensador remoto. Hay que mantener venti-lación de 1000CFM (1699m3/h) alrededor del cuerpo delcompresor.

Esto limita la aplicación de estos compresores a media yalta temperatura, en los casos de rangos extendidos de fun-

cionamiento hay que vericar las condiciones y el refrige-rante aprobado.

A pesar de tener el estator unido a la carcasa exterior, debi-do a la eciencia volumétrica, pueden tener altas tempera-turas de descarga si las presiones de succión son bajas o elsobrecalentamiento es excesivo.

Hay que vericar que la alimentación de la válvula de ex-

pansión ínter etapa sea refrigerante líquido y no mezclacon vapor.



F&C

RC1

RC2

RC3

RC4

RC5

Evitar las altas temperaturas de descarga:- Usar el refrigerante adecuado para la aplicación.- Termostato de seguridad en la descarga.- Uso de módulos de enfriamiento o inyección de refrigerante al cabezal si es posible.- Uso de ventiladores verticales de enfriamiento de cabezales.- Respetar caudales mínimos de enfriamiento del cuerpo del compresor.

- Elevando la presión de succión.- Instalar control de capacidad si la carga térmica es muy variable.- Bajar la presión de condensación. Sobre todos en momentos de baja carga térmica.- Disminuir el sobrecalentamiento del gas de retorno al compresor. Se requiere un sobrecalentamiento mínimo

de 10ºC para asegurar que no retorna refrigerante líquido.

Evitar las altas relaciones de compresión:- Uso del motocompresor adecuado para la aplicación adecuada.- Uso del refrigerante adecuado.- Dispositivo de expansión bien dimensionado para la carga térmica.

Regular los presostatos de alta y baja presión, dentro del rango de operación del compresor. Si la regulación delpresostato de baja en ciclos de evacuación produce ciclos cortos agregarle un retardo en tiempo, pero que cortedentro del rango de la aplicación.

En los compresores con puerto intermedio de inyección de refrigerante, hay que vericar que funcione según lasrecomendaciones, es decir se inyecte líquido y no gas en baja temperatura. Ver los envolventes de operación paracada tipo de compresor, refrigerante y aplicación.

Usar las cajas de válvulas adecuadas para la aplicación. La diferencia entre una caja de válvulas de media/altatemperatura es que tiene mayor espacio muerto y menor caída de presión, si se pone una caja de alta temperaturaen un compresor de baja, el compresor no rendirá debido a la reexpansión del gas en el espacio muerto, al revés,la caja de válvulas de baja temperatura en el compresor de alta producirá altas temperaturas de descarga.

Soluciones de recalentamiento del motocompresor (RC):

Articulo

4.2) Falta de lubricante (FLu).

Para investigar las fallas asociadas a falta de lubricante, hayque conocer cómo se lubrica el motocompresor, especial-mente el sentido de ujo del lubricante y presiones adecua-das de operación.

La altura de aceite en el cárter del compresor está relaciona-da con un equilibrio entre la cantidad de aceite que abando-na el compresor y la cantidad de aceite que retorna al com-presor por la succión. Se puede diseñar un compresor que

no pierda aceite o instalar ltros coalescentes de muy altaeciencia, pero a un mayor costo inicial y un alto costo deoperación debido a la caída de presión que producen los l-tros. No olvidar además que existen otros componentes conpiezas móviles en el sistema de refrigeración como Válvulasde expansión y sellos que requieren del aceite para lubricarseo sellar bien, por lo que algún nivel de circulación de aceitees deseable.


TODOS

TODOS

Falta de lubricante generalizada ocurrecuando no hay suciente aceite en el cár-ter para asegurar que el sistema de lubri-cación del compresor funcione. Todas lassupercies con roce fallan. No hay evi-dencias de altas temperaturas de descarga. Falta de lubricación localizada ocurrecuando el aceite no llega a una zona es-

pecíca del compresor.Esta falla es más frecuente en los compre-sores enfriados por aire o refrigerante, conbomba de aceite.

Es posible que existan síntomas de algún otro tipo de fallaque empeora el problema de pérdida de aceite del com-presor. En este caso al abrir el compresor se descubrirá queno tiene suciente aceite. Si se retira un compresor para suanálisis hay que tener cuidado de conservar el aceite parano diagnosticar equivocadamente este problema.

