Manual buenas practicas

MANUAL DE BUENAS PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓNJORGE ALBERTO PUEBLA

FONDOINAv. Libertador, C.C. Los Cedros, Piso 5, La Florida, Caracas 1050 - VenezuelaTelfs.: (0212) 731.2992 - 731.3932 - Fax: (0212) 731.0015E-mail: [email protected]

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Hecho Depósito de LeyDepósito Legal: lf80020053633113ISBN: 980-12-1448-1

Diseño de Diagramación:Janet Salgado M.

Diseño de Portada:Cograf Comunicaciones,C.A.

Fotolito:Tecnoprint 2090, C.A.

Impresión:Imprenta Negrín Central, C.A.

Impreso en Venezuela - Printed in Venezuela

NOTA

Las informaciones del presente manual tienen una finalidad educativa únicamente. Los procedimientos descritos son para uso exclusivo de personasque posean la pericia y la capacitación técnica apropiadas y para ser aplicados por su propia cuenta y riesgo.

Cuando los procedimientos descritos difieran de los del fabricante de determinado equipo deberán seguirse las instrucciones de dicho fabricante.

La información técnica y jurídica presentada es la vigente en la fecha de publicación original. Debido a la rápida evolución de la tecnología y delos reglamentos en esta esfera, no se puede presumir que dicha información será válida en el futuro.

UNIDO, FONDOIN y B+S Consultores no garantizan la aceptabilidad del funcionamiento la seguridad del operario ni de los aspectos ambientalesde ninguno de los equipos analizados. Cada actividad industrial exige la consideración de los aspectos relacionados con la seguridad de los operariosy la debida eliminación de los contaminantes y productos de desecho. Ni UNIDO, FONDOIN ni B+S Consultores pueden recomendar las opcionescorrespondientes a las nuevas tecnologías o a los nuevos refrigerantes que se mencionan en el manual ni en cuanto a su eficacia, aceptabilidad nifiabilidad. Tales tecnologías y refrigerantes han sido enumerados únicamente con la finalidad de dar al utilizador del manual una idea adecuada de lasposibilidades que pueden presentar los mismos después de un suficiente desarrollo que los haga comercialmente viables y aplicables en un futurocercano.

La mención de toda empresa, asociación o producto en el presente documento es al solo título informativo y no constituye una recomendación porparte de UNIDO, FONDOIN o B+S Consultores respecto a tal empresa, asociación o producto, expresa ni implícitamente.

AGRADECIMIENTO3

Este manual fue editado por FONDOIN con el aporte de varias instituciones y personas, bajo la dirección delLicenciado Osmer Castillo.

La investigación científica y técnica, así como la redacción del mismo, fue realizada por Biosfera+SeguraConsultores, siendo su autor, el Ing. Jorge Alberto Puebla, quien contó con la colaboración del licenciadoCarlos Julio Rivas S. y el ingeniero Rodrigo Rengifo.

La coordinación general del Manual, así como la verificación técnica, estuvo a cargo de la Sala Técnica deFONDOIN, conformada por la Licenciada Carmelina Flores de Lombardi, los ingenieros Gianfranco Ruggieroy Pedro Sallent, el apoyo de los profesores César Oronel y Rafael Álvarez, miembros del personal docente delLaboratorio de Fenómenos de Transporte, de la Universidad Simón Bolívar, de Sartenejas, Caracas.

Destacamos también, la colaboración del Doctor Ryuichi Oshima, el ingeniero Rodrigo Serpa, y del ingenieroJuan Carlos Reinhardt, miembros del personal técnico de la Organización de las Naciones Unidas para elDesarrollo Industrial (ONUDI), quienes aportaron material de consulta, así como al Licenciado OsmerCastillo, presidente de FONDOIN, por su labor de coordinación para la materialización de este proyecto.

AGRADECIMIENTOS

MANUAL DE BUENASPRÁCTICAS ENREFRIGERACIÓN

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En el 2005 se cumplen 20 años del Convenio de Viena y 18 el Protocolo de Montreal; quiere decir que yahay una generación crecida bajo la amenaza de la destrucción de la capa de ozono y de los efectos de la luzultravioleta.

Es posible que muchas de esas personas no hayan podido percatarse del peligro que ha corrido la capa deozono, pero en cambio serán testigos del mayor logro colectivo tecnológico ambiental de nuestro tiempo: laeliminación de los CFC en todo el planeta y en todas sus aplicaciones, especialmente en la más importante, larefrigeración.

Este cambio implica no sólo el uso de otros refrigerantes ambientalmente más favorables, sino también laconservación y reutilización de los actuales para poder dar servicio a los equipos usados que aún les quedanalgunos años de vida.

Pues bien, a lo largo de estos años, el consumo mundial de CFC en los países desarrollados y en desarrollo,ha alcanzado una reducción por encima del 70% y el consumo restante será eliminado antes de 2010; por esoeste año, el 16 de septiembre, Día Mundial de la Capa de Ozono, el mundo entero podrá celebrará estoslogros.

En Venezuela el júbilo será si se quiere mayor, pues además de lograr una reducción del consumo en elorden del 60%, el sector industrial que fabrica productos con CFC ya está reconvertido, la empresa fabricantenacional de CFC cierra su producción a finales del próximo año y el resto del consumo nacional, localizadoen el sector servicio que instala repara y mantiene los artefactos de enfriamiento de vieja tecnología, será elpunto focal del proyecto con más alcance social y ambiental promovido y tramitado hasta ahora porFONDOIN.

Gracias a los recursos del Fondo Multilateral y el apoyo de la Organización de las Naciones Unidas parael Desarrollo Industrial (ONUDI), este año se inicia el Programa de Capacitación en Buenas Prácticas, dirigidoa todos los técnicos en refrigeración de Venezuela. El Programa se desarrollará en 43 centros educativosdistribuidos en todo el territorio nacional, que ofrecerán cursos intensivos durante un año consecutivo. Con esteobjetivo, los centros educativos fueron dotados del equipamiento necesario para los cursos, que seránimpartidos por un cuerpo de instructores entrenados especialmente, siguiendo el Manual de Buenas Prácticaspreparado por FONDOIN.

Este excelente Manual que se entregará a todos los cursantes, contiene el compendio de conocimientos quedebe tener todo técnico para realizar su trabajo adecuadamente y en concordancia con la protección delambiente. Los técnicos que aprueben el curso gozarán de una credencial particular que les otorgará FONDOIN,la cual podrán mostrar a los clientes en garantía de la capacitación adquirida. La meta de FONDOIN es quedentro de un año, en el Día Mundial de la Capa de Ozono, los 43 centros educativos, los 90 instructores y los3000 técnicos capacitados, nos reunamos como un solo equipo para celebrar que ya en Venezuela, gracias alas Buenas Practicas impartidas, y al resto de los medidas tomadas, la Capa de Ozono no recibirá mas gasesdañinos provenientes de esta parte del planeta.

Sr. Osmer CastilloPresidente del Fondo de Reconversión Industrial (FONDOIN)

PRÓLOGO

ÍNDICE

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ÍNDICE

Prólogo 4Introducción 7Capítulo I: La capa de ozono1 Causas y efectos de la destrucción

del ozono estratosférico 92 Riesgo para la salud y el ambiente 103 Calentamiento global-causas y efectos 10

Capítulo II: Normativas y regulaciones

para proteger la capa de ozono1 Convenios internacionales 132 Legislación nacional 14

Capítulo III: Refrigeración

1 Consideraciones generales 172 Breve reseña histórica 173 Refrigeración mecánica 174 Objetivo de la refrigeración mecánica 185 Definiciones 186 Propiedades de los gases 227 Cambio de estado de los gases 228 Gráfico de Mollier 22

8.1 Análisis del gráfico 238.2 Ciclo mecánico de refrigeración 24

8.2.1 Lado de alta presión 258.2.2 Lado de baja presión 258.2.3 Otros dispositivos 25

8.3 Relación entre el ciclo de refrigeración mecánica y el gráfico de Mollier 26

8.4 Herramientas computacionales para el cálculo de sistemas de refrigeración 26

Capítulo IV: Gases refrigerantes

1 Refrigerantes históricamente más comunes 272 Tipo de gases refrigerantes y nomenclatura 28

2.1 Refrigerantes halogenados 282.1.1Clorofluorocarbonos (CFC) 282.1.2Hidroclorofluorocarbonos (HCFC) 28

2.2 Mezclas 292.2.1 Mezclas zeotrópicas 292.2.2 Mezclas azeotrópicas 29

2.3 Hidrocarburos y compuestos inorgánicos 292.3.1 Hidrocarburos (HC) 292.3.2 Compuestos inorgánicos 31

3 Consideraciones relativas a la salud y la seguridad 353.1 Toxicidad 353.2 Inflamabilidad 35

4 Efectos de algunos refrigerantes sobre la capa de ozono y el calentamiento global 36

5 Sustitutos transitorios 365.1 “Retrofitting” o cambio de refrigerantes

de R12 a R134a 38

Capítulo V: Sistemas de refrigeración

1 Sistemas de refrigeración 392 Refrigeración doméstica 39

2.1 Componentes del circuito de refrigeración en neveras o congeladores domésticos 48

2.2 Procedimiento de carga para sistemas de refrigeración doméstica 64

2.3 Diagnóstico de fallas y reparaciones en equipos de refrigeración domésticos 66

3 Refrigeración comercial 723.1 Componentes de circuitos de refrigeración

comercial e industrial 743.2 Procedimiento de carga para sistemas

de refrigeración comercial 964 Aire acondicionado 101

4.1 Procedimiento de carga para sistemas de aire acondicionado 103

4.2 Diagnóstico de fallas y reparaciones en equipos de aire acondicionado 104

5 Aire acondicionado automotriz 1075.1 Procedimiento de carga para sistemas

de aire acondicionado automotriz 1096 Lubricación del compresor 112

6.1 Cambio de aceite 1146.2 Humedad y ácidos - efectos sobre

el lubricante 1146.3 Tipos de lubricantes 1156.4 Reacciones de los lubricantes

con la humedad 1166.5 Eliminación de la humedad

y otros contaminantes volátiles (GNC) de un sistema de refrigeración 116

7 Herramientas y equipos de servicio 119

Capítulo VI: Consideraciones sobre la instalación y mantenimiento

de sistemas1 Instalación de sistemas 1272 Inspección periódica y mantenimiento

preventivo 1273 Diagnóstico efectivo de fallas 1284 Fugas 128


6

4.1 Tipos de fugas 1284.2 Métodos de localización de fugas 1294.3 Verificación de la estanqueidad de un

sistema sin usar refrigerante puro 1295 Sustitución de componentes 130

5.1 Compresor 1315.2 Ajuste del sistema a las nuevas

condiciones de trabajo 131

Capítulo VII: Recuperación, reciclaje yregeneración

1 Definiciones 1331.1 Proceso de recuperación 1331.2 Proceso de reciclado 1331.3 Proceso de regeneración 133

2 Equipos y herramientas necesarias para la recuperación 1332.1 Máquinas recuperadoras o recicladoras 1332.2 Cilindros recargables para recuperar 1332.3 Otros equipos y herramientas 134

3 Identificación y pruebas de contaminación de los refrigerantes comunes 1343.1 Métodos para identificar el tipo de

refrigerantes en sistemas 1343.2 Métodos de prueba de campo para

refrigerantes y aceite 1344 Métodos de recuperación de refrigerantes

en sistemas 1344.1 Recuperación en fase vapor 1344.2 Recuperación en fase líquida 135

5 Aspectos importantes en la recuperación de gases refrigenrantes 136

6 Método de reciclaje de refrigerante 1387 Método de regeneración de refrigerante 138

8 Procedimientos para la recuperación derefrigerante 1398.1 Procedimiento para recuperar refrigerante

en un refrigerador doméstico 1398.2 Procedimiento para recuperar refrigerante

en un sistema de aire acondicionado 1398.3 Procedimiento para recuperar refrigerante

en un sistema de refrigeración comercial de cámara fría 140

8.4 Procedimiento para recuperar refrigerante en un sistema de aire acondicionado autonotriz 141

Capítulo VIII: Recomendaciones de

buenas prácticas en refrigeración1 Seguridad personal 1432 Carga de refrigerante en un sistema 1443 Riesgos que presentan los hidrocarburos

(HC) y mezclas que contienen hidrocarburos cuando son empleados como refrigerantes 147

4 Manejo, uso y almacenaje seguro de gases comprimidos 1484.1 Recomendaciones para el manejo y uso1484.2 Recomendaciones para el almacenaje 1494.3 Otras recomendaciones de manejo

y almacenaje 1495 Técnicas de trasegado seguras 1506 Más consideraciones de buenas prácticas

en refrigeración 150

Anexos 151Bibliografía 155

INTRODUCCIÓN

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Consideraciones generalesEste manual constituye, fundamentalmente, el

material de apoyo para los instructores yparticipantes en los cursos de capacitación enbuenas prácticas en refrigeración.

Los cursos están dirigidos a los técnicos queprestan servicio en esta área, con el objeto decapacitarlos para que realicen un mejor trabajo, sinque se produzcan emisiones de SustanciasAgotadoras del Ozono [SAO] a la atmósfera y engeneral, de cualquier refrigerante; y también parapreservar la expectativa de vida útil de los sistemas yequipos a los que les hagan servicio y reduciendo eldaño al ambiente.

Las buenas prácticas están enfocadas enparticular, al manejo adecuado de las SustanciasAgotadoras del Ozono, pero sin excluir a losHidrofluocarbonos [HFC], que aunque no actúansobre la capa de ozono, contribuyen sensiblementeal calentamiento global del planeta que es tambiénun daño ambiental de consecuencias catastróficas.

Organización del manualEl manual fue estructurado para que cada

persona que lo consulte, pueda ubicar de manerarápida y sencilla la información deseada. Para ello,se utilizó un lenguaje sencillo y cotidiano parafacilitar la comprensión de las definiciones yexplicaciones contenidas.

El capítulo I, comienza con una brevedescripción de la capa de ozono, su importancia enla atmósfera, las causas, los efectos de su destruccióny la relación con el cambio climático global. En elcapítulo II, se describen las medidas que se hantomado a escala mundial y local, para detener ladestrucción de la capa de ozono; concluyendo estaparte, con una enumeración de las normativasvigentes en Venezuela para proteger la capa deozono; así como las disposiciones relativas al buenmanejo y empleo de refrigerantes, equipos, aparatosy sistemas que utilizan estas sustancias para sufuncionamiento.

El capítulo III, se hace una breve síntesis de larefrigeración, su historia, su importancia y sudesarrollo y se describen los principios básicos que

rigen el proceso, las etapas que caracterizan todosistema de enfriamiento y los componentes queintervienen.

En el capítulo IV, se hace una explicacióndetallada de los diferentes tipos de refrigerantes:clasificación, y nomenclatura según su tipo; suspropiedades y consideraciones acerca de lainflamabilidad y aspectos relativos a la seguridadpersonal que debe observarse al momento demanipular estas sustancias.

Seguidamente, en el capítulo V, se desarrollanampliamente, las diferentes aplicaciones de larefrigeración y el aire acondicionado; así comotambién una serie de informaciones que ayudarán alos técnicos en el análisis de fallas para los sistemascomunes y sus componentes. El capítulo concluyecon una descripción y explicación de lasherramientas y equipos con los que se debe contarpara realizar un buen trabajo de mantenimiento, asícomo también la función y operación de cada unode ellos.

En el capítulo VI, se podrá encontrar una serie deconsideraciones relativas a la instalación ymantenimiento de sistemas de refrigeración:inspección periódica, mantenimiento preventivo,diagnostico efectivo de fallas, tipos de fuga y losmétodos e instrumentos.

Por último, en los capítulos VII y VIII, seencuentran desarrolladas las técnicas de buenasprácticas en refrigeración, aplicables a la elaboraciónde un diagnóstico correcto de fallas; limpieza internay externa de sistemas de refrigeración; retiro y cargade los refrigerantes; prevención de fugas; recu-peración de gases refrigerantes, almacenaje y engeneral, manipulación de recipientes a presión.

Todo el temario desarrollado en este manual, hasido concebido para ayudar a los técnicos derefrigeración a corregir los errores conceptuales, deprocedimientos y de manejo, que inciden en elconsumo innecesario y desmesurado de SAO,mejorando la efectividad en los trabajos deinstalación, mantenimiento y reparación; lograndode esta forma, que los equipos y sistemas alcancenel máximo de vida útil prevista en su diseño originaly al mismo tiempo, contribuir con la conservacióndel ambiente; y en especial, con la capa de ozono.

INTRODUCCIÓN

CAPÍTULO I: LA CAPA DE

OZONO

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1 Causas y efectos de la destrucción del ozono estratosférico

La capa de ozono ubicada en la estratosfera, seextiende entre los 15 y los 45 Km por encima de lasuperficie del planeta. Como su nombre lo indica,esta capa es rica en ozono que absorbe los rayosultravioleta del sol, impidiendo su paso a la Tierra.

El ozono es una forma de oxígeno cuya molécu-la tiene tres átomos, en vez de los dos del oxígenonormal, convirtiéndose en una sustancia muy reacti-va e inestable, tóxica aún inhalada en pequeñas can-tidades durante períodos cortos.

En la estratosfera, el ozono se forma a partir del oxígenodel aire en presencia de la radiación ultravioleta b;ambos, oxígeno y ozono se mantienen en un equilibriodinámico en el cual el ozono se forma y se destruye con-tinuamente, siendo la formación mas rápida que ladestrucción, por lo cual el ozono tiende a acumular-se, alcanzando concentraciones de hasta 10ppm.

Si el ozono estratosférico no logra formarse o sedestruye disminuyendo su concentración, la luzultravioleta no seria absorbida y llegaría a la superfi-cie, causando un efecto letal sobre todos los seresvivos.

En la troposfera, el ozono se origina en pequeñascantidades durante las tormentas eléctricas; pero anivel del suelo, el ozono es un contaminante atmos-férico que se forma a partir de la reacción de las emi-siones de los vehículos con otros contaminantes delaire, formando una mezcla nociva para la saludconocida como "smog fotoquímico", típica de ciu-dades muy contaminadas como Los Ángeles yCiudad de México; las concentraciones de ozonosuperiores a 0,1ppm son peligrosas para la salud,plantas y animales.

La capa de ozono protege la vida del planeta dela radiación ultravioleta del sol; esta radiación tieneuna longitud de onda menor que la de la luz visible,pero mayor que los rayos X. Dentro de este espectrose pueden distinguir tres tipos de radiación ultravioleta:

CAPÍTULO I

Perfil de la concentración de ozono [O3] en la atmósfera.

Radiación ultravioleta A [UV-A], la mas cercanaal color violeta de la luz visible, pasa en su totalidada través de la atmósfera y llega a la superficie; es re-lativamente inofensiva, la emplean las plantas pararealizar la fotosíntesis y contribuye en pequeñas dosisa fijar la vitamina A; sin embargo en exposicionesprolongadas puede ser dañina.

Radiación ultravioleta C [UV-C], la de menorlongitud de onda y mas cercana a los rayos X, letalpara la vida tal cual la conocemos, es totalmenteabsorbida por encima de la estratosfera, en la ionosfera.

Radiación ultravioleta B [UV-B], tiene una longi-tud de onda intermedia entre las dos anteriores,aunque es menos letal que la C, es también peligrosaaún en cantidades pequeñas, pues produce cáncer depiel, cataratas y otros daños en la vista, afecta el sis-tema inmunológico, y todas las formas de vida:microbios, algas, hongos, plantas, invertebrados yvertebrados; normalmente es totalmente absorbidapor la capa de ozono.

En 1974, dos químicos de la Universidad deCalifornia: Sherwood Rowland y Mario Molina,

LA CAPA DE OZONO


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plantearon la hipótesis de que la acumulación en laatmósfera de CFC, en presencia de radiación ultravi-oleta, podía desencadenar la destrucción del ozonoestratosférico.

Posteriormente, en la primavera austral de 1985se comprobó que la capa de ozono sobre la Antártidahabía desaparecido en más del 50%. Así mismo,hacia finales de la década del 80 se había comproba-do que efectivamente la destrucción de la capa deozono se debía a la presencia en la estratosfera deCFC, HCFC, y Halones, que liberan sus átomos de

cloro y bromo por efecto de la radiación ultravioletaB, estos átomos reaccionan con el ozono y lodestruyen, comprobándose totalmente la hipótesis deMolina y Rowland, que les hizo merecedores delPremio Nóbel de Química en 1995.

Este efecto devastador sobre la capa de ozono escausado por los CFC, tales como R11, R12 y R502(que contiene CFC115), por los Halones extintores deincendio y en menor grado por los HCFC como elR22 y el R123.

Todos estos productos al ser liberados a la atmós-fera, dado que son muy estables y permanecen intac-tos decenas de años, pueden ser transportados por lascorrientes de aire, desde el hemisferio norte hasta elPolo Sur y desde la superficie hasta la estratosfera,donde son vulnerables a la luz ultravioleta, descom-poniéndose y liberando cloro el cual inicia el ciclode destrucción del ozono.

Cada átomo de cloro que se libera puede des-truir hasta 10.000 moléculas de ozono. Este ciclodestructivo se presenta al comienzo de la primavera,una vez finalizada la fase de oscuridad invernal, peroes justamente durante el periodo invernal que losvientos y las bajas temperaturas favorecen la acumu-lación de compuestos intermedios de cloro y bromo,hasta la llegada del sol en la primavera, cuandocomienza la gran la destrucción de ozono.

Se estima que si se cumple cabalmente el calen-dario de eliminación de los CFC establecido en el

Protocolo de Montreal y sus Enmiendas, la capa deozono estará restableciéndose a partir del 2040,pero las trazas de CFC permanecerán en la atmósferamuchísimos años más. Es por lo tanto vital quereduzcamos al mínimo y sin demora, las emisionesde sustancias agotadoras del ozono.

2 Riesgos para la salud y el ambiente

Si la cantidad de ozono disminuye en la estratos-fera, más radiación ultravioleta B alcanzará la super-ficie del planeta. Este aumento de radiación pro-ducirá un incremento significativo de casos de cáncerde piel (melanoma y nomelanoma), cataratas y otraslesiones de la vista e insuficiencia en el sistemainmunológico en los seres humanos. En el resto delos seres vivos aparecerán efectos similares que mer-marán la producción agrícola, la vida silvestre, losbosques y la diversidad biológica, reduciendo la produc-ción de alimentos y la supervivencia. Los cambios en laestratosfera también tendrán consecuencias sobre elclima y favorecerán la formación de “smog” fotoquímico.

3 Calentamiento global - causas y efectos

El calentamiento global o "efecto invernadero" esun fenómeno natural que se produce cuando parte dela radiación infrarroja emitida por la Tierra, paraperder el exceso de calor recibido del sol, es absorbi-da en la troposfera por gases normalmente presentesen el aire, como el vapor de agua, el dióxido de car-bono y el metano, entre otros, impidiendo que esecalor escape al espacio y lo devuelve a la superficiecomo una segunda fuente de calor.

Este fenómeno hace que la temperatura diurna ynocturna en áreas húmedas y boscosas sea menosfluctuante que en zonas secas como los desiertos,que presentan diferencias de temperatura muy mar-cadas entre el día y la noche por la carencia dehumedad del aire.

Pero la acumulación progresiva de dióxido decarbono en la atmósfera, producto de la combustiónde carbón, petróleo y gas, aunado a la presencia delos CFC, HCFC y Halones, han acentuado notable-mente la absorción del calor desprendido por laTierra, aumentando la temperatura promedio y cau-sando cambios en el clima.

A medida que la presencia de los gases que cau-san este calentamiento siga en aumento, los efectosserán catastróficos por las perdidas materiales pro-ducto de las tormentas, inundaciones y sequíasextremas que modificarán las ciudades, las costas,las zonas de cultivo, la productividad, y la super-vivencia de las especies.

Reacción química de los CFC con el ozono en la estratosfera.

CAPÍTULO I: LA CAPA DE

OZONO

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Índices pluviométricos en descenso, incrementode la desertificación, temperaturas promedio anualesen aumento, aceleración en el derretimiento delhielo de los casquetes polares y los glaciares, cam-bios en los patrones de las corrientes oceánicas,inundaciones de áreas de baja altura adyacentes amares y océanos, mareas más altas y huracanes,tifones y ciclones de mayor potencia, serán los fenó-menos con los que tendremos que lidiar a diario amedida que siga cambiando el clima de la Tierra.

Los CFC, HCFC y los HFC, tienen altos poten-ciales de calentamiento, miles de veces superioresal del dióxido de carbono y el metano; son práctica-mente indestructibles en la troposfera y sus periodosde vida superan en algunos casos los 100 años. Demanera que estas sustancias que durante años se con-sideraron los refrigerantes perfectos, hoy sabemosque son doblemente peligrosas: en la troposfera porla cantidad de calor que atrapan y emiten, convir-tiéndose en súper gases invernadero y en la estratos-fera por la avidez destructora de ozono. Al dejarlasescapar se contribuye directamente con ambascatástrofes y una vez que estas sustancias han pasa-do al aire no hay forma de retirarlas ni de neu-tralizarlas, se quedarán allí haciendo daño muchomas tiempo que el que nosotros pasaremos en laTierra, pero posiblemente si podremos sufrir y lamen-tar los efectos. Por estas razones estos refrigerantestienen que manejarse como sustancias peligrosas.

La refrigeración contribuye al calentamiento globalen dos formas:

· Directamente: por la emisión de refrigerantes ala atmósfera debido a fugas en sistemas o por la li-beración voluntaria y deliberada de gases refrige-rantes en los procesos de reparación y puesta fuerade servicio de equipos de refrigeración.

· Indirectamente: por la cantidad de energíaeléctrica consumida, la cual produce emisiones dedióxido de carbono cuando la energía es producidaen plantas térmicas, que utilizan combustibles de ori-gen fósil para su operación.

Es por lo tanto urgente que reduzcamos las emi-siones de refrigerantes a la atmósfera para mini-

mizar los efectos de la destrucción de la capa deozono y el incremento del calentamiento global.Adicionalmente, es también esencial que nos ase-guremos del uso eficiente de la energía a fin dereducir los efectos indirectos del calentamiento global.

Se define el EFECTO TOTAL EQUIVALENTE DERECALENTAMIENTO de la atmósfera, conocidocomo TEWI, por sus siglas en inglés, como:

TEWI [Total Equivalent WarmingImpact]

Efecto total equivalente de recalentamiento = Efecto directo por emisiones de refrigerantes

+Efecto indirecto por el consumo de energía

Si bien se ha enfocado este trabajo en la elimi-nación de los gases refrigerantes que agotan la capade ozono [SAO] por cuanto este es el alcance delprograma; no podemos ignorar que con posterioridadse ha puesto en evidencia la acción de sustanciasempleadas en refrigeración que, aún cuando noactúan en el balance de ozono estratosférico, tienenroles destacados en su contribución al efecto inver-nadero. Es por ello que se incluyen menciones adichos efectos, que hoy en día no pueden pasarse poralto.

Los escenarios posibles en refrigeración en el sigloXXI son mucho más complejos de lo que fueron hastael Convenio de Viena y en la actualidad, por las discu-siones sobre calentamiento global que se llevan a caboa la luz de los postulados del Protocolo de Kyoto, secomplican aún más pues cuestionan soluciones, que sibien óptimas para el problema del agotamiento delozono no son apropiadas desde el punto de vista delcalentamiento global.

El Calentamiento Global.

Análisis gráfico cuantitativo del Calentamiento Global.

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1 Convenios internacionales

• Convenio de Viena para la Protección de laCapa de Ozono, Gaceta Oficial Nº 34.818 del19 de julio de 1988.

• Protocolo de Montreal relativo a lasSustancias Agotadoras de la Capa de Ozono,Gaceta Oficial Nº 34.134 del 11 de enero de1989.

• Enmienda de Londres al Protocolo deMontreal, Gaceta Oficial Nº 4.580Extraordinario, del 21 de mayo de 1993.

• Enmienda de Copenhague al Protocolo deMontreal, Gaceta Oficial Nº 5.180Extraordinario, del 4 de noviembre de 1997.

• Enmienda de Montreal al Protocolo deMontreal, Gaceta Oficial Nº 37.217, del 12de junio de 2001.

• Enmienda de Beijing, no ratificada aun porVenezuela.

• Convenio de Cambios Climáticos Globales,Gaceta Oficial Nº 4.825 Extraordinario del 27de diciembre de 1994.

• Protocolo de Kyoto, Gaceta Oficial Nº38.081 de fecha 7 de diciembre de 2004.

El Convenio de Viena, acordado en 1985 para laprotección de la capa de ozono, establece el com-promiso de realizar las investigaciones científicascon el objetivo de mejorar el conocimiento de losprocesos atmosféricos y desarrollar posteriores pro-tocolos para controlar las sustancias agotadoras de lacapa de ozono. Actualmente 190 países han ratifica-do el Convenio de Viena.

"Protocolo de Montreal relativo a las Sustanciasque agotan la capa de ozono" fue acordado en sep-tiembre de 1987. El Protocolo identificó las princi-pales sustancias que agotan el ozono (CFC11,CFC12, CFC113, CFC114, CFC 115 y tres halones) yestableció los primeros límites para reducir la pro-

ducción y el consumo de dichas sustancias. Uno delos aspectos resaltantes de este acuerdo es queestablece una moratoria para los países en desarrollo,en relación con el cumplimiento del calendario dereducción de las sustancias y la obligación de todos lospaíses de informar anualmente las cantidades produci-das, importadas y exportadas de cada sustancia, paraverificar progresivamente el cumplimiento de las medi-das. Actualmente ha sido ratificado por 189 países.

El avance científico y tecnológico condujo a lasPartes a realizar la primera Enmienda del Protocolode Montreal en 1990. Esta es la Enmienda deLondres, en la cual se modifica el Calendario deReducción y se acuerda que el consumo y la produc-ción de las 8 sustancias deben ser eliminados entre1994 y 1996, pero se continua la moratoria de 10años para los países en desarrollo y se crea el FondoMultilateral para la Aplicación del Protocolo deMontreal en los países en desarrollo, de manera quepuedan ir adoptando las nuevas tecnologías y elimi-nando el consumo de las sustancias a medida queestén disponibles en el mercado.

En 1992, se acuerda la Enmienda deCopenhague, que extienda la lista de las sustanciascontroladas y perfecciona el Calendario de Elimi-nación tanto para países desarrollados como parapaíses en desarrollo. Este calendario con algunosajustes está vigente aún.

En 1997, con motivo de los 10 años del Protocolode Montreal se acuerda la Enmienda de Montreal,que establece la obligación de contar con un sistemade Licencias o similar, que permita controlar lasexportaciones e importaciones de las sustancias, con elpropósito de combatir el trafico ilícito de las mismas.

En 1999, se acuerda la Enmienda de Beijing, queperfecciona el calendario de eliminación de losHCFC y del Bromuro de Metilo.

En el siguiente cuadro aparece un resumen de lassustancias sujetas al Protocolo de Montreal y susEnmiendas, con los calendarios de eliminaciónrespectivos.

CAPÍTULO II NORMATIVAS Y REGULACIONES PARAPROTEGER LA CAPA DE OZONO

CAPÍTULO II:

NORMATIVAS Y REGULACIONES PARA

PROTEGER LA CAPA DE OZONO


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El Calendario de Eliminación de los CFC en lospaíses en desarrollo pasa por reducciones sucesivasde 50% en el 2005, 85% en el 2007 hasta llegar a lameta de consumo 0 en los años señalados. Si estecalendario se cumple a cabalidad, las investigacionescientíficas y los modelos matemáticos indican que lacapa de ozono habrá recuperado los niveles de 1980en el 2040, pero si al contrario los países hacen casoomiso de los compromisos adquiridos, la capa deozono puede tardar más de un siglo en recuperarse yel calentamiento global por efecto de estas sustanciasse habrá magnificado, produciendo cambios inima-ginables de consecuencias devastadoras en todos loscontinentes.

El 11 de diciembre de 1992 se acordó elConvenio para combatir el Cambio ClimáticoGlobal y luego en 1997 se acuerda el Protocolo deKyoto que fija un calendario para reducir progresiva-mente las emisiones de gases de efecto invernadero,estableciendo obligaciones diferentes para paísesdesarrollados y en desarrollo. Es importante señalarque en el Protocolo de Kyoto figuran no solo los CFCy HCFC sino también los sustitutos HFC, de ahí laimportancia de incluir el manejo de estas sustanciasen el curso de capacitación de las buenas prácticaspara combatir la destrucción de la capa de ozono yel calentamiento global.

2 Legislación nacional

• Constitución de la República Bolivariana deVenezuela de 1999.

• Convenios internacionales sobre la capa deozono y cambio climático ratificados porVenezuela, mediante leyes aprobatorias quese mencionan en el párrafo anterior.

• Ley Penal del Ambiente, Gaceta Oficial Nº4.358 Extraordinario, del 3 de enero de 1992.

• Decreto Nº 989, del Arancel de Aduanas,Gaceta Oficial Nº 5.039 Extraordinario, del 6de febrero de 1996.

• Ley Orgánica de Aduanas, Gaceta Oficial Nº5.353 Extraordinario, del 17 de junio de 1999.

• Ley sobre "Sustancias, Materiales y DesechosPeligrosos", Gaceta Oficial Nº 5.554Extraordinario, del 13 de noviembre de 2001.

• Decreto Nº 3.228, relativo a las "Normaspara Regular y Controlar el Consumo, laProducción, Importación, Exportación y elUso de las Sustancias Agotadoras de la Capade Ozono", Gaceta Oficial Nº 5.735Extraordinario, del 11 de noviembre de 2004.

Constitución de la República Bolivariana deVenezuela, Artículo 127.

"Es una obligación fundamental del Estado, con la acti-va participación de la sociedad, garantizar que lapoblación se desenvuelva en un ambiente libre de con-taminación, en donde el aire, el agua, los suelos, las costas,el clima, la capa de ozono, las especies vivas, sean espe-cialmente protegidos de conformidad con la ley."

Ley Penal del Ambiente, Artículo 47.

"El que viole con motivo de sus actividadeseconómicas, las normas nacionales o los convenios,tratados o protocolos internacionales, suscritos por laRepública, para la protección de la capa de ozonodel planeta, será sancionado con prisión de uno (1) ados (2) años y multa de mil (1.000) a dos mil (2.000)días de salario mínimo."

Decreto Nº 3.228: Normas para Regular yControlar el Consumo, la Producción, Importación,Exportación y el Uso de las Sustancias que agotanla Capa de Ozono.

¿A quién va dirigido el Decreto?

El Decreto va dirigido a:

1) Todos los ciudadanos y ciudadanas que fabri-can, importan, exportan y comercializan lassustancias agotadoras de la capa de ozono.

2) Todos los que fabrican, importan, exportan ycomercializan cualquier equipo o artefacto queutilice o contenga las sustancias sujetas al Decreto.

Anexos del Protocolo de Montreal Tipo de SAO Eliminación en países desarrollados Eliminación en países en desarrollo(Artículo 5) (Artículo 5)

A-I CFC(5 tipos principales) 1996 2010A-II Halones 1994 2010B-I Otros CFC 1996 2010B-II Tetracloruro de carbono 1996 2010B-III Metilcloroformo 1996 2015C-I CFC 2030 2040C-II HBFC 1996 1996C-III Bromoclorometano 2002 2002

E Bromuro de metilo 2005 2015

Nota aclaratoria: Se consideran países que operan al amparo del artículo 5 los países en desarrollo que consumen anualmente menos de 0,3 kg percápita de SAO controladas enumeradas en el Anexo A: es decir CFC11, CFC12, CFC113, CFC114, CFC115 y los Halones.

Calendario de eliminación mundial de SAO

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3) Todos los que realizan instalaciones, reparacionesy mantenimiento de los equipos y artefactos quecontienen o utilizan las mismas sustancias.

4) Todos los dueños de equipos y artefactos quecontienen las sustancias, que deben velar porsu mantenimiento y operación correcta.

5) Todos los que se benefician de la cadena deenfriamiento para conservar alimentos, medici-nas, aclimatar espacios, vivienda, vehículos yotros, para lo cual se utilizan equipos o artefac-tos cuyos refrigerantes dañan la capa de ozono.

6) Todos los ciudadanos y ciudadanas que resi-den en Venezuela sujetos a la Constitución y lasleyes de la República y que son susceptibles alos daños como consecuencia de la destrucciónde la capa de ozono y del calentamiento global.

¿Cómo podemos cumplir con las Normasdel Decreto?

El primer paso es conocer su contenido, teniendocomo escenario el daño ambiental que se quieredetener, la disponibilidad de sustitutos, avances tec-nológicos, el programa de entrenamiento de buenas prac-ticas, el uso racional de las sustancias, y el convencimien-to que si todos nos esforzamos y nos comprometemos enesta cruzada, la capa de ozono puede salvarse.

¿Qué establece el Decreto?El Decreto establece que hay una serie de sustan-

cias que destruyen, en mayor o menor grado la capa

de ozono y que su uso debe ser eliminado progresi-vamente, según el calendario establecido en funcióndel daño causado y de los avances tecnológicos quepermiten agilizar el cambio, empleando sustitutosmas favorables al ambiente.

No obstante, como existen una serie de equiposo aparatos de vieja tecnología que dependen todavíade las sustancias controladas, el Decreto prevé unaserie de normas y procedimientos para permitir suuso controlado, minimizando el daño ambiental ymonitoreando las empresas que por razones de traba-jo deben manejar estas sustancias.

¿Cuáles son las sustancias sujetas al Decreto?Las Sustancias agotadoras de la capa de ozono

aparecen en las Listas A, B, C, D y E del articulo 3del Decreto 3228.

¿Qué prohíbe este Decreto? 1) Prohíbe la importación de 18 sustancias que

agotan la capa de ozono: CFC11, CFC12, Halón1211, Halón 1301, Halón 2402, otros 10 CFCdel grupo I de la Lista B, el Bromoclorometano,el Bromuro de Metilo y las mezclas comercialescon estas sustancias: R500, R501, R502 R503,R505, Oxyfume 12 y Bromuro de Metilo conCloropicrina, entre otras.

2) El Decreto también prohíbe la fabricación eimportación de equipos, artefactos, aparatos o

Listas y Grupos Sustancias Características y aplicaciones

CFC11, CFC12, CFC113, CFC114, CFC115, Son las más destructivas de ozono y también Halón 1211, Halón 1301 y Halón 2402 las que han sido más utilizadas. Los CFC se han

utilizado principalmente como refrigerantes, enaerosoles, espumas sintéticas y solventes. LosHalones son agentes extintores de fuego. Hoy endía todos tienen sustitutos.

10 CFC, Tetracloruro de Carbono y Son 10 CFC menos utilizados; algunos se han1,1,1 Tricloroetano empleado como refrigerantes o carecen de

aplicaciones; las otras dos sustancias son utilizadas como materia prima para CFC y como solventes.

38 HCFC, 34 HBFC y Bromoclorometano Algunos son sustitutos temporales de los CFC y se les conoce como sustancias de transición por tener menores potenciales de agotamiento de ozono, pero la mayoría carece de aplicacionesal igual que el Bromoclorometano.

Bromometano o Bromuro de Metilo Es un plaguicida muy tóxico y peligroso que tiene sustitutos para la mayoría de sus usos en el país.

7 mezclas con CFC , 29 mezclas con HCFC y Son mezclas identificadas como productos 2 con Bromuro de Metilo comerciales que se han utilizado mayormente

en refrigeración, aunque las mezclas de HCFC tienen aplicaciones como sustancias de transición.

Nota: Pueden aparecer nuevas mezclas patentadas que contengan solo SAO, SAO y no-SAO o solo con No-SAO, las que contengan SAO estánsujetas al Decreto.

Lista A, Grupos I y II

Lista B, Grupos I, II y III

Lista C, Grupos I, II y III

Lista D

CAPÍTULO II:

NORMATIVAS Y REGULACIONES PARA

PROTEGER LA CAPA DE OZONO

Sustancias que dañan la capa de ozono.


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máquinas que empleen o contengan SAO; asícomo también las emisiones de SAO con moti-vo de reparaciones, limpieza y mantenimientode equipos de refrigeración.

Los equipos que utilizan sustancias agotadoras dela capa de ozono abarcan una amplia variedad,resumida en las siguientes categorías:

• Equipos, aparatos o máquinas y bombas decalor reversibles para acondicionamiento deaire, bien sea para edificaciones o para vehículos.

• Refrigeradores, congeladores, máquinas yaparatos para producir frío, bombas de calor,refrigeradores y congeladores combinados,enfriadores de agua y de botellas, mostradoresy vitrinas refrigeradas, grupos frigoríficos,máquinas de hacer hielo, liofilizadores ocriodesecadores, deshumectadores, aparatosde licuar gases, entre otros.

• Vehículos terrestres o acuáticos de carga o depasajeros que tengan compartimientos conaire acondicionado o refrigerados.

Todos estos equipos y aparatos se fabrican en laactualidad con sustitutos; sin embargo hay aparatos,equipos y máquinas fabricados años atrás, que fun-cionan con CFC. En el Decreto 3228 se prohíbe laimportación de estos artefactos usados que con-tengan o estén diseñados para usar CFC.

3) Queda prohibido el envasado de SAO en cilin-dros a presión que por su diseño, válvulas ycaracterísticas de fabricación, no pueden serrecargados, por lo tanto son envases dese-

Línea base para aplicar el Calendario de reducción. Calendario de reducción.

2005 2007 2010Lista A (Grupo I) y sus mezclas 50% 85% 100%

Lista B (Grupo II y III) 50% 85% 100%

2015 2035 2040Lista C Grupos I , II y

sus mezclas congelamiento 85% 100%

chables; estos cilindros no pueden emplearsepara importar, vender ni trasvasar CFC, HCFCni sus mezclas.

¿Qué otras disposiciones contiene el Decreto?Las empresas distribuidoras y vendedoras, así

como las empresas del sector servicio que instalan,reparan o hacen mantenimiento de sistemas y equiposde refrigeración y aire acondicionado, que empleanlas sustancias controladas, tienen que utilizar cilin-dros recargables, deben disponer de equipos derecuperación y detección de fugas, para evitar lasemisiones a la atmósfera y contar con un personalentrenado en el manejo de estos equipos.

Estas disposiciones deben cumplirse para lainscripción obligatoria, a partir de los seis meses de lafecha de publicación de este Decreto, en el Registrode Actividades Susceptibles de Degradar elAmbiente (RASDA), a cargo del Ministerio delAmbiente y Los Recursos Naturales [MARN].Adicionalmente se mantiene el Registro de produc-tores, exportadores e importadores de SAO, comple-mentando las condiciones para continuar en el mismoy la obligación de solicitar el permiso semestral paraproducir, importar y exportar las sustancias, previocumplimiento de las condiciones para dicha solicitud.

Las empresas que importen sustancias prohibidasbajo otra denominación o mediante cualquier otroprocedimiento fraudulento serán sancionadas porcontrabando, de conformidad con la Ley Orgánica deAduanas. Igualmente estarán cometiendo un ilícitoaduanero quienes no presenten el permiso delMinisterio del Ambiente o incumplan con las normasde envasado. Quienes adquieran mercancías ingre-sadas mediante procedimientos ilícitos, también seránsancionados tras el decomiso de la mercancía.

Las infracciones al Decreto o su incumplimientoserán sancionadas de conformidad con lo establecidoen las normas ambientales y de Aduanas.

Sustancia Límite en Kg.Producción Importación Consumo

1.114.772 0 320.0003.672.122 0 2.667.253

0 20.000 20.0000 1.000 1.0000 500 5000 0 00 0 0

0 5.228.149 5.228.1490 10.000 10.0000 0 00 0 00 0 0

Lista A, Grupo I:CFC11CFC12CFC113CFC114, R506CFC115, R502, R504Lista A, Grupo II (todo)Lista B, Grupo I (todo)Lista B, Grupo II:Tetracloruro de Carbono1,1,1TricloroetanoLista C, Grupo IIILista D y mezclasLista E: R500, R501, R503 y R505

¡Atención! Las sustancias que no dañan la capa de ozono como el HFC134a, HFC23, HFC125, entre otras y algu-

nas mezclas como R507, R508, R407 y R410, no están sujetas al Decreto 3228, pero son sustancias que pro-ducen calentamiento global, por lo tanto son también sustancias peligrosas. Estas sustancias, como no estáncontroladas, se pueden importar en envases desechables; sin embargo al ser envases desechables no puedenser recargados; los técnicos que compren estos productos en envases no recargables no deben intentar recar-gar el envase ni reusarlo, sino que deben destruirlos por tratarse de envases de sustancias peligrosas.

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1 Consideraciones generales

La refrigeración es una técnica que se ha desarro-llado con el transcurso del tiempo y el avance de lacivilización; al igual que la mayoría de las ciencias ytécnicas, ha sido el resultado de las necesidades quela misma sociedad va creando a medida que avanzanlos inventos en diferentes campos.

La refrigeración contribuye a elevar el nivel devida de los pueblos de todos los países. Los avanceslogrados en refrigeración en los últimos años son elresultado del trabajo conjunto de técnicos, artesanos,ingenieros, hombres de ciencia y otros que hanunido sus habilidades y conocimientos.

La base sobre la que se fabrican nuevas sustanciasy materiales la suministra la ciencia. Estosconocimientos son aplicados al campo de la refri-geración por aquellos que diseñan, fabrican instalany mantienen equipos de refrigeración.

Las aplicaciones de la refrigeración son muynumerosas, siendo unas de las más comunes la conser-vación de alimentos, acondicionamiento ambiental(tanto de temperatura como de humedad), enfriamien-to de equipos y últimamente en los desarrollos tec-nológicos de avanzada en el área de los ordenadores.

2 Breve reseña histórica

La historia de la refrigeración es tan antigua como lacivilización misma. Se pueden distinguir dos períodos:

1. Refrigeración natural. Relacionada totalmentecon el uso del hielo.

2. Refrigeración artificial. Mediante el uso demáquinas.

Los períodos más sobresalientes de la evoluciónde la refrigeración son:

Refrigeración naturalHacia el año 1.000 AC, los chinos aprendieron

que el uso del hielo mejoraba el sabor de las bebidas.Cortaron hielo en invierno y lo empacaban con pajay aserrín y lo vendían durante el verano.

Por la misma época, los egipcios utilizaron reci-pientes porosos colocándolos sobre los techos paraenfriar el agua, valiéndose del proceso de enfria-miento que generaba la brisa nocturna.

Durante el imperio Romano, estos hacían bajarnieve y hielo de las montañas por cientos de kilóme-tros, colocándolos en pozos revestidos de paja yramas y los cubrían con madera.

Durante la edad media los pueblos aprendieron aenfriar las bebidas y alimentos, observando quedurante el invierno los alimentos se conservabanmejor.

En 1626, Francis Bacon trató de preservar unpollo llenándolo con nieve.

En 1683, Antón Van Leeuwenhoek inventó unmicroscopio y descubrió que un cristal de agua clarocontenía millones de organismos vivos (microbios).

Refrigeración artificialEn 1834, Jacob Perkins solicitó una de las

primeras patentes para uso de una máquina prácticade fabricación de hielo.

En 1880, Carl Linde inició el progreso rápido deconstrucción de maquinaria de refrigeración en basea la evaporación del amoniaco.

También en 1880 Michael Faraday descubre lasleyes de la inducción magnética que fueron la baseen el desarrollo del motor eléctrico.

En 1930, químicos de Dupont desarrollaron losrefrigerantes halogenados.

Desde entonces se creyó haber encontrado en losrefrigerantes halogenados la panacea en la refri-geración; por su seguridad, no toxicidad, no inflama-bilidad, bajo costo y fácil manejo, entre otras ventajas.

No fue sino hasta los años 80 cuando los científi-cos advirtieron sobre los efectos dañinos de algunosproductos químicos sobre la capa de ozono en laAntártida, preocupación que condujo a la investi-gación y selección de las sustancias potencialmenteactivas que podrían estarlos generando. Desdeentonces, los refrigerantes halogenados principal-mente (aunque no son los únicos), quedaron señala-dos como los causantes de tales efectos.

Actualmente se investiga un sinnúmero de proce-sos de refrigeración tanto en el campo mecánicocomo en el eléctrico, magnético y otros, según lasaplicaciones y exigencias de temperaturas a procesar.

3 Refrigeración mecánica

Definimos la refrigeración mecánica como aque-lla que incluye componentes fabricados por el hom-bre y que forman parte de un sistema, o bien cerra-do (cíclico), o abierto, los cuales operan en arreglo aciertas leyes físicas que gobiernan el proceso derefrigeración.

Así, disponemos de sistemas cerrados de refri-geración mediante el uso de refrigerantes halogenados

CAPÍTULO III REFRIGERACIÓN

CAPÍTULO III: REFRIGERACION


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como los CFC, HCFC, HFC y otros (sistemas deabsorción de amoníaco, de bromuro de litio, entrelos más usuales); máquinas de aire en sistemas abier-tos o cerrados (muy ineficientes); equipos de en-friamiento de baja capacidad (hasta 1 ton de refrig.)que usan el efecto Peltier o efecto termoeléctrico;otros sistemas refrigerantes a base de propano obutano y para refrigeración de muy baja temperaturase utiliza CO2.

La criogenia en sí constituye un área altamenteespecializada de la refrigeración para lograr tempe-raturas muy bajas hasta cerca del cero absoluto(-273ºC), cuando se trata de licuar gases como helio,hidrógeno, oxígeno, o en procesos de alta tecnologíay energía atómica.

La refrigeración mecánica se usa actualmente enacondicionamiento de aire para el confort así comocongelación, almacenamiento, proceso, transporte yexhibición de productos perecederos. Ampliandoestos conceptos, se puede decir que sin la refri-geración sería imposible lograr el cumplimiento de lamayoría de los proyectos que han hecho posible elavance de la tecnología, desde la construcción de untúnel, el enfriamiento de máquinas, el desarrollo delos plásticos, tratamiento de metales, pistas de pati-naje, congelamiento de pescados en altamar, hasta lainvestigación nuclear y de partículas, aplicaciones enel campo de la salud y otros.

Clasificación según la aplicación:

1. Refrigeración doméstica.

2. Refrigeración comercial.

3. Refrigeración industrial.

4. Refrigeración marina y de transporte.

5. Acondicionamiento de aire de “confort”.

6. Aire acondicionado automotriz

7. Acondicionamiento de aire industrial.

8. Criogenia.

4 Objetivo de la refrigeración mecánica

El objetivo de la refrigeración mecánica es enfriarun objeto o ambiente por medio de los dispositivosdesarrollados por el ser humano para este fin.

Para lograr este propósito partimos deconocimientos de la física de los materiales y en par-ticular, los gases, según los cuales, el calor, comoforma de energía, siempre tiende a fluir hacia un con-torno más frío. Este proceso físico se efectúa a mayoro menor velocidad según las características deresistencia que oponga el material por el cual el calorcircula, si es un sólido; o según la velocidad, forma,

posición, densidad y otras propiedades, si se trata deun fluido como el aire o el agua.

Por consiguiente, se ha hecho necesario definiruna serie de fenómenos que involucran el proceso deenfriamiento y también crear herramientas quefaciliten tanto el uso de esas definiciones como lacomprensión directa a partir de las características decada fenómeno representado. Tal es el caso de losdiagramas, gráficos y ecuaciones, por citar algunos.

5 Definiciones

Debemos saber que la técnica de la refrigeraciónestá íntimamente ligada con la termodinámica; esdecir relacionada con la transferencia de calor. Conel fin de entender bien la acción de los refrigerantesdentro de un sistema es necesario conocer las leyesque gobiernan el proceso.

Temperatura: La temperatura de un cuerpo es suestado relativo de calor o frío. Cuando tocamos uncuerpo, nuestro sentido del tacto nos permite haceruna estimación aproximada de su temperatura, demodo análogo a como la sensación de esfuerzo mus-cular nos permite apreciar aproximadamente el valorde una fuerza. Para la medida de la temperaturadebemos hacer uso de una propiedad física medibleque varíe con aquella, lo mismo que para la medidade una fuerza empleamos alguna propiedad de uncuerpo que varía con la fuerza, tal como un resorteen espiral. El instrumento utilizado para la mediciónde temperatura se denomina termómetro, en el cualse emplean diversas propiedades de materiales quevarían con la temperatura, tales como: la longitud deuna barra, el volumen de un líquido, la resistenciaeléctrica de un alambre o el color del filamento deuna lámpara, entre otros.

Escalas termométricas: Se ha definido dosescalas de temperatura, una en el SistemaInternacional [SI], cuya unidad es el grado centígra-do [ºC] y la otra en el sistema inglés, en el cual launidad es el grado Fahrenheit [ºF].

Ambas se basan en la selección de dos tempera-turas de referencia, llamados puntos fijos: el puntode fusión del hielo [mezcla de agua saturada de airey hielo] y el punto de ebullición del agua, ambos ala presión de una atmósfera.

En la escala del SI [centígrada] el punto defusión del hielo corresponde al cero de la escala yel punto de ebullición del agua a la división 100.En la escala del sistema inglés [Fahrenheit], estospuntos característicos corresponden a las divisiones32 y 212 respectivamente.

19

En la escala centígrada cada división es 1/100parte del rango definido y se le denomina grado cen-tígrado. En la escala Fahrenheit se obtiene dividien-do la longitud de la columna entre los puntos fijos en180 divisiones. Ambas escalas pueden prolongarsepor fuera de los puntos de referencia. No existe unlímite conocido para la máxima temperatura alcan-zable, pero si lo hay para la temperatura mínima.Este valor se denomina cero absoluto y correspondea - 273,2ºC.

Existe una tercera escala cuyo punto cero coin-cide con el cero absoluto y tiene sus equivalencias enla escala centígrada y Fahrenheit. Estas escalas sedenominan absolutas. La escala centígrada absolutase denomina también Kelvin y la escala Fahrenheitabsoluta se denomina Rankine. Las temperaturas dela escala Kelvin exceden en 273º las correspon-dientes de la escala centígrada y la escala Rankineen 460º a las de la escala Fahrenheit. Por lo tantolos puntos de fusión del hielo y de evaporación en lasescalas equivalentes absolutas serán:

Expresado en fórmulas:

TK [Kelvin] = 273 + tCTR [Rankine] = 460 + tF

En virtud de que las escalas, centígrada yFahrenheit se dividen en 100 y 180 divisiones respec-tivamente, el intervalo de temperatura correspon-diente a un grado centígrado es 180/100 o sea 9/5del intervalo de temperatura correspondiente a ungrado Fahrenheit.

El punto cero de la escala Fahrenheit está eviden-temente 32F por debajo del punto de fusión delhielo. Se consideran negativas las temperaturas pordebajo del cero de cada escala.