Generalmente se debe a la interrupción del suministro deaceite. Por ejemplo una biela rota hace que el aceite que

viene por el cigüeñal salga mayoritariamente por la perfo-ración de lubricación de la biela produciendo la falla porlubricación de todos los puntos con roce a continuación dela biela, especialmente del buje principal que es el últimopunto que se lubrica.



F&C

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NOTAS Y CONCEPTOS

Q1

R1

R2

Una vez iniciada una reacción química puede seguir por su cuenta porque se forman gases inconden-sables y ácidos. Los gases incondensables empeoran la condensación, favoreciendo las reacciones y losácidos desestabilizan químicamente al sistema, favoreciendo más reacciones, por ejemplo con el barnizdel bobinado u otros materiales como el cobre. Todo esto facilita las condiciones para la descomposi-ción del resto de refrigerante y aceite, quemado del motor eléctrico, etc. Dichas reacciones empeoranaceleradamente en presencia de oxígeno presente en contaminantes del sistema, como aire y vapor deagua. El agua favorece la hidrólisis de ésteres, base de los aceites POE (PoliOlEster), para formar un ácidoorgánico y un alcohol.

ROH RCOOH HOH RCOORhidrólisis

+ → +

La reacción inversa se llama estericación. La letra "R" en la fórmula representa un radical (compuestoquímico) genérico. El uso de un megóhmetro para medir estado de aislación no es recomendado porqueel valor depende del nivel de aceite en el motor eléctrico, pero una tendencia decreciente puede indicarla necesidad de realizar mantenimiento preventivo.

Recalentamiento de un motocompresor tiene una connotación negativa y no debe confundirse con so-brecalentamiento (Nota S1). El calor de compresión varía principalmente por: 1) La presión de succión,2) el sobrecalentamiento del gas de retorno 3) la presión de descarga 4) En los compresores enfriado porrefrigerante (CREF) el sobrecalentamiento agregado por el calor cedido por el motor eléctrico al refri-gerante, que a su vez depende de la potencia al eje, balance de voltajes y corrientes del motor, tipo ymodelo (diseño) del motocompresor, densidad y caudal másico del refrigerante, etc.

Si debido al desgaste de los cilindros, pistones, anillos, rotura de una lámina de alta, gastado de los pasa-dores de láminas de alta y ésta se mueve de su lugar o al mal funcionamiento de un separador de aceite,se presuriza el cárter del compresor, puede cerrarse la válvula de retención entre el motor y el cárter


TODOS

CWELD yORBITAL

La mínima cantidad de aceite en el cárterque asegura que el sistema de lubricaciónfuncione en forma adecuada es la que cu-bre 100% de la toma de aceite mientras elcompresor funciona.

Los recíprocos sellados y orbitales vertica-les usan un elevador de aceite en la basedel cigüeñal y las salidas son por fuerzacentrífuga.

Los compresores con bomba de aceite pueden tener su-ciente aceite en el cárter pero tener el ltro de la bomba deaceite tapado con limadura de hierro o mugre evitando quefuncione el sistema de lubricación. El nivel inferior de losvisores de aceite está siempre colocado por encima del ni-vel mínimo, por lo que basta VER el nivel de aceite dentrodel visor para asegurar que hay suciente aceite.

Con este tipo de elevadores no basta que al estar detenidola toma de aceite esté cubierta porque al girar el cigüeñal elaceite tiende a alejarse del centro formando una depresión.El nivel debe ser tal que aún con esta depresión se cubra elelevador centrífugo. Algunos compresores tienen un sopor-te en la base de la toma de aceite que entorpece el giro delaceite y disminuye este problema.

FLu1

FLu2

FLu3

Resolver todos los problemas que facilitan que el aceite abandone el compresor con mayor facilidad al partir odurante el funcionamiento del compresor:- Evitar que el aceite tenga baja viscosidad porque esté mezclado con refrigerante al partir.- Evitar que el aceite se mezcle con refrigerante líquido durante el funcionamiento.- Evitar que el aceite tenga baja viscosidad por altas temperaturas.