Para convertir una temperatura expresada en unaescala en su valor correspondiente en la otra escala,recurrimos al siguiente razonamiento, a partir de unejemplo: una temperatura de 15ºC es un valor situa-do 15 unidades en esa escala por encima del puntode fusión del hielo. Puesto que ya vimos que unadivisión en la escala centígrada equivale a 9/5 dedivisión en la escala Fahrenheit, un intervalo de 15ºCcorresponde a un intervalo de 15 x 9/5 = 27F y porconsiguiente esta temperatura se encuentra un inter-valo de 27F por encima del punto de fusión del hielo.

Como la temperatura de fusión del hielo en la escalaFahrenheit está 32F por encima del cero de estaescala, debemos sumarle esto al resultado anteriorpara encontrar su equivalencia: 27 + 32 = 59F.

Expresado esto como una fórmula:

tF = 9/5 tC + 32

y su inversa:

tC = 5/9 (tF - 32)

Fórmulas éstas muy fáciles de memorizar y degran utilidad cuando no se dispone de una tabla deconversión y se necesita hacer la conversión en elcampo.

Energía: Un cuerpo posee energía cuando escapaz de hacer trabajo mecánico mientras realiza uncambio de estado. La unidad de energía térmica es eljoule [J], la kilocaloría [kcal], y British Thermal Unit[Btu]; para la energía eléctrica es el kilovatio hora[Kwh].

• Energía cinética: es la energía que posee uncuerpo debido a su movimiento.

• Energía potencial: es la energía debida a suposición o configuración.

• Energía interna: podemos elevar la temperatu-ra de un cuerpo, bien poniéndolo en contactocon otro segundo cuerpo de temperatura máselevada, o realizando trabajo mecánico sobreél; por ejemplo, el aire comprimido por unabomba de bicicleta se calienta cuando empu-jamos el pistón hacia abajo, aunque tambiénpodría calentarse colocándolo en un horno. Sianalizáramos una muestra de este airecaliente, sería imposible deducir si fue calen-tado por compresión o por flujo caloríficoprocedente de un cuerpo más caliente. Estopromueve la cuestión de si está justificadohablar del calor de un cuerpo, puesto que elestado presente del cuerpo puede habersealcanzado suministrándole calor o haciendotrabajo sobre él. El término adecuado paradefinir este estado es el de energía interna. Laenergía interna de un gas a baja presión puedeidentificarse con la suma de las energíascinéticas de sus moléculas. Tenemos eviden-cias exactas de que las energías de lasmoléculas y sus velocidades, sea el cuerposólido, líquido o gaseoso, aumentan al aumen-tar la temperatura.

Escala absoluta Temperatura de fusión Temperatura dedel hielo ebullición del agua

Kelvin 273K 373KRankine 492R 672R



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Equivalente mecánico del calor: La energía enforma mecánica se mide en ergios, julios, kilo-grámetros, o libras-pie; la energía en forma térmicase mide en caloría, kilocaloría o Btu.

Se define la kilocaloría como 1/860 Kw-h, luego,por definición:

1 cal = 4,18605 julios1 kilocaloría = 4186,05 julio = 427,1 kgm1 Btu = 778.26 libras-pieTrabajo: se lo representa por la letra [W], es el

resultado de aplicar una fuerza sobre un objeto yobtener movimiento en el sentido de la fuerza aplicada.

Calor: se lo representa generalmente por la letra[Q]. Es una forma en que se manifiesta la energía. Elcalor, como la energía mecánica, es una cosa intan-gible, y una unidad de calor no es algo que puedaconservarse en un laboratorio de medidas. La canti-dad de calor que interviene en un proceso se midepor algún cambio que acompaña a este proceso, yuna unidad de calor se define como el calor nece-sario para producir alguna transformación tipo con-venida. Citaremos tres de estas unidades: la caloría-kilogramo, la caloría-gramo y la unidad térmicabritánica [Btu].

• Una caloría-kilogramo o kilocaloría es la can-tidad de calor que ha de suministrarse a unkilogramo de agua para elevar su temperaturaen un grado centígrado

• Una caloría-gramo es la cantidad de calor queha de suministrarse a un gramo de agua paraelevar su temperatura en un grado centígrado.

• Un Btu es la cantidad de calor que ha de sum-inistrarse a una libra de agua para elevar sutemperatura en un grado Fahrenheit.

Evidentemente, 1 caloría-kilogramo = 1000calorías-gramo

Puesto que 1 libra = 0,454 kilogramos y 1F =5/9ºC, la Btu puede definirse como la cantidad decalor que ha de suministrarse a 0,454 kg de aguapara elevar su temperatura en 5/9ºC, y equivale a:

1 Btu = 0,454 kilogramos X 5/9ºC = 0,252 kcal.

Por consiguiente,

1 Btu = 0,252 kcal = 252 cal

Relación cuyo valor es muy útil recordar para cál-culos en el campo.

Las unidades de calor definidas varían levementecon la temperatura inicial del agua. Se conviene ge-neralmente utilizar el intervalo de temperatura entre14,5ºC y 15,5ºC en el sistema internacional SI y entre63F y 64F en el sistema inglés de medidas. Para la

mayor parte de los fines la diferencia es lo bastantepequeña para que pueda considerarse despreciable.

Es esencial aclarar la diferencia entre cantidad decalor y temperatura. Estas expresiones suelen con-fundirse en la vida ordinaria. Para ello, un ejemplo:

Supuestos dos recipientes idénticos, montadossobre mecheros de gas idénticos, uno de ellos conuna pequeña y el otro con una gran cantidad deagua, ambos a la misma temperatura inicial, digamos20ºC; si los calentamos durante el mismo tiempocomprobaremos mediante termómetros, que la tem-peratura de la pequeña cantidad de agua se habrá ele-vado más que la de la gran cantidad. En este ejemplose ha suministrado la misma cantidad de calor a cadarecipiente de agua obteniéndose un incremento detemperatura distinto. Continuando el experimento, sinos proponemos alcanzar una misma temperaturafinal, digamos 90ºC, es evidente que la alcanzaremosmás rápidamente en el recipiente con menor cantidadde agua, o lo que es igual, habremos necesitadomenor cantidad de calor en este caso; o sea para unmismo rango de temperatura, las cantidades de calornecesarias han sido significativamente distintas.

En términos termodinámicos se interpreta que elcalor es la forma de energía que pasa de un cuerpo aotro en virtud de una diferencia de temperatura entreellos.

TermodinámicaLa termodinámica estudia cuestiones eminente-

mente prácticas. Considera un sistema perfectamentedefinido (el gas contenido en un cilindro, una canti-dad de determinada sustancia, por ejemplo vapor deun gas refrigerante que se expande al pasar por unorificio, etc.), el cual es obligado a actuar directa-mente sobre el medio exterior y realizar, mediante lageneración de fuerzas que producen movimientos,una acción útil. No toma en consideración los pro-cesos internos de la materia que no afectan al mediocircundante y que no tienen utilidad práctica o sermedidos, por ejemplo la acción intermolecular oentre los electrones interactuando entre sí que solooriginan trabajo interno.

Primer principio de la termodinámicaTrabajo y calor en ciclo cerrado: si consideramos

dos estados posibles [U1] y [U2] de energía interna deuna sustancia (un gas refrigerante), definidos por: unapresión, una temperatura y un volumen, p1, t1, v1 yp2, t2, v2; confinada en un sistema cerrado, com-puesto de dos serpentines [A] y [B], separados por uncompresor y un orificio de restricción del flujo,conectados a ambos de manera que la sustancia pasedel serpentín [A] al [B] por el compresor y del [B] al

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[A] por el orificio, cerrando un circuito; para quehaya un cambio desde uno de estos estados, [U1] alotro, [U2] hay que realizar un trabajo [W] sobre él,para lo cual empleamos el compresor, enviando lasustancia hacia el serpentín [B], donde adopta lacondición de estado definida por p2, t2, v2. Poste-riormente se lo devuelve al estado inicial [U1], per-mitiéndole perder presión hasta el valor inicialhaciéndole pasar por el orificio desde el serpentín [B]al serpentín [A], donde alcanza el estado definidopor p1, t1, v1. La expansión del gas produce un efec-to refrigerante que necesita absorber calor [Q].

En el proceso descrito vemos que hemos pasadode una condición de estado a otra mediante el aportede trabajo mecánico [W] y hemos vuelto a la condi-ción de estado primitiva, no por vía de trabajomecánico, sino por absorción de calor [Q].

Se puede hacer la siguiente afirmación, expresa-da en forma matemática:

U2 - U1 = Q - WDespejando [Q]:

Q = U2 - U1 + WConocida como la expresión del primer principio

de la termodinámica: "La variación de la energíainterna de una sustancia no depende de la maneraen que se efectúe el cambio [la trayectoria del tra-bajo] por el cual se haya logrado esa variación".

Es el principio fundamental en que se basa larefrigeración y en la práctica significa que es imposi-ble crear o destruir energía, también enunciadocomo: "nada se pierde, nada se gana, todo setransforma".

Segundo principio de la termodinámicaEl segundo principio de la termodinámica

establece que "es imposible construir un motor omáquina térmica tal que, funcionando periódica-mente, no produzca otro efecto que el de tomarcalor de un foco calorífico y convertir íntegramenteeste calor en trabajo".

Aplicado a máquinas frigoríficas, las cualespueden ser consideradas como motores térmicos fun-cionando en sentido inverso, podemos establecer unenunciado aplicable a estas: "es imposible construiruna máquina frigorífica que, funcionando periódica-mente (según un ciclo), no produzca otro efectoque transmitir calor de un cuerpo frío a otro caliente."

Una máquina frigorífica toma calor [Q1] a bajatemperatura, el compresor suministra trabajo mecáni-co [W] y la suma de ambos se expulsa al exterior enforma de calor [Q2] a temperatura más alta.

Del primer principio, esto se expresa:

Q2 = Q1 + W

Esto significa que el serpentín que se emplea paraenfriar el gas (el condensador) debe manejar (entre-gar al medio externo de intercambio (aire o agua) lasuma del trabajo realizado por el compresor, ademásdel calor extraído de la máquina frigorífica.

La búsqueda de la eficiencia es una meta princi-pal en refrigeración y para medirla definimos larelación entre trabajo consumido [W] y calor extraí-do [Q1], como:

Q1/WY como W = Q2 - Q1, la expresión para la efi-

ciencia térmica queda:

Q1Eficiencia =

Q2 - Q1

El coeficiente de desempeño se usa para definirla eficiencia de un compresor. Se lo expresa como larelación entre la cantidad de calor que el compresorpuede absorber, bajo condiciones de funcionamientonormalizadas, y la potencia eléctrica suministrada aeste para tal fin. Las unidades empleadas son:[Btu/Wh] o Kcah/kwh].

A mayor capacidad de un compresor, aumentaeste valor por cuanto los componentes intrínsecosque consumen energía, tales como fricción, pérdidasde carga, etc. son proporcionalmente menores, así,en pequeños compresores empleados en refri-geración doméstica este valor es del orden de 4 ~ 5Btu/Wh, en tanto que en compresores de ma-yores capacidades, estos valores son típicamente de10 ~12 Btu/Wh.

Calor específico: es numéricamente igual a lacantidad de calor que hay que suministrar a la unidadde masa de una sustancia para incrementar su tem-peratura en un grado. Las sustancias difieren entre síen la cantidad de calor necesaria para producir unaelevación determinada de temperatura sobre unamasa dada. Si suministramos a un cuerpo una canti-dad de calor, que llamaremos Q, que le produce unaelevación t de su temperatura, llamamos capaci-dad calorífica de ese cuerpo a la relación Q/ t y seexpresa ordinariamente en calorías por grado centí-grado [cal/ºC] o en British Thermal Units por gradoFahrenheit [Btu/F]. Para obtener una cifra quecaracterice a la sustancia de que está hecho un cuer-po, se define la capacidad calorífica específica, o abre-viadamente calor específico, a la capacidad calorífi-ca por unidad de masa de esa sustancia y lo deno-minamos c =capacidad calorífica/masa = Q/ t/m =Q/ t.m

El calor específico de una sustancia puede con-siderarse constante a temperaturas ordinarias y en



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intervalos no demasiado grandes. A temperaturasmuy bajas, próximas al cero absoluto, todos loscalores específicos disminuyen, y para ciertas sustan-cias se aproximan a cero.

Calor latente de vaporización: es el calor enBTU [KCAL] requerido para llevar 1 libra [1 kilo-gramo] de un fluido, de estado líquido a gaseoso enestado de saturación a presión constante. Este valordesciende inversamente con el cambio de presión. Latemperatura se mantiene constante durante todo elproceso de cambio.

Calor latente de fusión: es el calor necesario enBTU [KCAL] necesario para cambiar 1 libra [1kilo-gramo] de una sustancia de estado sólido a líquido.La temperatura se mantiene constante durante elproceso.

Energía térmica - Formas de transmisión La energía térmica se puede transmitir como

calor de tres maneras:

Radiación: es la transmisión de energía cinéticainterna en forma de emisión de ondas electromag-néticas de un cuerpo a otro (no necesita medio sóli-do ni fluido).

Conducción: se efectúa en sólidos y se entiendecomo la transferencia de energía cinética comovibración molecular.

Convección: es la transferencia de energía térmi-ca por el movimiento de masa.

Se han enunciado solamente algunos de los prin-cipios termodinámicos que los técnicos de refri-geración deben reconocer y aplicar en sus activi-dades cotidianas; pero es necesario profundizar en suconocimiento y en el de todos los fenómenos físicosque se producen en un sistema de refrigeración. Serecomienda que los técnicos adquieran estosconocimientos en cursos especializados.

6 Propiedades de los gasesPara comprender bien un sistema de refrigeración

es necesario conocer las propiedades fundamentalesde los gases refrigerantes empleados.

Las propiedades de presión, temperatura y volu-men se dan por conocidos. Otras propiedades ter-modinámicas definidas son:

• Energía interna: está identificada como U y seexpresa como BTU/libra, o Kcal/kg. Es pro-ducida por el movimiento y configuración delas moléculas, los átomos y las partículas suba-tómicas. La parte de energía producida por elmovimiento de las moléculas es llamada energíasensible interna y se mide con el termómetro yla energía producida por la configuración de

los átomos en las moléculas es denominadocalor latente y no se puede medir con ter-mómetro.

• Entalpía: está identificada como una h y seexpresa en BTU/libra, o Kcal/kg. Es el resulta-do de la suma de la energía interna U y elcalor equivalente al trabajo hecho sobre el sis-tema en caso de haber flujo. En estado esta-cionario es igual al calor total contenido o Q.

• Entropía: está identificada como S y se expre-sa en BTU/ºF*libra o Kcal/ºC*kg. El cambio deentropía es igual al cambio de contenido decalor dividido por la temperatura absoluta Tk.

7 Cambio de estado de los gases

Los cambios termodinámicos de un estado a otrotienen lugar de varias maneras, que se denominanprocesos:

• Adiabático: es aquel en el cual no hay entra-da ni salida de calor. El proceso de expansiónde un gas comprimido se entiende como adia-bático porque se efectúa muy rápido.

• Isotérmico: el cambio se efectúa a temperatu-ra constante durante todo el proceso.

• Isoentrópico: el cambio se efectúa a entropíaconstante.

• Politrópico: el cambio se efectúa según unaecuación exponencial.

8 Gráfico de MollierTodos los gases refrigerantes tienen tabuladas sus

propiedades en función de la temperatura, presión yvolumen. Además se han diseñado herramientas deayuda para facilitar el entendimiento y cálculo delcomportamiento de ellos durante los cambios deestado o en cualquier condición que se encuentren.

Para ello es necesario conocer la Presión o latemperatura si el gas está en cambio de fase, o conocerpresión y temperatura si es un gas sobrecalentado.

El gráfico de Mollier es una ayuda de gran valortanto para calcular como para visualizar un procesoy o analizar un problema en cualquier equipo que seesté diagnosticando.

Aquí es importante destacar que de la compara-ción entre gráficos de distintos gases, permite apre-ciar las diferencias de presiones y temperaturas deoperación que se lograrán en un mismo sistema si seefectúa una sustitución de refrigerante y las conse-cuencias en cuanto a seguridad, pérdida o gananciade eficiencia y logro de la temperatura de trabajodeseada.

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8.1 Análisis del gráfico

El gráfico tiene en su ordenada la presión abso-luta [en psia o en Kg/cm2 absolutos] a escala logarít-mica y en la coordenada o abcisa, la entalpía enBTU/lbm o en Kcal/kgm a escala lineal.

Ahora bien, en este gráfico encontramos treszonas bien definidas:

• Zona de líquido.• Zona de vapor (o cambio de estado de líqui-

do a gas en la ebullición).

• Zona de gas.La línea izquierda de la curva indica el inicio de

la evaporación y se denomina línea de líquido saturado.En este punto se inicia la evaporación del líquido (ennuestro caso del refrigerante) y varía según la presióny la temperatura.

La zona de vapor indica el paso de líquido a gasy ocurre a presión y temperatura constante, hasta quetodo el fluido se haya evaporado. Por consiguiente,durante este proceso vemos que la cantidad de líqui-do va disminuyendo mientras que el vapor va aumen-tando, cambiando solamente la entalpía.

La línea derecha de la curva indica el fin de laevaporación, se denomina línea de vapor saturado yen este punto se inicia el proceso denominado derecalentamiento y por lo tanto todo el gas es sobre-calentado. Después de esa línea todo el fluido orefrigerante poseerá otras condiciones que dependende la temperatura y la presión.

El punto de unión de las líneas de líquido saturadoy de vapor saturado se denomina punto crítico y enél, tanto la temperatura como la presión se denominantemperatura crítica y presión crítica respectiva-mente. En este punto el refrigerante puede estarcomo líquido o como vapor y no tiene un valor

Gráfico de Mollier.



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determinado de calor latente de vaporización. Porencima de este punto el gas no pasa a fase liquida apesar de la presión.

El proceso de evaporación bajo las condicionesde presión o temperatura predeterminada, es progre-sivo y un punto cualquiera de él identifica por-centualmente la cantidad de líquido convertido envapor y se define como calidad del vapor y en el grá-fico podemos leer la entalpía [h] que le corresponde,o sea la entalpía que el refrigerante tiene en esepunto. Esas líneas están dibujadas en la zona deevaporación de arriba hacia abajo y naturalmenteestán contenidas entre 0 (totalmente líquido) y 1(totalmente vapor). La suma de puntos de calidad 1corresponde a la línea de vapor saturado

Por fuera de la curva de vapor, las líneas de tem-peratura constante están dibujadas casi verticalmentehacia arriba en la zona de líquido y casi vertical-mente hacia abajo en la zona de gas sobrecalentado.

Las líneas de entropía [s] constante están dibu-jadas en la zona de gas sobrecalentado. En el caso deun ciclo de refrigeración, representan el proceso decompresión del refrigerante, el cual sucede isoen-trópicamente.

Las líneas de volumen específico constante delgas refrigerante están indicadas en metros cúbicospor kilogramo del material [m3/kg] y están dibujadasen la zona de gas sobrecalentado. Esta informaciónnos permite conocer las características del gas en unpunto y en particular, en el ciclo de refrigeración,para conocer el volumen o la masa manejados por elcompresor.

La breve descripción del gráfico de Mollier[Figura IV-a] antes hecha se puede entender mejorcon ejercicios de aplicación en cada caso particular,o con ejemplos, como veremos a continuación.

8.2 Ciclo mecánico de refrigeración

En el gráfico siguiente se superponen un esquemade un sistema de refrigeración y un gráfico de Mollierpara destacar la correlación que existe entre amboscuando se identifican los procesos que se llevan acabo en cada uno de los cuatro componentes princi-pales de un sistema de refrigeración con los puntoscaracterísticos que identifican cada uno de los pasosen el diagrama de Mollier.

Diagrama de un ciclo básico de refrigeración.

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Debemos recordar que el objeto de un procesode refrigeración es extraer calor de los materiales:alimentos, bebidas, gases y de cualquier otro materialque deseemos enfriar, valiéndonos de los principiosde la física como del conocimiento del ingenio humanosobre el comportamiento de los fluidos y materialesdesarrollados durante el avance de la tecnología.

Como su nombre, ciclo, lo indica, se trata de unproceso cerrado en el cual no hay pérdida de materiay todas las condiciones se repiten indefinidamente.

Dentro del ciclo de refrigeración y basado en lapresión de operación se puede dividir el sistema endos partes:

• Lado de alta presión: parte del sistema queesta bajo la presión del condensador.

• Lado de baja presión: parte del sistema queesta bajo la presión del evaporador.

El proceso básico del ciclo consta de cuatroelementos.

8.2.1 Lado de alta presión

Compresor: (1-2) comprime el refrigerante enforma de gas sobrecalentado. Este es un proceso aentropía constante y lleva el gas sobrecalentado de lapresión de succión (ligeramente por debajo de la pre-sión de evaporación) a la presión de condensación,en condiciones de gas sobrecalentado.

Condensador: (3-4) extrae el calor del refriger-ante por medios naturales o artificiales (forzado). Elrefrigerante es recibido por el condensador en formade gas y es enfriado al pasar por los tubos hasta con-vertir toda la masa refrigerante en líquido; su diseñodebe garantizar el cumplimiento de este proce-so, de lo contrario se presentarán problemas defuncionamiento.

Para condensadores enfriados por aire, puededecirse que la temperatura del refrigerante en uncondensador debe estar 15K por encima de la tem-peratura promedio del aire alrededor de este (tem-peratura del condensador = temperatura ambiente+ 15ºC).

Dispositivo de expansión: (5-6) es el elementoque estrangula el flujo del líquido refrigerante paraproducir una caída súbita de presión obligando allíquido a entrar en evaporación. Puede ser una válvu-la de expansión o un tubo de diámetro muy pequeñoen relación a su longitud [capilar].

8.2.2 Lado de baja presión

Evaporador: (6-7) suministra calor al vapor delrefrigerante que se encuentra en condiciones de cambio

de estado de líquido a gas, extrayendo dicho calor de losproductos o del medio que se desea refrigerar.

El evaporador debe ser calculado para quegarantice la evaporación total del refrigerante y pro-ducir un ligero sobrecalentamiento del gas antes desalir de él, evitando el peligroso efecto de entrada delíquido al compresor, que puede observarse comopresencia de escarcha en la succión, lo cual prácti-camente representa una condición que tarde o tem-prano provocará su falla.

Cumpliendo el ciclo, el sistema se cierra nueva-mente al succionar el refrigerante el compresor encondiciones de gas sobrecalentado.

8.2.3 Otros dispositivos

Adicionalmente, usualmente se insertan a amboslados de presión (alta/Baja) en el sistema, con finesde seguridad y de control, varios dispositivos comoson:

Filtro secador: su propósito es retener lahumedad residual contenida en el refrigerante y almismo tiempo filtrar las partículas sólidas tanto demetales como cualquier otro material que circule enel sistema. Normalmente se coloca después del con-densador y antes de la entrada del sistema de expan-sión del líquido. La selección del tamaño adecuadoes importante para que retenga toda la humedadremanente, después de una buena limpieza yevacuación del sistema.

Visor de líquido: su propósito es el de supervisarel estado del refrigerante (líquido) antes de entrar aldispositivo de expansión. Al mismo tiempo permitever el grado de sequedad del refrigerante.

Separador de aceite: como su nombre lo indica,retiene el exceso de aceite que es bombeado por elcompresor con el gas como consecuencia de su mis-cibilidad y desde allí lo retorna al compresor direc-tamente, sin que circule por el resto del circuito derefrigeración. Solo se lo emplea en sistemas deciertas dimensiones.

Existen otros dispositivos que han sido desarrolladospara mejorar la eficiencia del ciclo de refrigeración,tanto en la capacidad de enfriamiento (subenfriamiento),como en el funcionamiento (control de ecualización);o para proteger el compresor como es el caso de lospresostatos de alta y baja que bloquean el arranquedel compresor bajo condiciones de presiones enexceso o en defecto del rango permitido de operaciónsegura, e impiden que el compresor trabaje en sobrecar-ga o en vacío y los filtros de limpieza colocados en lalínea de succión del compresor en aquellos casos enque se sospeche que el sistema pueda tener vestigiosno detectados de contaminantes.



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8.3 Relación entre el ciclo de refrigeración mecánica y el gráficode Mollier

Es importante recordar que el gráfico de Mollierindica en el eje horizontal (o abcisa) la variación de laentalpía y en el eje vertical (u ordenada), la variaciónde la presión absoluta. En el ciclo de refrigeraciónilustrado se ha presentado al mismo tiempo el cicloteórico y el ciclo real. Allí, al analizar con atenciónpodemos observar y visualizar todos los pasos queocurren dentro del sistema de refrigeración, así:

Arrancamos el proceso desde el punto 1 represen-tado en la figura. Involucra el proceso [1-2] corres-pondiente al trabajo introducido por el compresorque lleva el gas del punto 1 al 2 transcurriendo aentropía constante. El refrigerante sale en forma degas sobrecalentado y va perdiendo calor rápidamente(de 2 a 3), a presión aproximadamente constante.Luego dentro del condensador, bien sea por mediosnaturales (convección natural) o por ventilación forza-da, se extrae el calor del refrigerante (de 3 a 4), proce-so que transcurre a presión y temperatura constantes.Allí, el refrigerante pasa de ser vapor saturado seco(gas), en el punto 3, a líquido o vapor saturado húme-do en el punto 4 y aproximadamente una vuelta antesde la salida del condensador. En la última parte delcondensador, que corresponde al segmento [4-5], elrefrigerante en forma de líquido experimenta un enfria-miento adicional (tendiendo a la temperatura am-biente) y menor que la temperatura de condensación;denominando a esta parte zona de subenfriamiento.Los procesos descriptos hasta ahora están dentro de loque se definió como lado de alta presión del sistema.

Luego de estar en el punto [5], se inicia una caídasúbita de presión que ocurre en el dispositivo deexpansión, correspondiendo a los puntos [5-6]. Estees un proceso adiabático, es decir que sucede aentalpía constante. Podemos observar que la salidadel vapor en el punto 6 no corresponde con la líneade líquido saturado sino que se presenta como unamezcla de vapor con baja calidad (Baja sequedad).En ese punto se inicia el recorrido del vapor por elevaporador entre los puntos 6 y 7, tomando el calorque necesita para completar la evaporación a presióny temperatura constantes y es en este proceso cuan-do se realiza el efecto de refrigeración, o lo que esigual el enfriamiento de las superficies que están encontacto con el evaporador. Antes de salir delevaporador (algunas vueltas) el refrigerante ha llega-do a condiciones de saturado seco (gas) en 7 y siguecalentándose hasta llegar a la succión del compresorde 7 a 1, nuevamente a presión aproximadamente

constante. Este sobrecalentamiento nos permite ase-gurar que el refrigerante será aspirado siempre comogas. Esta parte del sistema es lo que se conoce comolado de baja presión del sistema.

En ocasiones se aprovecha la baja temperatura, através de una disposición de las tuberías de retornode gas al compresor y el dispositivo de expansión (encaso de que este sea un tubo capilar), dispuestas encontacto directo, en forma de intercambiador decalor, para subenfriar el refrigerante después de la sali-da del condensador, permitiendo ganar rendimiento delevaporador equivalente al segmento [4-5].

Adicionalmente, el profesional que analiza el dia-grama de Mollier podrá calcular para cualquier ciclodiseñado, la cantidad de calor que debe ser manejado enél y seleccionar el equipamiento necesario (compresor,condensador, válvula de expansión, evaporador) segúnla masa de refrigerante a circular por el sistema.

8.4 Herramientas computacionales para el cálculo de sistemas de refrigeración

Se recomienda a los profesionales de la refri-geración que aún no estén familiarizados con lanavegación en Internet, que adquieran las habili-dades necesarias para hacerlo, pues en Internet sepublican informaciones valiosas que deben sertenidas en cuenta para mejorar los procedimientosempleados en servicios y se obtiene informaciónactualizada sobre las características y principios defuncionamiento de gran cantidad de dispositivos y sis-temas que pueden serle de valiosa ayuda en su trabajo.

Debido a la complejidad de los cálculos para unsistema de refrigeración o para el acondicionamientode ambientes, aunado a la tendencia y necesidad deorden mundial cada vez mayor, de ser eficientesenergéticamente hablando, se han desarrollado ungran número de herramientas computacionales (soft-ware) para la asistencia en el diseño de estos sistemas.

La Universidad Técnica de Dinamarca, porejemplo, ha desarrollado un programa de cálculo desistemas de refrigeración que cubre diversos aspectosde diseño y aplicaciones, de libre acceso, que resul-ta ser una herramienta de gran utilidad para explicarlos diversos fenómenos que se llevan a cabo en unsistema de refrigeración. También resulta de utilidadpráctica como guía para el cálculo efectivo de sis-temas y la toma de decisiones en el diseño. El idiomaempleado es el inglés. La dirección de Internet [URL]en la WWW [World Wide Web] es:

http://www.et.web.mek.dtu.dk/Coolpack/UK/download.html

CAPÍTULO IV: GASES

REFRIGERANTES

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Los refrigerantes son los fluidos de transporte queconducen la energía calorífica desde el nivel a bajatemperatura [evaporador] al nivel a alta temperatura[condensador], donde pueden ceder su calor.

Los atributos que deben considerarse en los sis-temas de compresión de vapor son:

• El punto de ebullición normal.

• El punto de condensación normal.

Ambos deben encontrarse a temperaturas y pre-siones manejables y seguras para reducir los riesgosde entrada de aire al sistema.

Adicionalmente, el punto crítico debe ser lo másalto posible para hacer más eficiente el proceso deevaporación.

Las propiedades térmicas deseadas en losrefrigerantes son:

• Presiones convenientes de evaporación y condensación,

• Alta temperatura crítica y baja temperatura decongelamiento,

• Alto calor latente de evaporación y alto calor específico del vapor,

• Baja viscosidad y alta conductividad térmica de la película.

Otras propiedades deseables son:• Bajo costo.

• Químicamente inerte bajo las condiciones deoperación.

• Químicamente inerte con los materiales con que esté construido el sistema de refrigeración.

• Bajo riesgo de explosión solo o al contacto con el aire.

• Baja toxicidad y potencial de provocar irritación.

• Debe ser compatible y parcialmente miscible con el aceite utilizado en el sistema.

• Las fugas deben ser detectadas fácilmente.

• No debe atacar el medio ambiente ni actuarcomo agente catalizador que deteriore elequilibrio ecológico.

1 Refrigerantes históricamente más comunes

Los refrigerantes más comunes, empleadostradicionalmente en refrigeración se mencionan acontinuación:

R11 [CFC11], (punto de evaporación 23,8ºC),empleado en chillers centrífugos y como agenteespumante. SAO, cuya producción y empleo estáactualmente siendo eliminado progresivamente.

R12 [CFC12], (punto de evaporación - 29,8ºC),se le ha empleado desde su desarrollo en una ampliavariedad de sistemas de refrigeración y A/A; conoci-do como: Forane 12, Isotrón 12, Genetrón 12, Freón12 o simplemente refrigerante F12; SAO, cuya pro-ducción y empleo está actualmente siendo eliminadoprogresivamente.

R22 [HCFC22], (punto de evaporación -40,8ºC),empleado en A/A residencial. Si bien su PAO esmenor que el de los CFC, su producción y empleocomenzará a reducirse a partir de 2016 y eliminadadespués de 2040.

R502 [mezcla azeotrópica de R22 (48,8%) yR115 (51,2%), (punto de evaporación -45,4ºC),empleado en refrigeración industrial de baja tempe-ratura. Ya casi no se lo utiliza debido a su escasez.Ha sido sustituido por otras mezclas con menor PAO.

R717 [NH3], amoníaco, (punto de evaporación -33ºC) se ha usado desde un principio en una ampliagama de aparatos y sistemas de refrigeración yrecientemente se le sigue empleando en grandesinstalaciones industriales y comerciales. Es tóxico, deacción corrosiva sobre las partes de cobre, zinc osellos que contengan estos metales; tiene elevadocalor latente de evaporación, y relación de presión-volumen específico, convenientes.

R744, [CO2] dióxido de carbono, (punto de evap-oración -78.5ºC) fue usado mucho tiempo comorefrigerante seguro; la exposición en recintos cerra-dos no es peligrosa a bajas concentraciones, perotiene el inconveniente de requerir elevadas pre-siones.

R764, [SO2] dióxido de azufre, (punto de evapo-ración -10ºC) sólo se usó en pequeños equipos derefrigeración. Es muy irritante y corrosivo y su uso engrandes instalaciones resulta peligroso. Por tal razónsu uso fue discontinuado.

R40, [CH3Cl] cloruro de metilo, también conoci-do como clorometano o monoclorometano, (puntode evaporación -23.8ºC) fue usado en unidades deaire acondicionado pequeñas y medianas. Es alta-mente inflamable (temperatura de ignición 632ºC),de uso altamente peligroso, anestésico en concentra-ciones del 5 al 10% por volumen y fue reemplazadopor los CFC y HCFC. Pequeñas cantidades dehumedad en el sistema producen congelamiento enla válvula de expansión.

CAPÍTULO IV GASES REFRIGERANTES


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2 Tipo de gases refrigerantes y nomenclatura

2.1 Refrigerantes halogenados

Llamados así por contener en su estructuramolecular átomos de cloro, flúor o ambos.Sustituyeron a la mayor parte de los refrigerantes,tales como el amoníaco [NH3], el anhídrido carbóni-co [CO2], El dióxido de azufre [SO2], el cloruro demetilo [ClCH3], el dicloroetano [C2H4Cl2], cuandosu aplicación cumplía los requerimientos del diseñodel equipo, tanto en temperaturas como presiones.

Son químicamente estables, de baja toxicidad,con características térmicas muy buenas y hasta losaños 70 fueron considerados ideales para la refri-geración; cuando las investigaciones sobre el dañoa la capa de ozono, los hicieron sospechosos departicipar en el proceso de degradación del ozonoestratosférico que protege al planeta contra laradiación UV B proveniente del sol. Hoy en día esashipótesis han sido científicamente comprobadas.

Son derivados halogenados de los hidrocarburos,muy estables a nivel troposférico, pero que sedescomponen en la estratosfera como resultado de laacción combinada de la baja temperatura y laradiación ultravioleta (especialmente en el casquetepolar antártico). Dada la importancia de su rol, a par-tir de su invención (década de 1930) en el avance dela industria de la refrigeración y hasta nuestros días,nos detendremos a analizar cuidadosamente suinfluencia tanto en la industria como en el ambiente.

Los refrigerantes basados en hidrocarburos halo-genados se designan con una letra "R" seguida de tresnúmeros que indican:

" El primero, el número de átomos de carbonomenos 1.

" El segundo, el número de átomos dehidrógeno más 1.

" El tercero, el número de átomos de fluor.Ejemplo: Refrigerante R134a - FORMULA QUÍMICA:

C2H2F4

R > Refrigerante.

1 > Número de átomos de carbono [C2] menos 1.

(En el ejemplo: 2 átomos de carbono [C2] - 1 = 1).

3 > Número de átomos de hidrógeno [H2] más 1.

(En el ejemplo: 2 átomos de hidrógeno [H2] + 1 = 1).

4 > Número de átomos de fluor [F4].a > Isómero del 134 (disposición de los átomos

diferente).

Los refrigerantes halogenados más comunes sonclorofluorocarbonos, hidroclorofluorocarbonos ehidrofluorocarbonos.

2.1.1 Clorofluorocarbonos [CFC]

R12 (CFC12), nomenclatura científica: diclorodi-fluorometano [CFl2Cl2], fue sintetizado en 1928 porcientíficos de una transnacional automotriz iniciandosu producción en 1936. Fue ampliamente utilizadoen casi todos los equipos de refrigeración domésticay aire acondicionado de vehículos. Aún es muy po-pular en los servicios de reparación y justamente porlo extensivo de su empleo, los instructores y técnicosdeben cerciorarse de que los participantes en lostalleres de capacitación sobre BPR asimilen losconocimientos necesarios para evitar descargar vo-luntariamente al aire los refrigerantes puros o conta-minados de los equipos en servicio o mantenimiento.

Su Potencial de Agotamiento del Ozono [PAO]es igual a 1 para el Protocolo de Montreal, valor igualal del CFC11, que fuera establecido como referenciapara la medición relativa de todas las SAO. Otrasentidades consideran que el valor es 0,82.

Otros CFC, igualmente importantes por su uso enla industria son: CFC11, CFC113, CFC114, CFC115;todos ellos con elevado PAO (entre 0.8 y 1), con ca-racterísticas de Vida Media Atmosférica [VMA] tanalta como 50 años de permanencia para el CFC11,102 años para el CFC12 y 85 años para el CFC113.Estos gases han sido utilizados como espumantes,propelentes de aerosoles, limpiadores en electricidady otras muchas aplicaciones.

2.1.2 Hidroclorofluorocarbonos[HCFC]

R22 (HCFC22), nomenclatura científica: mono-clorodifluorometano [CHClFl2], Se comenzó a fa-bricar en 1936, tiene un potencial de destrucción delozono [PAO] de 0,055. Es utilizado en sustitucióndel amoníaco, especialmente en aire acondicionadoy refrigeración comercial.

Su bajo PAO, 18 veces menor al CFC12 y seisveces menor al R502 (0,32), ha hecho que se le con-sidere para sustituirlos en ocasiones cuando sea posi-ble su aplicación como refrigerante de transición,pero también dejará de fabricarse a partir del 1º deenero de 2014 en la Unión Europea y el 1º de enerode 2040 en los países firmantes del Protocolo deMontreal amparados en el Artículo 5.

CAPÍTULO IV: GASES

REFRIGERANTES

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HCFC123 fue considerado sustituto ideal delCFC11 en refrigeración (enfriadores), pero las carac-terísticas de alta toxicidad lo han relegado a aplica-ciones de aire acondicionado central (compresorescentrífugos).

2.2 Mezclas

Pueden contener dos o más refrigerantes ypueden ser zeotrópicas o azeotrópicas.

2.2.1 Mezclas zeotrópicas

Se identifican por un número de tres cifras quecomienza con la cifra "4", seguido de una letra paradiferenciar diversas proporciones de mezcla de lasmismas sustancias químicas, como por ejemplo:R401A, R401B.

Están formadas por dos o más sustancias simpleso puras, que al mezclarse en las cantidadespreestablecidas generan una nueva sustancia la cualtiene temperaturas de ebullición y condensación va-riables. Para estas mezclas se definen el punto deburbuja como la temperatura a la cual se inicia laevaporación y el punto de rocío como la temperaturaa la cual se inicia la condensación. También serequieren definir otras características como elFraccionamiento, que es el cambio en la composi-ción de la mezcla cuando ésta cambia de líquido avapor (evaporación) o de vapor a líquido (conden-sación), y el deslizamiento de la temperatura, quees el cambio de temperatura durante la evaporacióndebido al fraccionamiento de la mezcla. Estas mez-clas aceptan lubricantes minerales, Alquilbenceno opolioléster, según los casos, facilitando enormementeel retrofit; ejemplos: R404A, R407A, R407B, R407C,R410A, R410B.

Las mezclas zeotrópicas deben ser cargadas ensu fase de líquido en razón de la tendencia de frac-cionamiento en estado de reposo. Cuando serequiere cargar en estado de vapor, debe recurrirse aemplear un dispositivo intermedio de trasvase.

2.2.2 Mezclas azeotrópicas

Se identifican por un número de tres cifras quecomienza con la cifra "5", como por ejemplo: R502,R500, R503. Están formadas por dos o más sustan-cias simples o puras que tienen un punto de ebulli-ción constante y se comportan como una sustanciapura (ver cuadro de refrigerantes), logrando con ellascaracterísticas distintas de las sustancias que lascomponen, pero mejores.

El R502 es una mezcla azeotrópica de HCFC22(48.8%) y CFC115 (51.1%). Ideal para bajas tempe-raturas (túneles de congelamiento, cámaras frigorífi-cas y transporte de sustancias congeladas). Poseecualidades superiores al HCFC22 para ese rango detrabajo. Posee un PAO de 0,32 pero tiene más eleva-do potencial de calentamiento global (PCG) igual a(5,1). La dificultad para conseguir CFC115 ha dificul-tado su producción y facilitado la introducción demezclas sustitutivas, de entre las cuales la más adop-tada hasta ahora ha sido R404A.

2.3 Hidrocarburos y compuestos inorgánicos

Basados en hidrocarburos saturados o insaturados,los cuales pueden ser usados como refrigerantes soloso en mezclas. Ejemplo: etano, propano, isobutano,propileno y sustancias inorgánicas naturales.

Las sustancias inorgánicas naturales han sidoconocidas y su utilización se redujo con la apariciónde las sustancias halogenadas.

2.3.1 Hidrocarburos (HC)

Fueron usados por décadas como refrigerantes engrandes plantas industriales (refinerías de petróleo,petroquímica) así como en pequeños sistemas debaja temperatura. Son compatibles con el cobre y losaceites minerales, tienen buenas propiedades comorefrigerantes y algunos son excelentes alternativaspara sustituir el CFC12 y el HFC134a. Su impactoambiental es casi nulo comparado con los CFC, losHCFC y los HFC.

El servicio de mantenimiento no difiere muchodel practicado con el CFC12 o el HCFC22; salvo elriesgo de inflamabilidad. Los técnicos de serviciode mantenimiento y reparación con hidrocarburosdeben ser capacitados especialmente. El diseño yconstrucción de los equipos para manejar hidrocar-buros debe considerar y aplicar todas las normas deseguridad emitidas para tal propósito.

Propiedades de los hidrocarburos: comparadoscon los halocarburos (CFC, HCFC y HFC), los hidro-carburos usados como refrigerantes se distinguen porlas siguientes características:

• Calor latente de vaporización mayor.

• Densidad menor. (un sistema que original-mente empleara CFC12 usaría el mismo volu-men de una mezcla 50/50(% en volumen) deisobutano/propano, pero sólo pesaría el 41%de la carga de CFC12.


30

• Inflamabilidad: los hidrocarburos son infla-mables mezclados con aire, cuando la propor-ción está dentro de ciertos límites de inflama-bilidad inferior [LFL (Lower FlamabilityLevel)], y superior [UFL (Upper FlamabilityLevel)]. Esa proporción varía para cada hidro-carburo o para cada mezcla de hidrocarburos.Un 1,93% de la mezcla de isobutano/propanoen el aire [LFL] es equivalente a 35 gr/m3, entanto que un 9.1% en el aire [UFL] es equiva-lente a 165 g/m3.

Por seguridad no debería excederse un límitepráctico de 8 gr de mezcla 50/50 deisobutano/propano por metro cúbico de aire, en unespacio o habitación cerrados. El gas que se fugatiende a acumularse a bajo nivel (por densidad).

Para iniciar la combustión se necesita una fuentede ignición: llama, chispa o electricidad estática. Esimprobable que la combustión ocurra en un sistemacerrado o hermético porque no existe la proporciónnecesaria HC/aire. Para que se cree una situación deriesgo debe producirse una fuga de refrigerante a laatmósfera de tal magnitud que alcance o sobrepase elnivel del límite inferior de inflamabilidad [LFL] y queesté presente una fuente de ignición.

Pureza de los HC como refrigerantes: deben serde alta pureza, con bajos niveles de contaminantes,muy baja humedad y estar desodorizados.

Si la humedad presente en un sistema de refri-geración satura el filtro secador se acelera la produc-ción de ácidos conduciendo al llamado baño metáli-co en el compresor, en tanto que la presencia deodorizantes ataca el bobinado del motor del compresor.

Lo anterior indica que sólo debe usarse HCrefrigerante especialmente identificado y aprobadopara tales propósitos.

PARÁMETRO VALORGrado de pureza Superior al 99,5%

Contenido de agua Máximo 10 ppm

Contenido de otros hidrocarburos Máximo 5000 ppm

Impurezas cloradas y fluoradas No debe contener

Especificaciones de un HC para ser usado como refrigerante.

La mezcla 50/50 de Propano e Isobutano, es unamezcla zeotrópica, tiene condiciones operativasequivalentes al CFC12, con presión de condensaciónmenor y un coeficiente de desempeño [COP] supe-rior en 10%. El compresor es el mismo con pocospero fundamentales cambios en los componenteseléctricos, por razones de seguridad.

El deslizamiento (diferencia de temperatura entreel inicio de la evaporación y el fin), es de aproxi-madamente 8ºC, generando una formación no uni-forme de hielo en el evaporador.

Debemos recordar que esta mezcla es más densaque el aire, lo cual obliga a ventilar cuidadosamentelos espacios cerrados o sótanos donde se opere conesta. Además se requiere usar guantes y anteojos enel proceso de manipuleo para evitar quemaduras(Temperatura de evaporación= -31,5ºC).

Propano [R290], tiene capacidad volumétricasuperior al CFC12, lo cual requiere redimensionar elcompresor, y trabaja a presiones superiores, lo cualincrementa el riesgo de fugas; por lo tanto no es unsustituto del CFC12, aunque sí del HCFC22.

El uso de hidrocarburos como sustancias refri-gerantes requiere de una preparación mental enfo-cada en la prevención de situaciones de riesgo, quemuchas veces escapan a la simple observación visual yrequieren de una investigación de condiciones delentorno que puedan convertirse en detonantes deuna situación catastrófica por imprevisión. Por lodemás, las técnicas de servicio no difieren de lasempleadas con gases no inflamables, con excepcióndel énfasis que es necesario hacer en la prevenciónde situaciones de riesgo de ignición de la sustanciaque pueda liberarse inadvertidamente. La combi-nación del uso de gases inflamables en sistemas con-trolados con circuitos eléctricos en el mismo equipo,incrementa notablemente las probabilidades de acci-dentes de trabajo con consecuencias serias, no solopara el técnico sino para otras personas en elentorno, además de los daños materiales que puedangenerarse.

Considerando lo dicho anteriormente, en Venezuelano estamos aún preparados para entrar en la etapa deutilización de hidrocarburos como refrigerantes.

Sí debemos tomar conciencia de las diferencias ycomenzar desde ya a preparar nuestras mentes paraasumir el reto del cambio a mediano plazo.

Mientras no se introduzcan en el mercadoequipos diseñados en base a estos refrigerantes y nohaya disponibilidad de hidrocarburos aprobados parasu uso como refrigerantes (grado de pureza y ausen-cia de contaminantes que cumplan con las normaspara estos productos), no es una opción experimen-tar con hidrocarburos comerciales (destinados alempleo en cocinas domésticas y otras aplicacionesdonde estos productos son empleados como com-bustible) pues estos no cumplen las exigencias decalidad necesarias para su empleo en refrigeración ylos equipos de refrigeración existentes en el mercadono han sido construidos con los recaudos necesariospara prevenir una situación de riesgo implícita en eluso de refrigerantes inflamables.

CAPÍTULO IV: GASES

REFRIGERANTES

31

2.3.2 Compuestos inorgánicos

Incluyen gases simples como el oxígeno [O2],nitrógeno [N2], y compuestos inorgánicos como elanhídrido carbónico o dióxido de carbono [CO2]R744, agua [H2O], amoníaco [NH3] R717, y otros.

Anhídrido carbónico [CO2], R744

Es el refrigerante natural más económico, siendoal mismo tiempo seguro por ser: inodoro, no inflamable,no tóxico, químicamente estable y no tener efectosobre la capa de ozono. Sus características termo-dinámicas hacen que se lo considere un refrigerantecon un coeficiente de desempeño bueno.

La baja temperatura de evaporación (-78,5ºC),permite alcanzar temperaturas de congelamiento10ºC menos que las normalmente usadas.

Además, tiene un rendimiento volumétricomucho mayor que el amoníaco, permitiendotuberías, condensadores y evaporadores de menortamaño.

Las principales desventajas consisten en que lossistemas deben ser diseñados para alta presión, conaccesorios y equipos de control que prevengan elaumento de la presión cuando el sistema se encuen-tre en reposo.

Si observamos el gráfico de cambios de fase parael R744, observamos las tres fases: sólido, líquido yvapor. Los límites entre ellas representan los proce-sos de cambio de fase: evaporación y condensaciónpara el límite entre las fases líquido y vapor (curvade presión de vapor). El punto triple representa lacondición en que las tres fases pueden coexistir enequilibrio. A temperaturas por debajo de la tempe-ratura del punto triple, no puede existir líquido. En

otras palabras, la temperatura del punto triple deter-mina la temperatura límite más baja para cualquierproceso posible de transferencia de calor basado enevaporación o condensación. En el otro extremo dela curva de presión de vapor el punto crítico marca ellímite superior para los procesos de transferencia decalor. A temperaturas por encima de la temperaturacrítica, todos los procesos de transferencia de calorserán procesos dentro de una misma fase. El términocrítico no es empleado en el sentido de definición de"peligroso" o "serio". Su uso indica una condiciónlímite, a partir de la cual la distinción entre líquido yvapor se torna difícil.

La terminación de la curva de presión de vapor enel punto crítico significa que a temperaturas y pre-siones por encima de las que determinan este puntono se puede distinguir claramente entre lo que sedefine como líquido o vapor. Por lo tanto, existe unaregión que se extiende indefinidamente hacia arriba

Características comparativas de algunos HC vs. CFC12 Y HFC134a.

Diagrama de cambios de fase del CO2 [R744].

PARÁMETROS CFC HFC Isobutano Mezcla 50/50 PropanoR12 R134a R600a Isobutano /Propano R290

Presión relativa de evaporación [Bar] 0,8 0,6 -0,1 0,65 1,9(psig) (11,6) (8,7) (-1,5) (9,43) (27,5)Presión relativa de condensación [Bar] 11,9 12,9 6,8 11,1 18,5(psig) (173) (187) (99) (161) (268)Relación de presiones 7,2 8,7 8,7 7,3 6,4Coeficiente de desempeño (COP)comparado con CFC-12 [Ref.] Ref. Inferior Igual Superior IgualCapacidad volumétricacomparada con CFC-12 [Ref.] Ref. Igual Inferior Igual Muy superiorTemperatura de descarga ºC 77 72 58 63 74Temperatura de ebullición ºC -29,8 -15,1 -12 -31,5 -42


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e indefinidamente hacia la derecha del punto críticoque es llamada la región de fluido. En el gráfico seha caracterizado a esta región entre dos líneas pun-teadas que no representan transiciones de fase, sinoque separan el fluido supercrítico de lo que común-mente conocemos como vapor o líquido.

Todas las sustancias poseen un punto triple y unpunto crítico, pero para la mayoría de las sustanciasempleadas como refrigerantes, estos puntos se pre-sentan para condiciones que normalmente se presen-tan fuera de la zona de aplicación. En la siguientetabla se comparan las presiones y temperaturas críti-cas de algunos refrigerantes comunes.

Refrigerante Presión crítica Temperatura crítica[bar] [ºC]

R22 49,9 96,7R134a 40,6 101,1R404A 37,3 72,0R410A 49,0 71,4R600a 36,4 134,7R717 (amoníaco) 113,3 132,3R744 (anhídrido carbónico) 73,8 31,0

Propiedades críticas de algunos refrigerantes.

Los refrigerantes normalmente tienen tempera-turas críticas por encima de 90ºC, pero hemos selec-cionado algunos en la tabla (R404A y R410A y elR744) cuyas temperaturas críticas están por debajode ese valor.

Para el R134a la temperatura crítica es 101,1ºC.Esto significa que para este gas los procesos de inter-cambio térmico por condensación pueden alcanzaresa temperatura, la cual es suficientemente alta paralos procesos de intercambio térmico con el aire atemperatura ambiente en la casi totalidad de susaplicaciones.

Para el R744 la temperatura crítica es de solo31,0ºC. Esto quiere decir que los procesos de inter-cambio térmico por condensación solo puedenestablecerse a temperaturas por debajo de esta, lacual es mucho más baja que lo necesario para inter-cambiar calor con el aire a temperatura ambiente enmuchas aplicaciones de refrigeración. Considerandola diferencia de temperatura [?t] necesaria en unintercambiador de calor, un valor práctico para ellímite superior de un proceso de intercambio decalor basado en condensación para R744 debe fijarsecon temperatura ambiente de alrededor de 20ºC.

Para muchas aplicaciones de refrigeración la tem-peratura ambiente está por encima de este valor prác-tico. Sin embargo, ello no significa que el CO2 no

pueda ser empleado como un refrigerante en aplica-ciones que intercambian calor con el ambiente atemperaturas por encima de 20ºC. El anhídrido car-bónico puede ser empleado como refrigerante enestas aplicaciones, solo que el proceso de intercam-bio térmico en estas aplicaciones no puede dependerdel proceso de condensación.

En estas aplicaciones habrán dos ciclos de refri-geración en el proceso: uno, en el que las presionesen todas las etapas se mantendrán por debajo de lapresión crítica y otro, donde las presiones durante elproceso de transferencia térmica se mantendrán porencima de la presión crítica. Puesto que las presionesen todas las fases del primer ciclo están por debajode la presión crítica, nos referimos a este como "pro-ceso de ciclo subcrítico". Cuando partes del procesocíclico se llevan a cabo a presiones por encima delpunto crítico y otras partes se efectúan por debajo deeste, nos referimos a este como "proceso de ciclotranscrítico". En el proceso de ciclo transcrítico latransferencia de calor se efectúa a presiones y tem-peraturas por encima del punto crítico.

La terminología empleada para los procesos y loscomponentes son casi idénticos para los dos ciclosde proceso para las partes que intervienen en el pro-ceso de transferencia térmica. En el proceso de ciclotranscrítico, el intercambio térmico se denominaenfriamiento del gas "gas cooling" y consecuente-mente el intercambiador de calor empleado esdenominado enfriador de gas "gas cooler".

Los compresores son sustancialmente diferentespues deben efectuar la compresión en dos etapas encascada debido a que la diferencia de presión es muygrande para una sola etapa.

Estos compresores están en la etapa de desarrolloavanzado llevados a cabo por algunos fabricantes,con la intención de disponer de productos comer-ciales antes de 2007.

Actualmente se desarrollan proyectos basados enequipos de refrigeración en base a CO2, con el obje-tivo de sustituir al HFC 134a. Estos sistemas seránmás pequeños y más eficientes pero a la vez muchomás complejos por las altas presiones que deberánmanejarse.

Grandes corporaciones multinacionales ya hanasumido compromisos, al máximo nivel corporativo,para sustituir sus equipos comerciales de conser-vación refrigeración y congelación, que actualmenteoperan con R134a, con sistemas desarrollados parael empleo de CO2 a nivel mundial, para 2007.

La industria automotriz, también presionada porla necesidad de reducir su aporte a los gases deefecto invernadero, llevan por lo menos 10 añosdesarrollando sistemas de aire acondicionado

CAPÍTULO IV: GASES

REFRIGERANTES

33

automotriz empleando CO2, con el mismo objetivoen términos de tiempo.

Puede estimarse que el CO2 tiene grandes posibili-dades de ser el refrigerante de selección de la industriapara aplicaciones comerciales e industriales de capaci-dad intermedia y aire acondicionado automotriz.

Amoniaco [NH3], R717Es utilizado en grandes instalaciones industriales

y comerciales. Es económico, posee alto calor latentede evaporación y relación presión-volumen específi-co conveniente. Es un producto altamente tóxico,inflamable y corrosivo que ataca el cobre y sus alea-ciones, razones por las que se debe manejar conmucho cuidado.

Para refrigeración de alimentos y con el fin deevitar la contaminación de estos, se acostumbra usarfluidos refrigerantes intermedios a base de alcoholes,manteniendo la sala de máquinas separada y distantede los alimentos y las personas que pudieran verseafectados ante posibles fugas.

Su temperatura de evaporación a presión atmosféricaes de -34ºC y su rendimiento térmico es 4 a 5 vecesmayor que el de los CFC22 o CFC12, dado que se requieremucho menos masa para hacer el mismo trabajo.

Otras ventajas son: su costo, que es aproximada-mente el 10% de los HFC, se detecta fácilmente y noes sensible a la presencia de agua o aire húmedo yno se mezcla con el aceite.

La inflamación sucede con una concentración del16 al 25% en aire y la temperatura de autoinfla-mación es de 651ºC.

La disolución de amoníaco en agua o las solu-ciones acuosas de amoníaco tiene una reacciónexotérmica (riesgos de quemaduras en los ojos enmedio contaminado por él).

El valor límite de exposición para el hombre es de25 ppm, su olor es muy irritante y en altas concen-traciones provoca dificultades respiratorias y ahogo,siendo mortal en concentraciones de 30.000 ppm.

Este refrigerante puede ser utilizado por el sistemaconvencional de compresión mecánica, para lo cualse requiere diseñar y construir las partes del equipocon los materiales apropiados que no tengan cobre osus aleaciones, pudiendo usarse tuberías de acero(no galvanizado) o aluminio.

Los sistemas en donde esta sustancia es más uti-lizada es el conocido como de absorción, en el cualel amoníaco actúa como refrigerante y el agua actúacomo absorbente. A continuación una breve expli-cación sobre el funcionamiento de estos procesos.

Sistema de absorciónEl proceso de absorción de amoníaco elimina el

uso de bombas u otro tipo de partes móviles. La presióndel gas es uniforme en todo el sistema sellado herméti-camente; la diferencia entre la presión de vapor de amo-niaco en el condensador y en el evaporador es compen-sada por la presencia de hidrógeno (o helio). La suma delas presiones parciales del hidrógeno y del vapor deamoníaco en el evaporador es igual a la suma de las pre-siones parciales en el condensador.

Funcionamiento: se puede utilizar una mezcla deamoníaco (como refrigerante) y agua (como

Representación esquemática de un sistema de absorción.

CONDENSADOR

GENERADOR

ABSORBEDOREVAPORADOR

INTERC. DE SOLUCIONES


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Nº Refrigerante Nombre Composición química AplicacionesCOMPUESTOS INORGÁNICOS

R717 Amoniaco NH3 Refrigeración industrial.R718 Agua H2O Refrigeración industrial.R744 Dióxido de carbono CO2 Refrigeración industrial.

COMPUESTOS ORGÁNICOSHidrocarburosR170 Etano CH3CH3 Refrigeración industrial. Sistemas en cascada.R290 Propano CH3CH2CH3 Mezclas, enfriadores industriales, A/A pequeños.R600a Isobutano CH(CH3)2CH3 Refrigeración doméstica. Inflamable

Hidrocarburos HalogenadosClorofluorocarbonos (CFC) R11 Triclorofluorometano CCl3F Chillers de baja presión, espumado.R12 Diclorodifluorometano CCl2F2 Refr. Doméstica, A/A vehículos.R115 Cloropentafluoroetano C2F5CL Baja temperatura. Efecto invernadero alto.Hidroclorofluorocarbonos (HCFC)R22 Clorodifluorometano CHClF2 A/A, Bombas de calor, refrigeración comercial e industrial.R141b 1,1 dicloro-1-fluoroetano CH3CCl2F Espumado, solvente.R142b 1-cloro-1,1-difluoroetano CH3CClF2 Alta temperatura. Inflamable.Hidrofluorocarbonos (HFC)R32 Difluorometano CH2F2 Baja temperatura, inflamable.R125 Pentanfluoroetano CHF2CF3 Efecto invernadero alto, baja y media temperatura.R134a 1,1,1,2- tetrafluoroetano CH2FCF3 Refrigeración doméstica y comercial, A/A vehículos,

transporte refrigerado. R143a 1,1,1-trifluoroetano CH3CF3 Acelera el desgaste de compresor. Inflamable.R152a 1,1-difluoroetano CH3CHF2 Inflamable.Mezclas AzeotrópicasR502 HCFC+CFC R22/R115 (48.8/51.2) Refrigeración comercial baja temperatura, refrigerante.

de equipos móvilesR507 HFC+HFC R125/R143a (50/50) Reemplaza al R502, gabinetes de supermercados,

temperaturas baja y media.Mezclas ZeotrópicasR404A HFC+HFC+HFC R125/R143a/R134a (44/52/4) Máquinas para hielo, reemplaza al R502, retrofit R502.R407C HFC+HFC+HFC R32/R125/R134a (23/25/52) Reemplaza al R22 en A/A, bombas de calor,

refrigeración comercial e industrial, retrofit R22.R410A HFC+HFC R32/R125 (50/50) A/A, Bombas de calor, refrigeración comercial e industrial.Isobutano/Propano HC+HC R600a/R290 (50/50) Reemplazo R12 "drop in". Inflamable.

CLASIFICACIÓN DE ALGUNOS REFRIGERANTES MÁS COMUNES.

absorbente); o de bromuro de litio (como absorbente)y agua destilada (como refrigerante). El sistema estácompuesto por un generador, un condensador, unevaporador, un absorbedor, utilizando calentamientodirecto o indirecto mediante electricidad, gas natu-ral, vapor de agua o calor residual.

El calor suministrado en el generador calienta lasolución y hace que el refrigerante amoníaco seevapore y pase al condensador donde es enfriado yse condensa; pasa luego por la válvula de expansiónal evaporador donde toma calor del medio y pasaluego al absorbedor donde se disuelve nuevamentecon el agua. La solución pobre en amoníaco que seencuentra en el generador vuelve al absorbedorimpulsado por el calor suministrado. El hidrógeno ohelio agregado al sistema actúa como compensadorde presión entre los lados de alta y baja.

A pesar de sus desventajas en los aspectos deseguridad de uso, las cuales pueden ser vencidas condiseños seguros; sus buenas propiedades como refri-gerante, bajo costo y prácticamente inocuidad am-biental, lo convierten en un refrigerante con futuroen los sistemas industriales de grandes dimensiones,en todas aquellas instalaciones donde la seguridadpueda ser mantenida indefinida y confiablemente.

En el Cuadro se listan algunos de los refrigerantesmás comunes, con su denominación ASHRAE, sunombre técnico, su fórmula química y sus aplica-ciones más frecuentes.

En el caso de las mezclas, en lugar de la composi-ción química se muestran los componentes simples y,entre paréntesis, los porcentajes de cada uno de estos,en el mismo orden en que se muestran los primeros.

CAPÍTULO IV: GASES

REFRIGERANTES

35

3 Consideraciones relativas a la salud y la seguridad

Muchas sustancias químicas, entre las que secuentan los refrigerantes pueden ser peligrosas si seutilizan del modo indebido. Dos categorías impor-tantes de aspectos relativos a la salud y la seguridadson: la toxicidad y la inflamabilidad.

3.1 Toxicidad

La toxicidad puede medirse de diversas maneras.En general hay límites para la cantidad de refrigeranteque una persona puede tolerar en un breve lapso detiempo (efectos agudos) y en un período prolongado(efectos crónicos de largo plazo). Con base a resulta-dos del Programa de alternativas para la toxicidad delfluorocarbono (PAFT) los fabricantes han recomenda-do concentraciones que el ser humano puede tolerardurante determinado tiempo sin efectos perjudi-ciales, denominados límites permitidos deExposición "Authorized Exposure Levels" [AEL].Estos valores se establecen en partes por millón[ppm], indicando la cantidad máxima de refrigeranteque puede tolerarse sin peligro. Otros indicadores dela toxicidad incluyen los valores límites de umbral"Threshold Limit Values" [TLV] y los valores deexposición permitidos "Permited Exposure Levels"[PEL]. Los fabricantes de refrigerantes indican losAEL, TLV y el PEL del refrigerante en la hoja de datosde seguridad del material [MSDS].

La Norma 34 de ASHRAE clasifica la toxicidaden dos grupos:

Clase A: refrigerantes con baja toxicidad, con unTLV ponderado en función del tiempo superior a 400ppm. Es decir, que son de preocupar únicamente lasconcentraciones superiores a 400 ppm durante perío-dos prolongados.

Clase B: refrigerantes con toxicidad elevada conun TLV ponderado en función del tiempo inferior a400 ppm.

3.2 Inflamabilidad

También se mide en el laboratorio la inflamabili-dad, o sea: la capacidad de un producto químico demantener la combustión, lo cual depende del gradode concentración de refrigerante en aire y de la can-tidad de energía liberada por la combustión.

Los refrigerantes se clasifican en general comoNo inflamables, de baja inflamabilidad o de altainflamabilidad.

Por ejemplo, el R152a tiene un límite de inflamabi-lidad del 4%. Esto significa que en 100 kg de aire, 4kg de refrigerante tomarán fuego. Se considera alR152a como de baja inflamabilidad. El propanoR290 tiene un límite de inflamabilidad de 2% por loque se le clasifica como de alta inflamabilidad.

La Norma 34 de ASHRAE clasifica cada refrige-rante en uno de los tres grupos de inflamabilidad.Hay definiciones científicas rigurosas para estos gru-pos, pero en general pueden categorizarse comosigue:

Grupo 1: ninguna inflamabilidad.

Grupo 2: baja inflamabilidad.

Grupo 3: alta inflamabilidad.

Combinando los criterios de toxicidad e inflama-bilidad se obtiene una matriz que clasifica unrefrigerante en la clase A1, A2, A3, B1, B2 ó B3,como puede verse en el cuadro siguiente.

La Norma 15 de ASHRAE, sobre el código deseguridad para la refrigeración mecánica, trata eltema relativo al modo en que se pueden emplear losrefrigerantes que han sido clasificados en la Norma34 de ASHRAE. La Norma 15 refleja ya la introduc-ción de refrigerantes de sustitución. Entre otras cosas,esta Norma trata de los requisitos relativos a la insta-lación. Señala la necesidad de sensores de oxígeno,detectores de vapores y, en determinadas situa-ciones, de aparatos para respiración autónomos.

Además de la toxicidad y la inflamabilidad, deberecordarse que todos los refrigerantes a base de fluo-rocarbono son más pesados que el aire y si se liberanen un espacio cerrado pueden causar asfixia.

Norma 34 de ASHRAE con algunos ejemplos de refrigerantes.

GRUPO

1

2

3

CLASE

R600a (ISOBUTANO)R290 (PROPANO)

HFC32HFC143aHFC152a

CFC11CFC12HCFC22HFC125HFC134a

R1140 (CLORURODE VINILO)

R717 (AMONÍACO)

HCFC123

A B

AUMENTAINFLAMABILIDAD

AUMENTA TOXICIDAD


36

4 Efectos de algunos refrigerantes sobre la capa de ozono y el calentamiento global

En el gráfico puede observarse el potencial de agotamiento del ozono estratosférico y el potencial de calen-tamiento global de algunas sustancias empleadas como refrigerantes.

PAO versus PCG para algunos refrigerantes comunes.

5 Sustitutos transitorios

En cumplimiento de los acuerdos suscritos en delProtocolo de Montreal, los fabricantes de refrige-rantes y demás SAO han lanzado al mercado alterna-tivas equivalentes que sustituyen a todas esas sustan-cias y en ese sentido han desarrollado nuevos pro-ductos, que hasta el momento no es posible afirmarsi permanecerán como definitivos o solo serán uti-lizados temporalmente mientras se desarrollan otrasalternativas que satisfagan más ampliamente lascondiciones ambientales, de seguridad y económicas.

R134a. Es un refrigerante HFC identificado quími-camente como CF3CH2F, no es inflamable y poseeniveles de toxicidad aceptables. Entre todos los susti-tutos desarrollados el R134a ha sido aceptado en unamplio rango de aplicaciones puesto que surendimiento termodinámico es equivalente al del R12cuando la temperatura de evaporación es de -2ºC.Sin embargo, cuando la temperatura desciende hasta-18ºC, el rendimiento aminora proporcionalmente,llegando a ser 6% inferior y cuando la temperatura seubica en 10ºC el rendimiento aumenta igualmentehasta en un 6%, lo cual hace que su empleo comosustituto no sea ideal en todos los casos, habiéndosedesarrollado mezclas que operan mejor en condi-ciones de trabajo de baja temperatura de evapo-ración, que es donde el R134a no se comportaaceptablemente.

Este es un compuesto halogenado sin átomos decloro [Cl] pero si de flúor [F]. Podemos apreciar en el

gráfico que el R134a tiene un PAO igual a 0 pero supotencial de calentamiento global PCG es 1300. Estaes la razón por la cual no se le puede considerar un gasideal para reemplazar definitivamente al R12.

Su empleo requiere tener en cuenta ciertas caracterís-ticas que le son propias y lo diferencian de alguna maneraen su aplicación con relación al R12 que sustituye.

Tanto el HFC134a como el HCFC22, en condi-ciones de exposición a humedad, absorben mayorcantidad de agua en estado líquido (son máshigroscópicos) que el CFC12; por tal razón serámenos probable que se tapone un capilar en un sistemade baja temperatura, pero esto no reduce la necesi-dad de usar un dispositivo de secado apropiado, pues

Gráfico IV-d - Esquema comparativo de

rendimiento entre R12 Y R134a.

CAPÍTULO IV: GASES

REFRIGERANTES

37

la humedad atrapada en el refrigerante, reaccionaquímicamente con este produciendo ácido fluorhídrico,cuyo efecto corrosivo sobre los metales es altamentedañino para el sistema.

La selección de los tubos capilares debe ajustarseal nuevo gas, pues el HFC134a tiene un efectorefrigerante mayor que CFC12, reduciendo la masanecesaria para la misma aplicación, por lo tanto se

debe, o aumentar la longitud, o reducir el diámetrointerno (lo que depende de la disponibilidad dediámetros de capilares en existencia; una vez toma-da esta decisión se ajusta la longitud necesaria hastaencontrar el punto de equilibrio del sistema); siendosiempre necesario hacer evaluaciones posteriores conel sistema en funcionamiento para verificar presiones ytemperaturas para la carga de refrigerante especificada.

Refrigerante CFC12 HFC134 a HFC22Fórmula química CCl2F2 CF3CH2F CHClF2

Miscibilidad: Es la capacidad de un lubricante demezclarse con un refrigerante. Esta propiedad es muyimportante para garantizar el retorno del aceite alcompresor.

El HFC134a y los aceites minerales no son mis-cibles. Por esta razón se han desarrollado nuevoslubricantes que se adapten a esta exigencia. Lospoliolésteres (POE) y los polialquilglicoles (PAG) sonmiscibles con este refrigerante.

Algunos tipos de POE son completamente misci-bles con R134a, tal como lo es el alquilbenceno conel R22, mientras que otros POE son parcialmentemiscibles.

Los lubricantes POE tienen una capacidadhigroscópica 100 veces mayor que los aceites mi-nerales, siendo esta humedad más difícil de remover.Por esta razón los compresores cargados con aceitesPOE no deben ser expuestos a la atmósfera por másde 15 minutos, recomendándose mantener tapona-dos los compresores que contengan POE hasta justoel momento de hacer las soldaduras a los tubos delsistema sellado. La humedad máxima admisible esde 100 PPM. Los filtros secadores recomendados sonlos compatibles con R22 como XH-7 y XH-9. Losfiltros con núcleo de bauxita tienen la tendencia aabsorber el POE y la humedad, con el consiguienteproceso de hidrólisis para formar ácidos, lo cualfinalmente afectará al compresor.

Los refrigerantes HFC no son tan tolerantes a losmateriales de proceso de fabricación de los compo-nentes del sistema (inhibidores de corrosión ylimpiadores) como el CFC12, siendo arrastrados porel POE en el sistema hasta el tubo capilar o la válvu-la de expansión taponándolos.

Los fabricantes de compresores han hallado quela presencia de cloro en sistemas cargados conR134a genera reacciones químicas indeseables demodo que todo residuo clorado en el sistema se con-sidera contaminante y debe ser eliminado.

Para evacuar un sistema que utilice HFC134a sedeben tomar varias precauciones:

• Los equipos y uniones que se utilizan debenser estrictamente para HFC134a.

• El vacío debe hacerse tanto por el lado de bajacomo por alta con vacío profundo hasta 200micrones o menos.

• El máximo de gases no condensables [GNC]permisibles en el sistema es del 2%.

Para cargar el HFC134a se puede hacer en faselíquida (lado de alta) o de vapor (lado de baja), eneste último caso, mientras el compresor está funcio-nando. En caso de carga en fase líquida por alta,siempre se debe permitir el paso de algo de refrige-rante al lado de baja (succión del compresor) en fasede vapor antes de arrancar el compresor.

Tabla comparativa de propiedades de R12, R134a y R22 a temperatura

de evaporación de -15ºc y temperatura de condensación de 30ºc (MI)

Presión de evaporación

Presión de condensación

Densidad de vapor saturado a -15ºC

Densidad de líquido saturado a 30ºC

Calor latente de vaporización a -15ºC

PSIGBAR

PSIGBAR

[Kg/m3]

[Kg/m3]

[Kcal/kg]

11,80,814

93,36,432

10,987

1292,69

37,813

9,10,627

976,688

8,214

1190,17

49,512

28,21,944

158,210,908

12,936

1174,16

51,674


38

5.1 "Retrofitting" o cambiode refrigerante de R12 a R134a

Teniendo en cuenta las precauciones ya men-cionadas es posible hacer cambio de R12 a HFC134asiguiendo procedimientos rigurosamente controla-dos, tal como se describe a continuación:

• Recupere el gas y aceite que se encuentren enel sistema, con el equipo apropiado y toman-do la precaución de no dejar mucho tiempoexpuestos los tubos abiertos al ambiente.

• Sople el sistema con nitrógeno en ambos sen-tidos, para eliminar residuos de aceite mineral.

• Cambie el tubo capilar o válvula de expansiónpor los especificados.

• Reemplace el filtro secador por el indicadopara R134a.

• Sustituya el compresor de CFC12 por un com-presor de HFC134a.

• Realice el vacío [por alta y baja] a los valoresrecomendados por el fabricante del compresory por un tiempo que garantice la eliminaciónde humedad del sistema.

• Cargue el sistema con la cantidad adecuada deR134a, que generalmente es menor que conCFC12.

• Verifique que el sistema funcione correcta-mente.

Este proceso, en equipos pequeños, es complica-do, delicado y costoso; por tal razón, la experienciaha demostrado su poca practicidad y en la actualidadsu recomendación ha perdido vigencia.

En caso de equipos comerciales o industriales, ladecisión deberá ser tomada luego de un detalladoanálisis de la situación.

Existe otro procedimiento posible que consiste encambiar solamente de refrigerante CFC12 aHFC134a, lo cual implica sustituir también el lubri-cante. Esta opción es aún menos recomendable ymás costosa, puesto que los fabricantes de compre-sores aceptan un máximo contenido de 1% de aceitemineral diluido en POE, y lograr extraer el aceitemineral de un sistema hasta alcanzar este valor no estarea fácil, pues implica una limpieza reiterada delsistema hasta alcanzar los niveles de diluciónaceptables.

CAPÍTULO V: SISTEMA DE

REFRIGERACIÓN

39

1 Sistemas de refrigeración

La diversidad de equipos empleados para refri-geración y acondicionamiento de aire es muy grandey su funcionamiento se ajusta, en términos generales,a los principios ya enunciados. Cada sistema tienesus características particulares. Cada tipo de compre-sor opera según distintos mecanismos de compresión(alternativos, rotativos, helicoidales "scroll", entreotros). Cada dispositivo de control está diseñado paramantener algún parámetro de funcionamiento de unequipo entre determinados límites (principalmente:temperaturas, presiones, acumulación de hielo, entreotros fenómenos que se desea controlar).

A continuación se cubrirán los aspectos destaca-dos de los sectores en que se clasifica normalmentela refrigeración [Ver capítulo IV - 3].

2 Refrigeración doméstica

Existen tres tipos básicos de artefactos destinadosa este sector: neveras, diversas combinaciones denevera - congelador y congeladores Las neveras ycongeladores de mayor precio están equipadas concircuitos para su descongelamiento automático, entanto que las combinaciones nevera - congeladorsiempre cuentan con este circuito auxiliar.Adicionalmente, las neveras y combinaciones denevera - congelador pueden ser equipadas con sis-temas automáticos fabricadores de hielo y otrosdispositivos de confort, tales como puntos dispen-sadores de agua potable, proveniente de la red exter-na, enfriada, circuitos de enfriamiento rápido de pro-ductos, controles de funcionamiento sofisticadosbasados en microprocesadores y en equipos de últi-ma generación, interfaz para conexión vía Internetcon el taller de servicio autorizado para realizar unprediagnóstico antes del envío del técnico de servicio.

• Neveras domésticas

Las neveras pueden presentarse en dos configura-ciones básicas: una o dos puertas; en este últimocaso las puertas pueden estar dispuestas una arribade la otra o lado a lado. Desde el punto de vista decomodidad de uso, se ofrecen dos opciones: con ysin escarcha. El tamaño de una nevera se define enbase a la capacidad interna del gabinete, que es iguala su volumen interno, y se expresa en pies cúbicos["cu. ft." en el sistema inglés] o litros (en el sistemainternacional [SI]). [1 pie cúbico = 28,3168 lts].

Las neveras comienzan a fabricarse a partir de los2 cu. ft. ≈ 57 lts y llegan hasta los 12 cu. ft ≈ 340lts. Las pequeñas neveras son empleadas mayor-mente en cuartos de hotel, mientras que algunas demediano tamaño están dirigidas al sector oficinas,por lo que se las denomina ejecutivas y el resto estádestinado al uso doméstico y en este rango son nor-malmente de bajo costo. En estas neveras existe unasección con temperaturas de congelación en el inte-rior del evaporador y sus paredes. Este se moldea enforma de paralelepípedo, con la cara posterior abier-ta, pero a corta distancia de la pared posterior inter-na del gabinete y la anterior normalmente cerradapor una puerta interna que disminuye y controla elintercambio con el resto del compartimiento. Elevaporador se fija a la cara superior del interior delgabinete de manera que provea enfriamiento al restodel compartimiento de alimentos por convección. Lazona adyacente al evaporador hacia abajo general-mente se emplea para conservar alimentos querequieren de temperatura más baja (generalmente sedispone en esta posición una bandeja identificadapara conservación de carnes). A continuación sedisponen rejillas para facilitar el almacenaje de mer-cancía a conservar y en la parte inferior uno o dosrecipientes para el almacenaje de vegetales y otrosproductos que requieran temperaturas menos bajas.

Las combinaciones nevera - congelador usual-mente comienzan en los 13 cu. ft. ≈ 368 lts. y lleganhasta los 26 cu. ft. ≈ 736 lts. En estos casos, los mo-delos de menor capacidad 13 hasta 18 cu. ft. (368 ltshasta 510 lts) poseen compartimiento de congelacióny compartimiento de alimentos separados y accesi-bles mediante dos puertas independientes, arribapara el congelador y abajo para el compartimiento dealimentos (aunque existen versiones con el compar-timiento de congelación abajo); en tanto que lasneveras - congelador por encima de 20 cu. ft ≈ 566lts. y hasta 26 cu. ft. ≈ 736 lts. posicionan los com-partimientos de congelación y de alimentos lado alado "side by side", cada cual con su puerta dispues-ta verticalmente. El volumen interno se distribuyeentre las dos secciones nevera - congelador en unaproporción aproximada de 1 - 3 [congelador -nevera].

CAPÍTULO V SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN


40

• Sistemas de refrigeración en neveras domésticas

Circuito elemental

En cuanto a los sistemas de refrigeración empleados,las más sencillas y económicas (entre 2 cu. ft. ≈ 57lts y 12 cu. ft. ≈ 340 lts) generalmente utilizan com-presores herméticos enfriados por convección natu-ral, con potencias que varían desde 1/20 h.p. ≈ 37 whasta 1/6 h.p. ≈ 124 W {1 h.p.US = 745,7 vatios[W]}; condensadores de tubo - alambre o tubo - lámi-na, enfriados por convección natural, montadosexternamente en la pared posterior del gabinete;evaporadores de tipo "roll-bond" (consistente en dosláminas de aluminio adheridas una a la otra, excep-to en un trazado continuo interno, en relieve, que se

ha diseñado para que circule el gas refrigerante entreel dispositivo de expansión, que en estos casos siem-pre es un tubo capilar, y la línea de retorno de gas alcompresor; estos evaporadores exponen un gran áreasuperficial destinada a absorber calor del interior delgabinete para que sea retirado de allí por el flujo derefrigerante en evaporación y normalmente incluyen,cerca de la salida, un acumulador de líquido (que seobserva como un ensanchamiento del trazado enrelieve cercano al punto de conexión de la línea deretorno al compresor), que minimiza el riesgo deretorno de líquido a aquel en ocasiones de cargacrítica del sistema (baja absorción de calor en elevaporador y falla de corte oportuno del termostato oexceso de carga de refrigerante).

Neveras: 1 puerta, dos puertas verticales, dos puertas horizontales.

Circuito elemental de refrigeración.


REFRIGERACIÓN

41

• Control termostático

El control de funcionamiento del compresor selogra mediante un termostato de diafragma, sensiblea la temperatura, en un punto predeterminado por elfabricante en el interior del gabinete, el cual abre elcircuito de alimentación eléctrica del compresor alalcanzarse la temperatura deseada [seleccionable porel usuario dentro de un rango distribuido en unnúmero de divisiones (usualmente 5 o 7) y que en lamayoría de los casos incluye un interruptor para abrirmanualmente el circuito] y cierra nuevamente el cir-cuito cuando la temperatura asciende y alcanza unvalor diferencial (no programable por el usuario). Eldiferencial entre la temperatura de arranque y paradadel compresor es prefijado en la fábrica y es un valorde compromiso que establece la mínima variación detemperatura que permita que el tiempo de trabajo -reposo del compresor tenga una distribución de 50%- 50% en condiciones normales de operación (Existennormas de diseño de artefactos que establecen losparámetros considerados como "condiciones nor-males de operación").

Condiciones normales de funcionamiento. Temperaturas y presiones

Las temperaturas de diseño son, normalmente, lassiguientes:

T1 = temperatura a la entrada del evaporador = - 25ºC ~ - 26ºC.T2 = temperatura a la salida del evaporador = - 26ºC. T3 = temperatura a la entrada del compresor = 3 ~ 5ºC < Tamb.

T4 = temperatura de condensación = 10 ~ 13ºC > Tamb.

T5 = temperatura de la descarga del compresor = 120ºC.T6 = temperatura del domo del compresor = 110ºC.T7 = temperatura del bobinado del motor del compresor < 130ºC.

Estos límites de temperatura deben ser respetadosrigurosamente pues de ello depende que el compre-sor funcione bien durante el total de su vida útil.Estas son las razones:

Las temperaturas a la entrada y salida del eva-porador [T1] y [T2] iguales, o casi iguales determinanque se está empleando este a su plena capacidad ydependen de la temperatura de evaporación del gasempleado.

La temperatura a la entrada del compresor [T3]depende de que el proceso de evaporación se hayacompletado dentro del evaporador y del trayecto delvapor por la línea de succión. Para obtener una tem-peratura aceptable se suele recurrir a un intercambiode calor entre el tubo capilar y el tubo de retorno

desde el evaporador a la succión del compresor. Elrango de esta temperatura tiene por objeto: por ellímite inferior, que no haya retorno de líquido alcompresor y por el superior, que el gas de retorno nollegue excesivamente caliente pues el equilibrio tér-mico de funcionamiento, en este caso de un compre-sor de baja presión de succión [LBP] requiere de labaja temperatura del gas de retorno para enfriar elcompresor y mantener sus temperaturas críticas pordebajo de los límites aceptables.

La temperatura de condensación [T4] debenestar por encima de la temperatura ambiente paraque haya intercambio de calor desde el gas refrige-rante hacia el aire que rodea el condensador.Asimismo, debe ser tal que respete la máxima pre-sión de descarga recomendada para el compresor.

La temperatura de descarga [T5], usualmentemedida en el tubo de descarga, a 5 cm de la carcaza,es un fiel reflejo de la temperatura de la válvula dedescarga. Si la temperatura en la válvula de descar-ga supera el valor límite hay riesgo de carbonizacióndel lubricante en el asiento de la válvula, con la con-siguiente pérdida de compresión.

La temperatura medida en el domo [T6] (el cen-tro de la tapa del compresor) normalmente se correla-ciona con la temperatura del bobinado del motor,siendo la temperatura del domo aproximadamente20ºC más baja que la temperatura de bobinas.

Finalmente, la temperatura de los bobinados delmotor [T7], que solamente podemos medir por elmétodo de variación de la resistencia, pues nopodemos acceder a ellos con instrumentos demedición directa de la temperatura; se especifica en

Circuito elemental mostrando puntos de

lectura de temperaturas de diseño.

T1

T2

T4

T3

T6 T5

T7

EVAPORADOR

CONDENSADOR

COMPRESOR


42

función de la clase térmica del barniz empleado enla fabricación del alambre esmaltado de las bobinas.

Tan importantes como las temperaturas men-cionadas son las presiones de trabajo. Las presionesde diseño dependen del gas refrigerante empleado ydeben fijarse teniendo en cuenta además, de los va-

lores necesarios para un funcionamiento adecuadodel sistema aquí indicados, la presión crítica delrefrigerante:

Los siguientes valores son recomendaciones váli-das para una Tamb = 43ºC.

Fluido refrigerante Presiones máximas Psig Aplicación

R12 Presión de equilibrio [lados alta - baja] 80 - 80 Baja presión de retorno [LBP].

Presión de pico 260

Presión de descarga estabilizada 212

R134a Presión de equilibrio [lados alta - baja] 85 - 85 Baja presión de retorno [LBP] - Sustituto R12

Presión de pico 290

Presión de descarga estabilizada 230

La presión de equilibrio que alcance el circuitode refrigeración durante los períodos de reposo delcompresor dependerá de la carga de gas del sistema,que deberá ser calculada de manera de lograr el efec-to máximo de enfriamiento en el evaporador (que seobserva cuando las temperaturas de entrada y salidason iguales o casi iguales). Un exceso de carga pro-ducirá como efecto: Primero que las presiones deequilibrio sean superiores a lo especificado y segun-do, retorno de líquido al compresor.

La presión de pico es la consecuencia de: a) lapresencia de gases no condensables en el sistema ob) que se ha cargado una mezcla zeotrópica inde-bidamente, o sea en fase vapor, y como consecuen-cia el gas resultante no responde a las especifica-ciones de presiones - temperaturas correspondientesa la mezcla correcta o c) que se haya introducido unacarga térmica en el gabinete demasiado elevada,provocando que el gas de retorno se sobrecaliente enexceso y al ser comprimido en el compresor se elevetemporalmente la presión que alcanza en el conden-sador. El protector térmico debe estar en capacidadde detectar esta situación y detener temporalmente elcompresor.

La presión de descarga estabiliza depende delgas en el circuito y nuevamente de la carga de gas.Las presiones de descarga elevadas pueden ser pro-ducto de una sobrecarga de gas en el sistema, asícomo de un condensador sucio o mal ventilado, porfalla del ventilador (si es de enfriamiento forzado) uobstrucción en el flujo regular de aire de enfriamiento.

Otros componentes del circuito eléctrico de un sistema de refrigeración doméstica

En un circuito básico de refrigeración se encuen-tran, además de los elementos descritos, los accesorios

externos propios del compresor hermético: relé dearranque [amperométrico o PTC], protector térmico[bimetálico] de accionamiento por temperatura y/oconsumo del compresor, y eventualmente un capaci-tor de arranque destinado a mejorar el par dearranque del compresor cuando este debe arrancarcuando las presiones del sistema [alta - baja] notienen oportunidad de equilibrarse o cuando existencondiciones de alimentación eléctrica tales que latensión en bornes del compresor desciende excesiva-mente debido a que el consumo de corriente dearranque produce una caída de tensión temporal enla línea de alimentación del artefacto. Los compre-sores de alta eficiencia llevan siempre un capacitorpermanente [capacitor de marcha], destinado a dis-minuir el consumo de energía.

El circuito eléctrico elemental solo requiere de undispositivo de control de funcionamiento del moto-compresor, el cual en refrigeración doméstica esnormalmente un termostato. En aplicaciones comer-ciales puede también encontrarse un dispositivo decontrol basado en la presión de retorno al compresor,empleando un presostato. Más adelante veremos elfuncionamiento de estos dispositivos.

En el circuito eléctrico, a continuación del dis-positivo de control primario del motocompresor y enaplicaciones de equipos sin escarcha puede encon-trarse otro dispositivo, un reloj de descongelamientocon su circuito asociado, consistente en una resisten-cia eléctrica de descongelamiento y un dispositivobimetálico para la desconexión de esta, cuyo fun-cionamiento también veremos más adelante.

Otros componentes que pueden encontrarse, amedida que los modelos crecen en capacidad yrequieren de estos accesorios son: un electroventi-lador de condensación, un electroventilador deevaporación y accesorios varios.


REFRIGERACIÓN

43

Como circuito auxiliar, no relacionado con el sis-tema de refrigeración, estos artefactos, casi sinexcepción, disponen de un circuito de iluminacióndentro del gabinete, operado por un interruptor depuerta, a fin de que la fuente de luz incandescente noirradie calor cuando la puerta está cerrada.

• Circuito con enfriamiento por radiador sumergido en el depósito de aceite del compresor

A partir del circuito básico detallado precedente-mente, se desarrollan variantes que son determinadaspor las mayores exigencias debidas a la mayor capaci-dad interna del gabinete. A partir de 1/5 h.p. ≈ 149W y hasta ¼ h.p. ≈ 186 W los compresores requierenenfriamiento adicional al que puede obtenerse me-diante convección natural y entonces se recurre amodificar el circuito de refrigeración, creando unaderivación en el condensador, en un punto tal que latemperatura del gas comprimido haya perdido sufi-ciente calor como para que su temperatura sea infe-rior a la del compresor y pueda absorber calor delinterior de este mediante un radiador sumergido en elaceite que reposa en el fondo del compresor y que seconecta a los dos extremos de la derivación. Este cir-cuito se emplea en artefactos de costo intermedio delrango entre 13 cu. ft. ≈ 368 lts y 16 cu. ft. ≈ 453 lts.

• Aprovechamiento del circuito de preenfriamiento para descongelamiento automático del evaporador

En artefactos de rango medio de mayor costo seaprovecha esta variación para ofrecer desconge-lamiento automático. La primera parte del conden-sador se construye como un precondensador separa-do montado en una bandeja que es utilizada pararecibir el agua que se licua durante el proceso de

descongelamiento automático, a partir del hielo querecubre al evaporador y que es llevada hasta estabandeja mediante una manguera conectada a unpunto en el interior del gabinete donde se colecta elagua de descongelación. El calor del precondensadorse utiliza para evaporar el agua proveniente deldescongelamiento automático y evitar que esta sederrame o que se requiera una conexión a un drena-je de piso para deshacerse de ella. Sin preconden-sador el descongelamiento automático no es prácticopues el agua derretida en el proceso se acumularía yderramaría.

• Circuito de descongelamiento

El descongelamiento se logra mediante un cir-cuito eléctrico consistente en un temporizador dedescongelamiento (de los cuales existen variantes encuanto a los intervalos a los cuales se efectuará elproceso y al tiempo de reposo durante el cual se lle-vará a cabo) y que se ubica en un sitio accesible,externo, del gabinete.

Este circuito opera como se describe a continuación:

a) Desconecta la alimentación eléctrica al com-presor (proveniente del circuito del termostato);

b) Simultáneamente energiza una resistenciaeléctrica que está adosada al evaporador en lazona de aquel en que hay mayor posibilidadde acumulación de hielo, y cuyo circuito dealimentación eléctrica se cierra a través de undispositivo bimetálico de control de deshielocuyos contactos están normalmente cerradosdentro del rango de temperaturas normales en

Compresor de 5 tubos.

Nevera en transparencia mostrando parte del condensador

utilizado para evaporar el agua drenada durante el ciclo de

descongelamiento.

Tubo de entradaal capilar

Acumulador

Salida del evaporador

Entrada delevaporador

Evaporador

Tubo de succióndel compresor

Compresor

Descarga delcondensador

Entrada condensadorCondensador

Bandeja de drenajede agua de descongelamiento Salida del aire

Condensador

Salida delcondensador

Secador derefrigerante

Intercambio de calor aislado detrás y fuera del gabinete


44

el interior del gabinete, y que abre sus contac-tos desenergizando la resistencia cuando latemperatura sensada por el bimetal indica queya no hay más hielo presente, con lo cual sepersigue que la resistencia entregue solo lacantidad de calor necesaria solo para derretirel hielo y no aporte calor adicional que elevela temperatura en el interior del gabinete.Existen distintos modelos de resistencia dedeshielo, generalmente de baja potencia, deconstrucción hermética para evitar que el aguade descongelamiento provoque un cortocir-cuito, cuya selección depende del diseño delevaporador. El dispositivo bimetálico de con-trol de deshielo debe estar encapsulado her-méticamente pues es un dispositivo conductorde electricidad que está colocado en un mediocon alto contenido de humedad. Los termi-nales de conexión de estos componentesdeben estar también protegidos contra lahumedad pues todo el circuito está sometido acondiciones de riesgo de cortocircuito porefecto del agua de descongelamiento.

c) El tiempo de reposo del temporizador debeconcluir siempre después de haberse abiertolos contactos del dispositivo bimetálico dedeshielo a fin de que se haya asegurado laeliminación de todo el hielo.

d) Al concluir el período de reposo el tempo-rizador vuelve a cerrar el circuito de ali-mentación del compresor (y simultáneamenteabre el de alimentación de la resistencia).Entonces, si el termostato ha alcanzado la tem-peratura máxima y ha cerrado sus contactos,el compresor arrancará y proseguirá su ciclode funcionamiento normal controlado por eltermostato hasta que el temporizador dedescongelamiento vuelva a accionarse, en untiempo que normalmente oscila entre 6 y 8horas.

Las causas más probables de falla de este circuitose encuentran en la posibilidad de que los contactosdel temporizador fallen, o el motor deje de girar,como consecuencia de insectos que se introducen enel interior del mecanismo y son atrapados por este.Esta falla se puede reparar sopleteando el dispositivoy comprobando su funcionamiento y el cierre y aper-tura de los contactos cuando el actuador lo deter-mine. El circuito de descongelamiento se verifica encuanto a que exista continuidad en la resistencia yque el bimetálico esté cerrado por debajo de 0ºC yabierto por encima de esta temperatura. La posiciónde estos elementos en el evaporador tambiénrequiere de atención pues si alguno de ellos no seencuentra en la posición correcta, el funcionamientopuede ser errático.

Reloj de descongelamiento, resistencia y bimetálico de descongelamiento.

A medida que las dimensiones internas de losgabinetes aumentan, desde los 18 cu. ft. ≈ 509 lts. yhasta 26cu.ft. ≈ 736 lts., se requieren compresores demayor capacidad, existiendo una zona de transiciónen los gabinetes más pequeños, en la cual elfabricante del artefacto puede recurrir al circuitomencionado previamente, para los modelos máseconómicos o recurrir a compresores enfriados poraire y en ese caso se produce simultáneamente latransición hacia unidades condensadoras también

enfriadas por aire, puesto que ya es necesario unventilador para enfriar el compresor cuya funciónpuede utilizarse simultáneamente para enfriar elcondensador.

A partir de los 12 cu ft. ≈ 340 lts, puede obser-varse, en algunos modelos sofisticados, la apariciónde evaporadores de tubos y aletas con intercambioforzado. En estos casos la distribución de temperatu-ra dentro del gabinete se hace más uniforme debidoal intercambio de aire forzado.

RELOJ DESCONGELAMIENTO

GIRAR AQUÍ PARA CAMBIAR POSICIÓNDE CONTACTOS DEL PROGRAMA DEDESCONGELAMIENTO


REFRIGERACIÓN

45

También se recurre al intercambio forzado en elcaso de neveras con congelador separado (llamadas dedos puertas verticales) a partir de los 16 cu. ft ≈ 453 lts.,en las cuales la temperatura del compartimiento dealimentos se logra forzando aire proveniente del con-gelador a través de un pasaje o ducto, en el cual seregula el caudal mediante un "damper" cuya apertu-ra gradúa el usuario para alcanzar la temperatura quedesea en este compartimiento, mientras que laoperación del compresor es controlada, como siem-pre, por el termostato, cuyo bulbo sensor se ubica enel evaporador. En estas neveras, ya generalmente sinescarcha, se utiliza el mismo circuito de desconge-lamiento ya descrito.

Las neveras de mayores dimensiones, por encimade 20 cu. ft. ≈ 566 lts., normalmente son construidascon dos puertas orientadas verticalmente y reciben elnombre corriente de "side by side" (lado a lado,refiriéndose a la ubicación de las dos puertas corre-spondientes al congelador y al compartimiento dealimentos). Estas neveras requieren de compresoresde ¼ h.p. ≈ 186 W hasta 1/3 h.p. ≈ 249 W, los cualesindefectiblemente requieren de enfriamiento forzado,circunstancia que determina que todas ellas utilicencondensadores de tubo y aletas que aprovechan elcaudal de aire de enfriamiento del compresor para eldoble propósito de enfriar en cascada el conden-sador. El evaporador, que puede ser de tubo y aletaso de placa (tipo "roll bond"), dispuesto en la paredposterior del congelador, siempre es de intercambiode aire forzado y en estos casos se aprovecha la dife-rencia de presiones entre el aire más frío en la parteinferior del congelador y el aire más caliente en laparte superior para enviar una parte de este flujo alcompartimiento de alimentos para enfriar este,

mediante un control por "damper" cuyo fun-cionamiento se describió más arriba.

Básicamente, el funcionamiento es controladode la misma manera que en el circuito básico y solodifiere por el agregado ocasional de servicio talescomo fabricador de hielo o enfriamiento de aguaproveniente de un circuito alimentado por la redexterna de agua potable.

• Control centralizado por microprocesador

Con el desarrollo tecnológico se han incorporadoinnovaciones tales como control centralizado pormicroprocesador, el cual sustituye los componentestradicionales tales como el termostato de diafragma yel control de descongelamiento y los reemplaza porun dispositivo electrónico que, mediante señalesrecibidas a través de termocuplas ubicadas estratégi-camente, no solo lleva a cabo el control de fun-cionamiento sino que registra continuamente lascondiciones de trabajo, indica las temperaturas detrabajo y en situaciones de riesgo, genera señales dealarma para el usuario y servicio técnico. Esta formade control tiene además como objetivo optimizar laoperación del sistema eléctrico para minimizar elconsumo de energía de estas unidades, normalmenteen cumplimiento de exigencias de límites impuestospor entidades reguladoras, tales como la"Environmental Protection Agency" [EPA] de EstadosUnidos y la entidad reguladora de la ComunidadEuropea [CE].

Estos controles electrónicos requieren que eltécnico adquiera destrezas en el campo de la elec-trónica; que incluye conocimientos sobre tecnologíasde circuitos de estado sólido, tarjetas de circuitoimpreso, termocuplas, programación, interfacesequipo - usuario, a fin de estar en condiciones de

Nevera de 2 puertas verticales (transparencia).

Evaporadorprincipal

Fluido refrigeranteen forma líquida

y/o mezclado

Línea dedescarga

Condensador

Fluido refrigeranteen la forma

gaseosa, sobrecalentado

(alta presión)

Filtro secador

CompresorTubo capilar

Fluido refrigeranteen la formagaseosa(baja presión)

Línea de succión

Placa fría oevaporadorsecundario

Nevera de 2 puertas horizontales "side by side".


46

resolver algunos problemas en aquellos artefactosdotados de este tipo de controles.

Los problemas más sencillos de solucionar estánrelacionados con las fallas de conexiones, que sepueden determinar simplemente verificando la con-tinuidad de cada uno de los contactos; pero si la fallase localiza en una tarjeta de circuito, lo más proba-ble y seguro es recurrir a su sustitución, a menos quelos conocimientos del técnico en electrónica le per-mitan enfrentar el reto de reparar estos componentes.

Ya existe la tecnología de compresores de veloci-dad variable controlable por microprocesador. Estossistemas son más eficientes que los que utilizan com-presores de velocidad fija puesto que su régimen defuncionamiento es directamente proporcional a losrequerimientos de temperatura en el gabinete y nodesperdician energía, en tanto que sus antecesorestrabajan con un ritmo de encendido - apagado queresponde al diferencial fijado en el termostato y quenormalmente consume más energía, pero su costohace que su uso no se haya difundido.

• Control de la humedad en el contorno de las puertas

Todos los gabinetes requieren que se prevenga laformación de condensación de humedad alrededorde la/s puerta/s, provocada por el contacto de lahumedad ambiente con el aire frío que surge delgabinete al abrirse estas. Diseños clásicos recurren alempleo de resistencias eléctricas de puertas (de bajapotencia), alimentadas permanentemente por el cir-cuito de alimentación eléctrica del artefacto. Paraeliminar este consumo de electricidad se puedeemplear una parte del circuito del condensador,enrutado alrededor de los marcos de puerta, paralograr el mismo efecto, aprovechando la temperaturadel gas del condensador. Aún cuando el uso del gascaliente para impedir la condensación es una prácticaconocida desde el principio, se usaba con prefe-rencia la resistencia eléctrica por su simplicidad, perolos requisitos de reducción de consumo energético hanhecho que este método se haya adoptado en formageneral en neveras de producción reciente.

• Condensador distribuido en el gabinete

En equipos de reciente diseño, se encuentranotras variantes constructivas, tales como conden-sadores de enfriamiento por convección distribuidosy adheridos a la cara interna de las paredes exte-riores; tanto las laterales como la posterior, del gabi-nete. Esto tiene como objetivo prescindir delenfriamiento forzado, a fin de reducir el consumo deenergía. Estas neveras normalmente empleancompresores de alta eficiencia que operan conenfriamiento vía intercambiador con el aceite delcompresor, a fin de lograr una mayor eficienciaenergética del artefacto y reducir los niveles de ruido.

Estas disposiciones constructivas que distribuyenparte o todo el condensador oculto dentro del gabi-nete presentan un grave inconveniente, casi queinsalvable, si se produce una fuga de refrigerante enel lado de alta del sistema, debido a que su detec-ción, localización y reparación dependerán de que elsitio sea accesible, sin desbaratar estéticamente elgabinete; o de que el fabricante haya previsto estaposible necesidad de reparación, diseñando el gabi-nete de manera que el condensador sea accesible sindañar el gabinete o sin incurrir en costos inadmisibles.

• Congeladores domésticos - verticales y horizontales

Los congeladores domésticos son unidades desti-nadas a la conservación a largo plazo de productospereceros, a temperaturas que garanticen la deten-ción de cualquier proceso de reproducción bacte-riana. Las bajas temperaturas minimizan el deteriorode los alimentos, reducen la multiplicación de

Control electrónico.

Nevera en transparencia mostrando circuito

de precondensador utilizado para evitar condensación

de humedad en el contorno de la puerta.


REFRIGERACIÓN

47

bacterias, microorganismos y enzimas en células yfibras vivas, y reducen la pérdida de fluidos de losalimentos. Existen numerosos estudios que han deter-minado cuantitativamente la temperatura ideal deconservación de los diversos alimentos que compo-nen la dieta del ser humano; en este contextopodemos generalizar diciendo que para conservarcierto tipo de alimentos más comunes por períodoslargos la temperatura debe ser estar por debajo de -18ºC, e idealmente menor que - 20ºC.

Existen versiones verticales (que externamenteson exactamente iguales a una nevera), pero queinternamente están construidos para trabajar a tem-peraturas de congelación. En el interior del gabinetese distribuyen parrillas destinadas a acomodar lasmercancías que se desea congelar, tal como lasparrillas de una nevera. El termostato opera, porsupuesto, en un rango de temperaturas más bajo queel de una nevera y requieren compresores de mayorpotencia para una misma capacidad interna. Existencongeladores sin escarcha, que dependen de un cir-cuito de descongelamiento similar al de las neveras,así como otros que no eliminan el hielo y que debenser descongeladas manualmente con cierta periodici-dad, dependiendo fundamentalmente de la humedadrelativa ambiente de la zona y de la frecuencia deapertura de puerta.

Otra configuración disponible en el mercado deaplicaciones domésticas es la que, a similitud de lasunidades comerciales, está dispuesta en una caja ogabinete de acceso por arriba, llamados conge-ladores horizontales; usualmente no disponen de pa-rrillas que permiten una mejor acomodación de lasmercancías, pero son más efectivas en mantener latemperatura interior al abrir la puerta de acceso.

Los congeladores domésticos de menor capaci-dad interior (hasta aproximadamente 9 cu. ft. [250lts]) emplean compresores dotados de circuitoenfriador de aceite, que no requiere ventilaciónforzada, y en tal caso el circuito será idéntico al quese emplea en neveras con precondensador, descritomás arriba; pero la gran mayoría trabaja con sistemasde compresores herméticos y condensadores enfria-dos por ventilador; en tanto que los evaporadorespueden ser de tubo y aletas, o placa, en las versionesverticales y siempre de placa en las versioneshorizontales.

El principio de funcionamiento es el mismo queel explicado para neveras, excepto por los mayoresrequerimientos de potencia del compresor paraalcanzar y mantener las temperaturas de con-gelación. Los congeladores horizontales casi siemprerequieren descongelación manual y la descarga deagua de deshielo se efectúa a través de un orificio enel piso obstruido por un tapón.

En cuanto a la estructura de los congeladoreshorizontales, estos son simples cajas aisladas térmi-camente, con una tapa superior sujeta por bisagrascon resortes de compensación que reducen el esfuer-zo necesario para abrirla y dependen de su peso y delestado de la empacadura de puerta para cerrar her-méticamente la caja. El exterior de la caja puede sermetálico o plástico, en tanto que su interior es siem-pre metálico (aluminio liso o corrugado) al cual sefija mecánicamente o mediante adhesivo especialuna longitud de tubería de cobre que actúa comoevaporador y cuya distribución es tal que las paredesy piso del congelador actúen como intercambiadoresde calor absorbiendo el calor de la mercancía con-tenida en su interior. El compartimiento de alo-jamiento de la unidad condensadora se obtiene aexpensas del volumen interno de la caja de maneraque la superficie exterior del congelador sea un para-lelepípedo sin protuberancias. Este compartimientodonde se alojan: compresor, condensador, ventilador,termostato, elementos de protección del compresor yel exceso de tubo capilar, está diseñado como untúnel, de tal manera de proporcionar un flujo de airede enfriamiento correcto al compresor y al conden-sador por lo que tiene rejillas de ventilación obser-vables en las paredes exteriores del congelador,estratégicamente ubicadas para orientar adecuada-mente este flujo. Debe tenerse cuidado de manteneruna distancia de al menos 5 centímetros entre estasrejillas y la pared más próxima y evitar obstruir decualquier manera el flujo de aire que es absoluta-mente necesario para el buen funcionamiento de launidad.

Congelador vertical.

Congelador horizontal.


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2.1 Componentes del circuitode refrigeración en neveras o congeladoresdomésticos

Señalamos que no existen diferencias fundamen-tales entre una nevera y un congelador domésticos encuanto a sus características constructivas y principiosgenerales de funcionamiento. El tipo de compresorque se ha establecido como el patrón de referenciapara casi todas estas aplicaciones domésticas es elmotocompresor hermético reciprocante o alternativo,por sus ventajas comparativas de bajo costo, fun-cionamiento confiable, bajo nivel de ruido, tamañoreducido y alta eficiencia. Neveras y congeladoresdomésticos comparten el mismo tipo de compo-nentes pero con sutiles diferencias en lo que respec-ta a las características operativas. Describiremos lascaracterísticas más importantes de estos, así como ellubricante y los problemas relacionados con este enfunción de su rol en el compresor y su influencia enel sistema de refrigeración.

• Motocompresor hermético reciprocante o alternativo

Este componente, conocido también comounidad sellada, compresor o simplemente (e impro-piamente así llamado) "motor", consiste en un con-

junto compresor - motor, ensamblados bajo estrictasnormas de limpieza y con tolerancias y ajustes de altaprecisión y sujetos dentro de una carcaza soldadaherméticamente la cual es previamente configuradahabiéndose soldado eléctricamente a ella: un conec-tor eléctrico de tres pines para la alimentación de lasbobinas de marcha [M], arranque [A] y común [C]del motor; y unidos por soldadura fuerte un mínimode tres (y un máximos de cinco) tubos destinados aconectar el compresor con el sistema de refrigeraciónen que vaya a ser empleado.

• Rangos de aplicación

Los compresores pueden clasificarse según surango de aplicación, disposición para el arranque ygas refrigerante, en las siguientes familias:

Motocompresor hermético de potencia fraccionaria.

Presión de retorno Par de arranque Gas refrigerante

Baja presión de retorno [LBP] (low back pressure) Normal [LST] (low starting torque)

Alto par de arranque [HST] (high starting torque)

Presión de retorno media [MBP] (middle back pressure) Normal [LST] (low starting torque)Alto par de arranque [HST] (high starting torque)

Presión de retorno alta [HBP] (high back pressure) Normal [LST] (low starting torque)Alto par de arranque [HST] (high starting torque)

Presión de retorno alta / aire acondicionado Normal [LST] (low starting torque)

Presión de retorno comercial [CBP] (commercial back pressure) Normal [LST] (low starting torque)

Alto par de arranque [HST] (high starting torque)

R12, R134a,R600a, R22,R502, R404A,R507, R290,etc.