Resolver los ciclos cortos de funcionamiento (Ver nota C1) pues al partir el compresor pierde más aceite quedurante su funcionamiento normal, por lo que debe funcionar por suciente tiempo para recuperar el aceite queperdió y mantener el nivel.

Evitar que el aceite se entrampe en el sistema de refrigeración fuera del compresor siguiendo las recomendacionesde diseño de sistemas, utilizando elevadores de aceite, sifones, desniveles, técnicas adecuadas de soldadura yoperar dentro del rango de funcionamiento.

Soluciones de falta de lubricante (FLu)



F&C

NOTAS Y CONCEPTOS

S1

T1

P1

P2

evitando que ingrese aceite hasta que el motor se desenergiza, si tiene la suerte de tener un presostatodiferencial de presión de aceite. En el momento que para, el aceite acumulado en el motor eléctricoabrirá la válvula de retención y el aceite volverá al compresor. Si el técnico no MIDE LA PRESIÓNDEL CÁRTER mientras el compresor funciona y se da cuenta que es superior a la presión de succión(medida en la válvula de succión del compresor), no se percatará del problema, atribuyéndolo a malfuncionamiento del presostato. Eliminar el presostato en esta situación es una sentencia de muerte del

motocompresor.

El sobrecalentamiento es la diferencia entre la temperatura medida por un termómetro y la tempera-tura de vapor saturado del refrigerante a la presión en ese mismo punto. Se lee en la escala de tem-peratura de un manómetro para el refrigerante adecuado ó se busca la presión medida en la tabla depropiedades del refrigerante y se lee la temperatura. Hay que tomar precauciones en las mediciones(ver T1, P1 y P2).

Para medir la temperatura de un uido dentro de un tubo hay que aislar al menos un metro del tubo junto con el sensor (y más de un metro si la temperatura es muy distinta a la temperatura ambiente).

Conviene usar termocuplas de contacto que tengan la constante de tiempo adecuada. Lo ideal es te-ner pozos de medición, que no atraviesen isotermas sino se mantengan lo más posible dentro de unaisoterma, dentro de la tubería.

La manera correcta de medir presión es teniendo un manómetro calibrado en dos formas: 1) Corregirla posición del "cero" a la presión atmosférica y 2) Comparado con un instrumento patrón. Si usa elmismo manómetro para todas las mediciones tome la precaución de medir rápidamente, una diferen-cia en tiempo entre mediciones puede introducir un error.

La presión usada en las tablas de refrigerantes puede ser presión absoluta (Pabs) o la medida por elmanómetro que es la presión manométrica (Pr) o relativa. Verique qué usa su tabla. Los manóme-tros miden presión relativa. Debe sumar la presión atmosférica (Patm) a la presión manométrica paraobtener la presión absoluta (Pabs=Patm+Pr). Si está en Chile, bajo 2000 m de altura y la aplicaciónes sobre 35ºC puede sumar 14,696 PSI (1,01 bar) a la presión atmosférica para obtener la presión ab-soluta sin gran error. Si está trabajando en baja/ultra baja temperatura o en alturas superiores, el errorcometido al usar este valor aumenta mientras más baja sea la presión a medir. Lo correcto es sumar lapresión atmosférica expresada en las mismas unidades, medida por un barómetro.

A1

AR

AA

En este caso cantidad signicativa de aceite abandona el compresor. Si éste no funciona el sucientetiempo para recuperar la cantidad de aceite perdida, puede haber insuciente aceite en el cárter delcompresor.

La Adaptabilidad Radial es una técnica patentada que permite que la espiral que orbita siga una tra-yectoria exible denida por el contacto que hace por fuerza centrífuga, sobre la espiral ja. El man-guito de descarga ubicado sobre la excéntrica superior del cigüeñal impulsa este movimiento radial,con suciente holgura contra el buje para permitir que las espirales se separen si se encuentran conuna fuerza radial como una partícula sólida o refrigerante líquido entre las espirales. El manto de lasespirales se lubrica con la neblina de aceite que ingresa por la succión, la espiral móvil rueda sin res-balar sobre la ja y no hay roce.