Temperatura de evaporaciónºC ºF

Baja presión [LBP] -34,4 ~ -12,2 -30 ~ -10

Presión comercial [CBP] -17,8 ~ 10,0 0 ~ 50

Media / Alta presión -20,0 ~ 12,8 -4 ~ 55

Aire acondicionado / Alta presión 0,0 ~ 12,8 32 ~ 55

Donde se definen:

Rango de aplicación


REFRIGERACIÓN

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Par de arranque

Normal [LST] (bajo par de arranque): norequiere capacitor de arranque y se diseña para quearranque cuando las presiones en el sistema alcanzana equilibrarse en los valores máximos establecidospara cada gas refrigerante ya vistos más arriba en estemismo capítulo. Normalmente se emplean solo ensistemas que funcionan con tubo capilar. Puedenestar dotados de un capacitor de marcha, pero estesólo se emplea para aumentar la eficiencia del com-presor. Ocasionalmente pueden encontrarse compre-sores con motores de bajo par de arranque a loscuales se ha conectado un capacitor de arranquepara asistirlo cuando las condiciones de tensión delínea son bajas y dificultan el arranque. Esto aumentael par de arranque aproximadamente un 30 ~ 50%,pero no logra el mismo efecto que se obtiene en unmotor diseñado para alto par de arranque, donde estellega a ser 100% mayor que el de un motor de bajopar de arranque.

Alto par de arranque: el motor está diseñadopara arrancar cuando se alimenta su bobina auxiliara través de un capacitor de arranque cuyo valor decapacitancia es calculado para lograr el máximo parde arranque posible cuando se lo conecta con unbobinado de las características propias de ese motor.Montar un capacitor de otro valor no va a lograr elmismo efecto y puede provocar tensiones eléctricasmayores en las bobinas del motor. Están diseñadospara aplicaciones en las cuales es impredecibleconocer si las presiones del sistema alcanzarán elequilibrio mencionado más arriba, antes que el com-presor reciba la señal de arranque, tal como aplica-ciones comerciales donde la apertura de puerta delartefacto es frecuente.

El gas que se vaya a emplear en un determinadocompresor determina, entre otras cosas, el torque dearranque necesario pues las presiones del sistemavarían notablemente entre unos y otros y esto debetenerse en cuenta al diseñar el motor correspon-diente, también fija las limitaciones a tener en cuen-ta en función de las características de seguridad delgas (inflamable o no, entre otras) pues de ellodepende el tipo de accesorios requeridos (normales oherméticamente sellados, etc.)

• Consideraciones particulares relacionadas con el rango de aplicación de un compresor

En aplicaciones domésticas particularmente, esmuy importante verificar que la presión de succióndel compresor esté dentro del rango aceptable segúnsu clasificación [LBP - MBP - HBP - AA] puesto que

ello esta vinculado con la temperatura de retorno delgas y su efecto de contribución al enfriamiento delcompresor. Una presión de retorno más elevada sig-nifica gas más caliente y menos enfriamiento. Enalgunos casos, el fabricante especifica un rangoextendido de aplicación, o sea que el mismo com-presor puede funcionar en LBP, MBP o HBP, con solocambiar algunos componentes, tales como relé y pro-tector térmico, pero antes de tomar la decisión deemplear un determinado tipo de compresor el técni-co debe verificar las especificaciones del fabricante.

En refrigeración doméstica, la mejor presión deretorno posible, siempre y cuando se cumplan todoslos requisitos de enfriamiento solicitados por la apli-cación para la mercadería contenida, o sea, una vezlograda la temperatura de evaporación deseada, es lamás baja presión posible, sin que en ninguna condi-ción de trabajo esta llegue a alcanzar niveles devacío.

• Capacidad del compresor

Definamos primero las condiciones de mediciónde capacidad de un compresor establecidas porASHRAE, que son las que emplean la gran mayoríade fabricantes de compresores para clasificar susproductos:

Estas son las condiciones de ensayo que debenajustarse en el calorímetro donde se esté determinan-do la capacidad de un compresor. La capacidad fri-gorífica, medida en estas condiciones, es la que per-mite comparar dos compresores, cualquiera sea sufabricante. Normalmente se efectúa el ensayo a 60Hz y a la tensión para la cual fue diseñado el motor.La capacidad equivalente a 50 Hz puede calcularsedividiendo la capacidad a 60 Hz por 60 y multi-plicándola por 50 pues la capacidad es función delrendimiento volumétrico, que es proporcional a lavelocidad del motor y puesto que la velocidad es pro-porcional a la frecuencia, la relación se mantienepara la capacidad.

La capacidad del compresor puede expresarse enKcal/hr en el Sistema Internacional o Btu/hr en el sis-tema inglés, con la siguiente relación entre ellas:

Temperaturas ASHRAEºC / (ºF) LBP CBP M/HBP HBP/ACEvaporación -23,3 / (-10) -6,7 / (20) 7,2 / (45) 7,2 / (45)

Condensación 54,4 / (130) 54,4 / (130) 54,4 / (130) 54,4 / (130)

Gas de retorno 32,2 / (90) 35,0 / (95) 35,0 / (95) 35,0 / (95)

Líquido 32,2 / (90) 46,1 / (115) 46,1 / (115) 46,1 / (115)

Ambiente 32,2 / (90) 35,0 / (95) 35,0 / (95) 35,0 / (95)


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1 Btu/hr = 0,252 kcal/hr = 252 cal/hrLa costumbre ha popularizado el uso del término

HP para definir la capacidad de un compresor,denominación que tiene su origen histórico en laépoca de la máquina de vapor, de donde provienenlas definiciones siguientes:

Media/Alta Presión de Evaporación [M/HBP]y Acondicionamiento de aire [HBP-AC]:

Capacidad frigorífica en Btu/hr @ 60 HzCapacidad en HP =

12.000

Ejemplo: un compresor que rinde 24.000 Btu/hr,[medidos en condiciones ASHRAE @ 60 Hz] es lla-mado un compresor de 2 HP.

Presión Comercial [CBP]


8.000

Ejemplo: un compresor que rinde 4.000 Btu/hr,[medidos en condiciones ASHRAE @ 60 Hz] es lla-mado un compresor de 1/2 HP.

Baja Presión [LBP]


4.000

Ejemplo: un compresor que rinde 1.000 Btu/hr,[medidos en condiciones ASHRAE @ 60 Hz] es lla-mado un compresor de 1/4 HP.

Sin embargo, los fabricantes de compresores sehan desviado un poco de estas equivalencias ypuesto que se obtienen mayores coeficientes dedesempeño en la actualidad [COP] ("Coefficient ofperformance" por sus iniciales en inglés) para unmismo desplazamiento volumétrico del compresor,en la actualidad se han abandonado estas equivalen-cias atribuyéndose a los compresores valores en HPque no coinciden totalmente con estos criterios.

Es recomendable que los técnicos conozcan lacapacidad frigorífica de un compresor al hacer unreemplazo por otro de otra marca o idealmente eldesplazamiento volumétrico puesto que esto es loque determina la verdadera equivalencia en cuanto ala aplicación determinada. Un mejor COP le permitirá

reducir el consumo de energía, pero en lo querespecta al trabajo termodinámico, es mejor indicati-vo emplear el desplazamiento volumétrico o cilindra-da al momento de tomar una decisión de sustituciónde compresores.

• Descripción de las funciones de los tubos en la carcaza del compresor

Dos de estos tubos son accesos directos al interiorde la carcaza y se emplean, uno para conectar untubo de servicio y carga [denominado "tubo de servi-cio"] y el otro para la conexión de la línea de retornodel evaporador [denominado "tubo de succión" delcompresor]. Si bien ambos tubos pueden ser usadosindistintamente para cualquiera de las dos funciones:succión o servicio, pues no hay ninguna diferenciaentre ellos, es importante destacar que en los ma-nuales de compresores, el fabricante define cualdebe usarse para tal o cual fin. La razón reside enque, en compresores de fabricación moderna, el tubodefinido como de succión por el fabricante es el quegarantiza que el gas a baja temperatura retorne alcompresor e ingrese en una cámara interna llamadasilenciadora "muffler" que, por una parte, minimizael sonido de la válvula de lámina "flapper" de succióny por la otra dirige inmediatamente el gas a la succióndel mecanismo de compresión para ganar eficiencia.

El tercer tubo corresponde a la descarga del gascomprimido a alta presión. El gas comprimido en elmecanismo de compresión es retenido por la válvulade lámina "flapper" de descarga, y antes de dejar elcuerpo, debe pasar por cámaras/s destinadas a ate-nuar el nivel de ruido de las válvulas de succión ydescarga, antes de ser enviado al exterior de la car-caza a través de un tubo de pequeño diámetro con-formado con formas geométricas curvas diseñadaspara que absorban gran parte de la vibración, el cualse suelda internamente al tercer tubo ya mencionado,denominado "de descarga" del compresor, de talmodo que al conectar el compresor al sistema derefrigeración en que va a trabajar el amortiguamientode ruido sea el máximo posible.

Los "dos" tubos adicionales que salen de la car-caza en la parte más cercana al fondo de esta, en lasversiones de cinco tubos, realmente corresponden alos "dos extremos de un tubo" plegado, doblado, cur-vado y conformado para acomodar una determinadalongitud en el menor área posible, para que sesumerja totalmente en el aceite de lubricación que semantiene en el fondo de la carcaza, con la finalidadde enfriar el aceite con gas proveniente del conden-sador, tomado desde un punto en el que ya haya per-dido parte del calor ganado en el proceso de compre-sión, y devuelto posteriormente al mismo punto en el


REFRIGERACIÓN

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condensador para que prosiga perdiendo calor hastaalcanzar el estado líquido, antes de llegar al filtrosecador y el dispositivo de expansión.

Los compresores alternativos dependen de undelicado sistema de suspensión interna, basado enresortes, en algunos casos de tracción y más moder-namente de compresión, destinado a minimizar latransferencia a la carcaza de la vibración propia delmotor eléctrico y el mecanismo de compresión degas. Sin esta suspensión el nivel de ruido de los com-presores sería inaceptable para un artefacto que fun-ciona durante las veinticuatro horas del día en elentorno hogareño. Adicionalmente, la carcaza debeser montada sobre bases amortiguadoras, general-mente de caucho blando, ajustadas a una cierta ten-sión, cuya función es reducir aún más el nivel devibración que el compresor pueda transferir al gabinete.

Se han hecho progresos importantes en la reduc-ción de los niveles de ruido de los compresores alter-nativos, así como en el desempeño desde el punto devista de consumo de energía.

• Tipos de motoresherméticos de potencia fraccionaria

Los motores eléctricos deestos compresores son del tipomonofásico, de inducción, depotencia fraccionaria (menorque ½ hp) y puede clasificarsepor su forma de arrancar y pos-terior funcionamiento, en tresfamilias principales: Motor hermético.

Circuito de arranque PTCSIR.

Circuito de arranque RSIR.

• Arranque por fase dividida: RSIR [por sus iniciales en inglés: "Resistance Start Induction Run"] o PTCSIR [por sus iniciales en inglés: "PTC Start Induction Run”].

En estos casos se emplean uno u otro de los siguientes tipos de relé:

Relé amperométrico.

Relé "PTC" [por sus iniciales en inglés: Positive Temperatura Coefficient].

Relé voltimétrico. (Poco empleado en refrigeración doméstica pero sí en aire acondicionado).

Motores con torque normal de arranque, adecuados para aplicación en sistemas de refrigeración con dis-positivo de control de flujo de refrigerante por tubo capilar, en los cuales las presiones alcanzan el equilibrioantes del arranque. El relé alimenta la bobina de arranque directamente hasta que la corriente en la bobi-na de marcha indica que el rotor ha alcanzado velocidad suficiente para generar su propio campo electromag-nético rotativo que mantiene el movimiento.


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• Arranque con capacitor: CSIR [porsus iniciales en inglés "Capacitor Start Induction Run"] o PTCCSIR[por sus iniciales en inglés: "PTC Capacitor Start Induction Run”].

Los relés son similares a los descritosprecedentemente pero están dotados decontactos adicionales para la conexióndel capacitor de arranque.

Motores con alto torque de arranque.Para lograrlo emplean un capacitor elec-trolítico conectado en serie con la bobinade arranque que solo se energizan durantelos instantes en que está conectada estabobina a través de los contactos del reléde arranque, tal como en el caso anterior. Circuitos de arranque CSIR [con relé amperométrico y relé voltimétrico].

• Arranque con capacitor, marcha con capacitor: CSR [por sus iniciales en inglés: Capacitor Start and Run].

Motores con alto torque de arranque. Emplean un capacitor de arranque y uno de marcha, conectadosmediante un relé voltimetrito. Son aplicados en sistemas con dispositivo de control de flujo de refrigerante portubo capilar o válvula de expansión en los cuales no se alcanza el equilibrio de presiones antes del arranque.Al igual que los motores PSC ofrecen un mejor nivel de eficiencia (menor consumo de corriente).

Circuito de

arranque CSR.

Circuito de

arranque PSC.

Son aptos para empleo en sistemas de refrigeración con dispositivo de control de flujo de refrigerante por tubocapilar o válvula de expansión, permitiendo el arranque aún cuando las presiones del sistema no hayan alcan-zado el equilibrio.

• Con capacitor de marcha: PSC [por sus iniciales en inglés "Permanent Split Capacitor"].

Motores con torque normal de arranque. Utilizan un capacitor de marcha conectado en serie con la bobi-na de arranque, que se mantiene energizada; de esta manera la eficiencia del motor es superior a la de losmotores RSIR. Se los emplea en aplicaciones con dispositivo de control de flujo de refrigerante por tubo capi-lar, donde las presiones del sistema alcanzan el equilibrio antes del arranque.


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• Relés

El relé de arranque juega un papel fundamentalen el arranque de los motores de compresores her-méticos que lo necesitan. En el instante de arranquedel motor se conecta la bobina auxiliar, que determi-na el sentido de rotación del motor y proporciona eltorque necesario para el inicio del movimiento.Después del arranque, se desconecta la bobina au-xiliar (excepto en los motores con capacitor de mar-cha permanente "PSC"), y solamente la bobina demarcha permanece funcionando.

Relé amperométrico

Por su diseño requiere que se lo instale de ma-nera que el eje de la bobina esté en posición vertical[una desviación de 5º con respecto a la vertical essuficiente para que la velocidad de actuación se veadisminuida, lo que afecta la vida de los contactos],con los contactos normalmente abiertos por encimade ella. Es un dispositivo electromecánico, con con-tactos normalmente abiertos mientras está en reposo.Desde el punto de vista eléctrico, el relé se conectade tal forma que su bobina quede en serie con labobina de marcha del motor del compresor y los con-tactos del relé - normalmente abiertos, en serie conla bobina de arranque y conectando a esta (cuandocierran) con la misma línea a la que está conectadala bobina del relé. Cuando el circuito de control delartefacto envía la señal de puesta en marcha del com-presor (cerrando los contactos del control de tempe-ratura, en términos generales, el termostato), se apli-ca una tensión a la bobina del relé, en serie con elborne M (correspondiente a la bobina de marcha delmotor) y el borne C (común) del compresor. La ten-sión aplicada a la serie de la bobina del relé y labobina de marcha produce el paso de una corrienteque es proporcional a la fuerza contraelectromotrizde la bobina de marcha, que es lo suficientementeelevada como para generar en la bobina del relé unafuerza electromagnética que eleva una armaduradeslizante en el interior de esta, que provoca el cierrede los contactos y como consecuencia el cierre delcircuito de alimentación de la bobina de arranqueconectada internamente al borne A (arranque).

Al energizarse la bobina de arranque se genera uncampo magnético rotatorio en el estator del motor,cuya dirección depende de la conexión relativa delos extremos de las bobinas de marcha y arranque ysu magnitud de la intensidad de las corrientes encada bobina y desfase relativo entre estas, que a suvez dependen de las componentes inductivas, resisti-vas y capacitivas de cada bobina (por ello es que eldiámetro de los alambres y número de espiras son tandistintos entre una y otra). Este campo magnéticorotatorio interactuando con las barras de aluminioinyectadas en el rotor, unidas en sus extremos pordos anillos denominados "anillos de cortocircuito"genera en estas una fuerza perpendicular a ellas y alcampo magnético que cruza el entrehierro entre losdientes del estator y el rotor, y que es tangencial a lasuperficie cilíndrica del rotor. La sumatoria de lasfuerzas generadas en cada una de las barras del rotormultiplicada por el radio del rotor es lo que genera eltorque que da inicio a su movimiento rotativo. Unavez iniciado el giro del rotor, este alcanza su veloci-dad final muy rápidamente (en cuestión de 1 a 3segundos, dependiendo del torque resistente) y elrotor mismo genera su propio campo electromagnéti-co que interactúa con el de la bobina de marcha, conlo que la intervención de la bobina de arranque ya noes necesaria.

Oportunamente, la presencia del campo magnéti-co rotativo generado en el rotor reduce rápidamentela fuerza contraelectromotriz, que requiere una ele-vada corriente en la bobina de marcha; a consecuen-cia de lo cual la corriente disminuye considerable-mente (hacia lo que constituye lo que denominamoscorriente nominal). La intensidad de esta corriente noes suficiente para mantener la armadura en el interiorde la bobina del relé en su posición superior y estadesciende bruscamente (ayudada por la acción de unresorte calibrado ubicado en su eje), para forzar unaapertura brusca de los contactos que energizan labobina de arranque dejando a esta fuera del circuitohasta el próximo arranque (a menos que se trate deuna aplicación de capacitor de marcha permanente).

Relé amperométrico.

Esquema eléctrico de relé amperométrico.


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Si por alguna circunstancia el rotor no pudieraalcanzar la velocidad necesaria para que la disminu-ción en la corriente en la bobina de marchaprovoque la apertura de los contactos del relé, la co-rriente mantenida en la bobina de arranque provocaun paulatino pero muy rápido aumento de su tempe-ratura que afecta rápidamente el aislamiento (barniz)de esta y eventualmente la lleva a su destrucción.Esta condición se produce cuando, por ejemplo, eltermostato indica que el compresor debe arrancarantes de que las presiones del sistema se hayan equi-librado. Esto a su vez puede ser causado por: apertu-ra de puerta demasiado frecuente, intentos dearranque del compresor interrumpidos por actuacióndel protector térmico del mismo, fluctuaciones ointerrupciones momentáneas del servicio eléctrico, ocualquier otra acción externa que requiera de unafrecuencia de arranques más corta que la prevista porel fabricante del artefacto que a su vez estará prede-terminada por las especificaciones del fabricante delcompresor.

La vida media útil del relé ha sido calculada paraun número predeterminado de cierres de contactos,en determinadas condiciones de carga, que usual-mente es de 100.000 actuaciones. La vida útil realdependerá de la carga a la cual son sometidos loscontactos.

El problema más común asociado con el reléamperométrico es el generado por desgaste por chis-porroteo de los contactos, que puede derivar en con-tactos soldados o, el caso contrario, que no cierran elcircuito. Estas dos condiciones pueden verificarsecon un multímetro o probador de continuidad, en elprimer caso con el relé en su posición normal de tra-bajo (en estas condiciones los contactos deben estarabiertos, si están cerrados están soldados) y en elsegundo caso con el relé en posición invertida (enestas condiciones los contactos deben estar cerrados,si no hay continuidad están dañados al punto de nohacer contacto eléctrico).

• Selección del relé amperométrico

La selección del relé es crítica pues para cadauno de ellos existe una combinación de dos paráme-tros importantes: la corriente de cierre (enganche) delos contactos "pick up" y la corriente de apertura(desenganche) de estos "drop out". Como ya vimosmás arriba, el relé actúa por el efecto de la corrienteque pasa por la bobina de marcha, la cual asciendeabruptamente al energizarse el motor, pero luegodesciende rápidamente. El relé debe seleccionarse demanera que su corriente de enganche esté por deba-jo de la máxima corriente que circula por la bobinade marcha en el momento de arranque (para garantizar

que cierre los contactos) y su corriente de desen-ganche se alcance cuando el rotor ha alcanzadoaproximadamente el 75% de su velocidad de fun-cionamiento (puesto que a esta velocidad el rotorpuede generar su campo magnético tal como sedescribió más arriba. Hay que seleccionar cuidadosa-mente estos valores pues debe evitarse que en algu-na condición de sobrecarga la corriente en la bobinade marcha se mantenga en un valor elevado que im-pida que los contactos abran, por estar por encima dela corriente de apertura, lo que provocará que labobina de arranque no se desconecte y su temperatu-ra suba hasta provocar la apertura de la proteccióntérmica.

Cada relé viene identificado por una combi-nación de letras y números que nos indican una can-tidad de datos tales cómo características constructi-vas, tipo de conexiones externas y la clasificaciónsegún corrientes de enganche y desenganche, en lostres últimos dígitos del código.

Relé PTC

El funcionamiento de este relé, introducidomucho después del relé amperométrico, es elec-trotérmico y no posee piezas en movimiento ni bobi-nado por lo que es mucho más confiable que su ante-cesor; su único componente pasivo es una pastilla dematerial cerámico que posee la propiedad de aumen-tar su resistencia eléctrica cuando es calentado por elpaso de una corriente a través de él. Esta pastilla estáconectada a los terminales del relé que conectan, porun lado a la línea de alimentación y por el otro alborne [A], correspondiente a la bobina de arranque.El relé alimenta directamente a la bobina de marchaa través del borne [R].

Inicialmente, la pastilla del PTC estará a tempe-ratura ambiente y su resistencia es baja de modo queestá en condiciones de dejar pasar una corriente sinimpedimentos a través de sí misma. Cuando elcircuito de control del artefacto (termostato) cierra elcircuito de alimentación eléctrica del compresor, latensión presente aplicada al terminal L2 del relé

Relé PTC.


REFRIGERACIÓN

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produce una circulación de corriente a través de labobina de marcha y simultáneamente a través de laserie de la pastilla del relé PTC y la bobina dearranque y que cierra el circuito a través del protec-tor térmico, en cuyo Terminal L1 se conecta la otralínea de alimentación. En estas condiciones, como seexplicó anteriormente, el motor gira y la corrienteque pasa a través de la pastilla del PTC calienta a estarápidamente por el calor generado por la corriente dearranque Ir2 x RPTC, con el efecto de un rápidoaumento de la resistencia de la pastilla del PTC hastael punto que permite el paso de una corriente muyreducida, que puede considerarse despreciable.

Su utilización es muy común en compresores dediseño reciente de baja capacidad, destinados a apli-caciones donde el tiempo entre ciclos de operaciónsea lo suficientemente largo para que la pastilla delPTC se enfríe y quede lista para un nuevo ciclo (mí-nimo 1 minuto).

El tiempo de reposición del protector térmico,determinado en fábrica en función del tiempo quenecesitan los bobinados del motor para que su tempe-ratura baje a niveles seguros, es también crítico pues encaso de relé PTC debe tomarse en cuenta el tiempo quenecesita la pastilla cerámica para reducir su resistenciaque, como dijimos, debe ser de más de un minuto.

Es por ello que en algunos casos, intentar sustituirun relé amperométrico con un relé PTC puede no serexitoso, en aquellos casos en que el tiempo dereposición del protector calculado para ese compre-sor para ser usado en conjunto con un relé ampe-rométrico, sea muy corto.

• Selección de relé PTC

La selección del relé tipo PTC es menos comple-ja pues existen muchos menos tipos distintos paraadaptar a un gran número de compresores distintos.El factor determinante es el tiempo requerido por lapastilla para recuperar su valor de resistencia eléctri-ca inicial, una vez que se ha interrumpido el paso decorriente por ella y se ha enfriado y la capacidad decorriente que maneja. Ello se logra con un númerorelativamente pequeño de pastillas, que varían en suresistencia eléctrica, para distintas tensiones de apli-cación (120 / 240) y diferentes valores de tensiónmáxima / intensidad de corriente máxima [Vmax/Imax].

Consideraciones particulares para relés PTC

• La superficie y terminales del relé pueden alcan-zar altas temperaturas en condiciones normalesde operación. Cualquier material que esté encontacto con el relé, incluyendo cables y ais-lamiento de los cables de los accesorios vincula-dos (capacitor, ventilador, protector térmico)deben ser clase térmica 105ºC y debe evitarse elcontacto con materiales cuya clase térmica seainferior.

• El relé tipo PTC debe estar protegido de fuentespotenciales de salpicadura de líquidos, tal comola bandeja de evaporación del agua de descon-gelación o las conexiones de alimentación deagua en las aplicaciones que tengan servicio dealimentación de agua externa.

• Ciertos materiales, tales como gases cloradosCFC y CHFC pueden degradar las característicasde la pastilla del PTC. Este dispositivo no debeser expuesto a gases clorados o sulfurados ni amateriales que puedan generarlos. En particular,evite emplear aislamiento basado en policlorurode vinilo [PVC] en contacto con los terminalesdel relé.

• El relé PTC debe estar protegido por una cubier-ta de protección contra posibles contactoshumanos durante su empleo.

Corte mostrando construcción interna PTC.

COMPARACIÓNRELÉ AMPEROMÉTRICO RELÉ PTC

• No necesita enfriarse para operar. • No posee partes móviles. • No se desgasta.• Tiempo de conexión depende del arranque del motor. • No produce chispas. • Pocos modelos diferentes.

• Funciona en cualquier posición.• Posee partes móviles. • Necesita tiempo para enfriarse y volver a operar.• Tiene contactos eléctricos que se desgastan. • Tiempo de conexión no depende del arranque del motor.• Emite señales de interferencia electromagnética por

las chispas al abrir contactos.• Un modelo específico para cada compresor.• Debe ser montado en posición vertical.

• Comparación entre relé amperométrico y PTC

DESVENTAJAS

VENTAJAS


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Relé voltimétrico

Son empleados en aplicaciones comerciales queempleen compresores que requieran capacitores dearranque y marcha en el circuito de alimentación delmotocompresor. La bobina del relé se conecta enparalelo con la bobina de arranque del motor eléctri-co y sus contactos, normalmente cerrados [NC] seemplean para desconectar el capacitor de arranque.

La tensión en la bobina de arranque aumenta amedida que lo hace la velocidad del motor, hastaalcanzar el valor necesario para atraer la armaduradel relé lo cual acciona los contactos, abriéndolos.La tensión inducida en la bobina de arranque por elcampo electromagnético del motor en funcionamien-to continúa atrayendo la armadura, manteniendo loscontactos abiertos. El capacitor de marcha [perma-nente] se conecta en paralelo con la serie del relé dearranque y los contactos NC.

• Protector térmico bimetálico externo tipo disco

El protector térmico es un componente basado enun disco bimetálico que depende de los coeficientesde dilatación distintos de dos metales adheridos entresi, cuando estos dos metales son sometidos a cam-bios en la temperatura. Un disco troquelado de estematerial bimetálico (en el cual se han efectuadocortes y perforaciones cuidadosamente calculadospara obtener una actuación precisa dentro de unrango de temperaturas de actuación al cual se hanelectrosoldado en una misma cara, cerca deldiámetro exterior del disco dos contactos diametral-mente opuestos), se sujeta a una cápsula, general-mente de bakelita o plástico, mediante un tornillo decalibración. Este tornillo es regulado en la fase finaldel proceso de fabricación para que el bimetálicoreaccione deformándose hasta que, por tensiónmecánica sus contactos se separan de los contac-tos fijos con un accionamiento brusco "snap", conel objeto de minimizar el chisporroteo de loscontactos.

En la cápsula se han dispuesto dos contactos fijosy sus puntos de conexión al circuito de alimentacióndel compresor, así como una resistencia eléctrica enserie con el circuito, por detrás y a corta distancia deldisco de tal manera que la corriente que circula porel compresor crea una temperatura que precalienta eldisco. La forma de esta cápsula es tal que posicionael disco a una distancia prefijada de la carcaza y loprotege de influencias térmicas externas.

Los protectores térmicos están basados en distin-tas combinaciones de pares de metales, distintas for-mas y tamaños de discos, distintas geometrías de loscortes y perforaciones y distintos valores de laresistencia de precalentamiento para lograr diferentesrespuestas a combinaciones de consumo de corrientey temperatura radiada desde la carcaza.

Para un determinado compresor se hace unaselección cuidadosa del protector térmico adecuadopara que actúe cuando sea necesario, desconectan-do la alimentación por el tiempo que tarde el discobimetálico en retomar su forma normal, que corres-ponde a la posición de contactos cerrados.

También es importante lo opuesto, o sea que noproduzca interrupciones de funcionamiento innecesariaspor demasiado tiempo, cuando la causa de incre-mento de temperatura es temporal y se corrige por símisma (esto sucede, por ejemplo, cuando se carga elgabinete con productos cuya temperatura excede latemperatura ambiente). El gas en el evaporadoradquiere más energía de lo normal y por lo tantoretorna al compresor con una temperatura mayor(aumenta lo que se llama "superheat" más de lodeseable); como consecuencia el gas que retorna alcompresor lo hace a una temperatura más alta y

Relé voltimétrico.

Corte protector térmico.


REFRIGERACIÓN

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temporalmente aumenta la temperatura en el interiorde la carcaza. Este aumento de temperatura se trans-fiere a la carcaza y el protector térmico actúa. Alcabo de un tiempo, al bajar la temperatura de la mer-cancía, se restablecen las condiciones aceptables; latemperatura del gas de retorno desciende, el "super-heat" retorna a sus valores normales y el gas, ya másfrío lleva la temperatura en el interior de la carcaza aniveles dentro de lo que el protector percibe comonormales y se restablece el funcionamiento normal.Mientras dura esta sobrecarga temporal, el compresorintentará arrancar y se detendrá en intervalos muycortos (de alrededor de 1 minuto y a veces menosque eso, lo que es indeseable), pero al cabo de untiempo prudencial, logra arrancar puesto que las pre-siones en el sistema se han equilibrado, y se reasumeel funcionamiento controlado por el termostato.

El proceso de selección de un protector térmicopara un determinado compresor se efectúa medianteun elaborado protocolo de pruebas de aplicación enlaboratorio, donde se prueban un número de mode-los de protectores para ese modelo de compresor,eliminando progresivamente aquellos modelos deprotector térmico que fallan en alguna de las prue-bas, y ajustando la selección de los restantes deacuerdo a los resultados precedentes hasta que secomprueba que un determinado tipo de protector tér-mico reacciona positivamente en todo el juego depruebas.

Luego se realizan pruebas de comprobación envarias aplicaciones distintas. El objetivo es lograr queel dispositivo proteja al compresor contra sobrecargasque pongan en peligro, fundamentalmente, sus bobi-nados, para los cuales la temperatura máxima debelimitarse a lo que permite la clase térmica del esmalteempleado para aislar el alambre. En estas pruebas sediferencian aplicaciones según si el compresor esenfriado por convección o por aire forzado, de ma-nera que dos compresores idénticos en cuanto aprestaciones, necesitan dos protectores térmicos dis-tintos para que reaccionen ante un mismo fenómenoque afecte la temperatura de bobinados, cuando elmodo de enfriamiento es distinto.

También se destaca la importancia que tiene elcorrecto posicionamiento del protector, fijadomecánicamente de modo que su cara abierta hagacontacto en todo su contorno con la superficie de lacarcaza y quede protegida de corrientes de aire quepuedan enfriar el disco creando un entorno térmicoque no refleja realmente la temperatura interna de lacarcaza, con lo cual se reducirá su sensibilidad yefectividad.

Todos los protectores térmicos deben actuar antecualquiera de la condiciones de trabajo del compresorque mencionaremos:

• Prueba de arranque desde reposo del artefacto "Pulldown"

El protector debe permitir que el compresorfuncione bajo condiciones de carga severa.Típicamente, la carga más severa se produce enmomentos de arranque desde reposo de una neverao congelador. Esta condición extrema se especificacomo el arranque de un artefacto que ha permaneci-do a la máxima temperatura ambiente especificadapara el ensayo (normalmente 43ºC). con la puertaabierta, durante 24 horas y, a partir de esta situacióninicial, se cierra la puerta y se arranca el artefacto.Este debe partir y alcanzar las temperaturas especifi-cadas de evaporación, congelación y conservación(según sea el caso), en un lapso de tiempo especifi-cado. En estas condiciones, el protector no debeactuar (se permite un número limitado de actua-ciones, siempre y cuando no se supere el límite detiempo especificado) pero si debe observarse que lastemperaturas críticas (bobinas, descarga, etc) noestén por encima de los límites de seguridad. La co-rriente máxima consumida en este proceso, la tem-peratura de carcaza y la temperatura ambiente pre-sentes cuando el consumo de corriente es máximo, lamáxima temperatura de carcaza durante el proceso yla corriente y temperatura del aire alrededor del tér-mico cuando la temperatura de carcaza es máxima,deben registrarse para una selección adecuada deltipo de elemento calentador y temperatura deactuación que impidan que el protector actúe enestas condiciones de trabajo.

• Sobrecarga en condiciones de marcha "Running Overload"

Hay dos condiciones de sobrecarga en marcharegular que pueden causar un calentamiento excesi-vo de los bobinados del motor y que pueden sucedercon relativa facilidad: atascamiento del ventilador decondensación o detención de este por cualquiercausa, o el flujo de aire bloqueado o que la puertadel gabinete quede abierta, provocando que el com-presor opere continuamente.

Para impedir el sobrecalentamiento de las bobinas,debe registrarse la corriente que se consume en estascondiciones, así como las temperaturas de carcaza ydel aire alrededor del protector cuando las bobinasalcanzan la temperatura crítica, que requiera que elprotector actúe. Este punto determina el consumomáximo permitido por el fabricante del compresor y elprotector debe actuar, aún cuando la temperaturamáxima de actuación no se haya alcanzado.


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• Rotor bloqueado. "Locked Rotor"

La corriente con el rotor detenido es sumamenteelevada y si se mantiene por un tiempo suficientementeprolongado (del orden de los 5 ~ 10 segundos) elbobinado auxiliar (arranque) se sobrecalentará y depersistir esta condición perderá su aislamiento. Elprotector debe actuar en pocos segundo y preveniresta situación, aunque persista por un período de hasta15 días (requerimiento de UL), y hacerlo manteniendola temperatura de la carcaza por debajo de 150ºC(requerimiento de UL) mientras que la temperatura debobinas debe mantenerse también por debajo delmáximo permitido por el fabricante del compresor.

Esta prueba debe hacerse bajo tres condicionesextremas: tensión nominal, tensión mínima de trabajoaceptable y tensión máxima de trabajo aceptable parael compresor.

Para estas tres condiciones deben registrarse tantola corriente consumida así como la velocidad a la quela temperatura de las bobinas aumenta. La corrientemedida es la corriente que circula por el terminal "C"[común] del compresor. Si el relé asociado es del tipoelectromecánico, se mide la corriente total. Si el relé esde tipo PTC, se mide la corriente total, el tiempo dereposición del relé PTC y la corriente de la bobina demarcha solamente. También se registra la corriente a lacual se desea que se produzca la apertura del protec-tor. Se debe garantizar que el protector va a mantenerla situación controlada dentro de límites durante elnúmero de días especificados para el ensayo.

• Corte de la energía y reenganche. "Power Outage"

Un caso particular de actuación en condiciones derotor bloqueado se produce cuando se interrumpe laenergía por un corto intervalo (segundos) y el reléempleado es PTC. Si el compresor estaba en fun-cionamiento antes del corte de energía, el compresorintentará arrancar cuando se repone el servicio eléctri-co, pero el rotor no podrá girar debido a que la presiónde descarga no ha alcanzado el nivel de equilibrio, encuyo caso el protector actuará. En estas condiciones esnecesario especificar cuánto tiempo es necesario quepermanezca abierto el protector para que la pastilla delrelé PTC tenga tiempo de enfriarse.

Todos los protectores térmicos mencionadosposeen un contacto seco cerrado [NC], que debeabrirse, bajo carga inductiva, al producirse una condi-ción de riesgo, perceptible como un aumento de tem-peratura. Esta apertura de contactos en esas condi-ciones, normalmente produce una pequeña chispa; tanpequeña como pueda hacerse con el diseño de la

forma de los contactos, la velocidad de reacción deldisco "snap action", puesto que su efecto es tambiéndañino para la vida útil del contacto, y por ende delprotector (10.000 ciclos), pero inevitable. Es por elloque para que un compresor pueda ser clasificadocomo apto para trabajar con refrigerantes clasifica-dos como inflamables, tales como los hidrocarburos[HC], este dispositivo debe ser encapsulado herméti-camente, para evitar el riesgo de explosión.

La detallada explicación precedente tiene por obje-to enfatizar la importancia que tiene el protector tér-mico para el compresor, tanto en lo que respecta a suselección como a su colocación en el compresor. Eltécnico debe entender, por lo dicho aquí, que si bientodos los térmicos son aparentemente iguales, surespuesta es distinta para cada modelo y no se debesustituir arbitrariamente por otro similar sino por otroidéntico, si se pretende que cumpla su función. Un tér-mico que no corresponde a una aplicación determina-da (por ejemplo un térmico para un modelo de com-presor enfriado por convección natural o por intercam-biador de calor sumergido en el aceite, no protegeráadecuadamente a un compresor enfriado por ventiladorporque las pruebas de desarrollo no se hicieron en esascondiciones). Habrá, arbitrariamente, o sobreprotec-ción (creando paradas innecesarias) o protección insu-ficiente (que permitirá que las temperaturas de bobinasexcedan lo permitido por su clase térmica, con la con-siguiente aceleración del proceso de envejecimientoprematuro del esmalte y reducción correspondiente dela vida útil del compresor.

La correcta colocación es también de fundamentalimportancia pues solo actuará debidamente si se loinstala en las mismas condiciones en que se efectuaronlas pruebas de desarrollo, tal como se lo describió enpárrafo precedente.

Es común observar neveras, congeladores y todotipo de artefactos en los cuales la tapa de protecciónde las conexiones eléctricas se encuentra suelta, sinsujetador o simplemente no está. Esta tapa de termi-nales también cubre el protector térmico y lomantiene sujeto en la posición determinada por elfabricante del compresor, de manera que reproduzcalas condiciones de montaje durante las pruebas dedesarrollo.

También es posible ver un número de casos, parti-cularmente después de una llamada de servicio técni-co, en que el protector térmico es dejado expuesto alaire libre intencionalmente para evitar que actúe.

Estas dos situaciones deben evitarse pues en esascondiciones el dispositivo no puede cumplir con sufuncionamiento, respondiendo solo a condicionesextremas, tales como un cortocircuito o puesta a tierrade uno a ambas bobinas y en tal caso, ya es tarde parasalvar el compresor.


REFRIGERACIÓN

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El protector térmico puede evitar un cambio decompresor innecesario, si interpretamos su actuacióncomo una herramienta de diagnóstico de la presenciade condiciones de funcionamiento anormales (quepueden ser temporales, como dijimos más arriba) peroque en muchos casos ponen en evidencia situacionesque, de ser corregidas a tiempo, mantendrán el com-presor trabajando en condiciones seguras por todo eltiempo que se espera funcione.

No solo protege al compresor contra operaciónincorrecta de componentes del circuito en que estáoperando (tanto del circuito eléctrico como del circuitode refrigeración), sino que también actúa en respuestaa intentos de arranque o para evitar que funcione cuan-do la tensión en bornes está fuera del rango admisible,puesto que esto incrementa el consumo de corriente,que aumenta la temperatura que irradia la resistenciacolocada en la cápsula detrás del disco, lo que provo-ca la actuación del protector.

Puesto que es un dispositivo de reposiciónautomática, una vez que actúa, se repondrá y repe-tirá su trabajo mientras se mantengan las condicionesadversas o fuera de límites de trabajo normal; segúnla especificación de selección ya mencionada. Encuanto se detecte que la nevera o congelador hacomenzado a trabajar de esta manera (ciclando poractivación del protector térmico), es una buenamedida que el usuario intervenga, desconectando elartefacto, puesto que se dará cuenta que este noenfría. Si se deja que continúe ciclando indefinida-mente, la corriente que circula por la bobina dearranque es de una magnitud tan elevada que mien-tras más tiempo se tarde en interrumpir el ciclo,mas se afectará la vida útil restante del compresor.

• Protector térmico bimetálico montado en el conector del compresor

Existe una versión de protectores térmicos másmodernos, que operan con los mismos principios yadescritos para los protectores tipo disco, desarrollados,principalmente, para ser empleado en conjunto conrelés tipo PTC, aunque el fabricante lo ha diseñadopara funcionar con cualquier relé, incluso losconvencionales (amperimétricos). Estos dispositivosreciben las señales de temperatura provenientes de lacarcaza, el elemento calefactor eléctrico (por el quepasa la corriente de ambos bobinados), la temperaturaambiente y la temperatura interna de la carcaza a travésdel pin común [C] del conector del compresor puestoque van enchufados directamente en este. Tienen laventaja de que el disco bimetálico responsable deactuar ante un aumento de temperatura no forma partedel circuito eléctrico, por lo que se obtiene mejor

repetitividad de actuación del protector en cuanto atiempo de reacción y corriente de accionamiento a lolargo de la vida útil del protector, menores varia-ciones de temperatura de accionamiento a todo lolargo de los ciclos de disparo previstos para toda alvida útil del protector, tiempos de reposición deldisco más largos, ideales para permitir que la pastilladel relé PTC se enfríe y excelente resistencia mecáni-ca y choques térmicos. Se fabrican con equipostotalmente automatizados y su calibración nodepende de ajustes mecánicos. Su diseño es muchomás compacto y facilita la operación de su monta-je puesto que no requiere arnés ni sujetador paraello y su posición es única de manera que esimposible que se lo posiciones incorrectamente,evitando este riesgo.

• Protectores térmicos internos

Algunos compresores emplean protectores térmi-cos bimetálicos encapsulados, montados en contactodirecto con los bobinados del motor y que reaccio-nan cuando la temperatura de la bobina a la cual estásujeto el protector alcanza la temperatura de apertu-ra. Como puede verse, tienen la ventaja de queactúan mucho más rápidamente que los exteriores,descritos en los párrafos anteriores y en su gran ma-yoría son empleados en motores de compresoresabiertos y solo en contados compresores herméticospuesto que si este elemento llegase a fallar porrazones propias o por cualquier otra circunstancia enun compresor hermético, sería imposible de sustituirsin abrir el compresor, lo cual no es aceptado por elfabricante ni recomendadobajo ninguna circunstan-cia. Sin embargo, los fabri-cantes que han decididoincorporarlos lo hacen por-que consideran que su nivelde confiabilidad es tal quesu uso en estas aplicacionesno influenciará la vida útildel compresor.

Protector térmico para

montaje en conector

Vistas en Corte

Protectores térmicos internos.


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Selección del protector térmico (externo)

El protector térmico viene identificado por una seriede números y letras que indican datos que es necesarioconocer y utilizar para su sustitución (supuesto que nohaya sido cambiado previamente por un técnico en unservicio anterior por uno parecido). Si se puede confir-mar, a través del catálogo del fabricante, el modelo deprotector, se le debe sustituir por otro cuyo código seaexactamente igual, excepto, quizás por los dos últimosnúmeros, dado que ellos indican el tipo de conexionesexternas: normalmente pala macho de 6,35 mm (¼") deancho, diferenciándose cuando el protector lleva unaconexión extra para alimentar desde allí el ventilador,en caso de que se trate de una aplicación que requieraaire forzado.

• Capacitores

Los motores eléctricos pueden ser asistidos concapacitores para mejorar su desempeño en ciertascondiciones.

Capacitor de arranque

Los capacitores de arranqueson del tipo electrolítico, encap-sulados en baquelita y sellados.Están diseñados para trabajar porcortos períodos de tiempo y susvalores de capacidad son expre-sados en microfaradios [µF]. Loscapacitores de arranque seconectan en serie con la bobinade arranque y aportan energíasólo en el instante del arranque,después de lo cual deben serexcluidos del circuito (funciónque cumple el relé de arranque).Su valor capacitivo (normal-

mente entre 50 y 300 µF) y voltaje (110 o 220 V) sondeterminados por el fabricante del compresor puesdependen del diseño de los bobinados del motor.

Capacitor de marcha.

Los capacitores de marcha son de polietilenoencapsulados en plástico o metal. Están diseñados parafuncionar continuamente. Normalmente se conectanen paralelo con la serie compuesta por el capacitor dearranque y su contacto de manera que al excluirse este,el capacitor de marcha continúe conectado en seriecon la bobina de arranque. Su valor capacitivo es siem-

pre inferior al del capacitor dearranque (entre 1 y 10 µF) y elvoltaje también puede ser 110 o220 V.

Ambos son del tipo no pola-rizado y se puede comprobar suestado mediante el empleo de unmultímetro, en la escala demedición de resistencia eléctrica.

• Dispositivo de control del motor eléctrico -

Termostato

En aplicaciones domésticas, el motor del compre-sor hermético es tradicionalmente controlado por untermostato. En diseños de última generación el ter-mostato de diafragma convencional es sustituido por undispositivo de control de estado sólido que recibe laseñal de temperatura proveniente de una termocupla,lo cual permite, además de controlar el arranque yparada del motocompresor a través de un relé, exhibiren un "display" la temperatura del bulbo, a través de uncircuito de termometría incluido en el dispositivo decontrol.

Con el fin de que el compresor no tenga que ope-rar continuamente, un sistema de refrigeración se cal-cula para que mantenga la temperatura dentro de unrango deseado por el usuario, en condiciones de usonormal, con una relación de tiempo de trabajo a tiem-po de descanso del compresor de 50/50. Esto permiteabsorber las variaciones relacionadas con los distintasmodalidades de uso que pueda tener un usuariocorriente. En caso de aperturas de puerta frecuentes uotras condiciones de sobrecarga, es posible que sellegue a necesitar que el compresor funcione continua-mente, escapando del rango de control del termostatoy aún así es probable que la temperatura de conser-vación no sea suficiente. Durante las horas de menosuso (normalmente de noche) es posible que los perío-dos de descanso sean más largos y el compresor se veaaliviado, prolongando su vida útil.

El dispositivo normalmente encontrado, encargadode ejercer este control de encendido - apagado delmotocompresor es un termostato electromecánico.

Capacitor de arranque

Capacitor de marcha.


REFRIGERACIÓN

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Consiste en un diafragma metálico, uno de cuyoslados es una cámara herméticamente sellada conecta-da a través de un tubo capilar a un bulbo sensor. La otracara de este diafragma ejerce su acción sobre el ac-tuador de un interruptor de acción rápida a través delcual se conecta la alimentación al motocompresor. Elbulbo sensor se ubica en un punto del evaporador o delinterior del gabinete de manera que opere el contacto,cerrándolo a una temperatura prefijada y abriéndolo aotra inferior, determinada por la calibración del ac-tuador del contacto. La cámara sellada, tubo capilar ybulbo sensor se hallan presurizados con un gas cuyocoeficiente de dilatación volumétrica hace que este seexpanda en proporción al aumento de temperatura a lacual se expone el bulbo; la expansión del gas deformala membrana elástica que a su vez, al alcanzar undesplazamiento predeterminado, acciona el interruptor,cerrando el circuito de alimentación al motocompresorcuando se alcanza la temperatura deseada. Al ener-gizarse el compresor comienza el ciclo de enfriamien-to que hace descender la temperatura en el interior delartefacto; la temperatura descendente provoca unacontracción proporcional del volumen del gas en elinterior del bulbo, lo cual reduce la presión sobre lamembrana elástica hasta el punto en que el contacto deacción rápida vuelve a su estado NA y el compresor sedesenergiza. Esto constituye un ciclo de controltermostático.

Puede apreciarse la importancia que tiene la ubi-cación del bulbo para que la actuación del termostatosea la esperada. Si el técnico de servicio modifica estaposición, con relación a la original, previsto por el di-señador del artefacto, puede modificar sustancialmentela conducta de este al hacer variar el régimen de fun-cionamiento del compresor. Si el capilar y/o el bulbohan sido introducidos en un tramo de manguera plásti-ca, esta disposición se debe mantener, pues es unrecurso del fabricante para desensibilizar el termostatoy lograr un determinado efecto.

Los termostatos suelen traer un tornillo de regu-lación que permite compensar las variaciones depresión atmosférica que se encuentran a diferentes

altitudes. Un mismo termostato no actuará a las mis-mas temperaturas si está trabajando a nivel del mar oa una altura considerable por encima de esta cota.Por ello, esta graduación actúa sobre la membranaelástica para compensar estas variaciones.

Normalmente los termostatos no poseen escalasde temperaturas indicadas en su carátula sino unaserie de números entre 1 y 5 o 1 y 7 y una últimaposición por debajo del 1 para abrir el contactomanualmente (para el caso que se desee descongelarla nevera, por ejemplo). La recomendación de lamayoría de los fabricantes de artefactos es arrancarpor primera vez en la posición máxima hasta percibirla primera parada. Con ello se habrá alcanzado latemperatura más fría que pueda esperarse. En esemomento, introducir la mercancía y bajar el controla la posición intermedia: 3 si la graduación es entre1 y 5 y 4 si la graduación es entre 1 y 7.

Luego de varios ciclos el usuario podrá determi-nar si está satisfecho con la temperatura lograda o, sidesea más frío, podrá aumentar el dial a un númeromás alto o, si desea reducir el consumo de energíasacrificando temperatura, podrá descender el valor aun número más bajo. En la posición intermediadebiera satisfacerse la necesidad del usuario corrientey es para esta posición que se espera que el ciclotrabajo reposo sea 50/50.

Un termostato normalmente falla por que suscontactos dejan de funcionar como consecuencia delchisporroteo que se produce entre ellos por efecto dela carga inductiva que representan los bobinados deun motor. Su sustitución se hace sin necesidad de tocarel sistema de refrigeración y al hacerlo debe tenerseen cuenta la aplicación, pues los hay para tempera-turas de conservación y temperaturas de congelación.

• Tubo capilar

El tubo capilar es el dispositivo que normalmentese emplea para regular el flujo de refrigerantelíquido desde el condensador hacia el evaporador.Consiste en un simple tubo de cobre de diámetrointerior calibrado y cuyas medidas pueden oscilarentre 0,5 y 1,5 mm en aplicaciones domésticas. Enla fase de diseño del circuito de refrigeración, rea-lizado en la fábrica del artefacto, puede selec-cionarse algún diámetro interno disponible y luego seajusta la longitud hasta lograr el efecto de enfriamien-to en el evaporador y la presión de condensación ytemperatura de retorno de gas al compresor,deseadas. La tendencia moderna es utilizar undiámetro grande a fin de minimizar riesgos deobstrucción y minimizar el tiempo de ecualizacióndel sistema.

Termostato electromecánico.


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El proceso de selección del capilar a nivel dediseño de un sistema de refrigeración es inicialmenterealizado por prueba y error. Una vez que se han deter-minado los componentes principales del artefacto(evaporador, condensador y compresor), y el gas refri-gerante; se puede calcular la masa de gas necesariapara llenar el volumen interno del sistema, lo que ini-cialmente es un valor aproximado). Luego, empleandotablas o programas de cálculo, se selecciona el capilar.

Durante el servicio de un sistema de refrigeración,si el diagnóstico nos indica que el tubo capilar de unsistema está obstruido, lo cual puede producirse porfloculación de parafinas, si el compresor es lubricadocon aceite mineral, o partículas sólidas, provenientesdel material secante del filtro secador atacado por sus-tancias extrañas, tales como ácidos o alcoholes gene-rados por una pobre limpieza del sistema (lo que secomprueba soplando nitrógeno a través de él, NO gasrefrigerante); se puede intentar eliminar la obstruccióncon presión de nitrógeno y un solvente aprobado ycompatible con el gas refrigerante, tal como CF22,hasta que el nitrógeno que salga por el extremo delcapilar, soplado sobre un algodón, gasa, o paño blan-co no deje ninguna marca sobre este. En caso de quela obstrucción no se pueda eliminar, y en general, estaes la medida más recomendable, se debe sustituir elcapilar por uno del mismo diámetro interior y longitud.El diámetro interior debe medirse con un calibrador deorificios capilares, puesto que la precisión de la vistadel ser humano no es lo suficientemente confiablecuando se trata de decidir entre dimensiones quedifieren entre sí solamente décimas de milímetro. Elcapilar nuevo debe extraerse de un rollo de materialque haya tenido sus extremos taponados durante sualmacenaje para minimizar el riesgo de que su inte-rior esté contaminado por partículas de polvo u otrassustancias presentes en la atmósfera donde se lo hayaalmacenado.

A nivel de sustitución en el campo, es preferibleemplear el mismo diámetro y longitud originales,siempre y cuando no hayan existido serviciosanteriores en los cuales se haya reducido la longitudoriginal, lo que pudo haber sucedido si se sustituyoel filtro, o en general al hacer una reparación en quese haya tenido que desoldar y volver a soldar el capi-lar en alguno de sus extremos y al hacerlo se hayacortado una parte del mismo. Hay cierta toleranciaen esta dimensión pero depende de la longitud totaly es preferible no innovar en este sentido.

En caso de no contar con un capilar de la mismamedida y haya que sustituirlo, se recomienda que elsustituto sea de mayor diámetro y para su selección sedebe recurrir a tablas de equivalencias que recomien-dan aproximadamente la nueva longitud de capilar delnuevo diámetro seleccionado. Estas tablas indican

primeras aproximaciones y su recomendación debetomarse como una guía. El procedimiento correcto esprobar con una longitud mayor (aproximadamente 5%)y observar los resultados. Si, con la carga correcta, secomprueba que la presión de succión del compresor,en condiciones de baja carga térmica en el evaporador,desciende hacia niveles muy cercanos a 0 psig lo queno es aceptable, entonces se debe recortar el capilarhasta corregir esta situación. La selección de una mayorsección interna, en caso de ser necesario tomar estadecisión, permitirá que las presiones del sistema derefrigeración se ecualicen más rápidamente, lo queresulta beneficioso en casos de actuación del protectortérmico protegiendo el compresor.

• Filtro secador

El capilar de un sistema de refrigeración debenecesariamente recibir el líquido refrigerante a travésde un dispositivo que prevenga el ingreso dehumedad y sustancias extrañas en él. Este dispositivoes el filtro secador, el cual se selecciona en la fábri-ca en función del gas refrigerante a emplear en el sis-tema y la capacidad necesaria para absorber lahumedad que pueda contener la carga de refrigeranteprevista, más un determinado margen de seguridad.

Hemos visto que los gases refrigerantes sonhigroscópicos, principalmente los HFC, HCFC y HC, yen alguna menor medida los CFC, y por ello contienenhumedad íntimamente diluida entre sus moléculas,cuya cantidad se expresa en ppm. El filtro secador deun sistema calculado en fábrica no tiene capacidadpara absorber humedad en mucha mayor medida quela contenida en el refrigerante (margen de seguridad);es por ello que, teniendo en cuenta que los niveles devacío necesarios para eliminar la humedad que sepueda haber introducido en el sistema durante un ser-vicio en el campo pueden no haber eliminado toda lahumedad presente, particularmente la diluida en elaceite lubricante y las partes más inaccesibles del

Filtros secadores.


REFRIGERACIÓN

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motor y el cuerpo del compresor, se recomienda que elfiltro secador sustituto sea de mayor capacidad que eloriginal.

Si la causa del servicio ha sido fuga en el evapo-rador, con el consecuente riesgo de ingreso masivode humedad adicional, entonces, además de hacerun vacío triple por alta y baja, con barridos denitrógeno seco intermedio, se recomienda montar unprimer filtro de gran capacidad y al cabo de un tiem-po, sustituir este por otro, sobredimensionado deacuerdo a la recomendación anterior, luego de unnuevo proceso que debe incluir recuperación y reci-clado del gas en el sistema (para extraerle cuantahumedad se pueda) y nuevamente vacío triple delsistema, antes de recargar y probar el sistema.

El filtro secador puede ser soldable o roscado. Laversión roscada tiene la ventaja de su facilidad derecambio, pero hay que tener presente de que lasestadísticas señalan que las probabilidades de fuga enuna conexión roscada son aproximadamente 30%mayores que en una conexión soldada (supuesto eluso de una buena técnica de soldadura).

Debido a la necesidad de efectuar vacíosimultáneamente por los lados de alta y baja de unsistema para facilitar la extracción de humedad, serecomienda emplear filtros de reposición que,además de su entrada de conexión al condensador ysalida de conexión al tubo capilar (o válvula deexpansión), posean una tercera conexión, donde sepueda soldar una válvula de servicio que permitaconectar la manguera de la bomba de vacío. Esta ter-cera conexión usualmente es un corto tramo de capi-lar de gran diámetro que, una vez efectuado el vacío,se debe sellar mediante presión y soldadura, cortan-do el extremo donde está la válvula de servicio, a finde prevenir posible fugas por esta.

En caso de no disponer de un filtro con entradaauxiliar para conexión del manómetro de alta y labomba de vacío o el cilindro de refrigerante, en el casode carga del sistema con una sustancia que requiera sertransferida en fase líquida, será necesario incorporar ala línea de líquido del sistema una válvula "pincha-dora", así llamada porque permite "pinchar", o abrir unorificio, en el tubo donde se la instala mediante una

brida que asegura un cierre hermético alrededor deltubo a ambos lados del sitio donde se inserta la agujaperforadora, accionada por un mecanismo interno quees controlado por una válvula de gusanillo.

Para recuperar el refrigerante de un sistema que nocuenta con ninguna conexión para manguera, se handesarrollado válvulas pinchadoras montadas en alicatesde presión que se ajustan alrededor del tubo en elpunto seleccionado para extraer el refrigerante y queluego de haber extraído el gas pueden desconectarsepara ser usadas en futuras recuperaciones.

Existen diversas sustancias secantes y debe tenerseen cuenta la compatibilidad de estas con los diferentesrefrigerantes. Esta sustancia secante puede presentarseen forma de gránulos o sólido poroso; la sustancia semantiene dentro de la cápsula del filtro entre dosmallas metálicas de orificios muy pequeños, desti-nadas a retener las partículas sólidas e impedir quelleguen al tubo capilar o válvula de expansión, dondeinterferirían con el proceso de evaporación.

Debe tenerse extremo cuidado de no perforar lamalla con el extremo del tubo capilar al introducir esteen la cápsula del filtro antes de soldarlo; se lo debeinsertar lentamente y sin forzarlo, y a la menor resisten-cia, extraerlo unos milímetros para asegurar que elorificio en el extremo del capilar no quede haciendocontacto con la malla. La soldadura debe efectuarse sinemplear calor excesivo pues esto puede afectar el mate-rial secante o las mallas; asimismo, el fundente debeaplicarse solo después de que el capilar esté insertadoen el filtro, para evitar que este producto contamine elinterior del sistema. El aporte de material de soldadura,de buena calidad, debe ser solo el necesario paragarantizar que se rellena el anillo formado entre el tubocapilar y el orificio en el filtro donde se inserta este; unacantidad excesiva puede fluir hacia adentro y obstruirtotal o parcialmente el capilar.

Una vez soldado al condensador y al capilar, sedebe posicionar el filtro de manera que el extremo desalida este más abajo que el extremo conectado alcondensador; esto con el objeto de facilitar el iniciodel proceso de evaporación pues se asegura la pre-sencia de líquido a la entrada del capilar.

• Filtro de motor quemado

En aquellos casos en que el motor del compresorhermético se ha quemado, los productos de la descom-posición de los materiales aislantes y el aceite conta-minado con ácidos, inundarán todo el sistema, pasan-do al evaporador tanto como al condensador y el filtrosecador. En estos casos, será necesario retirar elcompresor quemado y el filtro secador contaminado yefectuar una limpieza profunda tanto del condensador

Filtro secador con conexión de servicio.


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como del evaporador, por separado, hasta asegurarsede que no ha quedado ningún residuo extraíble. Paraverificar esto, es recomendable emplear el mismométodo mencionado para verificar la limpieza de untubo capilar obstruido. Aún así, después de habersustituido compresor y filtro secador nuevo, puedeser aconsejable emplear un filtro de quemado en lalínea de aspiración del compresor, solo para estarseguros, por lo menos temporalmente, pues a medi-da que se contamine se convertirá en una obstruc-ción al paso del gas de retorno y esto puede afectarel desempeño del equipo.

Para retirar este filtro será necesario, por supuesto,seguir los procedimientos de recuperación del gas y almismo tiempo se recomienda tomar una muestra delaceite para verificar el grado de pureza, empleando unkit para prueba de ácido. Si la muestra indica que nohay contaminación puede reasumirse el servicio nor-mal del equipo. Si hubiese indicación de acidez en elaceite, será necesario sustituir el aceite contaminado(asumiendo que la contaminación sea leve) y repetir elprocedimiento de limpieza de componentes.

Lamentablemente, se habrá alcanzado esta condi-ción como consecuencia de no haber efectuado unalimpieza correcta en la primera oportunidad y ahora elnuevo compresor también habrá sido expuesto,aunque protegido por el filtro en la línea de aspiración,a contaminantes que pueden afectar su vida útil. Porello se enfatiza la importancia de efectuar unalimpieza profunda incuestionable a la primera oportu-nidad pues de lo contrario, el trabajo adicional serámucho más arduo y el efecto sumamente dañino.

2.2 Procedimiento de carga para sistemas de refrigeración doméstica

Carga con cilindro dosificador

El cilindro dosificador de carga graduado es unaherramienta de taller que permite dosificar con granprecisión una carga de refrigerante empleando la escala

adecuada correspondiente al gas que se esté emplean-do en un sistema. Existen cilindros con distintas escalasy se debe tener cuidado de emplear la correcta; algu-nas combinaciones de escalas comerciales son:

R12 - R22 y R502

R12 - R22 y R134a

R22 - R134a y R407

R134a - R404 y R407C

Están fabricados en vidrio Pyrex de altaresistencia, envuelto en otro cilindro de plexiglástransparente con escalas graduadas para cada uno delos 3 gases según las opciones indicadas más arriba,que se puede girar para enrasar un nivel de referen-cia con el nivel de refrigerante líquido precargado,para una determinada presión que se mide en elmanómetro que viene instalado en el cilindro paramedir la presión del líquido en su interior.

El cilindro dosificador se carga inicialmente conuna cantidad de refrigerante líquido proveniente de uncilindro de refrigerante (existen cilindros dosificadoresde distintas capacidades y debe tenerse la precauciónde no superar el nivel de carga segura).

Para emplearlo, se debe calcular previamente lacarga deseada y sustraerla del nivel de líquido en elinterior (que se toma cono nivel de referencia).Posteriormente se transfiere refrigerante al sistema,manteniendo la presión constante mediante elempleo de una resistencia de calentamiento dispues-ta en su interior para tal fin (algunos cilindros puedenno estar equipados con este elemento). La carga seha completado cuando el nivel de líquido en elcilindro alcance el nivel correspondiente al valorresultante de sustraer la carga calculada del nivel dereferencia [en la escala adecuada].

Estos cilindros vienen equipados con una válvulade alivio de presión para el caso de que se exceda lapresión segura del cilindro, en cuyo caso descargarárefrigerante al medio ambiente hasta recuperar elvalor de presión segura calibrado en la válvula.

Debido al riesgo implícito en el uso de este dis-positivo (por ser de vidrio), es necesario usarantiparras de protección, guantes y ropa cubriendotodo el cuerpo durante su empleo.

Filtro secador de motor quemado.

Cilindro dosificador.


REFRIGERACIÓN

65

El cilindro dosificador posee dos válvulas deaccionamiento manual, una en su cara superior y otraen la inferior; la primera se emplea para carga en fasevapor y la otra para carga en fase líquida. El método decarga a emplear dependerá del refrigerante que se estécargando (sustancia pura o mezcla zeotrópica).

Pasos a seguir para cargar con un cilindro dosificador:

El sistema debe estar desenergizado.

a) Asegúrese de que el sistema esté deshidratado yno hayan fugas.

b) Asegúrese de que las válvulas del juego demanómetros estén cerradas.

c) Conecte la manguera amarilla desde la válvuladel cilindro al conector central del juego demanómetros.

d) Purgue cuidadosamente la manguera abriendola válvula en el cilindro y aflojando y apretandonuevamente la conexión al juego de manóme-tros (recuerde que si está cargando una mezclay abre la válvula de abajo, la manguera con-tendrá refrigerante líquido).

e) Conecte el juego de manómetros al sistema através del tubo de servicio que corresponda, enel lado de alta, si va a cargar líquido y en el debaja si va a cargar vapor (con la manguera rojaal lado de alta o la azul al de baja).

f) Abra la válvula del juego de manómetros quecorresponda (dependiendo de si la carga es enfase líquida o vapor). Si la manguera que estáempleando tiene una válvula de cierre en elextremo manténgala cerrada. Purgue estamanguera aflojando y cerrando la conexión aljuego de manómetros correspondiente. Si lamanguera no tiene válvula de cierre en elextremo, al abrir la válvula en el juego demanómetros el refrigerante comenzará a fluirhacia el sistema mezclado con los GNC con-tenidos en la manguera (lo cual es tanto másgrave cuanto menor sea la carga del sistema).

g) Si está cargando vapor, debe energizar el sistemapara que haya distribución del refrigerante en elsistema.

h) Observe el descenso de líquido en el cilindro ycontrole con la apertura de la válvula en el cilin-dro dosificador, cerrándola paulatinamente amedida que se acerca al nivel preseleccionadopreviamente que indica que la cantidad correc-ta ha sido transferida. En ese instante cierre total-mente la válvula en el cilindro dosificador y laválvula que se haya abierto en el juego demanómetros.

i) Conecte la manguera que no fue utilizada parala carga en el punto correspondiente del sistema

con el objeto de medir presiones de trabajo enalta y baja y verificar el funcionamiento delsistema: temperaturas de evaporación, con-densación, retorno de vapor al compresor,hasta estar satisfecho de haber logrado elresultado esperado.

j) Desconecte las mangueras de las válvulas de ser-vicio en el sistema. Al desconectar las manguerasdel sistema se producirá una liberación de refri-gerante inevitable "de minimis release".

k) Obstruya el tubo de servicio empleado para lacarga utilizando el alicate de compresión en porlo menos dos sitios separados aproximadamenteun centímetro y cerca de la válvula de servicio(con el objeto de lograr, mecánicamente, elmejor sello posible, hermético hasta donde estosea posible).

l) Corte, utilizando una herramienta cortadorade tubos (no una segueta), el tubo entre laválvula de servicio y las obstrucciones realizadas.Aplaste con el alicate de compresión elextremo del tubo cortado y selle con soldadu-ra, empleando buenas técnicas de soldadura,para lograr un sello hermético.

m) Verifique que no quede fuga en la soldadura.

n) Observe el sistema y verifique que las tempera-turas se mantengan en los valores deseados.Solo podrá estar seguro de haber hecho el traba-jo correctamente si las condiciones de trabajo semantienen invariables a lo largo del tiempo.

Carga por peso

Alternativamente se puede cargar un sistemaempleando para ello una balanza, la cual puede sermecánica o digital, lo importante es que su capaci-dad sea suficiente para soportar el peso bruto delcilindro contenedor del refrigerante y su precisiónsuficiente para apreciar la tolerancia admisible en lacarga del sistema a tratar. Evidentemente, las balan-zas digitales cumplen más fácilmente con estasespecificaciones y la interpretación de su lectura sepresta a una menor probabilidad de error.

Balanza electrónica

programable para carga de

refrigerante.


66

En este caso, el procedimiento es similar aldescrito para el empleo de cilindro dosificador, en loconcerniente a las conexiones de mangueras y juegode manómetros. En lugar de emplear un método demedición por disminución del volumen en uncilindro transparente, se aprecia la carga transferidapor la variación de la lectura del peso del cilindrocontenedor del refrigerante.

Este es un método mucho más seguro y norequiere el trasegado desde el cilindro contenedor derefrigerante al cilindro dosificador y por ello es elmétodo que recomendaremos en este taller.

La balanza tiene la ventaja adicional que es unaherramienta requerida para el control de llenado de loscilindros de gas recuperado, con la finalidad de evitarel sobrellenado, que crea situaciones de alto riesgo.

El cilindro dosificador requiere de destrezas deapreciación visual y control simultáneo de presión,temperatura y volumen, que han sido superadas porel desarrollo de la tecnología de pesado y es por elloque su empleo va cayendo en desuso y en la actua-lidad se prefiere la carga por peso.

Otros métodos de carga

La carga de refrigerante de un sistema es crítica,tanto más cuando se trata de un sistema domésticodonde la expansión se produce en un tubo capilar, queno es regulable cuando el sistema se encuentra ya car-gado y funcionando. Para lograr una carga precisadeben seguirse procedimientos tales como los dos yadescritos, cilindro dosificador o balanza, que permitenconocer la cantidad de refrigerante que se ha transfe-rido. Esta carga debe satisfacer las especificacionesoriginales del fabricante del artefacto, particularmenteen lo concerniente al llenado preciso del evaporadorpara obtener el máximo de eficiencia posible y debe serrespetada dentro de límites de tolerancia estrechos paraque el sistema funcione eficientemente, permita que elcompresor trabaje dentro de sus límites funcionales, yno cree situaciones de riesgo.

Un método de carga demasiado empleado paraser ignorado consiste en cargar paulatinamente el sis-tema con vapor, por el lado de baja, mientras semiden las presiones en el sistema, se verifica el con-sumo del motor eléctrico del compresor y se observala temperatura de la línea de retorno de vapor alcompresor. El técnico determina, mediante la obser-vación de estos parámetros, cuándo debe dejar deagregar refrigerante al sistema.

Este método es aproximado y no se lo recomien-da en casos de sistemas domésticos por las causasexplicadas en el párrafo precedente. Una situaciónaún más grave se presenta cuando no se mide sino la

presión de baja y se omite conectar el manómetro enel lado de alta pues así se están ignorando las condi-ciones de trabajo de la mitad del circuito.

Esta carga puede parecer la correcta en las condi-ciones de operación del sistema prevalecientes en elmomento en que se está efectuando el procedimiento,pero desestima que el sistema debe ser capaz deoperar normalmente en condiciones variables de uti-lización; condiciones estas que no se pueden estimarcuando se está cargando con este método, y que enel proceso de desarrollo del producto al que se estáprestando servicio representaron largas horas depruebas en diversas situaciones hasta alcanzar la can-tidad de refrigerante que mejor satisface todas lascondiciones encontradas.

Los técnicos adictos a esta práctica podrán argu-mentar que han estado haciéndolo así por años y queel resultado es positivo porque las neveras así car-gadas enfrían. A esto se debe contestar que eso no eslo que está en discusión sino por cuánto tiempo fun-cionará una nevera con exceso de refrigerante quecuando se presenta una sobrecarga térmica producecomo consecuencia el retorno de un porcentaje delíquido al compresor. La respuesta es: mucho menostiempo que el que operaría si la carga fuera la correc-ta, medida por peso.

2.3 Diagnóstico de fallas y reparaciones en equipos de refrigeracióndomésticos

Los siguientes criterios de diagnóstico y prácti-cas correctivas son aplicables a todos los artefactosmencionados previamente dotados de compresorhermético. Se deberá considerar si para el circuitoen particular aplica o no el diagnóstico, dependien-do de si usa o no el componente referido en elpunto particular.

Este listado no es exhaustivo y pueden existircondiciones de funcionamiento incorrecto notomadas en cuenta para la elaboración de estatabla.


REFRIGERACIÓN

67

PRÁCTICA CORRECTIVA

Si la tensión no está en el rangocorrecto, emplear un reguladorde voltaje de la capacidad nece-saria o por lo menos un protectorde voltaje.Si está en el rango correcto,enchufar y probar.

Puede ser necesario crear un cir-cuito de alimentación indepen-diente para el artefacto, con uninterruptor termomagnético("breaker") exclusivo.

Corregir si hay interrupción/es oconexión/es equivocada/s.

Puentear contacto, si el compre-sor arranca, revisar y si es nece-sario, sustituir termostato.

Si el motor del temporizador nogira cuando se lo energiza o loscontactos no abren y cierran nor-malmente, sustituir con otro simi-lar o equivalente.

Sustituir con el reemplazo correc-to el componente defectuoso.

Recuperar el gas, sustituir elcompresor por otro idéntico o suequivalente exacto. Investigarcausa de daño al compresor ycorregir.

Arranque el compresor y com-pruebe parámetros eléctricos.

Incorpore regulador de tensión,protector de tensión.

Sustituya.

Sustituya.

Sustituya.

Sustituya el compresor.

Incorpore regulador de tensión,protector de tensión.

Sustituya.

Sustituya.

MEDIDA A TOMAR

Verificar si el artefacto estáenchufado y si la tensión en eltomacorrientes es la correcta120 V ± 10% (108 V ~ 132 V).

Si la línea a la que está conecta-do el artefacto está sobrecarga-da, quitar otras cargas eléctricasdel circuito y verificar.

Verificar el cableado (arnés).

Verificar el termostato.

Verificar el temporizador dedescongelamiento (si aplica). Elmotor debe girar. Los contactosdeben abrir y cerrar accionadospor las levas correspondientes algirar manualmente el rotor.

Verificar condición y especifica-ciones del relé de arranque y delprotector térmico del compresor,y del capacitor de arranque y elde marcha (si aplica).

Verificar resistencias de bobinascon especificaciones del fabri-cante y aislamiento a tierra.Probar si arranca aplicando latensión correcta directamente abornes.

Verifique conexiones de acuerdocon diagrama eléctrico.

Corrija situación.

Verifique valor correcto.



Verifique resistencia / con-tinuidad y continuidad a tierra.

Corrija situación.



CAUSA A INVESTIGAR

Alimentación eléctrica no llega alos bornes del compresor, o no essuficiente.

Compresor defectuoso.

Conexión inadecuada.

Baja tensión o tensión incorrecta.

Capacitor de arranque defec-tuoso / incorrecto.Relé de arranque defectuoso /incorrecto.Protector térmico distinto alespecificado.Bobinas del compresor abiertao a tierra.

Tensión muy alta o muy baja.

Protector térmico distinto alespecificado.Capacitor de marcha defec-tuoso.

PROBLEMA

El compresor no arranca. (No emiteningún sonido).

Compresor no arranca (el protectortérmico actúa).

Compresor arranca (el protector tér-mico actúa).


68

Verifique la causa del incremen-to de consumo (puede ser elventilador de condensación si hasido conectado a través de unpuente en el térmico).

Verifique presiones manométri-cas de alta y baja del sistema.

Verifique características del sis-tema y determine cual es elcompresor que se debe emplear.

Poner el termostato en el valorcorrespondiente a la temperaturaesperada.

Instruir al usuario.

Nivelar el gabinete, revisar bis-agras, cambiar burlete si fuesenecesario. Revisar si algún obje-to (gaveta) o carga impide que lapuerta cierre totalmente.


Instruir al usuario a distribuir lacarga de tal manera de permitirel paso de aire de arriba haciaabajo y de abajo hacia arriba.Eliminar práctica de recubrirestantes con papel aluminio.

Verifique interruptor de luzaccionado por la puerta.

Verificar posición y o eliminarobstrucción.

Verificar velocidad de las aspasy ajuste de estas en el eje.

Verificar motor alimentándolodirectamente y verificar elcableado.

Descongelar.

Verificar temperaturas de suc-ción y descarga del compresor ypresiones de alta y baja.

Corrija la condición que causael aumento de consumo, susti-tuya el componente responsable.

Recupere el exceso de gas en uncilindro hasta alcanzar lecturasde presiones aceptables.

Sustituya el compresor de acuer-do a lo recomendado para laaplicación.

Esperar y verificar que la tempera-tura desciende al valor deseado.

Reducir la frecuencia de apertu-ra de puerta planeando cuándohacerlo anticipadamente y noabrirla innecesariamente.

Verificar correcto sello entreburlete y gabinete con una hojade papel.

Solo se deben cargar recipientescuando estén a temperaturaambiente.

Reordenar la carga y verificar sila situación se corrige.

Si no abre el circuito, sustitúyalo.


Sustituir aspas si no ajustan o elmotor completo si este giralento.

Sustituir motor si esta es la causao corregir el arnés si esta es larazón.

Verificar si esto corrige lasituación.

Sustituir compresor si se com-prueba la falta de eficiencia.

Corriente eléctrica excesiva enel protector térmico.

Carga de gas del sistema excesiva.

Compresor inadecuado para laaplicación.

Control manual del termostatofijado en una división corres-pondiente a una temperatura muyalta (ver manual del fabricante).Apertura de puerta demasiadofrecuente.

Puerta descuadrada (no cierrauniformemente).

Carga de alimentos tibios ocalientes en el compartimiento.

Distribución de carga en losestantes obstruyendo el paso deaire o empleo de papel alu-minio para recubrir los estantesLa (cuando aplica).

Luz interior no apaga.

El "damper" de paso de aire delcongelador al compartimientode alimentos está cerrado oparcialmente obstruido (cuandoaplica).

Ventilador del evaporador giraa velocidad inferior a la especi-ficada (cuando aplica).

Ventilador del evaporador nogira (cuando aplica).

Exceso de hielo en el evaporador.

Compresor ineficiente.

Temperatura compartimiento ali-mentos elevada.

Compresor arranca (el protectortérmico actúa).

PRÁCTICA CORRECTIVAMEDIDA A TOMARCAUSA A INVESTIGARPROBLEMA


REFRIGERACIÓN

69

Revisar causa de sobrecarga delcompresor.


Verificar posición y/o eliminarobstrucción que lo mantieneatascado.


Verificar funcionamiento del ter-mostato y temporizador dedescongelamiento.

Verifique si hay fugas.

Limpiar condensador y todo elcompartimiento de la unidadcondensadora.

Ventilador de la unidad conden-sadora defectuoso.Obstrucción al paso de aire a launidad condensadora.

Nivelar el gabinete, revisar bi-sagras, cambiar burlete si fuesenecesario. Revisar si algún obje-to (gaveta) o carga impide quela/s puerta/s cierre/n totalmente.



Reposicionar en la ubicaciónoriginal establecida por el fabri-cante del equipo. Fijar para queno se vuelva a mover.

Accionar manualmente termosta-to para que abra contactos; si noreacciona, sustituir.

Eliminar causa de sobrecarga.

Esperar y verificar que la tempe-ratura ascienda al valor deseado.

Sustituir si ha sido dañado.Instruir al usuario.

Esperar y verificar que la tem-peratura desciende al valordeseado.

Sustituir componente defectuoso.

Recupere el refrigerante, reparefuga/s, recargue, revise nuevamente.

Instruir al usuario, verificar fun-cionamiento.

Sustituir.Despejar el paso de aire, reposi-cionar artefacto si es necesario.



Esperar y verificar que la temper-atura ascienda al valor deseado.

Esperar y verificar resultado delcambio.

El sustituto debe ser de idénticascaracterísticas que el sustituido.

Compresor ciclando por protector térmico.

Control manual del termostatofijado en una división corres-pondiente a una temperaturamuy baja (ver manual del fabri-cante).

El "damper" de paso de aire delcongelador al compartimientode alimentos está abierto oatascado en esa posición (cuan-do aplica).

Control manual del termostatofijado en una división corres-pondiente a una temperaturamuy alta (ver manual del fabri-cante).

Evaporador bloqueado porhielo.

Carga de refrigerante insuficiente.

Condensador sucio.

Flujo de aire insuficiente alcondensador (cuando aplica).

Puerta/s descuadrada/s (no cierra/n uniformemente).

Apertura de puerta demasiadofrecuente.

Control manual del termostatofijado en una división corres-pondiente a una temperaturamuy baja (ver manual del fabri-cante).

Bulbo sensor del termostatomal ubicado.

Termostato dañado (contactossoldados).

Temperatura del compartimiento dealimentos muy baja.

Ambos compartimientos, conge-lador y alimentos demasiadocalientes.

Congelador demasiado frío.



70

Nivelar el gabinete, revisar bis-agras, cambiar burlete si fuesenecesario. Revisar si algún obje-to (gaveta) o carga impide quela/s puerta/s cierre/n totalmente.



Verifique si hay fugas.


Verificar temperaturas de suc-ción y descarga del compresor ypresiones de alta y baja.


Verifique interruptor de luzaccionado por la puerta.

Revisar y reposicionar compo-nentes para que no hagan con-tacto entre si puesto que ellosvibran por estar de alguna man-era vinculados al compresor.

Acomodar, o sustituir.

Sustituir. Verificar que no hagancontacto con partes fijas delgabinete.

Nivelar bases del gabinete conel piso.

Colocar tornillos faltantes, ajus-tar los que estén flojos.

Sustituir el compresor.


Solo se deben cargar recipientescuando estén a temperaturaambiente; la puerta solo debeser abierta por intervalos cortosde tiempo.


Recupere el refrigerante, reparefuga/s, recargue, revise nuevamente.


Sustituir compresor por otroidéntico o de la misma capaci-dad si se comprueba la falta deeficiencia.


Si no abre el circuito, sustitúyalo.

Los componentes hacen menosruido si vienen fijados con suje-tadores a partes fijas de grantamaño relativo (el gabinete o elchasis de la unidad condensadora.

Las bases de goma se debenmontar según las especificacionesdel fabricante del compresor.

Verificar que las aspas sustitutassean idénticas a las sustituidas yestén bien balanceadas.

El gabinete debe estar sólida-mente apoyado en el piso paraque no transmita vibraciónproveniente del compresor yaspas de los motores eléctricosde ventilación.

Por efecto de la vibraciónalgunos tornillos pueden aflo-jarse e incluso caerse. Cadatornillo es importante.

Verificar que el sistema funcionecorrectamente después de lasustitución.

Puerta/s descuadrada/s (no cie-rra/n uniformemente).

Carga de alimentos tibios ocalientes en el compartimiento;o exceso de carga introducidaa un tiempo; o puerta manteni-da abierta.




Compresor ineficiente.

Apertura de puerta demasiadofrecuente.

Luz interior no apaga.

Tubos, condensador, compre-sor, componentes, en general,partes mecánicas, sueltas,haciendo contacto entre sí ocon el gabinete.

Bases de goma del compresormal colocadas o dañadas.

Aspas del Ventilador de con-densación desbalanceadas.

Bases del gabinete desniveladas.

Tornillos de fijación deabrazaderas o componentes flojos o faltantes.

Sonidos provenientes del compresor.

El compresor funciona continua-mente.

Funcionamiento ruidoso.



REFRIGERACIÓN

71

Observar, si después de unospocos (10 a 30 ciclos) pasa afuncionar controlado por el ter-mostato del sistema, no hayproblema.

Verificar si la tensión en el toma-corrientes es la correcta 120 V ±10% (108 V ~ 132 V).

Verificar si el protector instaladoes el indicado por el fabricantedel compresor para ese modeloy tipo.

Verificar obstrucciones en flujode aire, falla del ventilador decondensación, falta de pantallasenrutadoras de flujo de airealrededor del compresor.

Sobrecarga de gas.

Verificar resistencias de bobinasy aislamiento a tierra. Probar siarranca aplicando tensión direc-tamente a bornes.

Verificar funcionamiento ocableado de alimentación (arnés)

Verificar continuidad de laresistencia y su circuito de ali-mentación.



Revisar todas las variables indi-cadas en el diagnóstico prece-dente.

Verificar presiones del sistema.

Ajustar (aumentar) longitud o(disminuir) diámetro del capilarpara restringir el paso de gasrefrigerante a un valor adecuado.

Existen condiciones temporalesde sobrecarga que el protectordebe detectar y prevenir actuan-do, sin que ello represente unriesgo a largo plazo.

Si la tensión no está en el rangocorrecto, emplear un reguladorde voltaje de la capacidad nece-saria, o por lo menos un protec-tor de voltaje.

Sustituir por el protector correcto.

Es común observar que un técni-co de servicio omita volver aponer alguna pantalla en elcompartimiento de la unidadcondensadora por que está dete-riorada o porque piensa que noes necesaria. Concepto erróneoque debe corregirse.

Conectar manómetros, extraergas a un cilindro de recu-peración vacío, hasta que laspresiones sean las correctas.

Recuperar el gas, sustituir porotro compresor idéntico o su equi-valente exacto. Investigar causa dedaño al compresor y corregir.

Reparar cableado o sustituir elcontrol si está dañado.

Reparar cableado o sustituirresistencia si está abierta.



Corregir la variable que corresponda.

Recuperar el exceso de carga degas hasta alcanzar presiones detrabajo correctas.

Verificar que el ajuste produzcalos resultados esperados.

Sobrecarga momentánea delsistema por introducción decarga caliente.

Alimentación eléctrica quellega a los bornes del compre-sor está por fuera del rangopermitido por su fabricante.

Protector térmico incorrecto.

Compresor no recibe suficienteenfriamiento.

Gas de retorno al compresormuy caliente (presión de suc-ción > la autorizada para esetipo de compresor [LBP]).

Falla mecánica interna (proba-ble falla de lubricación o esta-tor fuera de posición por golpe(rotor rozando estator)).

Temporizador de descon-gelación inoperativo.

Resistencia de descongelamien-to abierta.



Formación de hielo en el evaporador.

Exceso de carga de gas.

Elemento de control de flujo(capilar) permitiendo pasajeexcesivo de gas refrigerante.

Compresor comienza a funcionarciclando por actuación de su pro-tector térmico y luego retoma sumarcha normal.

Compresor continua ciclando porprotector término indefinidamente.

Motocompresor trancado.

Hielo en el evaporador.

Compresor funciona ininterrumpi-damente, la temperatura es normal.

Línea de retorno de gas al compre-sor cubierta por un manguito dehielo (normalmente el evaporadortambién habrá acumulado hielo).



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Puede que esté girando a menosvelocidad de lo regular pero sinque ello sea apreciable a simplevista.

Burletes de puerta defectuosos,puerta descuadrada.

Instale nuevo filtro secador en lalínea de líquido, antes del capilar.

Limpiar el capilar (si es posible)con barrido de solvente aproba-do seguido de nitrógeno.

Verificar velocidad con untacómetro si se dispone de uno;sino, sustituir motor y compro-bar que se corrige la situación.

Sustituir burlete, ajustar puerta,verificar ajuste burlete - marco.

Siempre instale un filtro secadorde mayor capacidad que el ori-ginal, por seguridad.

Es más seguro sustituir el capilar,respetando longitud y diámetrointerno.

Ventilador del evaporadordefectuoso.

Filtración de aire atmosféricohúmedo hacia el interior delcompartimiento.

Humedad en el refrigerante.

Presencia de parafina en ellubricante que se separa en elcapilar creando una obstruc-ción parcial creciente.

Formación de hielo demasiado rápida en la paredes del evaporador.

El congelador funciona pero secalienta.

Pérdida gradual de capacidad decongelación.

3 Refrigeración comercial

La refrigeración comercial tiene su campo de apli-cación en negocios de comercialización de alimentosperecederos que requieren refrigeración o congelaciónpara su preservación, léase abastos, charcuterías, car-nicerías, supermercados, restaurantes, cafeterías, coci-nas de establecimientos institucionales. Asimismo tieneaplicaciones en máquinas expendedoras de bebidas frías.

Todo lo explicado con relación a la refrigeracióndoméstica tiene vigencia en estas aplicaciones cuandola capacidad es reducida, y comienza a diferenciarse amedida que los requerimientos de capacidad alcanzanniveles que justifican la inclusión de controles más com-plejos y el empleo de compresores rotativos, scroll, semi-herméticos o abiertos (reciprocantes), de tornillo o cen-trífugos, de acuerdo a las demandas de la instalación ylas preferencias de los diseñadores de sistemas, guiadospor la búsqueda de mayor eficiencia y confiabilidad.

En términos generales, los exhibidores y vitrinasindividuales así como enfriadores de botellas, conge-ladores para helados y alimentos congeladospequeños, autoportantes, emplean compresoresherméticos en un solo circuito de refrigeración. Ladiferencia fundamental es que puesto que las condi-ciones de uso son más exigentes, los diseños sonsobredimensionados, con capacidad frigorífica extrapara compensar el trabajo pesado a que son someti-dos regularmente estos equipos: con aperturas depuertas frecuentes, carga de mercancía a tem-peratura por encima de la ambiente, exhibidoresdescubiertos donde el intercambio de calor con elmedio ambiente es solo limitado por el uso de corti-nas de aire a alta velocidad que recogen el aire fríoantes de que este pueda escapar del exhibidor, paraser recirculado y un cúmulo de aplicacionesdiversas trabajando a distintas temperaturas deconservación.

Equipos

comerciales de

refrigeración.


Línea de retorno de gas al compre-sor cubierta por un manguito dehielo (normalmente el evaporadortambién habrá acumulado hielo).


REFRIGERACIÓN

73

Los sistemas de mayores capacidades utilizadosen supermercados, frigoríficos, centros de almace-naje masivo de alimentos perecederos, acondi-cionamiento de aire centralizado y otras instalacionesque requieren grandes capacidades de refrigeración ocondiciones variables, requieren de diversas combi-naciones de circuitos de refrigeración, de acuerdo alos requerimientos; entre estas alternativas se encuentran:

Sistema multievaporador

Un sistema de estas características puede ser ali-mentado ya sea por un compresor o por una bateríade compresores "rack", los cuales comparten un con-densador y el refrigerante es luego distribuido en unacantidad de evaporadores en paralelo, con controlesde evaporación independientes y reguladores depresión a la salida de cada evaporador para contro-lar individualmente la temperatura de evaporación decada evaporador.

Batería de compresores "Rack"

Las baterías de compresores son necesarias cuandoel volumen de refrigerante a emplear requeriría uncompresor de mucha capacidad (y correspondiente altocosto) y la carga de refrigeración es muy variable. Enesos casos se emplea un número de compresoresconectados en paralelo y montados en una estructuradenominada "rack" para facilitar la conexión y el man-tenimiento de las unidades. En estos sistemas es críti-co el control de la distribución del lubricante de talmanera que ninguno de los compresores se quede sinlubricación para lo cual existen diversas maneras decontrolar el nivel para que sea el mismo en todos loscárteres. El número de compresores que trabajan esdeterminado por la carga de refrigeración de la insta-lación y el control es automático y habitualmente lolleva a cabo un microprocesador a través de un tablerode controles electromecánicos. El sistema de control

dispone de señales de advertencia temprana y de alar-ma que previenen a los responsables de la operaciónde este sistema de situaciones de riesgo oportunamentee interrumpen el funcionamiento de la/s unidad/es quepresenten síntomas de funcionamiento fuera de losparámetros seguros.

El servicio de los equipos más complejos requierede conocimientos más especializados y normalmenteestán a cargo de empresas organizadas que cuentancon personal capacitado para el manejo de estas situa-ciones. Si bien los principios de refrigeración elemen-tales son exactamente los mismos que aplican al cir-cuito básico explicado en el capítulo anterior, la com-plejidad de algunas instalaciones fijas implica la uti-lización de componentes tales como, válvulas deexpansión automáticas [AEV], válvulas de expansióntermostáticas [TXV], válvulas de flotante en el lado debaja, válvulas de flotante en el lado de alta, presostatosde alta y baja presión, separadores de aceite, válvulassolenoides, condensadores enfriados por aire o enfria-dos por agua, con diversas variantes, evaporadorespara aplicaciones especiales, filtros secadores de líqui-do de núcleo cambiable, visores indicadores dehumedad y ácidos, válvulas de accionamiento manual,de aguja, de membrana, tanques recibidores de líquidoincorporados al circuito, intercambiadores de calorindustriales, válvulas de seguridad sensibles a la pre-sión, amortiguadores de vibración, líneas de refrige-rante de grandes diámetros, etc.

Sistemas de refrigeración con fluido secundario "chillers"

Cuando los sistemas asumen tales proporciones quesería poco práctico o productivo llenar toda la insta-lación con gas refrigerante, se recurre a la imple-mentación de sistemas que, mediante el proceso derefrigeración, enfrían un fluido secundario a través deintercambiadores de calor que actúan como evapo-rador. Es este fluido secundario, que puede ser agua osalmuera u otro fluido económico y seguro, el que pos-teriormente es bombeado por el circuito secundario, através de tuberías aisladas térmicamente hasta los pun-tos donde se requiere extraer calor. Estos sistemasreciben el nombre de "chillers" y son empleados tanto

Diagrama de sistema multievaporador de tres temperaturas,

con un solo condensador enfriado por agua y un compresor.

Baterías "racks" de compresores.


74

en la industria como en aire acondicionado central degrandes capacidades.

3.1 Componentes de circuitos de refrigeración comercial e industrial

Describiremos brevemente el uso de cada uno deestos componentes pero su utilización puede ser muyvariada y dependerá del diseñador cuales sean nece-sarias. El técnico de servicio debe estar en condi-ciones de diagnosticar la posible causa de falla de unsistema y relacionarlo con el componente defectuosoa través de un exhaustivo análisis de la docu-mentación disponible para el sistema en cuyo servi-cio o mantenimiento esté involucrado.

La deficiencia en consultar la información perti-nente antes de involucrarse en el manipuleo deequipos industriales o comerciales de grandes dimen-siones puede resultar en fallas catastróficas que debenser evitadas, para impedir la posibilidad de liberaciónde grandes volúmenes de refrigerantes dañinos a laatmósfera. El supervisor responsable de estas instala-ciones deberá asumir la responsabilidad de contratarsolo personal calificado para el manejo de las situa-ciones que puedan presentarse y de mantener la infor-mación necesaria para su correcto mantenimientodisponible para el personal a cargo de estas tareas.

• Compresores

Además de los compresores herméticos reciprocanteso alternativos descritos, empleados en refrigeracióndoméstica y comercial de capacidad reducida, existenun amplio surtido de compresores diseñados paraadaptarse a diversas necesidades y condiciones de uti-lización, tales como: compresores herméticos recipro-cantes o alternativos de motor trifásico, de más de un

cilindro; compresores herméticos rotativos; compre-sores semiherméticos - enfriados por aire o enfriadospor refrigerante - mono o multicilíndricos - de válvulasde lámina o de disco; compresores accionados porpolea; compresores helicoidales "scroll" - de uno o dosrotores; solo para mencionar los más conocidos.

Compresor rotativo

Después de los compresores herméticos recipro-cantes, los compresores rotativos son los más amplia-mente utilizados, principalmente en aire acondiciona-do doméstico. Son más compactos y tienen un mayorcoeficiente de desempeño [COP]. Son equipo denorma en casi todas las unidades de aire acondiciona-do tipo unidad condensadora separada - "split" y soncada vez más utilizados en unidades de ventana.

Se debe destacar que su construcción se ajusta atolerancias muy estrechas y materiales muy delicadosen la cámara de compresión rotativa por lo que suinstalación requiere cuidados excepcionales en loreferente a la limpieza del sistema, particularmente enocasión de servicio en el campo.

"Chiller" de agua helada.

Compresor rotativo.

Diagrama esquemático

de ciclo de

compresión rotativo

Final de cada ciclo desucción y compresión

Final de los procesos desucción y compresión

Inicio de los procesos desucción y compresión

Anillo

Descarga

ResorteSucción

Paleta


REFRIGERACIÓN

75

Los compresores herméticos de capacidades ma-yores, son empleados en sistemas comerciales decapacidad intermedia donde el nivel de ruido seaimportante y son intercambiables, en muchos casospor compresores semiherméticos.

Compresor semihermético

Los compresores semiherméticos pueden conside-rarse como los más usados, después de los herméticos.Su precio es bastante más alto y se emplean en aque-llas aplicaciones de servicio extrapesado donde lasexpectativas de mantenimiento frecuente son inevita-bles y como consecuencia de ello se considere quepueda resulta menos costoso reparar un compresorsemihermético que sustituir un hermético. Su principalventaja es que son reparables y existen repuestos defábrica o de terceros para su mantenimiento.

Para el mecánico de refrigeración, cuando existe laopción, son preferibles pues pueden ser reparados yconsecuentemente, se puede cobrar por el servicio adi-cional implícito en su labor, en tanto que un compre-sor hermético solo puede ser sustituido (ningún fabri-cante de compresores herméticos considera acep-table que sus productos puedan ser reparados fuerade su planta de fabricación, debido a las condicionesespeciales que son necesarias durante su ensamblaje).

Si la calidad tanto de los repuestos empleadoscomo de la mano de obra de una reparación fueraninobjetables, su empleo pudiera considerarse venta-joso; pero existe un amplio interrogante en esta área, yel riesgo para el usuario final es mayor pues la interven-ción humana, si no está debidamente capacitada,aumenta la probabilidad de falla. Existen talleres espe-cializados en la reparación de estos compresores, quepueden garantizar el funcionamiento porque empleanmétodos de trabajo controlados y representan la mejoropción en caso de daños internos.

Su fabricación se ajusta a los principios de fabri-cación de un mecanismo de compresión mecánica

empleando el principio de cigüeñal - biela - pistón,deslizándose en el interior de un cilindro, y recurre alempleo de anillos de compresión y válvulas (quepueden ser de láminas o discos) para la compresión delvapor.

Tienen un área importante de usos en sistemascomerciales y sus aplicaciones compiten con los com-presores herméticos en la preferencia de los di-señadores de equipos de refrigeración, dependiendo delas características de cada uno de los sistemas en quevayan a ser aplicados.

Toleran más variables de aplicación, principal-mente porque son asociados con dispositivos de expan-sión regulables [válvulas de expansión] y en caso deerrores de aplicación graves la solución puede sermenos costosa [sustitución de los repuestos dañados enlugar de cambio del compresor]; pero su empleorequiere conocimientos específicos, tanto de refri-geración como de mecánica, pues en estos casos sedeberán tomar decisiones sobre tolerancias y ajustesmecánicos [en casos de reparaciones mayores]; en elcaso de compresores herméticos estos últimosconocimientos no necesitan ser tan profundos.

En los circuitos externos de estos compresores, asícomo en su fabricación, se emplean diversos disposi-tivos y prácticas necesarias para que tanto el en-friamiento como la lubricación se lleven a cabo efecti-vamente y es responsabilidad del diseñador del sistemaen primer lugar y del técnico de servicio, conocer yaplicar estos dispositivos y prácticas en cada sistema enque vayan a ser empleados.

Fallas por lubricación deficiente, retorno de líqui-do "slugging", sobrecalentamiento, se presentan porigual en compresores semiherméticos como herméticosy sus consecuencias solo se diferencian por el costo dela reparación. Pero cada vez que un sistema falla,cualquiera sea la causa, se presenta un evento dondehay que decidir si es necesario extraer el refrigerante,reusarlo o descartarlo, y eso debe ser evitado hasta laúltima oportunidad posible.

Vista lateral de un compresor semihermético.


76

Las aplicaciones industriales emplean el resto delos compresores mencionados, de acuerdo a las exi-gencias de la aplicación y el criterio del diseñadordel sistema. El servicio de estas unidades requiere deun conocimiento particular del compresor: carac-terísticas constructivas, necesidades de protecciónexterna para su operación correcta, su aplicación, ycondiciones de trabajo admisibles.

Compresores de espirales concéntricos "scroll"

Los compresores "scroll" consisten en dos espiralesmetálicos montados de tal manera que uno orbitaexcéntricamente manteniendo permanentemente unalínea de contacto tangente con el otro espiral fijo. Estalínea de contacto se desplaza desde el extremo externode ambas espirales hacia el centro, donde se encuentrala descarga. Este desplazamiento de la línea de contac-to empuja una masa de gas desde la succión, ubicadajunto al borde externo hacia la descarga que, como yadijimos se ubica en el centro geométrico de ambasespirales, comprimiéndolo pues el volumen decrece amedida que los radios de las espirales disminuyen.Como el movimiento es rotativo y continuo, es silen-cioso y están siendo empleados con ventajas en aireacondicionado en sistemas domésticos.

Si bien la tecnología fue patentada originalmente en1905, no fue sino hasta mediados del siglo pasado quela tecnología alcanzó la precisión necesaria para su eje-cución práctica. A partir de su perfeccionamiento hanido aumentando su participación de mercado por suconfiabilidad, alta eficiencia y bajo nivel de ruido.

Compresores de tornillo

En la medida que se han ido mejorando losprocedimientos de manufactura, las tolerancias demecanizado, los ajustes mecánicos y los dispositivosde medición en la industria manufacturera de com-presores, se han podido desarrollar nuevos tipos demecanismos de compresión. El compresor de tornilloes consecuencia de estos avances. Consiste en unjuego de tornillos helicoidales, que pueden ser dos otres, dependiendo del diseño, que giran sin-cronizadamente, con superficies de contacto suma-mente pulidos, a distancias mínimas una de otras,separadas por la película de lubricante y que, en vir-tud del giro, crean una diferencia de presión entre unextremo y el otro de las helicoides, con lo cual secomprime el gas refrigerante.

Su aplicación principal es en equipos de grantamaño, principalmente chillers y requieren de uncuidadoso mantenimiento, para asegurar ausencia devibraciones por cojinetes o rodamientos y unapresión de lubricación constante para asegurar lacorrecta compresión del gas.

Compresores centrífugos.¡

Entre muchas aplicaciones industriales de com-presión de gases, también se emplean compresorescentrífugos en refrigeración a gran escala. Su primerautilización con este fin data de 1922.

Diagrama de principio de funcionamiento de compresión de

espirales concéntricos "scroll".

Compresor "scroll" . Partes de mecanismo "scroll". Compresor centrífugo 1922.

Corte de compresor de

tornillo "screw".Compresor de tornillo

"screw".


REFRIGERACIÓN

77

Se los emplea principalmente en Chillers de agua helada de grandes instalaciones de aire acondicionadocentral de grandes edificios e instalaciones industriales.

Funcionan comprimiendo el gas por fuerza cen-trífuga impulsado por varios álabes que giran a altavelocidad y son máquinas de grandes dimensiones

Dispositivos de expansión

• Válvula de expansión automática [AXV]

La válvula de expansión auto-mática es un dispositivo de control deflujo de refrigerante líquido acciona-do directamente por la presión exis-tente en el evaporador. Solo actúa enrespuesta a la puesta en marcha delcompresor, sino permanece cerrada.A medida que la presión en el evapo-rador desciende la válvula se abre ypermite pulverizar refrigerante evapo-rado dentro del evaporador. El flujorequerido puede ser controlado me-diante un tornillo lo que permite ajus-

tar la presión en el evaporador al valor deseado;recordemos que al reducirse la presión en el evapo-rador se reduce la temperatura a la cual el refrigerantelíquido se evapora. Un sistema que emplea válvula deexpansión automática recibe el nombre de sistema"seco" debido a que el evaporador no se llena nuncacon refrigerante líquido sino con una niebla de refrige-rante evaporado.

Este tipo de válvula solamente se puede emplear enconjunto con un control de motor operado por tempe-ratura, nunca con un control operado por presión desucción del compresor.

• Válvula de expansión termostática [TXV]

La gran mayoría de las unidades comerciales estánequipadas con válvulas de expansión controladas portemperatura. Esta válvula depende de la expansión deun gas en una cámara hermética (similar a la del ter-mostato antes visto en refrigeración doméstica); elbulbo sensor se posiciona a la salida del evaporador ylas variaciones de temperatura controlan la apertura ocierre de la válvula de aguja que dosifica el rociado derefrigerante líquido hacia el evaporador. Este mecanis-mo permite un llenado más rápido del evaporador y unenfriamiento más eficiente. La válvula de expansióntermostática mantiene el evaporador lleno de refrige-rante vaporizado cuando el sistema está funcionando.A medida que la temperatura en el evaporadordesciende, la válvula de expansión reduce el flujo derefrigerante al evaporador. Tampoco habrá flujo amenos que el compresor esté funcionando.

Este tipo de válvula puede funcionar indistinta-mente con control del motor operado por presión opor temperatura. Una válvula de expansión ter-mostática puede ser empleada en sistemas con múlti-ples evaporadores.

Existen dos variantes de válvu-la de expansión termostática:

• Con ecualización de presióninterna: empleadas en instalacionesde baja capacidad frigorífica dondela pérdida de carga [?P] en el eva-porador es insignificante, y el eva-porador es de un solo tubo (sin dis-tribuidor de líquido ni colector).

Compresores centrífugos - varias vistas.

Eje de compresor centrífugo.

Válvula de

expansión

automática [AXV].

Válvula de expansióntermostática [TXV] sinecualización interna.


78

• Con ecualización de pre-sión externa: utilizadas engrandes instalaciones fri-goríficas industriales ocomerciales en las cualesla pérdida de carga [?P] enel evaporador es impor-tante. Es el tipo de válvulaque debe emplearse cuan-do el evaporador sea de demúltiples circuitos en para-lelo unidos en ambos extremos por distribuidorde líquido y colector. El uso de distribuidorescausa generalmente una caída de presión de 1bar en el distribuidor y el tubo del distribuidor.

También son de uso obligado en instalaciones derefrigeración con evaporadores compactos de pequeñotamaño, como por ejemplo intercambiadores de calorde placa, en los que la caída de presión normalmenteserá mayor que la presión correspondiente a 2K.

• Selección de una válvula de expansión termostática

Para la correcta selección de una válvula ter-mostática se necesitan los siguientes datos:

• Líquido refrigerante.

• Capacidad del evaporador.

• Presión de evaporación.

• Presión de condensación.

• Subenfriamiento.

• Caída de presión a través de la válvula.

• Igualación de presión interna o externa.

• Funcionamiento de una válvula de expansión termostática

Una válvula de control termostática está compues-ta por: (1) un elemento termostático separado del cuer-po de la válvula por una membrana elástica.Este elemento termostático se vincula con un bulbo(2) mediante un tubo capilar y se carga con un gascon coeficiente de dilatación térmica adecuado. Lamembrana elástica acciona sobre un vástago que ensu otro extremo acciona una válvula de aguja. Elaccionamiento de la membrana es resistido parcial-mente por un resorte de ecualización.

En su operación intervienen tres fuerzas propor-cionales a presiones de control.

F1 - fuerza proporcional a la presión ejercida por ladilatación del gas contenido en el elemento ter-

mostático (que varía en proporción al cambio de tem-peratura que experimenta el bulbo en contacto con lapared del tubo de salida de gas del evaporador. Suaccionamiento produce la apertura de la válvula.

F2 - Fuerza proporcional a la presión del evapo-rador, actuando directamente sobre la cara inferior dela membrana y cuya acción contribuye al cierre de laválvula.

F3 - Fuerza ejercida por el resorte sobre la cara infe-rior de la membrana, resistiendo el movimiento deapertura de la válvula. El ajuste de esta fuerza regula elsobrecalentamiento del gas.

En condiciones de trabajo regular, existe un balanceentre las tres fuerzas.

F1 = F2 + F3

En estas condiciones se mantiene el flujo reguladodel vapor hacia el refrigerante. Si la cantidad de vapordisminuye, el bulbo se calienta, aumentando el valorde F1 abriendo más el paso de vapor. Este aumentoproduce una reducción de la temperatura del bulbo, locual reduce el valor de F1. Al desconectarse el compre-sor por indicación de su dispositivo de control (ter-mostato o presostato) la fuerza F2 desciende a cero y laválvula se cerrará (excepto en el caso de que la fuerzaF1 ejercida por la presión del elemento termostáticosupere la fuerza del resorte F3).

Regulaciones en la válvula de expansión termostática

Sobrecalentamiento "Superheat"

El sobrecalentamiento se mide en el lugar donde sesitúa el bulbo en la tubería de succión del compresor.Su valor se calcula como la diferencia entre latemperatura que mide el bulbo y la presión de

Válvula de expansión

termostática [TXV] sin

ecualización externa.

Diagrama en corte de válvula de expansión termostática.


REFRIGERACIÓN

79

evaporación/temperatura de evaporación en el mismolugar. Este parámetro se especifica en [K] o [ºC] y seemplea como señal reguladora de inyección de líquidoa través de la válvula de expansión.

La mezcla de líquido-vapor de refrigerante queingresa al evaporador debe haberse vaporizado porcompleto en algún punto antes de llegar a la salida delevaporador. El bulbo sensor de la válvula termostáticase posiciona a cierta distancia de la salida del evapo-rador, en la línea de succión del compresor. En estetramo desde el punto donde se ha completado la vapo-rización y el lugar donde se ha instalado el bulbo, elvapor está sobrecalentado; lo que significa que su tem-peratura es superior a su temperatura de saturación. Sibien este gradiente de sobrecalentamiento reduce lacapacidad del evaporador, es necesario para el fun-cionamiento estable de la válvula de control de flujo.Un sobrecalentamiento por encima de 8ºC se consi-dera anormal, en tanto que si es inferior a 5ºC es débilpuesto que crea una situación de riesgo para el com-presor por la posible aparición de golpes de líquido.Normalmente esto sucede con una válvula mal regula-da o mal seleccionada.

La fuerza aplicada por el resorte de regulación de laválvula puede ajustarse mediante un tornillo a un valorque determina qué diferencia entre la temperatura delbulbo y temperatura del gas en el evaporador se abrirála válvula. Este valor se denomina sobrecalentamien-to estático. Para el control de la válvula desde suapertura hasta su valor nominal, es necesario unnuevo aumento de la presión del bulbo (a presión desucción constante), o sea un calentamiento adicionaldel bulbo (sobrecalentamiento) para controlar lafuerza ascendente causada por la tensión del resorte.Este sobrecalentamiento adicional se denominasobrecalentamiento de apertura. La suma de estosdos sobrecalentamientos se denomina sobrecalen-tamiento de operación o total.