Adaptabilidad Axial es una técnica patentada, que consiste en una fuerza en el sentido axial ejercidapor un sello otante sobre la espiral superior. Esta fuerza permite que se adapten mejor las espiralesevitando las fugas por los ancos superior e inferior y que se asienten mejor con el desgaste por lo quelas fugas disminuyen con el uso. Además el sello otante no acciona hasta estar con la presión ade-

cuada asegurando la partida descargada del motocompresor, mientras el tren móvil alcanza su gironominal. Los ancos de las espirales se lubrican con la neblina de aceite que viene por la succión. Endiseños modernos se modula la presión sobre este sello para lograr un control de capacidad amplio,disminuyendo la reexpansión del gas ya comprimido, al hacerlo entre bolsones a presiones próximasen vez que desde la descarga nal a la succión.



F&C

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Articulo

CWELDMotocompresor sellado:

-Compresor dentro de unacarcasa soldada.

-Montado sobre resortesinternos.

-Compresor en la parte in-ferior y motor arriba.

-Succión interna con silen-ciador ubicada en la partesuperior de la carcasa.

-Descarga con silenciador.

Motocompresorsemiherméticoenfriado por refrigerante:

-Compresor dentro de unacarcasa apernada desar-mable.

-Montado sobre resortesexternos.

-Motor y compresor hori-

zontales.-Succión por la tapa delmotor eléctrico.

-Descarga del cabezal alexterior.

Motocompresorsemihermético enfriadopor aire:

-Compresor dentro de unacarcasa apernada desar-mable.

-Montado sobre resortesexternos.

-Motor y compresor hori-zontales.

-Succión directa a los ci-lindros de compresión.

-Descarga del cabezal alexterior.

AS

C1

IS

En compresores enfriados por aire o de doble etapa, el acumulador de succión de diseño normal puedeno proteger contra golpe de líquido si está lleno de refrigerante al parar el compresor. Si no se eva-pora antes de partir el sistema nuevamente, el líquido tiene suciente tiempo para ingresar al tubo en“U” dentro del acumulador, por el oricio de retorno de aceite, inundando el tubo. Dependiendo deldiámetro del tubo y el nivel inundado dentro del acumulador, puede volver suciente líquido al com-presor para causar daño. Esta es una situación poco frecuente que se puede resolver no permitiendoque el compresor enfriado a aire o de doble etapa parta si el acumulador de succión está inundado. Sise hace con un control de nivel, hay que evitar que actúe cuando se supera el nivel pero el compresorestá funcionando, porque el refrigerante líquido no tiene tiempo de inundar el tubo en “U” y el acu-mulador de succión funcionará sin problema. El nivel de control adecuado en este caso es mucho másbajo que el nivel de desborde del acumulador y está denido por el volumen dentro del tubo en “U”y la cantidad de refrigerante líquido que daña al compresor.

Lo ciclos cortos de funcionamiento pueden quemar el motor eléctrico o producir la pérdida de aceite,si no produce directamente la falla acortará la vida útil del motocompresor porque un bobinado sopor-ta un número grande pero nito de veces que puede partir, debido a que los alambres se mueven entresí. Más se acorta la vida de los compresores montados internamente con resortes porque sufre el resortey la tubería de descarga que está unida al compresor y a la carcasa. Los producen múltiples causas.

Isoterma es una línea teórica que une los puntos que están instantáneamente a la misma temperatura.

-Estator no toca la carcasa, cede calor al refrigerante.-Cigüeñal vertical, pistones horizontales.-Lubricación: aceite sube impulsado por un elevador centrí-fugo por el cigüeñal.

-No tiene bomba de aceite.

-Estator en contacto con la carcasa, cede calor al refrigerante

y al ambiente.-Cigüeñal horizontal, pistones verticales, en línea, en “V” o “W”-Para aplicaciones con altas relaciones de compresión re-quieren bomba de aceite. Aplicaciones menos exigentesusan sistema de chapoteo o salpicadura, distribuyen el acei-te desde el centro del cigüeñal por fuerza centrífuga.

-Estator en contacto con la carcasa, cede calor al refrigerantey al ambiente.

-Cigüeñal horizontal, pistones verticales, lineales, en “V”o “W”

-Motocompresores semiherméticos pequeños tienen bombade aceite dependiendo de la aplicación. A partir de ciertotamaño, todos tienen bomba de aceite. Algunas superciesinternas lubricadas por salpicadura, como las paredes de loscilindros.