Montaje de la válvula de expansión y sujeción del bulbo termostático de la válvula de expansión

La válvula de expansión se monta en la tubería delíquido delante del evaporador y su bulbo se sujetafirmemente con abrazaderas a la salida del evaporadorlo más cerca posible de este, en la sección horizontaldel tubo de succión del compresor de tal manera queel contacto físico entre bulbo y tubo sea óptimo. Laposición ideal puede ser cualquiera que sea conve-niente, excepto en la cara inferior del tubo pues encaso de presencia de aceite en la tubería la transfe-rencia térmica en esta zona sería peor. En el caso deválvulas con ecualización de presión externa, el puntode conexión de la línea de ecualización en la tuberíade succión inmediatamente después del bulbo (nuncaentre este y el evaporador) y ubicado en la carasuperior de dicho tubo.

Medición de sobrecalentamiento.

Montaje correcto de TXV con ecualización externa. Ubicación correcta del bulbo.

El bulbo debe medir la temperatura del vapor deaspiración y por lo tanto no debe situarse de maneraque sea influenciado por fuentes externas de calor ofrío. Si el bulbo se encuentra en ambiente con co-rrientes de aire caliente se recomienda su aislamiento.Tampoco debe montarse después de un intercam-biador de calor o en las proximidades de compo-nentes de circuito con grandes masas por cuanto estoproducirá señales falsas a la válvula de expansión.

Posición correcta

del bulbo sensor

[horizontal antes de

bolsa de líquido] vs

incorrecta [vertical

o después de bolsa

de líquido].


80

Tal como se indicara anteriormente, el bulbo debeinstalarse en la parte horizontal de la tubería deaspiración, inmediatamente después del evaporador yno debe instalarse en un colector de aspiración o enuna tubería vertical después de una trampa de aceite.Siempre debe montarse delante de posibles bolsas delíquido.

Subenfriamiento

El subenfriamiento se define como la diferenciaentre la temperatura del líquido y la presión del con-densador/temperatura a la entrada de la válvula deexpansión, se mide en grados Kelvin [K] o en [ºC].

El subenfriamiento del refrigerante es necesariopara evitar burbujas de vapor en el líquido a la entradade la válvula. Las burbujas de vapor merman la capaci-dad de la válvula y por consiguiente reducen el sumi-nistro de líquido al evaporador. Un subenfriamiento delorden de 4 ~ 5 K normalmente es suficiente.

Cargas de las válvulas de expansión termostáticas

Las válvulas de expansión pueden venir con trestipos de carga:

• Carga universal.• Carga MOP (Maximum Operating Pressure).• Carga MOP con lastre.Las válvulas de expansión con carga universal son

empleadas en la mayoría de instalaciones de refri-geración en las que no se exige una limitación de pre-sión y en las que el bulbo puede llegar a tener unamayor temperatura que el elemento, o en altas tempe-raturas de evaporación / alta presión de evaporación.Estas válvulas tienen una carga líquida en el bulbo. Lacantidad de carga es tan grande que siempre quedarácarga en el bulbo a pesar de que el elemento seencuentre más frío o más caliente que el bulbo.

Las válvulas con carga MOP se usan normalmenteen unidades de fábrica, donde se desea una limitación

de la presión de aspiración en el momento de puestaen marcha, como por ejemplo en el sector de trans-porte y en instalaciones de aire acondicionado. Lasválvulas de expansión con MOP tienen una cantidadmuy reducida de carga en el bulbo. Esto significa quela válvula o el elemento tienen que tener una tempe-ratura mayor que el bulbo. En caso contrario la cargapuede emigrar del bulbo hacia el elemento, con el con-siguiente cese de funcionamiento de la válvula deexpansión. La carga del bulbo está en concordanciacon la Máxima Presión Operativa y es la más alta pre-sión de aspiración/evaporación que se puede permitiren las tuberías de aspiración/evaporación. La carga sehabrá evaporado cuando se llegue al punto de MOP.Cuando la presión de aspiración vaya aumentando, laválvula de expansión comenzará a cerrarse, unos0,3 ~ 0,4 bar por debajo del punto MOP, y se cerrarácompletamente cuando la presión de aspiración seigual al punto MOP.

Las válvulas de expansión con carga MOP con las-tre se usan preferentemente en instalaciones de refri-geración con evaporadores "dinámicos en alto grado",como por ejemplo en instalaciones de aire acondi-cionado e intercambiadores térmicos de placa quetienen una alta transmisión de calor.

Con carga MOP con lastre se puede conseguir unmenor sobrecalentamiento, equivalente a 2 ~ 4 K (ºC)que con otros tipos de carga. El bulbo de la válvula deexpansión termostática contiene un material altamenteporoso y de gran área superficial en relación a su peso.La carga MOP con lastre tiene un efecto amortiguadorsobre la regulación de la válvula de expansión. Laválvula se abre despacio cuando la temperatura delbulbo aumenta y cierra rápido cuando la temperaturadel bulbo disminuye.

• Ajustes de la válvula de expansión termostática [TXV]

La válvula de expansión se suministra con unajuste de fábrica que normalmente es adecuado parala mayoría de los casos. Si fuese necesario un ajustepersonalizado emplee el tornillo de regulación pro-visto. Haciendo girar el tornillo en sentido horario seaumenta el recalentamiento y en sentido contrario sedisminuye.

Un funcionamiento inestable del evaporador puedeeliminarse con el siguiente procedimiento: aumentar elrecalentamiento girando el tornillo en sentido horariohasta que el funcionamiento inestable desaparezca.Seguidamente, girarlo en sentido contrario gradual-mente hasta que la inestabilidad aparezca para final-mente volver a girar en sentido horario lo suficientepara eliminar la inestabilidad. Una oscilación de

Medición del subenfriamiento.


REFRIGERACIÓN

81

±0,5ºC en el sobrecalentamiento no debe considerarsefuncionamiento inestable.

Un recalentamiento excesivo en el evaporadorpuede ser provocado por falta de refrigerante. Unareducción de sobrecalentamiento se puede conseguirhaciendo girar gradualmente el tornillo de regulaciónen sentido antihorario hasta que el funcionamientoinestable desaparezca. Desde esta posición se gira ensentido contrario hasta que desaparezca la inestabili-dad. Una oscilación de ±0,5ºC en el sobrecalentamien-to no debe considerarse funcionamiento inestable.

Si no se puede encontrar un punto de regulación enel cual el evaporador no presente inestabilidad puedeser debido a que la capacidad de la válvula sea dema-siado grande, siendo necesario sustituirla por otra demenor capacidad o si se trata de una válvula de orificiointercambiable, cambiar solamente el orificio. En casode que el sobrecalentamiento del evaporador sea exce-sivo ello puede deberse a que la válvula sea demasia-do pequeña, siendo necesaria su sustitución o la susti-tución del orificio por uno mayor, si se trata de unaválvula de orificio intercambiable.

• Diagnóstico de fallas en válvulas termostáticas

SOLUCIÓN

Reemplazar la válvula de expansión por una válvula conigualación de presión externa. Regulación en caso nece-sario, del sobrecalentamiento en la válvula de expansión.

Controlar el subenfriamiento del líquido refrigerantedelante de la válvula de expansión. Crear un mayorsubenfriamiento.

Controlar la caída de presión en la válvula de expansión. Reemplazar, en caso necesario, el conjunto de orificioy/o la válvula.Ajustar, en caso necesario, el sobrecalentamiento en laválvula de expansión.

Examinar la ubicación del bulbo. Situar el bulbo lejos deválvulas grandes, bridas, etc.

Limpiar la válvula de hielo, cera u otras impurezas.Controlar el color en el visor de líquido (color verde indi-ca demasiada humedad).Cambiar, en caso necesario, el filtro secador. Controlarel aceite en el sistema. ¿Se ha cambiado o añadido aceite?¿Se ha cambiado el compresor?Limpiar el filtro de impurezas.

Controlar la capacidad del evaporador comparar con lacapacidad de la válvula de expansión.Cambiar la válvula u orificio por un tamaño mayor.Ajustar el sobrecalentamiento en la válvula de expansión.

Controlar si la válvula de expansión ha perdido su carga.Cambiar la válvula de expansión.Ajustar el sobrecalentamiento en la válvula de expansión.

Controlar si la carga de la válvula de expansión es laadecuada.Identificar y subsanar la causa de la migración de lacarga.Ajustar, en caso necesario, el sobrecalentamiento en laválvula de expansión.

Controlar si el bulbo está bien sujeto a la tubería deaspiración. Aislar el bulbo, en caso necesario.

CAUSA POSIBLE

Caída de presión excesiva a través del evaporador.

Falta de subenfriamiento delante de la válvula deexpansión.

La caída de presión a través de la válvula de expan-sión es menor que la caída de presión para la cual laválvula está dimensionada.

El bulbo instalado inmediatamente detrás de un intercambiadorde calor o demasiado cerca de válvulas grandes, bridas, etc.

La válvula de expansión está obstruida por hielo, cerau otras impurezas.

La válvula de expansión es demasiado pequeña.

La válvula de expansión ha perdido su carga.

Se ha producido una migración de carga en la válvulade expansión.

El bulbo de la válvula de expansión no tiene buencontacto con la tubería de aspiración.

SÍNTOMA

Temperatura de la cámara demasiadoalta.


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Desescarchar el evaporador, en caso necesario.

Ajustar el sobrecalentamiento en la válvula de expansión.

Cambiar la válvula de expansión o el orificio por untamaño menor.Ajustar, en caso necesario, el sobrecalentamiento en laválvula de expansión.

Controlar la ubicación del bulbo. Situar el bulbo de talmodo que pueda recibir una buena señal. Asegurarse deque el bulbo está bien sujeto a la tubería de aspiración.Ajustar, en caso necesario, el sobrecalentamiento en laválvula de expansión.

Aumentar el sobrecalentamiento en la válvula de expan-sión.Controlar la capacidad de la válvula de expansión enrelación al evaporador.Cambiar la válvula de expansión o el orificio por untamaño menor.Ajustar, en caso necesario, el sobrecalentamiento en laválvula de expansión.

Cambiar la válvula de expansión por una con igualaciónde presión externa.Ajustar, en caso necesario, el sobrecalentamiento en laválvula de expansión.

Verificar el subenfriamiento del refrigerante delante de laválvula de expansión. Establecer un subenfriamientomayor.

Controlar el sobrecalentamiento. Ajustar el sobrecalen-tamiento en la válvula de expansión.

Verificar la caída de presión a través de la válvula deexpansión.Cambiar el conjunto de orificio o la válvula.

Verificar la ubicación del bulbo. Aislar el bulbo en casonecesario. Situar el bulbo lejos de válvulas grandes,bridas o similares.

Controlar la capacidad de la planta refrigeradora y com-parar con la capacidad de la válvula de expansión.Cambiar la válvula o el orificio por un tamaño mayor.Ajustar el sobrecalentamiento en la válvula de expansión.

Limpiar la válvula de hielo, cera u otras impurezas.Controlar el color en el visor de líquido (color amarilloindica demasiada humedad).Cambiar, en caso necesario, el filtro secador.Controlar el aceite en la instalación frigorífica.¿Se ha cambiado o añadido aceite?¿Se ha cambiado el compresor?Limpiar el filtro de impurezas.

Controlar la válvula de expansión por posible pérdida desu carga.Reemplazar la válvula de expansión.Ajustar el sobrecalentamiento en la válvula de expansión.

El evaporador está total o parcialmente escarchado.

El sobrecalentamiento de la válvula de expansión estáregulado a un valor demasiado pequeño.

La válvula de expansión tiene una capacidad demasia-do grande.

El bulbo de la válvula de expansión está instalado enun lugar inapropiado, como por ejemplo, en el colec-tor de aspiración, tubo vertical después de una trampade aceite o en las cercanías de válvulas grandes,bridas o lugares parecidos.

Paso de líquido• Válvula de expansión demasiado grande.• Ajuste defectuoso de la válvula de expansión.

La caída de presión a través del evaporador esdemasiado grande.

Falta de subenfriamiento delante de la válvula deexpansión.

El sobrecalentamiento del evaporador es demasiadogrande.

La caída de presión a través de la válvula de expan-sión es más pequeña que la caída de presión para lacual la válvula está dimensionada.

El bulbo está situado en un lugar demasiado frío,como por ejemplo, expuesto a corriente de aire frío ocerca de válvulas grandes, bridas o similares.

La válvula de expansión es demasiado pequeña.

La válvula de expansión está obstruida por hielo, cerau otras impurezas.

La válvula de expansión ha perdido su carga.

La instalación frigorífica tiene unfuncionamientoinestable.

La instalación de refri-geración tiene un fun-cionamiento inestablea una temperaturademasiado alta.

La presión deaspiración es demasiado alta.

La presión deaspiración es demasiado baja.

SOLUCIÓN CAUSA POSIBLESÍNTOMA


REFRIGERACIÓN

83

Controlar la carga de la válvula de expansión.Ajustar, en caso necesario, el sobrecalentamiento en laválvula de expansión.

Desescarchar el evaporador, en caso necesario.

Cambiar la válvula o el orificio por un tamaño menor.Ajustar, en caso necesario, el sobrecalentamiento en laválvula de expansión.

Aumentar el sobrecalentamiento en la válvula deexpansión.

Controlar la sujeción del bulbo a la tubería de aspiración.Aislar el bulbo, en caso necesario.

Controlar la ubicación del bulbo en la tubería deaspiración.Cambiar el bulbo a una mejor posición.

Se ha producido una migración de la carga en laválvula de expansión.

El evaporador está total o parcialmente escarchado.

La válvula de expansión tiene una capacidad demasiado grande.

El sobrecalentamiento de la válvula de expansión estáajustado a un valor demasiado pequeño.

El bulbo de la válvula de expansión no tiene buencontacto con la tubería de aspiración.

El bulbo está situado en un lugar demasiado caliente ocerca de válvulas grandes, bridas o similares.

Golpes de líquido enel compresor.

• Válvulas de flotante en el lado de baja

Este tipo de control es usualmente empleado ensistemas de evaporador inundado. A medida que elrefrigerante en el evaporador se evapora el nivel delíquido en el evaporador disminuye; esto hace que laválvula de flotante descienda lo cual abre la válvulaa la línea de líquido a alta presión.

• Válvulas de flotante en el lado de alta

Un flotante ubicado en el tanque recibidor de líqui-do o en una cámara en el lado de alta presión haceoperar el sistema. Cuando se ha acumulado suficienterefrigerante líquido en la cámara donde se ubica elflotante, este al subir abre la válvula de aguja, permi-tiendo que fluya líquido pulverizado hacia el lado debaja presión en el evaporador. El flotante controla elnivel de refrigerante líquido en el lado de alta presión.

La cantidad de refrigerante en el sistema debe sercuidadosamente medida para que el evaporadorreciba la cantidad necesaria y el sistema operecorrectamente. Exceso de refrigerante sobrecargará elevaporador y causará la formación de hielo en lalínea de succión del compresor.

Este tipo de control puede emplearse con ambostipos de control del motor: por presión o termostático.

• Válvulas de seguridad sensibles a la presión

En circunstancias en que las protecciones provistaspor presostatos pudieran llegar a fallar y con el objetode proteger la instalación contra posible rupturas catas-tróficas de recipientes o tuberías, en algunos sistemasse encuentran válvulas de seguridad sensibles a la pre-sión. Estas se colocan estratégicamente en el sistema yal alcanzarse una presión preestablecida descargan elcontenido hasta que la presión se reduce al nivel pre-determinado en su ajuste. En sistemas cargados conSAO es importante que los sistemas de proteccióncontra sobrepresiones, tales como presostatos e inter-ruptores del sistema funcionen con absoluta seguri-dad (diseño redundante) para prevenir la actuación

Válvula de flotante en el lado de baja.

Válvula de flotante en el lado de alta. Esquema en corte de válvula de seguridad.

SOLUCIÓN CAUSA POSIBLESÍNTOMA


84

de una válvula de seguridad del tipo aquí descrito.Adicionalmente, si la cantidad de refrigerante es muygrande, será necesario que la descarga de la válvulase efectúe a un recipiente seguro, de suficientecapacidad para contener toda la carga del sistema(doble redundancia).

• Válvulas solenoides

Las válvulas solenoides son dispositivos que seinstalan en las líneas de fluidos (refrigerante, lubricante,etc.) para interrumpir el flujo cuando así lo disponga elaccionamiento de un contacto en un circuito de con-trol que alimenta la bobina de la válvula. Pueden ser:soldables, roscadas o de brida "flange"; de distintosdiámetros de conexión; con bobinas para distintasespecificaciones eléctricas [tensión, frecuencia,AC/DC]; de disposición de orificio normalmente abierto[NA] o normalmente cerrado [NC]; de accionamiento

directo o pilotado y para distintas sustancias (líqui-dos: agua, aceite; gases: aire, refrigerante (especificartipo). Al instalar o sustituir una válvula solenoide esnecesario especificar todos los datos anteriores,además de la máxima (mínima) presión de operación[MOP] en la línea donde se instalará. Al instalar sedebe tener en cuenta todo lo anterior y adicional-mente que el sentido de flujo en la válvula coincidacon el del fluido en la tubería.

Válvula solenoide y bobina.

SOLUCIONESCAUSAS POSIBLESSÍNTOMA

Falta de tensión en la bobina.

Tensión/frecuencia incorrectas.

Bobina quemada.

Presión diferencial demasiado alta.

Presión diferencial demasiado baja.

Tubo de la armadura dañado y curvado.

Impurezas en la membrana/el émbolo.

Impurezas en el asiento de la válvula.Impurezas en la armadura/tubo de laarmadura.

Verificar si la válvula está abierta o cerrada.1) Utilizar un detector magnético.2) Levantar la bobina y verificar

continuidad.Nota: Nunca se debe desmontar la bobinaenergizada ya que esto puede quemarla.Verificar siempre el diagrama y las cone-xiones eléctricas.Verificar los contactos del relé.Verificar el cableado.Verificar fusibles.

• Comparar los datos de la bobina con las especificaciones de la instalación.

• Medir la tensión de funcionamiento de labobina. Tolerancia: +10% - 15% de la tensión nominal.

• Cambiar la bobina por una de la especifi-cación correcta, si fuese el caso.

Ver en Síntoma: "Bobina quemada".

Verificar las especificaciones de la válvula. Cambiar por válvula correcta. Reducir, de ser posible la presión diferen-cial, por ejemplo, la presión de entrada.

Verificar las especificaciones de la válvula yla presión diferencial.Cambiar por válvula correcta.Verificar la membrana y/o los aros delémbolo y cambiar empacaduras.

Cambiar componentes defectuosos.


Limpiar la válvula.Cambiar partes defectuosas.Cambiar empacaduras.

La válvula solenoide no abre.

La válvula solenoide no se abre o se abreparcialmente.


REFRIGERACIÓN

85


Corrosión/cavidades.

Falta de componentes después de desmontarla válvula.

Presión diferencial demasiado baja.

Tubo de la armadura dañado y curvado.

Impurezas en la membrana/el émbolo.

Impurezas en el asiento de la válvula.Impurezas en la armadura/tubo de laarmadura.

Corrosión/cavidades.

Falta de componentes después de desmontarla válvula.

Todavía hay tensión en la bobina.

No se ha retornado el husillo manual y laválvula está abierta.

Pulsaciones en la línea de descarga. Presión diferencial demasiado alta en posi-ción abierta.La presión del lado de salida es periódica-mente superior a la presión del lado deentrada.

Placa de válvula, membrana o asiento deválvula defectuoso.

Montaje equivocado de la membrana o dela placa de soporte.

Impurezas en la placa de la válvula.Impurezas en la tobera del piloto.Impurezas en el tubo de la armadura.

Ruido de frecuencia (zumbido).

Golpes de ariete cuando la válvula se abre.Golpes de ariete cuando la válvula se cierra.

Cambiar partes defectuosas.Cambiar empacaduras.

Montar componentes faltantesCambiar empacaduras.

Verificar los datos técnicos y la presióndiferencial de la válvula.Cambiar por válvula correcta.Verificar la membrana y/o los aros delémbolo, cambiar empacaduras.



Limpiar la válvula.Cambiar partes defectuosas.Cambiar empacaduras.


Montar componentes faltantesCambiar empacaduras.

Levantar la bobina y verificar continuidad.Nota: Nunca se debe desmontar la bobinaenergizada ya que esto puede quemarla.Verificar siempre el diagrama y las cone-xiones eléctricas.Verificar los contactos del relé.Verificar el cableado.Verificar fusibles.

Verificar la posición del husillo de aperturamanual.

Verificar los datos técnicos de la válvula.Verificar las condiciones de presión y lascondiciones de flujo.Cambiar por válvula correcta.Verificar la instalación en general.

Verificar las condiciones de presión y lascondiciones de flujo.Cambiar partes defectuosas.Cambiar empacaduras.

Comprobar que la válvula esté correcta-mente montada.Cambiar empacaduras.

Limpiar la válvula.Cambiar empacaduras.

La válvula solenoide no es la causa.

Cuando se instala delante de una TXV, mon-tarla cerca.Montar un tubo vertical cerrado en una "T"delante de la válvula solenoide.

La válvula solenoide emite ruidos.

La válvula solenoide no se abre o se abreparcialmente.


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Presión diferencial demasiado alta y/o pulsa-ciones en la línea de descarga.

Tensión/frecuencia incorrectas.

Cortocircuito en la bobina (puede ser causa-do por humedad).

La armadura no se desplaza por el tubo dela armadura.a) tubo de la armadura dañado o curvado.b) Armadura dañada.c) Impurezas en el tubo de la armadura.

Temperatura del medio demasiado alta.

Temperatura ambiente demasiado alta.

Pistón o aro del pistón dañado (en válvulasde mando por servo).

Verificar los datos técnicos de la válvula.Verificar las condiciones de presión y flujo.Cambiar por válvula correcta.Verificar la instalación en general.

Verificar los datos de la bobina.Cambiar por una bobina correcta, si es elcaso.Verificar el diagrama y la instalación eléctrica.Verificar la máxima variación de tensión enel circuito.Tolerancia: +10% - 15% de la tensión nominal.

Verificar todo el circuito.Verificar las conexiones de cables de alimentación de la bobina.Sustituir por una bobina con las especifica-ciones correctas.

Cambiar partes defectuosas.Eliminar impurezas.Cambiar empacaduras.

Comparar datos de la válvula y de la bobinacon los datos del sistema.Cambiar por una válvula adecuada.

Cambiar la válvula de posición si fueranecesario.Comparar datos de la válvula y de la bobinacon la temperatura ambiente.Aumentar la ventilación alrededor de laválvula y de la bobina.


Bobina quemada (la bobina está fría contensión).

• Válvulas de accionamiento manual

Para interrumpir el flujo manualmente en las líneasde un sistema de refrigeración se emplean válvulas quepuedan accionarse sin riesgo de fugas. Las válvulas másseguras para esta aplicación son las válvulas de mem-brana. Son unidireccionales. Al emplearlas se debetener en cuenta: rango de temperatura de trabajo,

máxima presión de trabajo y rango de presión dela aplicación, diámetro de la tubería y forma de conexión(soldable o con rosca); se recomienda no ejercerdemasiado torque al abrir o cerrar estas válvulas pueses innecesario.

También pueden emplearse válvulas de bola decierre rápido, certificadas para empleo en refrigeración,cuya construcción garantiza que no presentarán fuga.

Válvulas de accionamiento manual (de membrana y de bola).


REFRIGERACIÓN

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Son bidireccionales y tienen la ventaja de que nopresentan pérdida de carga pues al abrir, su diámetroes igual al de la tubería. Su accionamiento solorequiere un giro de 90º del vástago.

En refrigeración solo deben usarse componentesdiseñados para este uso pues están construidos conmateriales aprobados para uso con los diferentesgases refrigerantes.

Un tipo particular de estas válvulas deaccionamiento manual son las llamadas válvulas de

servicio que se instalan normalmente una en el lado debaja del sistema y otra en el lado de alta, en el tanquerecibidor de líquido. Se construyen con dos o tres víasde acuerdo a la función que desempeñen.

Las válvulas de una vía tienen la misma funciónde las válvulas de membrana o de aguja yamencionadas pero son menos accesibles para evitarmaniobras incorrectas y requieren de una herramien-ta (preferiblemente una llave de trinquete "ratchet")para su operación.

Válvula de servicio [una vía]. Vista en corte con tapón colocado [abierta].

En las válvulas de dos vías se obtienen tres condi-ciones de conexión de acuerdo a la posición delvástago:

• Un circuito cerrado y el otro abierto. Por ejem-plo tanque de líquido a línea de líquido.

• La condición inversa a la anterior. Por ejemplo,tanque de líquido a manómetro.

• Las tres vías abiertas. Por ejemplo manómetromidiendo presión del sistema en operación.

Estas válvulas cuentan con tapones para protegerlas conexiones que no están permanentemente conec-tadas. Estos tapones deben sacarse sólo durante elempleo de la conexión correspondiente y en todo otromomento deben esta colocados en su sitio.

• Válvulas antiretorno "check valves"

Se emplean para garantizar el flujo de un fluidoen una tubería en una sola dirección. Pueden ser enlínea o en ángulo de 90º. En su selección se debeconsiderar: diámetro de la tubería, presión de trabajo,

Válvulas de servicio.

Válvula antiretorno "check". Corte y esquema.


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temperatura de trabajo, forma de conexión (soldadao roscada), caudal que debe manejar y pérdida decarga que va a producir.

• Filtros secadores de líquido

Los filtros secadores empleados en sistemas derefrigeración de gran capacidad deben estar dimensio-nados de acuerdo a la cantidad de gas contenida en elsistema. Para la función secante se construyen filtrosde tamiz molecular "molecular sieve" solamente, y fil-tros con combinaciones de tamiz molecular y alúminaactivada en diferentes proporciones según la apli-cación. Otros materiales adsorbentes, tal como la salde sílicio "silicagel" se emplea en combinación conestos materiales en algunas aplicaciones. El materialadsorbente puede estar en forma de gránulos con-tenidos entre dos mallas o en forma de sólido poroso.La selección debe tener en cuenta la compatibilidadcon el refrigerante, el tipo de conexión (soldable oroscado), la presión de trabajo y la máxima presiónde prueba. Para la retención de partículas sólidas, ensu función filtrante, se emplea malla de trama muyfina [15 ~ 20 µm]. Los filtros secadores son unidi-reccionales y se colocan en las líneas delante del dis-positivo que se desea proteger; el sitio más común esen la línea de líquido, delante del dispositivo deexpansión (válvula de expansión o tubo capilar). Enequipos que por la naturaleza de su función sea

previsible la necesidad de cambio de filtros frecuentesse puede utilizar filtros secadores con núcleo inter-cambiable (de cartucho).

Los filtros secadores deben ser almacenados consus extremos taponados herméticamente desde su fa-bricación hasta el preciso momento en que se conectenen el sistema, y esta operación debe ser la última,después de haber efectuado todas las pruebas de fugasy en casos de accidentes donde se puedan haber dis-persado en el sistema contaminantes sólidos o líquidos(compresor con motor quemado) se recomienda quedespués de hacer una limpieza profunda en el sistemaempleando un solvente tal como CF60 y, si fuese nece-sario, un equipo de recirculación externo "flushingequipment" hasta obtener un grado de limpieza satis-factorio, colocar un filtro secador especial en la líneade succión del compresor para proteger el nuevo com-presor. Este filtro tiene una composición de secadordiseñada para adsorber ácidos además de humedad ydebe tener una caída de presión mínima, por lo tantosu construcción es especial. Si por efecto de la conta-minación, el filtro presenta una caída de presión alta(verificable midiendo la presión en ambos extremos(hay filtros secadores con conexiones roscadas a talefecto) esto interfiere con el buen funcionamiento delsistema y se debe sustituir.

El filtro secador colocado en la línea de líquidosuele ser precedido o seguido de un visor de líquidocon indicador de humedad.

Filtros secadores (varios tamaños) - corte.

• Visores de líquido indicadores de humedad

Son dispositivos que permiten observar la condición del fluido en el interior deuna tubería. Se encuentran versiones con conexiones soldables y roscadaspara diversos diámetros de tubería y son específicos para distintos gases. Ensu interior se encuentra un disco de material reactivo colorimétrico sensible ala humedad cuyo color seco es verde intenso y a medida que aumenta lahumedad palidece hasta tornarse amarillo cuando el nivel de humedad essuperior a lo aceptable; por esta característica se lo suele emplear asociadoa un filtro secador; posicionado antes, después o en ambos lados de este,con el fin de diagnosticar el estado del secador en el filtro. También se loemplea para supervisar el estado del fluido que se devuelve al compresor.

En la línea de líquido permite apreciar el llenado de la tubería y la presenciade burbujas es indicadora de insuficiencia de carga o de subenfriamiento pobre.

Visor de líquido indicador de

humedad.


REFRIGERACIÓN

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• Diagnóstico de fallas relacionadas con filtros secadores y visores de líquido


Exceso de humedad en el sistema.

Caída de presión excesiva a través del filtro.Filtro de capacidad inferior a la necesaria.Filtro obstruido.

Subenfriamiento insuficiente.

Carga de refrigerante baja.

Secar el sistema al vacío.Cambiar el filtro secador.

Verificar si el tamaño del filtro está deacuerdo con la capacidad del sistema.Cambiar el filtro. Cambiar el filtro.

Comprobar la causa del subenfriamientoinsuficiente.Nota: No añada refrigerante simplementeporque aparezcan burbujas en el visor.

Verificar si hay fugas en el sistema. Si no lashay, completar la carga de refrigerante.

El indicador del visor de líquido se ha tor-nado amarillo.

El evaporador no se llena de vapor.

La salida del filtro está más fría que laentrada.

Burbujas en el visor de líquido colocadodespués del filtro.

• Presostatos de alta y baja presión

Existen diversos tipos de presostatos: de presiónfija o ajustable; reposición automática o manual;para diversas sustancias: líquidos: aceite, agua;gases; de presión diferencial, y otros.

Los presostatos de uso más común relacionadoscon sistemas de refrigeración son dispositivos queaccionan un contacto eléctrico al alcanzar un determi-nado valor de presión. Pueden disponerse para abrir elcontacto con presión ascendente (conectado como pre-sostato para detener el compresor al alcanzarse unapresión máxima prefijada en el punto donde se conec-ta), o para abrir el contacto con presión descendente(desconecta al alcanzarse una mínima presión prefija-da). Existen combinaciones de dos presostatos diferen-ciales montados lado a lado en un mismo instrumento,empleados como instrumentos de protección contraalta (en la descarga del compresor) y baja presión (enla succión del compresor). Adicionalmente encon-tramos aplicación de presostatos diferenciales de bajapresión de reposición automática/manual en la super-visión de la presión de lubricación de compresoresabiertos o semiherméticos.

Su accionamiento responde a la presión transmitidadesde el punto donde esté conectado, a través de uncapilar, hasta un fuelle que acciona el contacto. Enestos presostatos debe tenerse la precaución de selec-cionar el punto de conexión en el compresor para queno fluya aceite hacia el fuelle.

Se deben montar sobre bases rígidas que no letransmitan vibraciones para asegurar una operación

segura en el ajuste prefijado. El ajuste de la presión deaccionamiento debe hacerse en base a las condicionesfijadas para el funcionamiento del sistema (recordarque al cambiar de gas refrigerante hay que revisar laspresiones de trabajo de la nueva sustancia y ajustarel/los presostato/s para que no existan accionamientoserróneos, lo que es importante para asegurar que el sis-tema se mantenga operando dentro de condicionesseguras.

Presostato diferencial doble.

Presostato diferencial simple.


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• Diagnóstico de fallas relacionadas con presostatos


Presión de condensación demasiado elevada,debido a:o Superficies del condensador sucias u

obstruidas.o Ventiladores parados / Fallo en el

suministro de agua.o Fase / Fusible o ventilador del motor

defectuosos.o Demasiado refrigerante en el sistema.o Aire en el sistema.

a) Ajuste de diferencial demasiado elevado, por lo que la presión de desconexión queda por debajo de -1bar.

b) Ajuste de rango demasiado elevado, por lo que el compresor no puede alcanzar la presión de desconexión.

b) Ajuste de diferencial del presostato de baja demasiado bajo.

c) Ajuste del presostato de alta demasiado bajo, es decir, demasiado próximo a la presión normal de funcionamiento.

d) Presión de condensación demasiado alta debido a:• Superficies del condensador sucias u obstruidas. • Ventiladores parados / Fallo en el suministro de agua.• Fase / Fusible o ventilador del motor defectuosos.• Demasiado refrigerante en el sistema.• Aire en el sistema.

El sistema a prueba de fallo del elemento delos fuelles se activa si las desviaciones hansido de más de 3 bar.

Fallo en el funcionamiento del mecanismode volteo debido a que se ha intentado com-probar el cableado manualmente desde laparte derecha de la unidad.

Los fuelles llenos de líquido producen que elorificio de amortiguación de la conexión deentrada no actúe.

La resistencia de transición de los contactoses demasiado elevada.

Corrija los fallos mencionados.

Incrementar el diferencial o el ajuste delrango.

a) Incrementar el ajuste del diferencial.

b) Compruebe el ajuste del presostato de alta. Increméntelo, si lo permiten los datos del sistema.

c) Corrija las anomalías mencionadas.

Sustituya el presostato.

Sustituya la unidad y evite realizar comproba-ciones manuales, excepto como lo recomiendael fabricante del presostato.

Instale el presostato de modo que el líquidono pueda acumularse en el elemento de losfuelles. Elimine el flujo de aire frío que posible-mente circule alrededor del presostato. Elaire frío puede crear condensación en elelemento de los fuelles.

Monte un orificio de amortiguación en elextremo de la conexión de control que seencuentra más alejada del presostato.Monte un presostato con contactos demayor confiabilidad.

Presostato de alta desconecta el compresor.Advertencia: No arranque el sistema hastaque se haya localizado y rectificado lafalla.

Presostato de baja no desconecta el compresor.

Tiempo de funcionamiento del compresordemasiado corto.

La presión de desconexión por alta presión nocoincide con el valor de la escala. (en sis-temas con elevada carga de refrigerante queempleen presostatos de dobles fuelles) El sis-tema se para si se produce la rotura de unode los fuelles, sin perdida de refrigerante.

El eje del diferencial de la unidad simplese ha doblado y la unidad no funciona.

Vibraciones en el control de alta presión.

Fallo periódico del contacto cuando la re-gulación se efectúa por computadora, contensión y corriente mínimas.


REFRIGERACIÓN

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• Separadores de aceite

Para prevenir la migración excesiva de aceite al sis-tema, que puede dejar al compresor sin la lubricaciónnecesaria, se instala a la descarga de este un separadorde aceite que consiste en un recipiente que recibe elvapor caliente comprimido. El vapor caliente ingresa ala cámara en forma de régimen turbulento, pierdevelocidad y descarga el aceite que se acumula en lasparedes y desciende hacia el fondo del recipiente.Acto seguido, el vapor sigue su marcha hacia el con-

densador a través de un tubo cuya aspiración dentro dela cámara está dispuesto para tomar el gas lo más secoposible. El aceite que se acumula en el fondo del se-parador se retorna directamente al cárter del compre-sor (donde la presión sea menor que en la cámara delseparador)por un tubo; el ritmo de retorno puede serdeterminado ya sea por una válvula accionada porflotante en el interior del separador de aceite o por unaválvula manual o solenoide (se recomienda unaccionamiento automático, ya sea por flotante o sole-noide temporizado, para evitar errores humanos.

Separadores de aceite (corte).

Intercambiadores de calor. Corte de un intercambiador de calor.[tubo capilar y TXV].

• Intercambiadores de calor industriales

El vapor que retorna al compresor aún posee unefecto refrigerante que se puede utilizar para subenfriarel refrigerante líquido antes de su ingreso al dispositivode expansión a fin de asegurar la ausencia de burbujasde vapor que si ingresan en el evaporador producen unfenómeno denominado "Flash gas" que reduce la efi-ciencia del evaporador. Asimismo, el vapor que sedirige al compresor se calienta con el líquido aumen-tando el sobrecalentamiento de este, lo que permiteajustar el sobrecalentamiento de la válvula de expan-sión a un mínimo y ello aumenta aún más la capacidadde evaporación. Para ello se utilizan intercambiadores

de calor, construidos como dos tubos concéntricos conentradas y salidas independientes. Por el tubo interiorcircula el vapor y en el interior de intercambiador se lodirecciona hacia las paredes, reduciendo su velocidadpara que intercambie calor con estas. Por el tubo exte-rior, y en sentido contrario al del vapor, se inyecta ellíquido caliente proveniente del condensador (despuésde pasar por el filtro secador) y a la salida se lo envíaal dispositivo de expansión. El líquido caliente pierdecalor intercambiándolo con la pared del tubo interior ylas paredes externas. El calor cedido al tubo interior esadquirido por el vapor pasante, el cual al aumentar sutemperatura termina de vaporizar alguna molécula queaún pudiera estar en estado líquido.


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En circuitos de refrigeración doméstica este efectose logra poniendo en contacto la línea de succión delcompresor con el capilar mismo; en algunos casos sol-dando con estaño uno al otro y en otros diseños máscomplejos, perforando la línea de succión en dos pun-tos separados por una distancia lo más larga posible,uno cerca del evaporador y otro cerca del compresor,a través de los cuales se introduce el capilar y luegose sellan con soldadura. Este segundo concepto ma-ximiza el efecto de intercambio térmico entre laslíneas de vapor y de líquido, pero aumenta el peligrode fugas en los puntos de inserción del capilar yrequiere más trabajo.

• Tanques recibidores de líquido incorporados al circuito

Los sistemas con una carga de gas apreciable, par-ticularmente de SAO, deben contar con un recipientepara contener toda la carga de refrigerante del sistema(teniendo en cuenta que esta solo debe ocupar comomáximo el 80% de la capacidad de este tanque). Debeser probado para que resista la máxima presión deseguridad de la instalación y contar con dos válvulasque permitan aislarlo del sistema. Una de estas válvu-las debe ser una válvula de servicio de dos vías quepermita conectar mangueras para la conexión demanómetros y otros dispositivos. El tanque se conectapor un lado al condensador y por el otro a la línea delíquido. En este recipiente se instala una válvula deseguridad sensible a la presión cuya función y precau-ciones de uso ya fue descrita.

• Condensadores enfriados por aire o enfriados por agua

La función del condensador es eliminar el calordel gas a alta presión. Los condensadores empleadosen refrigeración doméstica se clasifican, según suconstrucción y aplicación, en:

De convección natural (el movimiento del aire esproducto del fenómeno que hace que el aire calienteascienda):

• Estáticos de lámina estampada

• Estáticos de tubo y alambre

De tiro forzado (emplean ventilador para forzar elaire a través del serpentín):

• De tubo y alambre.

• De tubo y aletas.Unidades condensadoras con tanque recibidor de líquido.

Condensador de lámina estampada y tubo.

Ejemplo de condensador estático de tubo y alambres.

Condensador de tubo y aletas.


REFRIGERACIÓN

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En refrigeración comercial e industrial se empleandiversas construcciones, en función de la capacidaddel sistema y la necesidad de extraer calor del gascomprimido, proveniente del compresor, hasta lle-varlo a su estado líquido.

Para que haya pérdida de calor debe existir unadiferencia de temperatura entre el condensador y elmedio externo, que puede ser agua o aire. Los sis-temas comerciales y de aire acondicionado decapacidad intermedia usualmente emplean conden-sadores enfriados por aire, en tanto que instalacionesde grandes dimensiones deben recurrir a conden-sadores enfriados por agua.

• Condensador enfriado por aire

Los condensadores enfriados por aire de sistemascomerciales y de aire acondicionado solo difieren delos empleados en refrigeración doméstica por sutamaño y variaciones constructivas. Los más comunesson los construidos con tubos y aletas y pueden serinstalados en una caja metálica diseñada para contenerel compresor y el condensador, denominada unidadcondensadora y que se instala en el exterior de la zona

a enfriar. En esta forma constructiva, el ventilador enfríael compresor al tiempo que el condensador. La direc-ción del flujo de aire es muy importante para que laventilación sea efectiva y es necesario mantener todoslos paneles de estas unidades montados en su posiciónoriginal, con todos sus tornillos y dispositivos de suje-ción pues el aire que se fuga por intersticios estádisminuyendo la cantidad que es necesaria paraenfriar el condensador y el compresor.

El o los ventiladores, deben estar posicionados deacuerdo a las especificaciones originales y las aspasdeben ser del tamaño correcto y estar posicionadasde manera que efectúen el trabajo para el que fuerondiseñadas - soplar o extraer (las aspas tiene distintodiseño para el cual son más eficientes y esto debe sertenido en cuenta al montarlas). Al hacer sustitucionesse debe tener en cuenta que la potencia de un deter-minado motor solo puede mover aspas dentro de unrango. Al excederse ese rango el motor se estarásobrecargando. Si es necesario sustituir un aspadañada y no se encuentra una de iguales característi-cas se deberá emplear una de mayor capacidad, peroal hacerlo, se debe verificar que el consumo delmotor se mantenga dentro de lo admisible; en casocontrario se deberá cambiar también el motor.

Condensadores de aire forzado (tubo y aletas). Condensador de aire forzado

[vista de perfil y frontal].

Condensadores enfriados por agua

Cuando las condiciones de uso lo requieran, es necesario emplear condensadores enfriados por agua. Estospueden ser:

• De casco y tubos. • De casco y serpentín. • De tubo dentro de un tubo.

Condensador multitubular o de casco y serpentín.


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En el tipo de casco y tubo el vapor de refrigerantellena el tanque en tanto que el agua circula por lostubos rectos. El segundo tipo difiere del primero sóloen el aspecto de que la tubería dentro del cascoadopta la configuración de un serpentín.

El tipo de tubo dentro de un tubo está construidotal como un intercambiador de calor, con dos tubosconcéntricos con entradas y salidas independientes.El agua circula por el tubo interior mientras que elvapor lo hace a contracorriente por el tubo exterior.

Los riesgos implícitos en esta construcción estánrelacionados con la posibilidad de rotura de las paredesde los tubos donde circula el agua. Esto traerá comoconsecuencia la contaminación del refrigerante y lanecesidad de una parada de emergencia del sistema.

Por otra parte, el agua de enfriamiento debe recibirtratamiento químico para evitar que se produzcanobstrucciones en los tubos por donde circula y elloimplica que esta agua deba circular en circuito cerradoque permita controlar su calidad.

• Evaporadores para aplicaciones especiales

Los evaporadores empleados en sistemas comer-ciales e industriales adoptan un amplia diversidad enfunción de las características del medio del cualdeben extraer calor.

Se pueden clasificar inicialmente en dos grupos:

• Enfriadores de líquidos.

• Enfriadores de aire.

Los evaporadores enfriadores de líquidos son usual-mente empleados en "chillers", cuya función ya fuedescrita previamente. Su construcción es similar a la delos condensadores de casco y tubos.

Los evaporadores para enfriar aire son usualmentede tubo y aletas y el flujo de aire puede producirsepor convección natural o por tiro forzado. Pueden asu vez clasificarse en:

• Evaporadores con escarcha.

• Evaporadores sin escarcha.

• Evaporadores con sistema de descongelamiento.

Se lo emplea para enfriamiento de cámaras fri-goríficas, acondicionamiento de aire, túneles de con-gelación de alimentos, fabricación de hielo, entreotras muchas funciones.

• Líneas de refrigerante de grandes diámetros

Los sistemas de refrigeración y aire acondicionadode grandes dimensiones emplean en su construccióntuberías, usualmente, pero no exclusivamente, decobre. Las uniones entre tubos deben ser preferible-mente soldadas debido a que las conexiones roscadastienen una mayor probabilidad de fugas. El proyectodebe ser meticulosamente calculado para que no seproduzcan fallas como consecuencia de un diseño detrazado de tuberías pobre. Estas tuberías deben cumplirciertos requisitos, en función del sistema:

• Los diámetros de la tubería deben mantenerciertas velocidades mínimas del fluido en suinterior a fin de que el refrigerante y aceite no seseparen.

• La longitud de tubería debe ser lo más cortaposible.

• En sitios donde se deban ejecutar tramos verti-cales se deben llevar a cabo ciertas construc-ciones especiales - dos vías en paralelo de dis-tinto diámetro, trampas de aceite, etc., con elobjeto de respetar el requerimiento de velocidady mínima y arrastre del aceite por el refrigerante.

• Los tubos deben estar certificados para soportarla presión de prueba del sistema.

• La tubería clasificada como "de refrigeración"debe estar especialmente limpia, taponada y li-geramente presurizada con nitrógeno hasta elmomento en que se vaya a soldar en la insta-lación.

• Los tubos deben sujetarse mediante anclajes,soportes, bridas, etc., de manera que no vibrencon el funcionamiento de los componentesmóviles del sistema, a fin de reducir riesgos defracturas por fatiga.

Condensador de tubo dentro de tubo.


REFRIGERACIÓN

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• Las soldaduras deben ser hechas siguiendo procedimientosseguros, asegurando el máximo nivel de limpieza y ausencia defugas.

Fijación rígida de tuberías

Eliminar humedad con métodos seguros

(aire caliente) NO SOPLETE.

No cortar tubos con segueta, emplear

cortatubos.

Limpiar tubos cortados

cuidadosamente.

No soplar en las tuberías. Forma correcta de aplicar fundente

(después de unir los tubos).

Soldadura correcta (izq.) e

incorrecta (der.).

Exceso de material de aporte.

(Restos de soldadura en el interior).

Limpieza de la soldadura

(para ver fugas más fácilmente).

Proteges con paños mojados

componentes con materiales termosensibles.


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• Amortiguadores de vibración

Puesto que los compresores empleados en instala-ciones industriales son habitualmente fuente de vibra-ciones, es deseable impedir que estas se transmitan a laslíneas de succión y descarga y a través de ella a otroscomponentes del sistema. Para ello se emplean amortiguadores de vibración entre el compresor y estas líneas.La disposición debe ser tal que no cree tensiones en estos elementos.

Amortiguador de vibración.

Recomendado Aceptable Inaceptable

3.2 Procedimiento de carga para sistemas de refrigeración comercial

Para llevar a cabo un servicio de calidad en unsistema comercial hacen falta algunas herramientasimportantes, en la sección VI-7 se ilustran losequipos y herramientas necesarias para tales fines.

Carga de refrigerante en un sistema comercial

La carga de refrigerante en un sistema deberealizarse por peso, siguiendo las instrucciones del fa-bricante (si se dispone de las mismas). Identificar en elequipo mediante etiquetas dispuestas en sitios visiblesel refrigerante que se esté empleando en este.

El fabricante ha diseñado y probado los productosbajo diversas condiciones de funcionamiento y ha ela-borado procedimientos detallados de carga: por el ladode baja o por el lado de alta.

Carga de refrigerante por el lado de baja del sistema

Este procedimiento es similar al empleado en sis-temas domésticos.

El sistema debe estar evacuado, seco, limpio yexento de fugas. Emplee sus implementos de seguridad[anteojos, guantes, etc.] Las mangueras deben habersido purgadas y evacuadas para eliminar humedad y

GNC, después de conectarlas y antes de abrir las válvu-las de servicio y del cilindro de carga. Verifique que noexistan fugas en las conexiones antes de comenzar atransferir refrigerante.

En este procedimiento se utiliza la presión internadel cilindro de refrigerante para trasegar gas al sistema.

Diversas formas de conectar amortiguadores de vibración.

Carga de un sistema de refrigeración comercial.

UNIDAD CONDENSADORA EXTERNA

Intercambiador decalor externo

Compresor

Ventilador de la unidadcondensadora

Válvula de serviciode la línea de líquido

Válvula de serviciode la línea de succióndel compresor

Manómetrolado de baja

Manómetrolado de alta

Juego de manómetro

Cilindro de refrigerante Bomba de vacío

Intercambio de calorinterno

Ventilador del evaporador

Evaporador montadoen el interior


REFRIGERACIÓN

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Conectar las mangueras del juego de manómetros ypurgar para eliminar aire y GNC antes de abrir válvu-las. Abrir solamente las válvulas correspondientes allado de baja y dejar que el gas pase del cilindro alsistema. Calentando el cilindro con aire caliente,agua caliente o banda calentadora eléctrica [NOEMPLEAR SOPLETE NI LLAMA DIRECTA] se aumen-ta la transferencia.

Una vez que las presiones se han equilibrado, ajus-tar la válvula de servicio de la línea de vaporsemicerrada para restringir el paso de gas desdeel/los evaporador/es del sistema y obligar a que elcompresor aspire gas del cilindro. Poner en marchael compresor. El técnico debe estar presente durantetodo el procedimiento, verificando que las presionesse mantengan en niveles normales; si la presión desucción es muy alta se puede sobrecargar el compre-sor; si es muy alta puede causar bombeo de aceite.Cuando se alcancen presiones cercanas al rangoaceptable, comenzar a cerrar la válvula del cilindro yobservar las presiones. Abrir y cerrar la válvula delcilindro para permitir transferencias de pequeñas can-tidades cada vez hasta que las presiones alcancen losvalores deseados. Al alcanzarse la carga deseada,cerrar la válvula del cilindro, si la manguera tieneválvula en su extremo [recomendable] cerrarla tam-bién; desconectar la manguera del cilindro y colocar latapa en su válvula. Permitir que el gas en la manguerasea aspirado por el compresor antes de cerrar la válvu-la de baja del manómetro y abrir la válvula de serviciodel lado de baja (que se había entrecerrado al principiodel procedimiento) totalmente para permitir el flujonormal dentro del sistema y verificar presiones en estascondiciones. Una vez que las lecturas indican un fun-cionamiento normal y el compresor comienza a ciclarpor control de arranque - parada (termostático o pre-sostático), de acuerdo a los registros históricos o losmanuales del fabricante del sistema, desconectar lasmanqueras del juego de manómetros y colocar lostapones en las conexiones "Schrader" de las válvulas deservicio del sistema.

Registrar la información del procedimiento efectua-do en el cuaderno de servicio del equipo: responsable,

fecha, tipo y cantidad de refrigerante cargado, pre-siones de trabajo en alta y baja y de equilibrio, ten-sión y consumo en el compresor, temperaturas deevaporación, condensación, succión, descarga ydomo del compresor y toda otra información que seconsidere pertinente (condición de limpieza delequipo, particularmente el condensador), reglaje delos presostatos de alta y baja, integridad de la insta-lación eléctrica, etc.

No se debe cargar líquido invirtiendo (poniendocabeza abajo) el cilindro con la intención de acelerarel proceso pues al hacerlo el ingreso de líquido por lasucción del compresor puede dañarlo.

Carga de un sistema de refrigeración comercial por el lado de alta

En casos de sistemas de grandes dimensiones,equipados con tanque recibidor de líquido, donde lacarga de vapor refrigerante por el lado de baja seademasiado lenta, o cuando se esté cargando un sis-tema con una mezcla zeotrópica, será necesariorecurrir a cargar el sistema con líquido directamenteen el tanque recibidor de líquido, en la sección dealta, a continuación del condensador.

Este procedimiento se realiza con el compresordesenergizado y tiene implicaciones de riesgos deseguridad muy superiores a la carga de vapor por ellado de baja, debido a que errores de apreciación ocálculo en la carga producirán presiones hidrodinámi-cas e hidrostáticas que pueden provocar roturas detuberías, dispositivos, y generar una fuga catastrófica derefrigerante. Seguir cuidadosamente las instruccionesdel manual del equipo para operar los controles nece-sarios para una carga segura. En caso de no existir taldocumentación, hacer un estudio detallado de cómofunciona el sistema y verificar que los dispositivos deseguridad estén bien calibrados. Si no está seguro deconocer a fondo la operación y funcionamiento delequipo, obtenga ayuda especializada.

El sistema debe estar evacuado, seco, limpio yexento de fugas. Conectar el juego de manómetros alsistema y cerrar las válvulas de servicio para impedirque el refrigerante líquido pueda llegar a la succión delcompresor pues esto provocaría daños en este. Si elcondensador es enfriado por agua, mantenga el flujopara bajar la temperatura en este. Si es enfriado poraire, mantenga energizados los ventiladores, con lamisma intención. Si el cilindro de refrigerante poseeválvula de extracción de líquido, conecte la mangueraa este punto; si no la tuviese, tendrá que invertir la posi-ción del cilindro para extraer líquido de este. Paraacelerar el paso de líquido se puede calentar el cilindromediante aire caliente, agua caliente o un calentador

Banda eléctrica calentadora de cilindros.


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eléctrico de cilindros [NO EMPLEAR SOPLETE NILLAMA DIRECTA]. Abra la válvula de líquido en elcilindro [o inviértalo], abra la válvula de alta deljuego de manómetros y la válvula de servicio en eltanque recibidor para que el refrigerante fluya desdeel cilindro hasta el tanque. La diferencia de presionesy temperaturas forzarán el trasegado del refrigerante.Antes de iniciar la carga, asegúrese de conocer lacapacidad máxima que puede contener el sistema(ver manual del fabricante). Asegúrese que la canti-dad de refrigerante cargado no supere el límiteseguro del equipo (es preferible errar por defecto quepor exceso). Cierre la conexión de la válvula de ser-vicio hacia la manguera de carga, la válvula de altadel juego de manómetros, la válvula en el extremo dela manguera que llega al cilindro y la válvula de líqui-do del cilindro. Abra las válvulas que conectan eltanque recibidor al sistema para que el refrigerantefluya y se distribuya por el sistema hasta llegar comovapor al compresor. Energice el compresor y com-pruebe las presiones de trabajo. Si la carga trasegada esmenor que la necesaria puede completarla agregandovapor por el lado de baja, siguiendo el procedimientodescrito para ello en el parágrafo precedente. Si laspresiones en el sistema y el cilindro se hubiesenequilibrado cuando aún queda refrigerante en esteúltimo, que es necesario para completar la carga delsistema, se puede forzar esta transferencia emplean-do el compresor del sistema para aumentar la presióndel cilindro inyectándole vapor desde el sistema víala válvula de servicio de descarga del compresor,hasta la válvula de vapor del cilindro. Esto debe ha-cerse muy rápidamente para que la presión no subafuera de control.

BAJO NINGÚN CONCEPTO HAGA ESTO SI ELCILINDRO DE CARGA FUESE DESECHABLE,PODRÍA DESTRUÍRLO.

En las mangueras de carga y el juego de manóme-tros ha quedado refrigerante líquido. Puede hacer queel compresor aspire este refrigerante abriendo la

válvula de baja del juego de manómetros y simultánea-mente abriendo la válvula de servicio de baja. Cierrelas válvulas del juego de manómetros y verifique pre-siones, temperaturas y condiciones de trabajo.Compare con los valores correctos especificados parael sistema en el manual. Registre todo el proce-dimiento, tal como se describió en el parágrafo ante-rior. Cierre las conexiones de las válvulas de serviciohacia el juego de manómetros. Desconecte lasmangueras de servicio. Verifique condiciones de tra-bajo por el tiempo necesario hasta estar plenamenteseguro que todo funciona correctamente. En sistemasde grandes dimensiones esto puede ser una tareatediosa pero es imprescindible estar seguro que noexistan condiciones que puedan provocar migracióndel aceite del compresor, fugas por vibración, válvulasde control, dispositivos de protección y sensores malregulados y otras situaciones que provoquen dañosposteriores en la instalación, con la consecuente pér-dida de refrigerante a la atmósfera.

Instrucciones generales para el servicio

Es necesario contar con amplios conocimientostécnicos [teóricos y prácticos], sentido común ycapacidad deductiva para llegar a un diagnósticoacertado que permita aislar los desperfectos y suscausas durante un procedimiento de servicio deequipos de refrigeración de grandes dimensiones.

Condiciones mínimas que debe reunir un sistemapara determinar su buen funcionamiento:

Enfriamiento [lado de baja]:

• La carga de refrigerante debe ser suficiente parallenar el evaporador durante el proceso de eva-poración para que este sea eficiente.

• La presión de evaporación debe ser lo suficien-temente baja para que el refrigerante evapore ala temperatura correcta.

• Debe haber buena transferencia de calor desdela mercancía que se desea enfriar hasta el refrige-rante que se está evaporando en el evaporador.

Condensación [lado de alta]:

• El vapor debe ser comprimido hacia el con-densador a la presión y temperatura correctas.

• El condensador debe transferir el calor delrefrigerante al fluido de enfriamiento (aire oagua) eficientemente.

• La capacidad del condensador debe ser sufi-ciente para contener la cantidad de refrigerantenecesaria [parte como líquido y parte comovapor] para alimentar correctamente el

Cilindro desechable después de sobrecarga.


REFRIGERACIÓN

99

dispositivo de expansión [siempre como líqui-do] y disponer de área de transferencia decalor suficiente para que el vapor caliente seenfríe y se licúe.

Flujo de refrigerante en la línea de líquido:

• La línea debe ser de suficiente diámetro, conun mínimo de restricciones: por ej. curvas conestrangulaciones, obstrucciones en el filtrosecador, filtro demasiado pequeño, etc.

• Solo debe contener líquido.

Flujo de refrigerante en la línea de aspiración delcompresor:

• No debe haber refrigerante en estado líquido.

• Debe haber una mínima caída de presión.

• La presión a la entrada del compresor debe estaren el rango permitido por su fabricante.

El mantenimiento preventivo debe comenzar poruna buena inspección sensorial, seguida de unainspección empleando instrumentos:

Comience con un buen interrogatorio alpropietario y operadores del equipo y revisión de lasanotaciones en el cuaderno de inspecciones. Repaseel manual del equipo. Observe visualmente y re-gistre: estado de limpieza de condensador, tuberíasvibrando libremente, cableado desordenado, compo-nentes de control y sensores fuera de sitio o malajustados, condición del refrigerante en el visor de lalínea de líquido (acidez, burbujeo), etc.

Seguidamente, emplee instrumentos: mida contermómetro las temperaturas de condensación, eva-poración, succión y descarga del compresor, conecteel juego de manómetros y verifique las presiones detrabajo y en reposo, etc., mida el consumo del com-presor y de todos los componentes, et.

Compruebe que los valores no muestren desvia-ciones notables con respecto a los valores de referenciadel cuaderno de inspecciones y si los hubiere, deter-

mine las posibles causas. Si no hubiese desviaciones,efectúe una limpieza total, revise y ordene el cableado,ajuste los tornillos de fijación de componentes, susti-tuya aquellos componentes que presenten caracterís-ticas sospechosas, o de envejecimiento, inspeccioneuniones, soldaduras, conexiones, etc. para asegurarseque no existan fugas, aunque sean mínimas, en elsistema. Escriba no solo los valores imprescindiblesen el cuaderno de inspecciones. Notas y comentariossobre cambios aparentemente menores, que no justi-fican una acción en este momento, pueden ayudar atomar una decisión correctiva en un futuro servicio silo indicado en la nota muestra una tendencia a seguirempeorando.

Si no existe un cuaderno de inspecciones, soliciteque se inicie uno y llene los datos que servirán dereferencia para futuros servicios.

Si el equipo funciona correctamente y no hayreparaciones que hacer, efectúe una limpieza com-pleta, llene los datos en el cuaderno de inspeccionesy felicite al dueño y al operador por el buen trabajode mantener el equipo en buenas condiciones.

Cuadro de diagnóstico de fallas en sistemas equipados con compresores no herméticos

Este cuadro de diagnóstico de falla solo tiene lafinalidad de exponer algunas de las posibles causas ysoluciones para un número limitado de síntomas demalfuncionamiento y no debe interpretarse comoexhaustivo. Debido a la cantidad de combinacionesde componentes necesarios para construir losequipos de enfriamiento, particularmente los tipos decompresores, cada uno con sus características defuncionamiento y control particulares, se recomiendaque el técnico consulte prioritariamente el cuadro dediagnóstico de fallas del equipo en particular al queesté prestando servicio.


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SOLUCIÓNESCAUSAS POSIBLES

COMPRESOR ABIERTO - CUADRO DE DIAGNÓSTICO DE FALLASA - PROBLEMAS DE ARRANQUE

SÍNTOMA

No hay alimentación.Termostato calibrado muy alto.Presostato de alta o baja o ambos desajustados.Presostato de aceite o nivel de aceite.Contactos sucios o chisporroteados.Cableado en malas condiciones.Bobinados del motor quemados.Válvula solenoide cerrada.Ventilador del evaporador no funciona.Sistema de protección por sobrecarga del sistema activado.

Presostato de alta o baja activados, reglajecorrecto.

Presostato de baja actuando intermitente-mente.

Insuficiente carga de refrigerante en el sistema.En compresores dotados de control decapacidad, el ajuste es incorrecto.El diferencial en el termostato es demasiadopequeño.Válvula de aspiración cerrada o con pasorestringido.Restricción o estrangulación en la línea deconexión del presostato al sistema.Presostato defectuoso.Insuficiente capacidad de condensación porexceso de carga de refrigerante.Condensación insuficiente por falta de flujode aire o agua.

Las válvulas de servicio de aspiración odescarga parcialmente cerradas.Aire en el sistema.

Las bombas de agua de enfriamiento no funcionan.

Temperatura del condensador muy elevadapor deficiencia de intercambio con el medio.Flujo de agua restringido.Tubos de agua con incrustaciones u obstrucciones.Válvula de control de salida de agua semicerrada.Exceso de carga de refrigerante.Aire en el sistema.

Flujo excesivo de agua en el condensador.Válvula de servicio de aspiración parcial-mente cerrada.Válvulas de descarga o succión del compre-sor no sellan.Anillos de pistón desgastados.Cilindros rayados.Sobrecalentamiento mal ajustado en la válvulade expansión o válvula defectuosa.

Verificar instalación eléctrica.Reajustar temperatura.Reajustar a valores correctos.Revisar y ajustar o agregar aceite.Limpiar los contactos afectados.Reparar, reconectar o sustituir.Rebobinar o sustituir motor.Revisar conexión, sustituir bobina.Revisar conexión, sustituir.Inspeccionar sistema, corregir causa sobre-carga o sustituir componente de proteccióndefectuoso.Identificar causa sobrepresión o baja presión, corregir.

Revisar ajuste de presión de apertura (puedeestar muy cerca del rango normal deoperación del compresor). Revisar montaje(la vibración puede provocar actuación).Verificar fugas, corregirlas, completar cargade refrigerante.Reajustar.

Ampliar diferencial.

Abrir.

Revisar, corregir, desobstruir o sustituir latubería de conexión.Sustituir.Extraer refrigerante con equipo de recu-peración hasta alcanzar la carga correcta.Limpiar el condensador. Verificar fun-cionamiento válvula termostática de controlde flujo de agua.Abrir totalmente.

Purgar (cuidando de minimizar el escape derefrigerante).Poner en funcionamiento.

Aumentar el flujo de aire o agua, según corresponda.Abrir el paso de la válvula termostática.Limpiar las tuberías de agua.Abrir la válvula.Recuperar el exceso con el equipo adecuado.Purgar (cuidando de minimizar el escape derefrigerante.Cerrar el paso de la válvula termostática.Abrir la válvula.

Hacer mantenimiento mayor al compresor.

Corregir el sobrecalentamiento o sustituir laválvula de expansión.

El compresor no arranca.

El compresor funciona intermitentemente.

El compresor funciona continuamente.

Presión de descarga muy elevada.

Presión de descarga baja.

Inundación.

B - FUNCIONAMIENTO IRREGULAR

PRESIONES DE TRABAJO DEMASIADO ELEVADAS O DEMASIADO BAJAS


REFRIGERACIÓN

101

SOLUCIÓNESCAUSAS POSIBLESSÍNTOMA


Acoplamiento flojo o mal alineado.

Insuficiente espacio entre cabeza del pistón yplato de válvulas.

Cojinetes del motor o de mecanismos delcompresor desgastados.Pernos de sujeción a la base o corredera flojos.Bases amortiguadoras de vibración dañadas obajo tensión.Retorno de líquido al compresor.

Exceso de aceite en las tuberías que provocamartilleo hidráulico.

Sujetadores de la tubería sueltos, insuficienteso mal anclados.

Investigar la presencia de fugas; si las hay,recuperar el refrigerante o acumularlo en eltanque recibidor, corregir fugas.

Verificar alineación y apretar tornillos deacoplamiento.Verificar espesor empacadura. Sustituir porel espesor correcto Hacer mantenimientomayor al compresor.Hacer mantenimiento mayor al compresor.Sustituir cojinetes.Apretar pernos de fijación.Sustituir partes dañadas y eliminar tensiones.

1. Verificar el ajuste del sobrecalentamiento en la válvula de expansión

2. Verificar posición y ajuste del bulbo termostático

3. Verificar existencia de bucle de línea de aspiración para impedir retorno cuando el compresor está en el ciclo de desconexión.

1. Remover el exceso de aceite2. Verificar que la válvula de expansión

prevenga retorno.Sujetar la tubería firmemente con anclajesque limiten la vibración.

Presión de succión baja.

Ruidos en el compresor.

Ruidos en la instalación.

RUIDOS EN EL SISTEMA

4 Aire acondicionado

El acondicionamiento de aire puede catalogarseen dos grandes divisiones:

Aire acondicionado centralizado. Las instala-ciones de aire acondicionado centralizado se rigenpor las especificaciones ya descritas para refri-geración comercial e industrial. Uno de los requisitosparticulares para este tipo de instalaciones es el nivelde ruido y las precauciones relacionadas con la ubi-cación de estos equipos en zonas densamentepobladas, particularmente en lo referente a la toxici-dad e inflamabilidad de las sustancias empleadas.

Equipos de aire acondicionado unitarios. Estosequipos están diseñados para controlar las condicionesde temperatura y humedad en ambientes individuales.Pueden clasificarse en:

• Unidades de ventana.

• Unidades de condensador y evaporador separa-dos "split".

• Unidades compactas.

Aire acondicionado de ventana

Los equipos de aire acondicionado de ventana sonfabricados según el concepto de facilitar su montaje ymantenimiento. Pueden ser montados en la ventana deuna habitación, o en una apertura hecha con esepropósito en una pared. Solo requieren de una estruc-tura ligera de apoyo o soporte y un tomacorriente conla tensión, frecuencia y capacidad de corrienterequerida por el aparato. El equipo se desliza dentrode una caja metálica que le sirve de protección con-tra las inclemencias del clima y puede extraerse total-mente para su mantenimiento. En la misma baseextraíble se montan todos los componentes del sis-tema de refrigeración y sus controles; separando loscomponentes del lado de alta presión de los del ladode baja por un panel que provee aislamiento térmicoy sonoro. Debido a su instalación en el ambientedonde se encuentra el usuario, es muy importantemantener al mínimo el nivel de ruido y ello debe ten-erse en cuenta durante su instalación, para evitar res-onancias que amplifiquen la vibración propia delequipo, el cual debe haber sido construido de ma-nera de minimizar estos fenómenos. En la parte


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exterior de este panel se ubican el compresor (la ten-dencia actual es utilizar compresores rotativos), con-densador, filtro secador, capilar o válvula de expansiónautomática [AEV] y motor eléctrico con sus compo-nentes de control. El motor eléctrico dispone de doblesalida de eje (una en cada extremo) destinadas a moverel aspa de ventilación del condensador y compresor ensu extremo externo y la turbina de movimiento del airea través del evaporador en el extremo opuesto, quepasa al interior a través de un orificio en el panel deseparación. En el frente del aparato se ubica el serpen-tín del evaporador, a través del cual es aspirado el aireambiental de la habitación. El aire aspirado por laturbina es expulsado a través de unas aperturas dispues-tas encima del evaporador para ser devuelto a lahabitación. Estas aperturas tienen deflectores cuya fun-ción es dirigir el flujo de aire saliente en la direcciónque el usuario desee. Mediante un control se puedeabrir o cerrar una toma de aire exterior que permite re-novar el aire de la habitación en caso de que este seencuentre viciado; cuando este control se encuentra enla posición abierta el equipo reduce su capacidad deenfriamiento pues está admitiendo una cierta cantidadde aire del exterior, que se encuentra a una temperatu-ra superior. El aire que pasa a través del evaporadorcondensa humedad del aire, la cual gotea hasta unabandeja recolectora que descarga a través de un orifi-cio dispuesto a tal fin en el borde exterior de la base.

Frente al evaporador se coloca un filtro de partícu-las sólidas con el fin de purificar el aire, el cual debeser limpiado con cierta frecuencia pues la turbina delevaporador es de gran caudal, capaz de renovar el airede la habitación que se está enfriando varias veces porhora. Este alto caudal también evita que el evaporadorse congele. Cuando el filtro de polvo se obstruye, sepuede observar como una consecuencia que el evapo-rador comienza a congelarse.

Los controles de operación se ubican en un panel,regularmente al lado del evaporador, desde donde sepuede seleccionar la velocidad de rotación del motoreléctrico, en un rango de entre 3 y 5 velocidades, paralograr un mayor intercambio a la máxima velocidad, omenor ruido, a velocidades más bajas.

Un segundo control permite seleccionar la alterna-tiva de abrir o cerrar la entrada de aire exterior.

Finalmente, el control del motocompresor se efec-túa mediante un termostato de diafragma, que permiteseleccionar la temperatura de la habitación, cuyobulbo se coloca en contacto con el evaporador, cercadel punto de entrada de refrigerante. El termostato tam-bién actúa como protección contra la formación dehielo en el evaporador.

Todo el aparato, una vez introducido en su caja, escubierto por una máscara que provee la aparienciaestética de la unidad de ventana.

A pesar de que los compresores empleados en estasaplicaciones son del tipo de alto par de arranque [HST]es recomendable no permitir un arranque inmediata-mente después de haberse apagado pues las condi-ciones de presión pueden impedir que el motor acelerey comience a ciclar por protección térmica, lo cual esindeseable para el motor eléctrico.

A fin de controlar esta característica se ha hechopráctica común agregar un protector de arranque,entre el tomacorriente y el enchufe del aparato. Estedispositivo protege al compresor contra condicionesde tensión de línea demasiado elevada o demasiadobaja y provee un tiempo de espera antes de conectarla alimentación al circuito después que este se hayaapagado.

El mantenimiento preventivo debe efectuarse almenos una vez al año, observando inicialmente elfuncionamiento, midiendo consumo y anotandotodas las condiciones indeseables o impropias; pos-teriormente se debe desconectar y sacar el equipo desu alojamiento y efectuar limpieza o cambio del fil-tro de polvo del evaporador, limpieza del evaporadory condensador, limpieza general de todo el equipo,inspección visual de los componentes del sistema,reposición de tornillos, abrazaderas y sujetadores quepuedan haberse perdido; al completarse el proceso

Vista en corte de AA de ventana.

Despiece componentes mayores AA de ventana.

Recubrimiento delcondensador

Ventilador decondensador

Ventilador deevaporador

Ducto de evaporador

Entrada de aire

Entradade aire

Condensador

Hélice deventilador

AcumuladorCompresor

Tubo capilar

Cuerpo

Cable dealimentación

Rejilla

PuertaEntradade aire

Salida

Evaporador

Entrada de aire

Soplador

Salida

Rejillaregulable

Rejilla

Filtro

EvaporadorFlujo de condensador al ventilador de condensador

Espaciolibre 1/18

Condensador

Regulación delmotor del ventilador


REFRIGERACIÓN

103

de inspección y montarlo en su sitio se debe verificarel consumo eléctrico y la ausencia de sonidosextraños. Los datos relevantes de cada mantenimientodeben registrarse y archivarse como referencia parafuturos servicios.

Unidades separadas [condensador - evaporador] "split"

Las unidades "split" tienden a sustituir lasunidades de ventana en el gusto del consumidor. Sibien su costo es más elevado, presentan la ventaja deun menor nivel de ruido que las unidades de ventanapues el único componente instalado en la habitaciónes la consola donde se encuentran: válvula de expan-sión automática, evaporador, turbina, filtro de polvo,control de temperatura (remoto) y deflectores delflujo de aire.

El resto del equipo se monta en un sitio adya-cente, fuera de la habitación, y ambas unidades seconectan mediante dos tubos de cobre de pequeñodiámetro. Toda la sección de alta presión se monta enla unidad exterior, denominada "condensadora",donde se instalan: compresor (casi siempre rotativo),condensador de aire forzado, motor ventilador decondensación y los controles asociados a estos ele-mentos. El control del motocompresor se hace me-diante un control remoto y la comunicación entreambas unidades es efectuada por control electrónico,con sendas tarjetas programadas para el fun-cionamiento eficiente de todo el sistema.

Estas unidades vienen usualmente con la cargacompleta de refrigerante precargada en un recipientepara tal fin y una vez conectados ambos compo-nentes del sistema - unidad condensadora con cónso-la de control de evaporación y una vez hecho elvacío en el circuito completo, se abren las válvulasque distribuyen la carga de refrigerante en el sistema.Cada equipo trae las instrucciones de instalación,que deben seguirse para obtener resultadossatisfactorios.

Unidades compactas

Tal como las unidades de ventana, todo el equipoestá instalado en un gabinete que aloja todos los com-ponentes del sistema. El condensador puede ser en-friado por aire o por agua, por lo cual necesita de lasconexiones necesarias para que uno u otro fluidolleguen al intercambiador de calor de condensación sinrestricciones para que el sistema opere regularmente.Deben estar equipadas con entrada de aire para reno-vación del aire del ambiente a acondicionar y sistemade recolección y evacuación del agua condensada enel evaporador, tal como las unidades de ventana. Se lasemplea habitualmente en instalaciones comercialesdonde el espacio es muy limitado y las necesidades deenfriamiento no pueden ser satisfechas por otro tipo deacondicionador de aire.

4.1 Procedimiento de carga para sistemas de aire acondicionado

En esencia no hay diferencia en los aspectos ge-nerales entre cargar una nevera y un equipo de AA,excepto por que el refrigerante empleado es R22, yen algunos casos de equipos nuevos, con alguna

Equipos de unidad condensadora y evaporador separados "split".

Unidad de AA compacta.

Unidad exterior Unidad interior

de equipo "split" . de equipo "split".

Ventana

Pared

Evaporador

Forzador de aireUnidad

condensadorarefrigerado por agua

Evaporador

Unidadcondensadora


104

nueva mezcla refrigerante. Es importante tener plenacerteza del refrigerante que emplea el equipo para nocometer errores que producirán mezclas cuyaspropiedades son impredecibles.

Algunas recomendaciones básicas:

• Siga todas las recomendaciones dadas para losprocedimientos explicados previamente, par-ticularmente en lo relativo a seguridad y uti-lización de los instrumentos de manera deminimizar la descarga de refrigerante a laatmósfera.

• Verifique la hermeticidad del sistema cuida-dosamente antes de cargarlo.

• Efectúe un buen vacío. Recuerde que el refri-gerante R22 es más higroscópico que el R12,por lo tanto, puede contener humedad perju-dicial para los materiales del compresor y queesta no va a ser puesta de manifiesto por con-gelamiento en el dispositivo de expansión.

• Si está cargando R22 (una sustancia pura),puede, y es recomendable, cargar por el ladode baja en fase vapor (excepto que se trate deuna instalación de grandes dimensiones en lacual la cantidad a cargar sea de tal magnitudque imponga la carga en fase líquida por alta)

• Si está cargando una mezcla zeotrópicadeberá cargar el refrigerante en fase líquida,con el compresor detenido, hasta alcanzar unacarga ligeramente inferior a la carga especifi-cada para ese equipo. Posteriormente, una vezque el gas se haya distribuido en el sistema porsu propia presión de vapor (cuidando de queno haya ingreso de líquido en el compresor),complete la carga con el compresor funcio-nando, agregando paulatinamente vapor porel lado de baja hasta alcanzar lecturas de pre-siones de alta y baja aceptables para esa apli-cación y el refrigerante que esté empleandoRecuerde que del cilindro de refrigerantedebe extraer sólo líquido, de manera quedeberá emplear la válvula del juego demanómetros del lado de baja como un dispo-sitivo de expansión, abriendo el paso de refri-gerante y cerrándolo, en forma de pulsos, paraque el líquido se evapore en este dispositivoantes de ingresar al sistema. Esta es unamaniobra que requiere pericia y experiencia ysolo debe ejecutarse cuando tenga la certezade que sabe hacerlo correctamente.

• Verifique que no queden fugas en los puntosde conexión al sistema donde conectó losinstrumentos de medición de presiones.

• Verifique que las presiones del sistema seansatisfactorias y que la temperatura del aire

entregado sea la especificada. Compruebevisualmente que no haya escarcha en el tubode retorno al compresor, que las temperaturasde condensación, de descarga del compresor,del domo del compresor, y de la línea de suc-ción estén dentro de los límites de fun-cionamiento normal y finalmente confirmeque el compresor cicla por termostato y no porprotección térmica.

• Registre en el cuaderno de servicio del equipolas notas correspondientes.

4.2 Diagnóstico de fallas y

reparaciones en equipos

de aire acondicionado

Todos los equipos de refrigeración requieren man-tenimiento preventivo y aquellas dedicadas a clima-tizar ambientes, por estar directamente expuesta susección de condensación a los rigores climáticos, sonmuy susceptibles a daños. La vida útil dependerá delcuidado que se preste a cada componente del sis-tema y el técnico de servicio debe prestar atención alos pequeños detalles, muchas veces omitidos, quecon el tiempo se transforman en un daño mayor.

Algunas recomendaciones generales:

Unidad condensadoraLimpiar las aletas disipadoras de calor con la fre-

cuencia requerida según la calidad del aire ambien-tal. Es preferible hacerlo utilizando preferentementeun detergente jabonoso y vapor de agua a presiónpara eliminar la grasa que pueda habérsele adherido.Existen productos químicos con componentes ácidosque limpian más rápidamente; sin embargo, se debetener la precaución de eliminar totalmente medianteun meticuloso enjuague cualquier residuo del pro-ducto de los intersticios de las aletas al terminar ellavado. De no hacerse un enjuague satisfactorio, esteresiduo de producto ataca el aluminio, opacandoprimero su superficie y reduciendo con el tiempo suresistencia mecánica, como consecuencia de lo cualse desintegrará al aplicársele agua a presión en lassucesivas limpiezas, reduciendo el área de intercam-bio de calor y bajando la capacidad del condensador.

Revisar la integridad estructural de la estructurade soporte de los componentes. Reapretar todos lostornillos que estén flojos y reponer aquellos que sehayan perdido. Asegurar todos los paneles en su sitiopues su función es proteger los componentes y evitaraccidentes. Revisar que los protectores de aspas esténcorrectamente montados.


REFRIGERACIÓN

105

Revisar la condición de los diversos componentesde la unidad: compresor (presiones de trabajo, tem-peraturas en los diversos puntos de importancia, con-sumo eléctrico, etc.), componentes eléctricos:motor/es eléctricos de movimiento de aire (rigidezdel montaje, consumo, estado de las aspas, veloci-dad de rotación, cojinetes o rodamientos, etc.);contactores, dispositivos de protección, etc.Regulaciones de termostatos y presostatos, cantidadde lubricante en los reservorios de aquellos compo-nentes que requieran lubricación, etc. Al retirar lasmangueras de medición de presión de las conexionesdel sistema, hágalo con un mínimo de pérdida derefrigerante y coloque en su sitio los tapones en lasválvulas de servicio. Verifique la integridad de los "orings" de los tapones.

Verificar que las tuberías que transportan refrige-rante no presenten manchas aceitosas (principal-mente en las uniones, conexiones y puntos dondeestén sujetas por abrazaderas flojas y que permitanque la tubería vibre. Corrija situaciones de riesgo.Las manchas de aceite en tuberías de refrigerante sonevidencia segura de fugas, que deben ser corregidas.En las tuberías recubiertas con aislamiento es másdifícil inspeccionar posibles fugas visualmente y enestos casos se recomienda emplear un detector elec-trónico de fugas o lámpara de luz UV (si la luminosi-dad ambiente lo permite). Observe la condición delrefrigerante a través del visor en la línea de líquidopara determinar su alcalinidad o acidez y que nohaya habido pérdida de carga de refrigerante.

Prestar atención a sonidos extraños y vibracionesinusitadas, trate de identificar la fuente y corrija lacausa.

Es una buena práctica mantener el equipo encondiciones originales, empleando herramientas yrepuestos de buena calidad, sustituyendo las partescon apariencia sospechosa.

Programe anticipadamente cualquier trabajo demantenimiento mayor que surja de la inspección,ubique los manuales del equipo, léalos y asegúresede comprender todo; en caso contrario, asesóresedebidamente antes de comenzar la tarea prevista.Piense en cómo efectuar el trabajo sin dejar escaparrefrigerante. Si la reparación es efectuada antes deque se alcance a afectar el compresor (motor quema-do), puede recuperar y volver a utilizar el mismorefrigerante en el sistema. En caso de que el compre-sor sufra daños, es muy probable que el grado decontaminación del refrigerante lo convierta en unasustancia peligrosa que de todas maneras tieneobligación de recuperar para llevarlo a centros deacopio para destrucción.

Finalmente, limpie la zona adyacente a launidad, retirando basura, materiales de desecho y

cualquier objeto que pudiera ser succionado por elaire aspirado en el condensador, creando unasituación de riesgo.

Unidad evaporadoraDebido a que se la ubica en el interior de los edi-

ficios, no está expuesta a inclemencias climatológica,sin embargo, no debe descuidarse su inspección puestambién pueden crearse situaciones de riesgo quedañen al compresor, que es el órgano más sensiblede todo sistema y cuya rotura implica necesariamenteextraer el refrigerante (muy probablementecontaminado).

En la toma de aire de la turbina o ventilador nor-malmente se coloca un material filtrante encargadode retener partículas sólidas antes de que ingresen alpanal del intercambiador de calor para reducir lanecesidad de limpiar este puesto que, debido a queestas unidades están en el interior de los edificios, sulimpieza presenta un problema logístico mayor. Estefiltro debe limpiarse con la frecuencia necesaria paraque la suciedad acumulada y no se convierta en unarestricción al flujo de aire. Cuando el filtro seobstruye y disminuye el caudal de aire que pasa porel evaporador, este comienza a acumular escarchaque puede llegar a convertirse en un bloque de hieloy detener el enfriamiento.

Limpiar el drenaje de agua condensada en elevaporador y la bandeja colectora. La acumulaciónde agua puede provocar herrumbre y rotura de labandeja o de la base donde está montada la unidad.

El/los ventiladores son movidos por motores eléc-tricos que deben ser inspeccionados para determinarsu consumo eléctrico, su temperatura, estado derodamientos o cojinetes, conexiones eléctricas,fijación, correas de transmisión (si las hubiere).

La válvula de expansión se ubica normalmenteaquí y se debe verificar que su funcionamiento estéen el rango correcto para el sobrecalentamiento queproduzca un óptimo aprovechamiento de la capaci-dad del evaporador y al mismo tiempo garantice quebajo ninguna condición se produzca retorno delíquido al compresor. Comprobar que no existanmanchas de humedad de aceite en ninguna secciónde tubería ni en el panal del evaporador.Adicionalmente es recomendable inspeccionarempleando un detector electrónico de fugas oempleando una fuente de luz UV (si el equipo hasido previamente cargado con una sustancia com-patible, aprobada por el fabricante del equipo y elcompresor, que reacciona con luminiscencia fos-forescente en presencia de iluminación en esa lon-gitud de onda.

El bulbo sensor del termostato de control debe


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encontrarse bien montado y asegurado en un sitiopredeterminado para que el accionamiento del ter-mostato (normalmente remoto) produzca el efecto deenfriamiento deseado.

TuberíasLas tuberías que conectan condensador y evapo-

rador deben estar bien sujetas con bridas y anclajesrígidos que impidan toda vibración. La vibración esuna posible fuente de fugas por fatiga de soldaduraso por pérdida de torque de apriete de conexiones sol-dadas. El aislamiento de la tubería de líquido debeestar en buen estado para que no haya posibilidad deque se produzca vaporización en el trayecto hasta leválvula de expansión. Emplear un detector de fugaspara inspeccionar todo el trayecto.

En sistemas que incluyan tramos verticales exten-sos, estar pendiente de que el diseño haya incluidosuficientes medidas preventivas (trampas de aceite,doble tubería de distinto diámetro, etc.) para garanti-zar el máximo retorno de aceite al compresor. Si laobservación pone en duda el diseño, aplicar su expe-riencia o consultar con alguien más experimentado.Esto es particularmente válido si la instalación ha pre-sentado problemas anteriormente por sustitución decompresor dañado por falla de lubricación.

ConclusiónTomar nota de todas las observaciones hechas

durante la inspección y las acciones de mantenimientopreventivo llevadas a cabo en el cuaderno de man-tenimiento para referencia en el futuro.

Todo detalle es importante y el objetivo del man-tenimiento preventivo es evitar la necesidad de unmantenimiento mayor o correctivo solucionando lospequeños problemas que impidan el desarrollo deuna situación que genere un daño mayor posteriorcomo consecuencia de no haber actuado a tiempo,

Cuadro de análisis de desperfectos en equipos de aire acondicionado

Este cuadro se incluye solo a título de ejemplo ycontempla casos que pueden presentarse en equiposde distinto tamaño y capacidad. Se enfatiza la necesi-dad de que el técnico de mantenimiento sefamiliarice con el/los manual/es de la instalación a laque está prestando servicio pues aquella informaciónserá mucho más específica para las situaciones defalla que se puedan presentar. Una vez localizadauna posible fuente de falla, se recomienda consultarlos cuadros de diagnóstico de fallas del componenteo dispositivo sospechoso para mejorar el diagnóstico.

MEDIDA CORRECTIVACAUSA PROBABLEOBSERVACIÓN

Aire aspirado al condensador muy caliente oinsuficiente.

Panal del condensador obstruido.

GNC en el sistema de refrigeración.

Válvula de retención "check valve" atascada.

Sobrecarga de refrigerante.

Ventilador del condensador no trabaja.

Aire aspirado al condensador muy frío.

Válvulas del compresor dañadas o coquificadas.

Insuficiente carga de refrigerante.

Verificar si capacidad del condensador essuficiente para temperatura ambiente de lazona.Verificar limpieza del panal Verificar venti-lador/es, aspas.

Eliminar obstrucciones.Limpiar el panal.

Purgar el sistema.

Cambiar el componente.

Extraer el exceso con un equipo de recuperación.

Confirmar si le llega energía. Revisar conexiones, reparar o sustituir motor.

Verificar si la capacidad del condensadorestá diseñada para esa condición climática.

Hacer mantenimiento mayor (compresor nohermético) o sustituir (hermético).

Inspeccionar fugas en el sistema, corregir silas hubiera (recuperar el gas, o almacenaren tanque recibidor de líquido), agregarrefrigerante.

Presión de descarga elevada en el lado dealta (condensador).

Presión de descarga baja.

Presión de succión alta.


REFRIGERACIÓN

107

5 Aire acondicionado automotriz

El sector de aire acondicionado automotriz es unode los grandes consumidores de SAO en Venezuela,y gran parte de este consumo se produce como con-secuencia de la práctica muy difundida, lamentable-mente, de emplear R12 para completar la carga deun sistema originalmente diseñado para operar conR134a [gas empleado en los equipos de A/A auto-motriz de toda la producción nacional de vehículosdesde el año 1996] y en algunos casos, incluso, sellega a liberar totalmente la carga original de R134apara sustituirla por R12, y lo que es más grave aún,sin considerar siquiera los cambios necesarios en elsistema, tales como la sustitución del lubricante ni lacompatibilidad de los componentes del sistema.

Los sistemas de A/A automotriz están expuestos acondiciones de trabajo particularmente exigentes:temperaturas muy elevadas alrededor del conden-sador, compresor, mangueras y otros componentesdel sistema alojados en la cavidad del motor delvehículo; regímenes de marcha del compresor quedependen de las necesidades de movilidad delautomóvil, no de la carga térmica que deba transferir

MEDIDA CORRECTIVACAUSA PROBABLEOBSERVACIÓN

Sobrecarga de refrigerante.



Bulbo del termostato fuera de posición.

Termostato defectuoso.

Compresor desenergizado o dañado.

Evaporador congelado.

Retorno de líquido.

Falla de lubricación.

Componente interno desajustado o suelto.

Presostatos de alta o baja accionados.

No recibe energía.

Contactor que energiza al compresor norecibe señal del termostato.

Caudal insuficiente de aire.

Extraer el exceso con un equipo de recuperación.



Colocar bulbo en la posición correcta.

Sustituir el termostato.

Revisar circuito eléctrico de alimentación.Revisar compresor, en caso necesario sustituir.

Descongelar y corregir causa (filtro de succiónmuy sucio, obstrucción al flujo de aire, etc.).

Chequear sobrecalentamiento TXV. Corregirsituación.

Compresor hermético: sustituir.Compresor no hermético: reparar.

Compresor hermético: sustituir.Compresor no hermético: reparar.

Verificar causa, corregirla.

Revisar circuito eléctrico.

Verificar presencia de señal de control.Corregir causa.

Motor de movimiento de aire del evaporadorno gira a la velocidad requerida.La correa de transmisión desliza (en evapo-radores de transmisión por correa).

Presión de succión baja.

No enfría o el aire sale caliente.

Compresor ruidoso.

Compresor no arranca.

Presencia de escarcha en evaporador.

Compresor AA automotriz.


108

desde el evaporador al condensador; vibracionesproducidas por el movimiento del vehículo; alto por-centaje de lubricante circulando por el sistema,inherente al tipo de lubricante utilizado con R134a[Polialquilglicol - PAG]; tipo de transmisión de lapotencia mecánica [correa y polea de acoplamientoelectromagnético "clutch"] necesaria para accionar elcompresor; en general, condiciones muy exigentes.Los fabricantes han adoptado diversas formas desolución para estas condiciones de trabajo, que con-templan diversidad de controles de operación conmiras a mejorar la durabilidad de la instalación.

Una de las fallas más frecuentes es la fuga delgas, generalmente paulatina, ya sea a través deporosidades en las mangueras provocadas por laexposición prolongada a altas temperaturas, cone-xiones a presión de terminales a las mangueras yconexiones roscadas que se desajustan por efecto delas vibraciones, "O-rings" cuarteados por la tempe-ratura, válvulas de servicio sin sus tapones en las quelos gusanillos se dañan por efecto de los contami-nantes sólidos en el compartimiento del motor, sellosen el eje del compresor, evaporador dañado pordiversas causas, internas y externas y otras innume-rables razones.

Otra falla recurrente de consecuencias graves, esel daño del compresor por falta de lubricación,debido a que el lubricante es arrastrado en excesopor el gas refrigerante desde este, donde debe estar,hacia otros componentes del sistema (condensador,acumulador de líquido, evaporador, etc.) debido alempleo de mezclas efectuadas de forma empírica,cuyas propiedades de miscibilidad con el lubricanteson impredecibles.

El empleo de mezclas zeotrópicas que estácomenzando a difundirse, (ejemplo: R414B comosustituto "drop in" de R12), no hace sino complicar elpanorama, pues estas requieren de una mayor periciadel técnico para hacer su tarea correctamente y anteuna fuga, dependiendo del deslizamiento de tempe-ratura de la mezcla, es imprescindible la recu-peración del resto de la carga para su destrucción yluego de evacuar el sistema y verificar fehaciente-mente la ausencia de fugas, efectuar una carga com-pleta en fase líquida, con el mismo productoobtenido desde el cilindro de gas original.

Mencionaremos algunas de estas mezclas con suspropiedades comparadas con las de R12, sin que porel momento podamos recomendar el uso de algunade ellas en particular:

R406A: Mezcla de R22 (55%) con R142b (41%)y R600a (4%) fue desarrollada como sustituto directo"drop in" de R12, alcanza igual presión y capacidadque el R12 cuando la temperatura de evaporación seencuentra entre 7 y 10ºC mientras que la presión de

condensación en condensadores trabajando a altatemperatura es tan solo entre 5 y 10 psi mayor quepara R12 (lo que resulta ideal en aplicaciones de A/Aautomotriz). El agregado de R600 (isobutano) mejorala compatibilidad con aceite mineral, particular-mente con aceite de viscosidad elevada, normal-mente empleados en estas aplicaciones. Su desliza-miento en el evaporador es de 8ºC (elevado) y estácatalogado como riesgo A1/A1 según la normaASHRAE 34. También es empleado en algunas apli-caciones de refrigeración.

R414B: Mezcla de R22 (50%) con R142b (9,5%),R124 (39%) y R600a (1,5%), con propiedades simi-lares a la mezcla R406A, donde se incorpora el R124a fin de reducir la inflamabilidad durante el frac-cionamiento. Puede trabajar con aceite mineral yAlquilbenceno. Su deslizamiento en el evaporador esde 6,5ºC y también está catalogado como riesgoA1/A1 según la norma ASHRAE 34.

R416A: Mezcla basada en R134a (59%), R124(39,5%) y R600 (1,5%), donde el R124 contribuye adisminuir las presiones de trabajo mientras que elR600 (butano) mejora el retorno de aceite al compre-sor. Trabaja a presiones iguales a las de R12 en con-densación pero requiere menor presión de evapo-ración para mantener la temperatura apropiada. Apesar de no ser una mezcla compatible con aceitesminerales, la presencia de butano mejora esta condi-ción y permite un retorno aceptable del aceite alcompresor. A temperaturas bajas de evaporación hayuna pérdida de capacidad. Su deslizamiento es bajo,1,5ºC y está catalogado como riesgo A1/A1 por lanorma ASHRAE 34.

Su empleo requiere que previamente se recuperetodo el refrigerante R12 del sistema para su reuti-lización en otro sistema, reciclaje o regeneración deacuerdo a su grado de contaminación o disposiciónfinal (destrucción física) en caso de contaminaciónpor encima de lo aceptable.

Se deben instalar conectores de carga y servicio quesean únicos y específicos para la mezcla que va a utilizar.

Si la mezcla contiene R22, las manguerasdeberán estar fabricadas con barrera de nylon paraprevenir fugas.

Es necesario entender y divulgar que mezclas deR12 y R134a producen como efecto un incrementode las presiones de trabajo que, dependiendo de losporcentajes, llegan a ser tan elevadas como un 50%a 60% con respecto a las presiones individuales decualquiera de ellos. Esto además de representar unriesgo para el técnico y el usuario, somete al sistemaa presiones superiores a las que se establecieroncomo normas de diseño y utilización y conse-cuentemente aumentan la posibilidad de daños acomponentes y fugas catastróficas.


REFRIGERACIÓN

109

Reconociendo que es mejor prevenir que remediarfugas, recientemente se han introducido en el mercadofluidos sellantes que, siendo compatibles con los refri-gerantes y lubricantes, pueden ser cargados en un sis-tema y circulan en este hasta que una fuga obliga a queesta sustancia, que sale mezclada con el refrigerante y elaceite que comienzan a salir por la fuga, entre en con-tacto con aire, lo que produce una reacción química quesolidifica el sellador y bloquea la fuga.

Si bien este producto es un paliativo que remediafugas menores y permite que el A/A siga funcionan-do, hay que tener cuidado de identificar su presencia(existen kits para ello), antes de recuperar el refrige-rante de un sistema, pues su presencia en el gasextraído por el equipo de recuperación es dañinapara este y por lo tanto no se puede emplear equipode recuperación cuando un sistema contenga esteproducto, pues los fabricantes de equipos de recu-peración, conscientes de este problema, desconocenla garantía si, ante un reclamo, encuentran vestigiosde este producto en la máquina.

Otro procedimiento que se está popularizando esel empleo de algunos fluidos que son fluorescentesen presencia de luz ultravioleta [UV] y totalmentecompatibles con refrigerantes y lubricantes. Al igualque el fluido sellante antes mencionado, se carga unacantidad en el sistema, proporcional a la carga derefrigerante, y este fluido circulará continuamentemezclado con el refrigerante hasta que, al producirseuna fuga, saldrá por esta al exterior de la tubería,manguera o componente donde esté dicha fuga. Si seIlumina con una lámpara de luz UV los elementosdel circuito de A/A o refrigeración puede verse desta-cada la fuga por el brillo verde fosforescente del pro-ducto que se ha filtrado al exterior en ese sitio. Es degran ayuda para la detección temprana de fugas pero noes de utilidad en sitios que están ocultos, tal como elevaporador y las tuberías o mangueras que llegan a este.

En aquellos casos donde la detección visual esimposible, se impone el uso de los detectores elec-trónicos que husmean el aire en el entorno demangueras, tuberías y componentes del sistema deA/A o refrigeración para detectar la presencia de

moléculas de refrigerante en cantidades ínfimas, gra-cias a su alta sensibilidad, que les permite encontrarfugas hasta del orden de 7 gr/año para las unidadesmás sofisticadas.

Este procedimiento no permite encontrar el puntoexacto de la fuga sino la zona donde ella se producey depende de la capacidad de observación del técni-co localizar el sitio exacto. Además, la presencia decontaminantes ambientales no provenientes de lafuga, puede dar lugar a falsas señales de alarma quedeben ser confirmadas repetidamente, principal-mente si la fuga es muy pequeña.

En resumen, hay recursos técnicos que permitenefectuar una reparación correctamente y solodepende del entrenamiento, capacidad y voluntaddel técnico el logro de una detección temprana defuga, su corrección y prevención de fallas que mi-nimicen las pérdidas de refrigerante en ese sistema.

5.1 Procedimiento de carga para sistemas de aire acondicionado automotriz

El procedimiento para cargar refrigerante en unsistema de aire acondicionado automotriz no difieredel empleado para cargar un sistema comercialpequeño o una nevera doméstica.

Sin embargo, la industria automotriz tiene especi-ficaciones particulares que deben ser tenidos encuenta al momento de prestar servicio al aire acondi-cionado de un automóvil.

Es de destacar el hecho de que la industria auto-motriz adoptó el uso de lubricantes tipo polialquilgli-col en los sistemas de aire acondicionado automotrizcargados con R134a, a pesar de la altísima higros-copicidad de este lubricante, principalmente enreconocimiento a sus mejores cualidades como lubri-cante, cuando se lo compara con un polioléster.

Cuando se requiere agregar carga a un sistema deaire acondicionado automotriz es menester confirmarpreviamente qué refrigerante hay en el sistema, veri-ficando las etiquetas identificadoras que usualmenteestán ubicadas en un sitio visible al acceder al com-partimiento del motor donde se encuentra tambiéngran parte del circuito de aire acondicionado.

Es conveniente averiguar con el propietario delvehículo si ya ha recibido servicio de carga de refri-gerante previamente y si la respuesta es afirmativa, esnecesario confirmar mediante un equipo identifi-cador de gases refrigerantes, que el refrigerante sea elque indica la placa, y no una mezcla con otra sustancia,u otra sustancia.

Detección de fugas con fluido fluorescente en luz UV.


110

Si se comprueba queel equipo ya no respondea las especificaciones decarga de fábrica, y lo quecontiene no es una sus-tancia pura o una mezclareconocible por el equipoidentificador, lo correctoes extraer la sustanciadesconocida, limpiar elsistema, decidir con quérefrigerante se va a traba-jar, cargar el lubricanteindicado y finalmente

cargar el refrigerante. Normalmente, los sistemas sepueden identificar a través de los conectores instala-dos en los puntos de carga y medición, pues la indus-tria automotriz adoptó normas para diferenciar lossistemas por esa vía. Sin embargo, existenautomóviles donde se ha efectuado un retrofit, quepueden estar equipados con convertidores que adap-tan un conector a otro.

Equipos de servicio

Debe contar por lo menos con una bomba devacío, equipo de recuperación, cilindro de recu-peración, y herramientas de taller mecánico.

Debe contar con un juego de manómetros paraCFCs y HCFCs así como otro juego para HFCs y paracualquier otro tipo de refrigerante que esté emplean-do regularmente en su taller y mangueras con conec-tores adaptados a los terminales correspondientes enel vehículo.

Conecte el juego de manómetros al sistema, pur-gue las mangueras minimizando la liberación derefrigerante al hacerlo y proceda a cargar, por el ladode baja, si es sustancia pura o si está agregando unapequeña cantidad de mezcla zeotrópica para alcan-zar las presiones de trabajo ideales, teniendo la pre-caución de extraer líquido del cilindro de refrigerantezeotrópico, pero evitando que llegue en ese estado alcompresor, utilizando para ello la válvula de baja deljuego de manómetros (tal como se describió más arri-ba). Si lo que se va a emplear es una mezclazeotrópica, y la cantidad es tal que tomaría mucho

tiempo cargar por pulsos en baja, será necesario car-gar por alta, siguiendo las recomendaciones dadaspara ello anteriormente. Existe un accesorio que per-mite asegurar que el refrigerante extraído como líqui-do del cilindro se vaporice antes de llegar al compre-sor; esta es una válvula con un orificio a través delcual el refrigerante al pasar se expande, cambia deestado y se inyecta al sistema en estado de vaporsaturado. Este accesorio se conecta en la línea desalida de líquido del cilindro.

Una vez completado el proceso de carga derefrigerante, verificar que no hayan quedado fugas enlas conexiones donde se conectaron las manguerasde medición y carga. Asimismo asegúrese que todaslas mangueras queden bien aseguradas con todas lasabrazaderas previstas por el fabricante puesto queestán allí para minimizar la vibración de estas y evi-tar que entren en contacto con elementos mecánicosdel motor que puedan dañarlas, ya sea por tempe-ratura o vibración.

Inspeccione una vez más todas las conexiones ymangueras del sistema con un detector de fugas con-fiable [electrónico o luz UV, preferiblemente omediante espuma jabonosa o lámpara de halógenossi no dispone de estos equipos]. Lo importante es ase-gurarse que el sistema NO TENGA FUGAS antes deconcluir que el trabajo está listo. Debido a la ubi-cación de ciertos componentes del sistema, esto noes tarea sencilla, pero necesaria para cumplir con laobligación de minimizar la descarga de refrigerantesa la atmósfera.

Detección de fugas

La primera medida de la hermeticidad de un sis-tema se obtiene observando su capacidad de mante-ner el vacío una vez que se ha alcanzado el valordeseado con una bomba de vacío de buena calidad[capaz de alcanzar al menos 200 µ conectada al sis-tema; cerrando las válvulas que conectan a la bombade vacío y observando la lectura del vacío en el sis-tema en un vacuómetro [la lectura que se obtieneen el manómetro compound del juego de manóme-tros no es lo suficientemente precisa ni detalladapara permitirnos apreciar la variación de vacío queproduce una fuga pequeña. Si la lectura en el va-cuómetro asciende hacia presión atmosférica, debeinterpretar esto como una fuga, buscarla y corre-girla antes de seguir adelante].

Cuando se carga aceite al compresor se presen-ta una buena oportunidad para agregar una dosisde líquido fluorescente a la luz UV, que enfuturos servicios permitirá buscar fugas medianteeste método.

Conectores para R134a en

sistemas AA automotriz.

Adaptador para carga de líquido en lado

de baja del compresor.


REFRIGERACIÓN

111

Existen una amplia variedad de fuentes de luz UV,desde lámparas diseñadas para ser empleadas en eltaller, alimentadas de fuentes externas (110Vac,12Vdc) y también pequeñas linternas de bolsillo, ali-mentadas a pilas. Debido a las condiciones de ilu-minación favorables (bajo nivel) prevalecientes en uncompartimiento de motor, el empleo de este métodoes sencillo y práctico pues, después de haber carga-do el sistema con el líquido fluorescente, solo esnecesario poner a funcionar el sistema para que cir-cule y se distribuya y luego darle algunas horas detiempo para que aparezca en los sitios donde elaceite mezclado con el líquido fluorescente haya

podido salir al exterior, donde se manifestará brillan-do ante la luz UV.

Debido a lo complejo de la ubicación de algunoscomponentes del sistema de AA automotriz, particu-larmente el evaporador, es muy probable que hayaalgunos sitios que no estarán a la vista de un examenvisual directo con luz UV; en esos casos, el métodode detección aplicable es el del detector electrónicoque nos indicará la presencia de átomos de cloro ofluor en el aire que rodea el componente, pero no elsitio exacto de la fuga. El método de la espumajabonosa o de la lámpara de halógenos también seránpoco prácticos en estos lugares de difícil acceso

Distintos tipos de fuente de luz UV.

Fuga en sistema automotriz.

Esquema de sistema de aire acondicionado automotriz.

Equipo automático para servicio y carga

refrigerante en AA automotriz [R12 y R134a].

Revise el nivel de aceite del compresor y complete con

el aceite adecuado antes de cargar el sistema.

Algunas recomendacionesbásicas:

Jamás complete carga de unsistema cargado de fábricacon R134a, con R12.

Jamás complete carga de unsistema cargado de fábricacon R12, con R134a.


112

Recuerde que el aceite polialquilglicol es suma-mente higroscópico y por lo tanto no debe dejarque ningún recipiente que lo contenga permanezcadestapado más que lo indispensable para trasegarel lubricante al compresor, el cual debe haber sidopreviamente evacuado.

Un problema característico que se presenta en lossistemas de aire acondicionado automotriz es el ele-vado porcentaje de lubricante que migra desde elcompresor al sistema (alrededor de un 50% segúnciertos estimados). Esto hace necesario que perió-dicamente sea necesario revisar y en caso necesarioreponer lubricante en el compresor. Se puede simple-mente agregar lubricante empleando un dispositivoinyector conectado en serie con la manguera pordonde se vaya a cargar refrigerante, precargado conla cantidad necesaria (estimada) o, lo que es preferi-ble, extraer el refrigerante con una máquina de recu-peración, extraer el aceite del compresor, limpiar elsistema con barrido de nitrógeno, y colocar unanueva carga de aceite siguiendo las recomendacionesdel fabricante del compresor.

Mantenimiento preventivo

El mantenimiento preventivo del sistema de aireacondicionado consiste en mantener limpio el con-densador y poner a funcionar el equipo periódica-mente para que no se resequen los "o rings" en lasconexiones roscadas del sistema. Periódicamentese debe inspeccionar que no existan signos dehumedad de aceite a lo largo de tuberías, particu-larmente en las conexiones y acoples de presióntubo-manguera. Debe comprobarse que no falteninguna de las abrazaderas o soportes que sujetanlas mangueras a fin de evitar que sufran daños. Sedebe observar el estado de la correa de transmisióny el funcionamiento regular del embrague "clutch"eléctrico, el cual debe hacer ciclar el compresorcuando la temperatura del habitáculo ha alcanzado

un valor satisfactorio determinado por la posicióndel control de temperatura.

6 Lubricación del compresor

Los compresores herméticos usualmente depen-den de cojinetes y no de rodamientos para el enlaceentre sus componentes [cuerpo del compresor -cigüeñal - biela - perno de pistón - pistón] y, lo quees fundamental, la compresión depende del ajustepistón - cilindro, muy preciso entre ambos elementospues no se emplean anillos en estos diseños, y delsello líquido que el lubricante forma sobre las super-ficies de deslizamiento de estos dos componentes.Esto hace que la lubricación sea crítica y que ledediquemos tiempo a su análisis.

El lubricante tiene la función primordial de man-tener la capa líquida de lubricante entre las superfi-cies de fricción y su viscosidad es crítica. Es por elloque se debe impedir a toda costa el retorno de refri-gerante demasiado frío al compresor (línea de suc-ción congelada o sudorosa) pues en esas condicionesse encuentra líquido en gran proporción en el gasque ingresa a la carcaza, el cual se disuelve en ellubricante, reduciendo la viscosidad de este último,perdiéndose en ese momento la capa de lubricanteentre superficies de fricción, con lo que aumenta latemperatura de los metales en contacto y se producelo que se conoce como, agarrotamiento o tranca delmecanismo.

El volumen de lubricante debe ser suficiente, nosolo para mantener la lubricación, sino para queactúe como medio de intercambio dinámico de calorentre los componentes que producen calor durantesu funcionamiento [motor eléctrico y compresor] y lacara interna de la carcaza; para ello, el aceite es suc-cionado desde el fondo de la carcaza mediante unabomba centrífuga instalada en el extremo inferior delcigüeñal, asciende por el interior de este hasta orifi-cios de distribución interna que lo llevan hasta lassuperficies de metales en fricción, mencionadas másarriba. La cantidad succionada es muy superior a lanecesaria para mantener la capa de lubricación entreestas superficies y lo que excede de dicho caudal esdirigido por la misma presión generada por la bombacentrífuga hasta un orificio de descarga ubicado en elextremo superior del cigüeñal, por donde sale enforma de chorro a presión que moja la cara internasuperior de la tapa del compresor y se esparce enforma de película, distribuida uniformemente enforma radial a partir del punto de impacto del chorrode lubricante y que una vez mojada toda la carainterna de la tapa de la carcaza desciende en formade película adherida a las paredes internas del com-presor hasta retornar al depósito en la parte inferior

Inyector de lubricante en línea.

Bomba inyectora de lubricante.


REFRIGERACIÓN

113

desde donde se cierra el circuito y vuelve a ser aspi-rado por la bomba centrífuga para mantener el ciclocerrado de lubricación - enfriamiento. Esta películadistribuida por todas las paredes internas de la car-caza ofrece una ventaja adicional sirviendo comoamortiguador de ruidos internos.