El sentido del ujo de aceite puede variar con el tamaño.

Fotos gentileza de Emerson Climate Technologieswww.emersonclimate.com.

Las patentes mencionadas son propiedad de Emerson ClimateTechnologies.



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Diagrama del ujo del refrigerante en Chile

Propuesta de reducción deconsumo de R-22 en Chile

Análisis, problemáticas y proyección nacional

Propuesta realizada por Víctor Andrade Cuadra, Ing. en Refrigeración yClimatización, Profesor de refrigeración USACH y consultor independiente.

[email protected], [email protected]

Problemáticas ambientales

Actualmente, el planeta ha sufrido diversos problemas a ni-vel ecológico, muchos de ellos causados directamente por elhombre, por el uso de elementos contaminantes, generaciónde residuos tóxicos y creación de sustancias dañinas.

El hidroclorouorocarbono (HCFC) R-22 ha sido considera-do como un componente dañino para la capa de ozono. Altratarse de una sustancia más ligera que el aire, su veloci-dad de ascenso hasta la capa de ozono es mucho mayor,lugar donde producto de la alta radiación solar la partículaes fragmentada liberando sus átomos de cloro y generando ladestrucción del ozono (O3), además de ser una sustancia queaporta al calentamiento global del planeta.

Protocolo de Montreal en Chile

Como bien es conocido en todo el mundo, las problemáticashan sido estudiadas por el Protocolo de Montreal, organi-zación que se ha encargado de la búsqueda de soluciones,tomando como una de sus cartas principales, el desarrollo deun cronograma de reducción del uso de dichas sustancias.

Producto de lo anterior, en septiembre del 2007, fueron re-acomodados los plazos de eliminación para dichas sustan-cias catalogadas como perjudiciales y dentro de las cuales seencuentra presente el HCFC siendo el de principal consumo

en Chile el R-22.A nivel nacional se destaca la Ley Ozono, que nos vinculacomo país con el cumplimiento de las ordenanzas del Proto-colo de Montreal.

Según lo dispuesto por el Protocolo de Montreal, el cronogra-ma de reducción para Chile es:

• 2013: congelamiento inicial línea base (entiéndase estaúltima, el promedio de consumo de los años 2009-2010)

• 2015: reducción de consumo del país de un 10% líneabase.

• 2020: reducción de consumo del país de un 35% líneabase.

• 2025: reducción de consumo del país de un 67,5% líneabase.

• 2030: reducción casi total del consumo.

Actualidad del Mercado Nacional

El consumo del R22 en el mercado nacional se distribuye en10 grupos principales, indicados a continuación:

Así mismo, también es posible la descripción del ujo delrefrigerante en el país en el año 2009:

Rubros

Se ha logrado estimar un aproximado de un 20% de consu-mo en el área de climatización y un 80% para el área de la

refrigeración.

Se ha identicado un consumo de un 10% para instalacio-nes y reinstalaciones de equipos, y un 90% para acciones demantención en ambas áreas.



F&C

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Articulo

Así, el consumo, en base a la línea de importaciones 2009alcanzó un total aproximado de 900 toneladas métricas deR-22.

Propuestas para la disminución de consumo de R-22

Estas propuestas tienen como nalidad que el cumplimientodel cronograma de eliminación de consumo del R-22 no sea

por un mecanismo restrictivo legislativo, pues éste genera-ría un impacto negativo en nuestro rubro, tanto a empresascomo personas.

Lo ideal es que el medio vaya efectuando sus políticas dereducción de consumo, que hagan innecesaria la restricciónimpositiva.

Dichas propuestas se dividen en dos bloques: Corto-MedianoPlazo, y Mediano- Largo Plazo.

Propuestas a Corto-Mediano Plazo (período 2010-2020)

Término de Instalación de Equipamiento con R-22

Instalación de nuevos equipos de refrigeración y climatiza-ción que utilicen como refrigerante los HFCs o los conocidosrefrigerantes naturales, según sea su aplicación preriendolos equipos de alta eciencia energética.

Certicación de técnicos y generación de Organismo Certi-cador

Desarrollo de un sistema de Certicación de Técnicos a nivelnacional, con el cual validar el nivel de conocimiento deltécnico. Necesidad de un Organismo Certicador activo, quehaga efectiva la validación de éstos. Para asegurar correctas yadecuadas acciones de instalación, mantención de equipos yla correcta manipulación de los refrigerantes.

Capacitaciones

Se hace necesario complementar el proceso de capacitaciónexistente en Buenas Prácticas en Refrigeración y Reconver-sión para asegurar que dichas capacitaciones lleguen a todala masa laboral.

Difusión

Al tratarse de un problema con consecuencias nocivas parael planeta y sus habitantes, es fundamental fortalecer el desa-rrollo de la difusión a nivel nacional, para que la ciudadaníatenga la sensibilidad y el conocimiento en la problemática.Esta difusión debe efectuarse a nivel educacional y en mediosmasivos de comunicación, como también a nivel técnico y de

administrativos responsables de adquisición y mantención deequipos de refrigeración y aire acondicionado.

Acuerdos a nivel país

Estos serían acuerdos, tanto a nivel regional como nacional,con las asociaciones de usuarios más relevantes en consumode R-22, con el n que éstos generen las adecuadas políticasde adquisición, instalación y mantención de equipamiento fri-goríco o de climatización. Lo anterior orientado a que dismi-nuyan su consumo de R-22.

Se sugiere que el primer sector con quien debería de intentarseestos acuerdos es el rubro de supermercados, por ser el áreaque representa el mayor consumo de R-22 en Chile.

Generar el o los Organismos de Control.

Estos pueden ser de origen público o privado y se encargarándel adecuado control de ingenieros, técnicos y otros profesio-nales que trabajen en el rubro, velando que sus procedimientosde operación en mantención e instalación de los equipos derefrigeración y aire acondicionando, tanto en el ámbito técni-co, como ético sean los más adecuados en el manejo del R-22.

Planta regeneradora

Estudiar la factibilidad y la posible instalación en Chile de unaplanta regeneradora de R-22.

SeminariosDurante este período es de gran importancia la ejecución deseminarios que mantengan actualizado a los profesionales quese desempeñan en al área de la refrigeración y climatización.

Propuestas a Mediano-Largo Plazo (períodos 2020-2030)

Como bien ha sido identicado, en este período es necesaria laeliminación en la totalidad del consumo de refrigerante R-22en el mercado chileno.

Reconversión o reemplazo

Debe favorecerse la reconversión o el reemplazo con nuevosrefrigerantes, antes que la recarga con R-22 a los equipos.

Instalación de equipos sin R-22

Como alternativa a lo planteado, deben instalarse equipos con

HFC o refrigerantes naturales, estos últimos en lo posible debenser preferidos pues no generan ningún tipo de daño ambiental.

Normas de seguridad para instalaciones con refrigerantes na-turales

Los refrigerantes naturales pese a que tienen una alta ecienciatermodinámica y ser inocuos al medio ambiente, son sustan-cias que tienen un riesgo potencial para los usuarios y públicopróximo a las instalaciones, por lo tanto favorecer su instala-ción, debe de ir acompañado con la adecuada normativa deseguridad.

Generar las normas para el almacenamiento y manejo de losrefrigerantes naturales

Para minimizar el riesgo inherente de los refrigerantes natura-



F&C

les se deben generar las adecuadas medidas y normas de se-guridad referente al: almacenamiento, distribución, transporte,carga, descarga, etc.

Perfeccionamiento docente del área de Refrigeración y Cli-matización

Este perfeccionamiento es fundamental para poder en Chile te-ner los procesos formativos y de capacitación para el adecuado

manejo de equipos y refrigerantes de las últimas tecnologías.

Implementación didáctica de los Centro Educacionales

Este equipamiento es fundamental para los adecuados proce-sos de formación y capacitación en las nuevas tecnologías demínimo impacto ambiental.

Modicación de mallas curriculares

Esta modicación es fundamental para que los nuevo profesio-nales tanto a nivel técnico como ingenieril tengan la adecuada

formación de las últimas tecnologías más inofensivas al medioambiente.

¿Anulación del R-22?

Si a la fecha está disponible una tecnología inocua de destruc-ción del R-22 debe evaluarse la reconversión o reemplazos delos equipos que se encuentren operativos con dicho refrige-rante.

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