Parte del lubricante que moja las paredes de con-tacto del cilindro con el pistón en presencia del gasa alta temperatura, se evapora y mezcla con este (enlos compresores alternativos empleados en refri-geración doméstica esta proporción oscila normal-mente entre 2 y 3 %, pero si el lubricante ha sido pre-viamente mezclado con refrigerante líquido esta pro-porción puede aumentar notablemente) y pasa al cir-cuito de refrigeración que, si está correctamente di-señado, lo devuelve con el gas de retorno. Cuandoexisten condiciones adversas: aceite no compatiblecon el gas refrigerante en cuanto a miscibilidad, di-seño del circuito de refrigeración con puntos dondeel refrigerante pierde velocidad hasta el punto en quese separa del lubricante, filtro secador no compatible(que puede absorber lubricante, además dehumedad), entre otras, una cantidad de lubricantecada vez mayor se va quedando retenida en el cir-cuito hasta que la cantidad remanente en la carcazaes insuficiente para mantener las condiciones de tra-bajo del diseño original, aumenta la temperatura porfalta de lubricación y de volumen de intercambio decalor interno y el compresor puede comenzar a ciclarpor protector térmico (en el mejor de los casos) ofinalmente trancarse, o lo que es peor, quemar losbobinados por recalentamiento.

La calidad del lubricante es fundamental para lavida del compresor. No se deben emplear sino aceitesde calidad reconocida y nunca deben cambiarse lasespecificaciones del fabricante del compresor.

Los lubricantes minerales normalmente seobtienen de la mezcla de aceites nafténicos yparafínicos en fracciones variables. Los aceitesparafínicos son mejores lubricantes, pero tienen lacaracterística de poseer un punto de "floculación"[temperatura a la que la parafina deja de ser líquiday se convierte en sólido], por lo cual los lubricantesminerales para refrigeración deben poseer un con-tenido parafínico controlado (muy bajo). La tempe-ratura de floculación de la parafina se encuentra enel rango de -20 a - 50ºC y en el proceso de obten-ción del lubricante diseñado para compresores seextraen las parafinas de mayor temperatura, para evi-tar que esta se separe en el proceso de expansión delgas refrigerante en el dispositivo de expansión,depositándose en el orificio, ya sea del tubo capilaro válvula de expansión, llegando a obstruirlo total-mente.

Otras propiedades que deben ser tomadas en

cuenta para calificar un lubricante, ya sea mineral asintético, como "aceite para compresor de refri-geración" son las siguientes:

• Miscibilidad. Esta propiedad describe lacapacidad que tiene un lubricante dado paramezclarse con el gas refrigerante de tal maneraque permanezca unido a este durante todo sutrayecto a lo largo del circuito de refrigeraciónfuera del compresor, a fin de asegurar suretorno a este. Es por ello que se debierondesarrollar lubricantes especiales para trabajarcon refrigerantes HFC pues estos no se mez-clan aceptablemente ni con aceites mineralesni alquilbencenos.

• Índice de viscosidad. Debe ser alto. Estapropiedad está vinculada con el mantenimien-to de un rango de viscosidad estrecho dentrode un amplio rango de temperaturas, tal comolas que se encuentran entre la carcaza, lasválvulas y el evaporador. A la temperatura detrabajo [alta] (cuando debe trabajar comolubricante, en contacto con las partes metáli-cas móviles del compresor) debe mantener laviscosidad necesaria para mantener la capalímite de lubricación permanentemente entrelas dos superficies metálicas y cuando seencuentra en el evaporador [a temperaturabaja] no debe aumentar su viscosidad pues dehacerlo perdería miscibilidad, tendería a sepa-rarse y quedarse adherido en las paredes inter-nas del evaporador lo cual reduciría la eficien-cia de intercambio térmico del gas con elambiente del gabinete.

• Buena estabilidad química. La condición ideales que no reaccione químicamente conninguno de los materiales contenidos en elinterior del sistema de refrigeración, corres-pondientes a los componentes del sistema.Esto no incluye la indeseable y posible reac-ción con humedad o impurezas tales comoGNC y solventes de limpieza, puesto que estasdeben ser excluidas del sistema durante lalimpieza y evacuación ya que son sustanciasreactivas por su propia naturaleza.

• Buena estabilidad térmica. Sometido a las altastemperaturas a las que operan normalmente lasválvulas del compresor, como consecuencia deltrabajo de compresión que se lleva a cabo en lacámara del cilindro, no debe carbonizarse.Puesto que este es el sitio más caliente del inte-rior del compresor, es allí donde esta propiedades de máxima importancia. Idealmente, no debecarbonizar por debajo de 160ºC.

• Punto de fluidez bajo. Esto determina que ala mínima temperatura que pueda encontrarse


114

en el evaporador, el lubricante mantenga laviscosidad suficientemente baja comopara que siga fluyendo normalmente. Estapropiedad está vinculada con el índice deviscosidad.

• Viscosidad. Esta propiedad debe ser cuida-dosamente seleccionada en el momento deespecificar un lubricante para refrigeración.Debe ser suficientemente alta a la temperaturade trabajo del compresor de manera que man-tenga la capa límite entre los metales quedeslizan entre sí, sin que esto implique unconsumo de energía adicional. Mientrasmayor sea la capacidad del compresor y lasdimensiones de las partes en contacto ma-yores, las tolerancias de ajuste se tornanmayores y ello requiere lubricantes másviscosos.

Los compresores de alta eficiencia, querequieren reducir el consumo de energía,emplean lubricantes de menor viscosidad, loque obliga a especificaciones de ajuste mecáni-co más estrecho para que se mantenga la capalubricante. Mientras menos viscoso sea elaceite, consumirá menos energía bombearlo alo largo del circuito de lubricación.

6.1 Cambio del aceite

En compresores herméticos, en aplicaciones acircuito cerrado, en sistemas de refrigeración de ne-veras y congeladores domésticos, no es recomen-dable sustituir el aceite dado que es prácticamenteimposible extraer todo el aceite de la carga originalpues siempre quedará aceite entre las espiras de lasbobinas, los poros de fundición, las paredes de lacarcaza y recovecos, uniones y cámaras del compre-sor, de modo que la cantidad extraída será siempremenor que la carga especificada y los fabricantesgeneralmente no aprueban esta práctica por los ries-gos de cometer errores en el acto por la dificultad decálculo de la cantidad necesaria, compatibilidad delaceite que se haya elegido para cargar, con el aceiteoriginal, posibilidad de contaminar el sistema, y otrasvarias posibilidades.

En aplicaciones a circuito abierto (tal como la quepresentan los compresores empleados en máquinasde recuperación y máquinas de reciclaje de refrige-rantes), será necesario agregar periódicamenteaceite para reponer la cantidad que pueda habersido arrastrada por el refrigerante recuperado. Elfabricante del equipo de recuperación o reciclajeincluirá en su manual las instrucciones para esteproceso.

6.2 Humedad y ácidos - efectos sobre el lubricante

La presencia de humedad en sistemas de refri-geración es una de las principales causas de fallas defuncionamiento en sistemas de compresión de vapory es de primordial importancia entender la naturalezade la interacción entre la humedad y el aceite y elrefrigerante.

Existen dos formas en que la humedad puede pre-sentarse en un sistema: libre y disociada. Cuandoestá en forma libre, es visualmente perceptible comoagua y es muy poco frecuente encontrarla en estacondición en un sistema de refrigeración.

En forma disociada, su percepción visual esimposible a bajas concentraciones y en altas concen-traciones puede apreciarse como vapor. Su contenidoen aire se expresa como humedad relativa ambiente.Esta forma de presentación es la que normalmentecausa problemas en sistemas de refrigeración.

El volumen de humedad contenido en una gotade agua que nos parece insignificante, es suficientepara crear reacciones indeseables en un sistema derefrigeración y su eliminación no es tan simple comoparece; se requiere niveles de vacío profundo.

La primera manifestación de humedad en un sis-tema se observa como un funcionamiento intermi-tente del ciclo de refrigeración en el evaporador.Cuando los niveles de humedad son demasiado ele-vados como para que la capacidad del filtro secador(la cual se mide en gotas) la absorba totalmente, elexcedente se difunde en el refrigerante y se trasladacon este hasta el dispositivo de expansión donde alcomenzar el proceso de expansión del refrigerante, laabsorción de calor resultante reduce la temperaturapor debajo del punto de congelación del agua provo-cando que esta se disocie, cambie de estado y secongele en el interior del capilar, esto provoca unarestricción que impide el paso de refrigerante; al nohaber paso de refrigerante no hay efecto refrigerantey la temperatura del dispositivo de expansiónasciende. Al hacerlo el agua se descongela y sereestablece el flujo, solo para repetirse. En ocasiones,se puede incluso obstruir el flujo y hacer que la pre-sión de succión en el compresor alcance niveles devacío.

Aún cuando los niveles de humedad remanentesen el sistema sean insuficientes para provocar lasituación antes descrita en el sistema; o sea lahumedad restante es superior a la que puedeabsorber el filtro secador pero inferior a la quecausaría la formación de hielo en el dispositivo deexpansión, esta cantidad es suficiente para provocar


REFRIGERACIÓN

115

otro tipo de problemas: reacciones químicas, cuyosefectos no se ponen en evidencia sino hasta que cau-san síntomas de mal funcionamiento provocados porla corrosión o la formación de lodos en el aceite, quesolo se pueden comprobar mediante un análisis delaceite o la observación de los componentes internosdel compresor, una vez abierto este.

Corrosión.• Refrigerante clorado + agua = ácido clorhídrico• Refrigerante fluorado + agua = ácido fluorhídrico• Refrigerante clorado ó fluorado + agua + calor =

más ácido

Las expresiones muestran lo que sucede con lapresencia de humedad en el sistema, particularmenteen la carcaza del compresor, donde la temperatura eselevada por efecto del trabajo de compresión. Si elagua sola tiene un efecto corrosivo sobre los metales,los ácidos producidos mediante la reacción químicade la humedad con los diversos refrigerantes tienenun efecto corrosivo superior. El acero y el hierro sonlos primeros que se corroen y luego le siguen elcobre, bronce y otros metales.

6.3 Tipos de lubricantes

• Lubricantes minerales

Los lubricantes minerales empleados en los orí-genes de la refrigeración por compresión mecánicaeran medianamente tolerantes a la presencia dehumedad, en comparación con la tolerabilidad de losactuales refrigerantes sintéticos, y muy en particularlos poliolésteres que es necesario emplear en sis-temas que requieren HFC para su operación.

Los lubricantes minerales, obtenidos por desti-lación de petróleo, deben ser especialmente selec-cionados para tolerar diversas condiciones de traba-jo: debe ser un excelente lubricante a altas tempera-turas; permanecer inalterable en un rango de tempe-raturas extendido [desde la temperatura en la válvulade descarga del compresor que puede alcanzarvalores puntuales elevados, hasta la temperatura deevaporación del gas con que se lo emplea]; capaci-dad de mezclarse adecuadamente con el refrigerante(miscibilidad) de manera que la proporción de aceiteque inevitablemente es transportado por el refrige-rante a lo largo del sistema de refrigeración per-manezca unido a este y retorne al compresor; índicede viscosidad alto, de manera que al bajar su tempe-ratura en el evaporador no aumente su viscosidad ytienda a depositarse allí, separándose del refrigerante

que vuelve al compresor; punto de floculación bajo[definido este como la temperatura a la cual el com-ponente parafínico de un aceite mineral se solidifica,depositándose como sedimento, lo cual invariable-mente se produce en el dispositivo de expansión,creándose como consecuencia una restricción alflujo de refrigerante que puede llegar a convertirse enobstrucción permanente]; higroscopicidad, definidacomo la capacidad de retener humedad mediante lainteracción de fuerzas de atracción molecular de unasustancia con el agua; como las principalespropiedades a buscar en un aceite lubricante derefrigeración.

• Lubricantes sintéticos tipo alquilbenceno

Los lubricantes sintéticos tipo alquilbenceno,debido a sus virtudes sobresalientes en propiedadeslubricantes y sobre todo a su alta estabilidad químicay térmica y ausencia de parafinas, han venido susti-tuyendo a los aceites minerales en sistemas operandocon CFC y HCFC. El hecho que sean altamentegiroscópicos es considerado por los fabricantes decompresores como una variable manejable mediantela implementación de medidas de control dehumedad durante la producción y carga del lubri-cante y en cuanto a la creación de las condicionesaceptables en un sistema, alcanzando niveles dedeshidratación máximos que se logran mediante elempleo de filtros secadores de suficiente capacidad yun efectivo proceso de deshidratado del sistemamediante vacío profundo.

• Lubricantes sintéticos tipo poliolésteres

Los lubricantes sintéticos denominados poliol-ésteres, son muchísimo más higroscópicos que losaceites minerales, y aún comparados con los sintéti-cos tipo alquilbenceno, con niveles de saturación dehumedad del orden de 1000 ppm, en comparacióncon 100 ppm para los aceites minerales y 200 ppmpara los alquilbencenos. Por lo tanto, las precau-ciones necesarias durante su carga, así como losniveles de humedad requeridos son igualmenteestrictos, y deben emplearse métodos cuidadosa-mente controlados durante su empleo. Por ejemplo:al abrirse un recipiente sellado que contenga lubri-cante tipo polioléster, debe utilizarse de inmediatotodo su contenido vaciándolo en el interior delsistema sin pérdida de tiempo y proceder a laevacuación del sistema de inmediato pues el solocontacto del lubricante con el aire atmosférico haceque sus niveles de contenido de humedad aumentenpor encima de los valores tolerables para el sistema


116

de refrigeración. Si hablamos de pequeños recipi-entes, de quedar algún remanente en el recipienteoriginal, este solamente debe ser abierto en el precisomomento de cargar el sistema, y debe ser selladoinmediatamente después, tratando de que el con-tenido de la botella quede expuesta al aire el menortiempo posible. De no tomarse esta precaución, esposible que sea necesario desechar el resto del pro-ducto porque habrá absorbido una cantidad dehumedad que luego será prácticamente imposible deextraer.

En caso de tratarse de contenedores tipo tambor[pipote], del cual se extraiga lubricante mediante unabomba mecánica atornillada a una de las bocas deacceso al recipiente, es necesario conectar un dispo-sitivo de control de entrada de aire, roscado en laotra boca de acceso al tambor, dotado de un reci-piente relleno de material secante, tal como silicagel,idealmente con indicativo de saturación de humedadpor cambio de color, a través del cual deba pasar elaire que el pipote aspira a medida que se bombeaaceite de este. De no hacerse así, el lubricante queaún queda en el pipote se saturará de humedad conlas mismas consecuencias descritas para los reci-pientes pequeños.

• Lubricantes sintéticos tipo alquilglicoles

Estos fueron los primero lubricantes desarrolladospara ser empleados con el refrigerante R134a y en laactualidad solo son empleados en aire acondiciona-do automotriz. Si bien sus propiedades lubricantesson mejores que las de los poliolésteres, son muchomás higroscópicos, con niveles de saturación dehumedad del orden de 10.000 ppm. Ello exigeextremo cuidado cuando se presta servicio a sistemasde aire acondicionado automotriz, para evitar lasconsecuencias que estos niveles de humedad provo-carán en el sistema, de no efectuarse un vacío ade-cuado. Los lodos que se forman como consecuenciade esto obstruyen los filtros secadores y dispositivosde expansión y producen daños a los compresorespor fallas de lubricación.

6.4 Reacciones de los lubricantes con la humedad

La humedad, previamente mezclada con refrige-rante, produce inevitablemente ácido. Las mezclasde estos ácidos con el lubricante producen una emul-sión formada por una mezcla íntima de glóbulossumamente finos de ambas sustancias que recibe elnombre de "lodo".

El ataque de este lodo sobre las superficies metáli-cas produce corrosión que carcome el metalgenerando óxidos de este, que se van añadiendocomo partículas sólidas a la emulsión aumentando laviscosidad de esta. El desenlace es la formación desedimentos que se manifiestan en el fondo del com-presor y circulan por el sistema de lubricación multi-plicando su efecto deteriorante. El sedimento que seaarrastrado por el flujo de refrigerante también sedepositará en forma de líquidos fangosos, polvosfinos, sólidos granulosos o sólidos pegajosos, provo-cando variedad de malfuncionamientos, entre ellas,taponamiento de filtros de malla finos, válvulas deexpansión y tubos capilares. Debido a su naturalezaácida, corroen toda superficie sobre la que se deposi-tan y son residuos peligrosos que deben manejarse conextremo cuidado por los técnicos cuando intervienenun sistema que ha alcanzado tal grado de deterioro.

• Empleo de anticongelantes

La práctica del empleo de anticongelantes -alcohol, "floss", o cualquier producto comercial queactúe en el sistema mezclándose con el agua parareducir su punto de congelamiento debe eliminarsepor completo.

Estos aditivos son productos químicos quecontribuyen y aceleran la formación de ácidos máscomplejos, agravando aún más el deterioro ace-lerado de un sistema de refrigeración.

Crean la ilusión de que no hay agua pues impi-den que esta se congele en el dispositivo de expan-sión y por supuesto permiten que el exceso de estapermanezca en el sistema ya que, por supuesto, esimposible de retener en el filtro secador que, comodijimos, solo está diseñado para absorber una canti-dad razonable de esta que pudiera quedar como con-secuencia de un vacío no lo suficientemente profun-do o prolongado necesario para erradicar toda lahumedad necesaria.

6.5 Eliminación de la humedad y otros contaminantes volátiles [GNC] de un sistema de refrigeración

La única manera de controlar la humedad eseliminándola del sistema. Para ello se debe utilizarvacío que solo puede alcanzarse con bombas de dosetapas, capaces de alcanzar niveles de al menos 200micrones cuando son conectadas a un sistema. Estasbombas de vacío generalmente deben poder alcanzar


REFRIGERACIÓN

117

lecturas de 50 micrones cuando se mide el vacíodirectamente en la conexión de entrada a la bomba;si ello no es posible, entonces será necesario darlemantenimiento, lo cual incluye: a) desgasificar elaceite de la bomba empleando la válvula de balasto(o purga) que se encuentra en toda bomba de buenacalidad, cuya función es extraer humedad que se hacondensado en el aceite de la bomba de vacíodurante su uso; b) si después del desgasificado aúnno se obtiene una lectura satisfactoria, se debe cambiarel aceite; d) después del cambio de aceite aún no selogra el resultado esperado, entonces habrá que hacer unmantenimiento mecánico de la bomba, sustituyendo loscomponentes que se desgastan con el uso.

Se puede observar que las lecturas posibles en unmanómetro - vacuómetro o manómetro de baja, [lla-mado también manómetro "compound" por su doblefunción de medición de presiones positivas y nivelesde vacío referidos a la presión atmosférica en unamisma carátula] no son suficientemente precisas paraconocer a ciencia cierta los valores de vacío que real-mente se están alcanzando cuando se está utilizandouna bomba de vacío. Como esto es de fundamentalimportancia cuando se hace servicio a sistemasque emplean gases y lubricantes más higroscópi-

cos, se recomienda agregar al juego de herramien-tas del técnico un vacuómetro que permita leervalores en escala de micrones, por ser esto muchomás preciso.

Debido a la necesidad de asegurarnos que se estéextrayendo toda la humedad posible del sistema, sino tuviésemos este instrumento, el único caminoalternativo posible es extender el tiempo de extrac-ción de vacío, como ultimísimo recurso, y aplicar calora las diversas partes del sistema en forma segura(soplador de aire caliente, elemento calefactor eléctri-co, u otro elemento recomendado por el fabricante delequipo, evitando emplear un soplete para esta fun-ción por los riesgos que presenta este método).

Como puede apreciarse en la segunda escala dela gráfica, se comparan lecturas en Torr, con lasescalas que se encuentran: a) en un manómetro debaja presión (en el extremo derecho de la escala) yb) con la escala que es posible apreciar en un va-cuómetro (extremo izquierdo de la escala), los va-lores de vacío necesarios para desalojar lahumedad atrapada en el lubricante y los compo-nentes internos del compresor, no son apreciablesen la escala de los manómetros comunes emplea-dos en refrigeración.

Escalas comparativas - rango de un vacuómetro vs rango de un

manómetro "compound".

1 mBar =

1 Bar =

1 Torr =[mm Hg]1 Pa=[Nm-2]1 Atm =

1 lb in-2 =

1 kg cm-2 =

1 pulg Hg =

1 pulg H2O=

1 mm H2O

mBar

1

103

1,333

0,01

1,013x103

68,95

9,807x102

33,86

2,491

9,80x10-2

Bar

1x10-3

1

1,333x10-3

1 x 10-5

1,013

6,895x10-2

0,981

3,386x10-2

2,491x10-3

9,80x10-3

Torr [mm Hg]

0,75

7,5x102

1

7,5 x 10-3

7,6x102

51,71

7,356x102

25,4

1,868

7,354x10-2

Pa (Nm-2)

102

1x105

1,333x102

1

1,013x105

6,895x103

9,807x104

3,386x103

2,491x102

9,807

Atm

9,869x10-4

0,9869

1,316x10-1

9,869 x 10-6

1

6,805x10-2

0,968

3,342x10-2

2,458x10-3

9,677x10-5

Lb in-2

1,45x10-2

14,5

1,934x10-2

1,45 x 10-4

14,7

1

14,22

0,491

3,613x10-2

1,42x10-3

kg cm-2

1,02x10-3

1,02

1,36x10-3

1,02 x 10-5

1,033

7,03x10-2

1

3,453x10-2

2,54x10-3

10-4

pulg. Hg

2,95x10-2

29,53

3,937x10-2

2,953 x 10-4

29,92

2,036

28,96

1

7,356x10-2

2,896x10-3

2pulg. H20

0,402

4,01x102

0,535

4,01x10-3

4,068x102

27,68

3,937x102

13,6

1

3,394x10-2

mm H2O

10,197

1,02x104

13,59

0,102

1,033x104

7,03x102

104

3,45x102

25,4

1

Presión atmosférica = 14,696 psia = 760 mm Hg[Torr] = 1,013 Bar = 101,3 kpa abs

Tabla de Conversiones Vacío - Presión.

A temperatura ambiente del orden de 30ºC, lahumedad que pueda haber en forma de vapor libredentro del circuito comienza a evaporar cuando sealcanzan niveles de vacío de 29" de Hg, pero para di-sociar el agua contenida en el lubricante, retenida enlos materiales aislantes, en las cavidades y poros delos metales y en todo el volumen internos del sis-tema, la cual se encuentra molecularmente asociada,y retenida por fuerzas de atracción muy altas, serequiere alcanzar niveles de vacío muy superiores,tal que extraigan todo lo que sea posible, puesto queaún falta incorporar al sistema el gas refrigerante, elcual también posee una cantidad de humedad atra-pada en él y que, en un sistema debidamentedeshidratado, debiera constituir la mayor proporciónde humedad contenida.


118

VACÍO INDICADO EN EL MANÓMETRO DE BAJAPRESIÓN DE VAPOR ABSOLUTATEMPERATURA DE EBULLICIÓN DEL AGUA

ºC ºF Micrones[µ]

mm Hg[Torr]

Libras/pulg.2[psia]

Pulgadas de Hg Pulgadas de Hg

760.000635.000525.526355.092233.680149.352

92.45655.118[1]35.56025.40022.86020.32017.78015.24012.70010.160

7.6204.5722.5401.270254 [2]127

25.412.72.54

760635526355234149

92553625232018151310

7,64,52,51,30,250,130,030,010,003

14,69612,27910,162

6,8664,5192,8881,7881,0660,6140,4910,4420,3930,3440,2950,2460,1960,1470,0880,0490,02450,00490,002450,000490,000240,000049

29,9225,0020,6913,98

9,205,883,642,171,251,000,900,800,700,600,500,400,300,180,100,050,010,0050,0010,00050,0001

0,005,009,81

16,0220,8024,1226,3627,8328,7529,0029,1029,2029,3029,4029,5029,6029,7029,8229,9029,9529,9929,99529,99729,99829,999

100969080706055403027242221181512

70

- 6-14-30-37-51-57-68

212205194176158140122104

8680767269645953453221

6- 24- 35- 60- 70- 90

Procedimientos de evacuación a vacío profundo y triple evacuación

Se puede lograr una buena deshidratación en unsistema de refrigeración efectuando tres ciclosde evacuación sucesivos, tal como se describe acontinuación:

Aplique vacío simultáneamente a los lados dealta y baja presión del sistema de refrigeraciónempleando un juego de manómetros, mangueras delmayor diámetro posible, y una bomba de vacío enbuenas condiciones y con el aceite en buen estadohasta que el manómetro de baja del juego demanómetros indique una lectura que esté por debajode 29,7 pulgadas de mercurio (fondo de escala) [estoequivale a un rango entre 5 y 10 Torr]. [Ver escalascomparativas de Vacío en gráfica mostrada másarriba]. Mantenga succionando la bomba un tiempoprudencial (que dependerá de las dimensionesinternas del sistema y de la capacidad de la bomba)

y luego cierre la conexión del juego de manómetrosa la manguera conectada a la bomba de vacío y abrala válvula de una manguera conectada desde el juegode manómetros (por ejemplo a través de una cone-xión "T" o "Y" ubicada entre el punto de conexióncentral del juego de manómetros y la mangueraconectada a la bomba de vacío), al regulador de pre-sión de un cilindro de nitrógeno seco, graduado a unvalor del orden de 1 a 3 psig. Inyecte nitrógeno lenta-mente al sistema, haciendo que el nivel de vacíoascienda, hasta alcanzar una lectura de cero en elmanómetro de baja; cierre la entrada de nitrógeno,deje reposar el sistema unos pocos minutos en estascondiciones y luego repita el procedimiento de suc-cionar vacío e inyectar nitrógeno seco por segundavez. Finalmente aplique nuevamente vacío, esta vezhasta alcanzar valores que estén entre 1000 micronesy vacío absoluto [por debajo de 1 Torr]. [Nótese que29 pulgadas de mercurio equivalen aproximada-mente a 25 Torr].

[1] Nivel de vacío que puede obtenerse empleando un compresor hermético.

[2] Nivel de vacío que debe alcanzarse para extraer el agua atrapada en el aceite y los materiales aislantes deun compresor hermético.

En negrita: lecturas en el vacuómetro y manómetro de baja que corresponden a los valores de vacío necesa-rios para que el agua comience a evaporarse, si la temperatura ambiente fuese la indicada. Es necesarioobtener vacíos muy superiores (idealmente llegar al punto [2]) para extraer el agua atrapada, que es la queprovoca problemas a nivel de reacciones químicas.


REFRIGERACIÓN

119

Una vez alcanzado el mejor nivel de vacío que subomba le permita, cierre la conexión del juego demanómetros a la bomba de vacío. En estas condi-ciones verifique a través de un vacuómetro, previa-mente conectado al sistema, que no se produzca lamenor variación [ascendente] del nivel de vacíoalcanzado, lo que de producirse estaría indicando lapresencia de una fuga o mala conexión.

Este procedimiento de la triple evacuación extraeeficientemente humedad del sistema aprovechandola higroscopicidad del nitrógeno seco, [contenido dehumedad en su forma comercial del orden de 5 ppm]el cual, al ingresar al sistema, se pone en contactocon las moléculas de vapor de agua que el ciclo devacío precedente ha evaporado, extrayéndola delaceite, materiales aislantes y gases no condensablescontenidos en el sistema, humedeciéndose elnitrógeno hasta su saturación (que depende de la tempe-ratura), con este vapor de agua, que luego acompañaráal nitrógeno, que es muy higroscópico, durante suextracción en el siguiente ciclo de evacuación.

Es de hacer notar que a través de la observaciónde la lectura de un vacuómetro conectado al sistema,puede detectarse la presencia de sustancias, tal comoel agua, cuyo punto de evaporación se alcancedurante el proceso de evacuación. Si en el sistema nohay fugas, la lectura de vacío desciende continua-mente; cuando alcanza el nivel de vacío que corres-ponde a la temperatura de ebullición de una determi-nada sustancia, el descenso de la lectura de vacío sedetiene, indicando que se está evaporando esa sus-tancia y mientras esto esté sucediendo tanto la tem-peratura como el nivel de vacío no variarán pues elcalor latente de vaporización de esa sustancia con-sume la energía disponible. Al evaporarse toda lasustancia se reanudará el descenso del vacío hastael valor que determine, o la calidad de la bomba ensí o la presión de vapor del aceite de vacío emplea-do en ella.

Si la extracción de vacío se mantiene durante untiempo exageradamente largo, con una bomba debuena calidad, se corre el riesgo de comenzar avolatilizar algunos aditivos del lubricante cuyo puntode ebullición esté dentro del rango alcanzado por labomba, o incluso algunas fracciones de mayor puntode ebullición de aceites minerales, desvirtuandoalgunas propiedades del lubricante, tal como lainhibición de formación de espumas por batido oingreso de refrigerante líquido al compresor e inclu-so algún aditivo de mejoramiento de las propiedadeslubricantes.

Debe utilizarse mangueras diseñadas para traba-jar en vacío pues de no hacerlo así, las paredes de lamanguera colapsarán cerrando el flujo de moléculasque se trasladan en el proceso de vacío.

No se debe pensar que una vez alcanzado unnivel de vacío bueno, se ha logrado el objetivo deextraer toda la humedad y gases no condensables delsistema. La extracción de toda la humedad y GNCrequiere tiempo pues, aunque imperceptible, duranteese tiempo hay una migración de moléculas desde elsistema hacia la bomba de vacío. Cuando se alcanza elvacío esperado, lo que se logra es cambiar el estado deestas sustancias que deseamos extraer, pero hay quedarles tiempo para el largo viaje que deben hacer lasmoléculas en fase vapor, a través del sistema, cone-xiones y mangueras hasta llegar a la bomba de vacío.Por supuesto, esto requiere experiencia pues de prolon-garse este tiempo excesivamente comenzaremos, comoya dijimos más arriba, a extraer productos que nodebemos pues forman parte del lubricante.

Importancia de la deshidratación de un sistema antes de cargarlo con refrigerante

La presencia de humedad es uno de los mayoresproblemas que se pueden presentar en un sistemade refrigeración. Puede introducirse al sistema através de los tubos que hayan quedado destapadosdurante demasiado tiempo durante el proceso deinstalación y seguramente habrá sido absorbida porlos materiales aislantes del motor eléctrico o por elaceite refrigerante, antes, durante, o después de sucarga si no se han tenido las debidas precauciones.

Los aceites sintéticos son notablemente máshigroscópicos que los aceites minerales y por lotanto se debe actuar con mucha cautela para garanti-zar que esta humedad sea extraída antes de cargar elrefrigerante.

7 Herramientas y equiposde servicio

Cualquiera que sea el tipo de equipo de refri-geración que requiera servicio, las herramientas einstrumentos son los mismos. Los procedimientos sonlos que variarán, en función de la simplicidad o com-plejidad del equipo. Los procedimientos de recu-peración y reciclaje, que han sido parte integral delmantenimiento de grandes equipos por razoneseconómicas, ahora se incorporan como unaobligación para cualquier equipo que emplea SAO,por razones ecológicas y legales, e implican la impe-riosa necesidad de incorporar al equipamiento de lostécnicos equipo de recuperación y cilindros paragases recuperados.

La seguridad en estas actividades debe ser consi-derada como una actividad prioritaria, tanto en el


120

orden personal como en lo concerniente al equipo yal entorno, por lo cual siempre deben adoptarsemedidas preventivas en todos estos órdenes, siguien-do las recomendaciones de las Hojas de especifica-ciones de seguridad de materiales “Material SafetyData Sheets” MSDS de los materiales y sustanciasempleados en el proceso:

Elementos de protección personal: según sea elcaso, deberá hacerse uso de lentes o antiparras deseguridad, guantes de material apropiado, ropa oprotecciones contra salpicaduras de sustancias peli-grosas, casco (en caso de trabajos en equipos indus-triales), máscaras de respiración asistida (en caso detrabajos efectuados en ambientes cerrados con sus-tancias cuyo MSDS así lo indique) y cualquier otraprotección que se considere recomendable paraminimizar los riesgos para el operario, sus ayudantesy otras personas en el entorno.

Elementos de prevención de ocurrencia deeventos que pongan en peligro al técnico, tal comobloqueo mecánico de interruptores principales (siexiste la posibilidad) y señalizaciones visuales queinstruyan a terceros sobre acciones que no deben lle-varse a cabo mientras se está efectuando servicio aun equipo.

Empleo de instrumentos de medición y herra-mientas que garanticen la seguridad tanto para el téc-nico como para el equipo.

Herramientas de servicio

Instrumentos de medición

El servicio técnico de un equipo de refrigeracióndebe iniciarse por un diagnóstico correcto, el cualdepende del uso de instrumentos que permitan medirlas condiciones de trabajo encontradas, y a partir delas lecturas obtenidas, aplicando los conocimientosteóricos sobre las propiedades del refrigerante,especificaciones de los componentes y las condi-ciones de trabajo óptimas para ese equipo, tomar lasmedidas correctivas, empleando las herramientasapropiadas.

Los principales instrumentos de medición son:

Juego de manómetros: este instrumento consisteen un par de manómetros, normalmente del tipo"Bourdon" - aunque ya existen versiones digitalesprogramadas que, además de proveernos lecturasde presión, nos indican las temperaturas correspon-dientes para distintos gases y guardan en memo-ria lecturas para posteriores comparaciones.Adicionalmente se pueden seleccionar las unidadesde medida en que se desea hacer la lectura.

El juego de manómetros tradicional cuenta condos instrumentos, dos válvulas y tres conexiones; lasdos válvulas abren o cierran permitiendo que las tresconexiones se intercomuniquen entre si. Los dosinstrumentos, uno, combinado o "compound" dondese puede leer desde vacío absoluto (con baja pre-cisión) hasta valores relativamente bajos de presión,suficientes para las presiones que se encuentran en ellado de baja del sistema y el otro instrumento cuyaescala cubre el rango de presiones que se encuentranen el lado de alta del sistema. Las escalas de pre-siones son complementadas con escalas correspon-dientes de temperatura para una determinada familiade refrigerantes. Se debe tener la precaución deemplear el juego de manómetros de acuerdo al gasdel sistema, previniendo el riesgo de que la presióndel sistema para algunos gases sea más alta de lo queindica el tope de escala del instrumento y que dañarel mecanismo, o perforar el tubo de "Bourdon" con laconsiguiente fuga de gas. (El refrigerante R410, par-ticularmente, produce presiones altas en los sistemasy requiere el uso de manómetros especiales).

Existen otros juegos de manómetros: de cuatroválvulas; de cuatro conexiones, etc., pero su uso no

está muy difundido en nuestro mercado. Estos instru-mentos simplifican las maniobras de recuperación,evacuación y carga de un sistema.

Manómetros.

Manómetro de 4 válvulas.


REFRIGERACIÓN

121

Pinza amperométrica y multímetro: ambosinstrumentos de medición de parámetros eléctricos.Necesarios para medir tensiones entre diversos pun-tos de un circuito, valores de resistencia óhmica y lacorriente que circula en un conductor. Existen ver-siones analógicas y digitales y es importantefamiliarizarse con sus características de precisión,repetitividad, tolerancia, etc., particularmente si vana ser empleados en mediciones de circuitos de con-trol con componentes de estado sólido, puesto queun instrumento que puede ser considerado aceptablepara mediciones en controles electromecánicosdonde las tensiones de control son más altas, puedeno ser preciso en circuitos digitales.

TermómetrosLa refrigeración es una técnica cuyos valores fun-

damentales son temperaturas. No debemos evaluarresultados en refrigeración basándonos en sensa-ciones táctiles o visuales. El instrumento necesario esel termómetro y debe ser considerado imprescindiblepara cualquier servicio. Existen termómetros analógi-cos y digitales y de diversos rangos de temperatura.En refrigeración se emplean termómetros con rangosdesde temperaturas de congelación hasta tempera-turas de condensación y más, necesarios para medirtemperaturas de descarga.

Termómetros.

VacuómetroLa necesidad de alcanzar vacíos altos (en el orden

de los 200µ o más) implica tener la posibilidad demedir estos valores, que no son apreciables en laescala de un manómetro "compound" de "Bourdon".Para ello es necesario emplear un vacuómetro, ya seaanalógico o digital. Los vacuómetros digitales son lospreferidos pues, a diferencia de los analógicos, basa-dos en mecanismos; no son afectados por presionespositivas; por lo cual son ideales para su empleo encircuitos de refrigeración.

Balanza de precisiónAl efectuar procesos de recuperación y carga de

refrigerantes, se hace imprescindible el empleo debalanzas que permitan apreciar la mínima toleranciaadmisible en una carga a un equipo determinado;por supuesto esto variará enormemente entre unanevera doméstica y un chiller industrial y la balanzadebe ser la adecuada para cada caso. Además, labalanza debe ser capaz de soportar el peso bruto delcilindro contenedor de refrigerante, antes de comen-zar a utilizarlo. Existen balanzas de accionamientomecánico o electrónico, siendo estas últimas laspreferidas por su confiabilidad, repetitividad y pre-cisión. Versiones especialmente diseñadas permitenprogramar anticipadamente la carga deseada y otrasdisponen de un interruptor de seguridad que detieneequipo de recuperación ante una señal provenientede un cilindro de recuperación indicando que esteestá lleno hasta su límite de seguridad (80% deltotal). Esta característica es altamente recomendabledesde el punto de vista de seguridad del técnico, dela ecología y del equipo.

Pinza amperométrica y multímetro.

Vacuómetros.

Balanza electrónica.


122

Detector electrónico de fugasEste instrumento permite localizar en el aire

ambiental la presencia de moléculas de cloro, o fluoro hidrocarburos o amoníaco u otros gases; no sonuniversales y es necesario utilizar uno especifico paracada tipo de refrigerante. Son instrumentos muy sen-sibles, capaces de detectar concentraciones en elorden de decenas de ppm con tolerancias del ordende ± 5 ppm. Por lo mismo, es necesario emplearlosen ambientes donde no existan otras fuentes de con-taminación, aparte de la fuente de fuga, para evitarfalsas advertencias.

En servicios a equipos industriales es necesarioemplear otros instrumentos para medir condicionesde trabajo particulares, tales como: termocuplas,manómetros para medición de presión de lubri-cación, sensores de vibraciones en rodamientos, etc.

Analizador de gases refrigerantesEl analizador de gases refrigerantes es una unidad

portátil, en principio un cromatógrafo gaseoso simpli-ficado, diseñado para reaccionar solo a la presenciade determinadas sustancias. Permite discriminarentre diversos tipos de gases y establece el resto cuyaformulación no está incluida en el programa, como% de contaminantes.

Herramientas manualesLuego que se ha efectuado el diagnóstico de un

sistema, se han registrado los valores de las condi-ciones de trabajo encontradas, si se ha detectadoalguna situación que amerite corrección, surge la

necesidad de prestar el servicio pertinente, lo cualrequiere el uso de herramientas de buena calidad y enbuenas condiciones. Entre ellas podemos mencionar:

• Calibrador de capilares.

• Alicates:

o de electricista.

o tipo "Pico de loro".

o de corte.

o de presión.

o cortador de capilares.

o de presión con perforador detubería de cobre [llamado "depinchar"].

o de presión con mor-dazas conformadas paraobturar por compresióntubería de cobre.

o Llaves de servicio con mecanismo de trinquete"ratchet".

o Dados cuadrados medidas varias.

o Dados hexagonales, medidas varias.

• Llave de boca ajustable.

• Juego de llaves combinadas [boca - hexagonalo dodecagonal]

o En milímetros.

o En pulgadas.

• Juego de llaves "allen".

o En milímetros.

o En pulgadas.

• Juego de destornilladores:

o Punta plana.

o Punta "Phillips".

• Espejo de inspección.

Detector electrónico de fugas.

Analizador de gases refrigerantes de maleta.


REFRIGERACIÓN

123

• Lámpara de luz ultravioleta [UV] para detec-ción de fugas.

• Inyector dosificador de lubricante o líquidofluorescente.

o Jeringa desechable

o Reusable calibrado.

• Llave torquimétrica para determinar torque deapriete de uniones roscadas críticas.

• Peines para limpieza y enderezado de aletas deevaporadores y condensadores.

• Cortadores de tubos de cobre:

o Mini - Para tubos desde 1/8" hasta 7/8".

o Normal - Para tubos desde 1/4" hasta 1 5/8".

• Desrebabador de bordes en tubos de cobre.

• Doblador de tubos de cobre:

o A palanca.

o Tipo resorte.

• Abocardador [confor-mador de extremos detubería de cobre [1/8" a3/4"] para conexión tipo"flare - 45º".]

• Expansor de tubería de cobre.

• Martillo de 6 ~ 10 onzas.

• Varillas de soldadura deplata al 5%.

• Fundente en pasta.

• Líquido fluorescente [apro-bado] como aditivo paradetección de fugas.

• Aceite para bomba de vacío.

• Aceite para sistemas de refrigeración.

o Mineral.

o Alquilbenceno.

o POE [Polioléster].

o PAG [Polialquilglicol].

EEqquuiippoo eessppeecciiaalliizzaaddoo

Además de las herramientas mencionadas, que seemplearán de acuerdo a la magnitud del servicionecesario y el tipo de equipo, es necesario contarcon equipo especializado para diversos procesos, asaber:

Bomba de vacío.La bomba de vacío debe tener las siguientes

características:

• Poseer un sistema rotativo de paletas con dosetapas en cascada.

• Debe alcanzar un vacío de al menos 15 µ.(cuando se mide con el vacuómetro conectadodirectamente al conector de succión de labomba - ¡no mediante una manguera!).

• Capacidad volumétrica acorde con las dimen-siones del equipo a evacuar (para evacuarequipos domésticos es suficiente comenzarcon 2 cfm [pies cúbicos por minuto] ̃ 57 lt/min).

Ciclo de bomba de vacío de dos etapas.

SucciónDescargaprimera etapa

Succiónsegunda etapa

Etapa de descarga

Descargasegunda etapa

Paletas

Rotor

Eje

Paletas

Rotor

Eje

Etapa de succión


124

• Capacidad de aceite suficiente para diluir loscontaminantes gaseosos extraídos del sistemasin pérdida de eficiencia.

• Válvula de purga "balast", para extraer losgases diluidos en el aceite de la bomba prove-nientes de la extracción de los sistemas en quese ha conectado.

• Motor de alto par de arranque [HST - HighStarting Torque] para arranque en cualquiercondición de carga.

• Mecanismo antirreversa; para impedir que sedevuelva el rotor si se detiene el motor.

• Construcción robusta para soportar trabajo pesado.

• Liviana.

Bombas de vacío.

Debe reemplazarse el aceite cuando, después depurgarlo con balasto abierto, no alcance el nivel devacío deseado (medido directamente en el conectorde succión de la bomba).

Equipo de recuperación de refrigerante

El equipo de recuperación de refrigerante se haconvertido en una herramienta imprescindible detodo taller que preste servicio a equipos de refri-geración y aire acondicionado pues a partir de lapublicación del Decreto 3.228 es obligatorio recu-perar todo refrigerante que afecte la capa de ozono.Consisten básicamente en una unidad condensadora,equipada con un compresor, hermético o libre deaceite, ventilador/es de gran caudal y filtros para atra-par impurezas a la entrada de la unidad. Por razonesde seguridad es conveniente que disponga de un cir-cuito que interrumpa el funcionamiento del equipocuando el sensor de llenado del cilindro de recu-peración indica que ha alcanzado el límite máximode llenado seguro.

Cilindros de recuperación de refrigerantes

Los cilindros de recuperación de refrigerantedeberán ser del tipo reutilizable, y preferiblementedeberán contar con sensor de límite de llenado paraevitar que se sobrepase el límite de seguridad inad-vertidamente. Deberán ser claramente identificadosmediante etiquetas con toda la información necesariapara su posterior reconocimiento.

Equipos de recuperación de

refrigerantes. Bombonas para recuperación de refrigerantes.

Válvulade tomadoble

Cilindro recargable

Capacidad expresada envolumen de agua en el collar

Nivel seguro derellenado 0.75 kg/litro de volumen del tanque (capacidad para agua)

Balanza calibrada


REFRIGERACIÓN

125

Equipo para soldar

De acuerdo al tipo de trabajo a efectuar, se puede emplearuna bombona de gas butano o un equipo oxiacetilénico.

Cilindro de nitrógeno

El cilindro de nitrógeno es un elemento que debe pasar aformar parte del equipamiento básico de cada taller de refri-geración, debido a su gran utilidad para efectuar limpieza inter-na de equipos, impedir la acción oxidante del trabajo de sol-dadura en las tuberías soplándolo a bajo presión y caudal por

Cilindros de nitrógeno Ejemplo de fijación.

el interior del tubo que se está soldando y deshidratado de equipos. Su manejo requiere precauciones parti-culares debido principalmente a que el contenido se encuentra a muy alta presión [2000 psig]. Se debe utilizarsolo a través de un regulador de presión diseñado para operar con este gas (existen reguladores para oxígeno,anhídrido carbónico y otros gases, pero no son compatibles). Durante su permanencia en el taller y su trans-porte debe estar firmemente asegurado para prevenir que una caída pueda dañar la válvula desprendiéndola,lo que causaría que el cilindro salga propulsado por la presión del gas a alta presión en su interior. Los cilin-dros de nitrógeno se identifican con el color verde oscuro.

Nitrógeno empleado dentro de tubería para evitar oxidación durante soldadura.

Equipos de soldar.

127

1 Instalación de sistemas

El fabricante ha diseñado y construido el equiposiguiendo, en general, los principios fundamentalesde ingeniería y, en particular, de refrigeración; encuanto al dimensionamiento del circuito, selección yempleo de componentes apropiados y de calidad; yadicionalmente, se hayan incorporando al cálculo losfactores de seguridad que requieran las aplicacionesy situaciones en que se utilizará el equipo. Losequipos son inicialmente diseñados para un determi-nado fluido refrigerante cuyos parámetros tales comotemperaturas y presiones críticas determinan cuálescomponentes han sido incorporados al sistema.

El técnico de servicio debe atender las especifi-caciones de diseño para la toma de decisiones ytener cuidado al introducir cambios, ya sea en elfluido refrigerante o en los componentes mecánicosque conforman el sistema, de no violar los límitesdel diseño.

En el caso de equipos de instalación simple, esresponsabilidad del propietario, estar pendiente eninstalar la unidad correctamente, acompañado de sucorrespondiente manual de instalación y certificadode garantía.

Si se trata de una instalación de refrigeracióncompleja (aire acondicionado central, equipo derefrigeración comercial o industrial), cuya compleji-dad de instalación requiere la intervención de un téc-nico, es responsabilidad del propietario, contratarlos servicios de una empresa competente que garan-tice una instalación adecuada de los elementosmecánicos del sistema en general.

El propietario debe evitar en todo momento lacontratación de técnicos en refrigeración que notengan el soporte de conocimiento adecuado tantoen el ámbito ambiental como profesional.

IMPORTANTE: los equipos de refrigeración sonsumamente susceptibles a diversas influencias delentorno: particularmente la alimentación eléctrica,la temperatura ambiente y las condiciones de con-taminación del aire que le sirve de medio de inter-cambio de calor. En este sentido, las deficiencias enestos tres factores son las mayores causas de fallasde equipos y por consiguiente el diagnóstico preven-tivo de la calidad de estos parámetros es clave paraun buen funcionamiento de los sistemas.

Los técnicos instaladores y los técnicos de servi-cio deben estar pendientes de observar estos

parámetros y dar las recomendaciones pertinentes alos usuarios cuando observen alguna deficiencia enestas condiciones de trabajo para que se tomen lasmedidas correctivas o preventivas que pueden consistiren instalar un regulador o estabilizador de voltaje,incrementar la frecuencia de limpieza del conden-sador, ubicar el artefacto en lugares donde las tem-peraturas sean menores o en sitios donde haya mejorcirculación de aire, para mencionar solo algunas deellas.

Después de haber realizado una instalación ade-cuada al diseño del equipo o sistema, el usuario debeasegurarse de darle el uso que corresponda (según eldiseño), y de darle el cuidado y mantenimiento pre-ventivo adecuados, para que la unidad alcance osupere la vida media esperada.

2 Inspección periódica y mantenimiento preventivo

Una vez instalado el equipo y verificadas lascondiciones normales de operación, cualquiervariación en estas pueden ser indicio del comienzode una condición de falla. Mientras más temprano sedetecte una condición de operación que no respon-da al funcionamiento normal, es más probable haceruna reparación de menor costo y menos invasiva,que no necesite extraer el refrigerante del sistema.

Es menos costoso:

• limpiar periódicamente el condensador (y engeneral todo el compartimiento donde se ubi-can el compresor y sus accesorios y en algunoscasos el condensador),

• eliminar el hielo adherido a las paredes delevaporador, sin emplear objetos punzopene-trantes,

• cambiar empacaduras de puertas en mal estado,

• observar que el compresor arranque y pare aintervalos regulares de cierta duración y no enintervalos cortos (síntoma de operación poractuación del protector termo-amperométrico),

• revisar que la temperatura de conservación ocongelación se alcance con el termostato decontrol puesto en posiciones intermedias(nunca en el extremo superior),

• otros aspectos de cuidado regular del equipo,que esperar hasta que la situación irregularprovoque finalmente la falla del compresor e

CAPÍTULO VI: CONSIDERACIONES SOBRE LA INSTALACIÓN

Y MANTENIMIENTO DE SISTEMAS

CAPÍTULO VI CONSIDERACIONES SOBRE LA INSTALACIÓNY MANTENIMIENTO DE SISTEMAS


128

irremediablemente la necesidad de su sustitu-ción con la consiguiente obligación de recu-perar el gas que (en caso de motor quemado),no podrá ser ni siquiera regenerado y deberáser destruido.

Considerando que un sistema de refrigeraciónesta diseñado para operar bien durante un largoperíodo de tiempo, el cual, oscila entre 5 años parapequeñas unidades comerciales de uso intensivo y amás de 30 años para grandes unidades de refri-geración industrial (y en ocasiones mucho más tiem-po), hay que tomar en cuenta la importancia quetiene un programa de mantenimiento preventivo y larevisión permanente de las condiciones de trabajodel equipo, observando variaciones de estas quepudiesen indicar una situación que derive en unafalla a corto, mediano o largo plazo.

Las personas responsables del cuidado y mante-nimiento del equipo deben estar preparadas paradeterminar, a partir del seguimiento del desempeñonormal, cuándo algún parámetro esté presentandodesviaciones que hagan sospechar que un componentedel sistema esté presentando funcionamiento irregular.

En tal caso, corresponderá sustituir este dispositi-vo una vez confirmado el diagnóstico preliminar, afin de evitar que su accionamiento fuera de losparámetros de diseño provoque daños consecuentesa otros componentes de mayor costo, cuyareparación o sustitución represente no solo costosmayores sino también la necesidad de realizarreparaciones que requieran extraer el gas del sistema,con la secuela de riesgos que ello implica de fugas deeste a la atmósfera. Mientras antes se lleve a caboun diagnóstico acertado de una falla menor, muchomás efectiva será la reparación que deba efectuarse.

3 Diagnóstico efectivo de fallas

Cuando un sistema se daña, bien sea porque sequema el bobinado del motor del compresor o porcualquier otra causa es necesario e importante efec-tuar un diagnóstico que permita determinar cuál fuela causa primitiva que provocó el daño al compre-sor o a cualquiera de los elementos que conformanel sistema.

Existe una gran variedad de causas que pudieronoriginar el desperfecto, es posible que la causa hayasido externa (alimentación eléctrica deficiente) ointerna (componente auxiliar o de control del sistemade refrigeración defectuoso); o carga de gas inco-rrecta, por exceso o por defecto; empleo de técnicasde limpieza y evacuación del sistema incorrectas;incompatibilidad de lubricante-refrigerante, entre

otras, es muy importante conocer el origen de la fallay corregirla (descartando que no haya sido falla inter-na del propio compresor) antes de sustituirlo; de otramanera, tarde o temprano la falla se repetirá.

Cada fabricante de compresores ha publicadoguías de diagnóstico de defectos en sistemas derefrigeración (ver ejemplos de tablas de diagnósticocausa - efecto para diversos casos [capítulo V] y engeneral, todas ellas coinciden en las mismas situa-ciones y decisiones correspondientes. Es responsa-bilidad del técnico aplicar esos criterios sugeridos porcada refrigerante en la solución de problemas en elejercicio de su trabajo.

4 Fugas

4.1 Tipos de fugas

Hay algunas excepciones en la consideración delo que denominamos fugas que debemos conocer.

La excepción más conocida, por su frecuencia esla que denominamos "De minimis", que significasimplemente el refrigerante que se fuga durante actoshumanos de buena fe (sin mala intención), durante larecuperación, reciclaje o disposición de refrigerante.

Las otras excepciones son:

• Refrigerantes que son emitidos durante elcurso de operación normal de un equipo derefrigeración atribuible a pérdidas por sellos,poros en mangueras, y en general fugas demuy baja intensidad y difícil detección (sinembargo, la reparación de toda fugadetectable es obligatoria).

• Mezclas de nitrógeno con vestigios de R22que son empleadas como gases para detecciónde fugas.

• Pequeñas liberaciones de refrigerante comoresultado del purgado de mangueras o durantela desconexión de estas después de una cargao servicio a un equipo.

Dicho lo anterior, se puede clasificar las fugas derefrigerantes en cuatro tipos. Estos son:

a. Fuga accidental catastrófica: cuando una fallamecánica (por ejemplo la ruptura accidentalde una tubería) causa la pérdida total, o unacantidad significativa, de la carga de refrige-rante de un sistema. Como consecuencia deesto el equipo detendrá su funcionamientoinmediatamente. Son muy difíciles de eliminarpues en su gran mayoría son producidas poraccidentes tales como colisiones o golpesprovenientes de objetos externos u otrascausas de difícil prevención.

129

b. Fuga accidental gradual: cuando una fugalenta se produce, por ejemplo como conse-cuencia de un sello mecánico defectuoso.Este tipo de fuga puede pasar desapercibidapor largo tiempo pues el equipo seguirá fun-cionando hasta que la pérdida de carga seadetectada debido al accionamiento de algúndispositivo de protección o a la disminuciónde rendimiento del equipo. Su prevencióndependerá de un buen programa de mante-nimiento preventivo.

c. Descarga de refrigerante en ocasión de unservicio: cuando una cantidad de refrigerantees liberado a la atmósfera por un técnico deservicio para desarrollar algún procedimientoen el equipo. Este tipo de fuga es evitable ypor lo tanto inaceptable. Los técnicos debenaprender los procedimientos necesarios paraevitarlas.

d. Descarga de refrigerante en sistemas con dis-positivos de purga de aire: cuando un dispo-sitivo automáticamente descarga una mezclade aire/refrigerante a la atmósfera. Un buenprograma de revisión y registro periódico delos parámetros de funcionamiento del equipopuede ser de gran ayuda para prevenir estoseventos.

4.2 Métodos de localización de fugas

• Es esencial una exhaustiva búsqueda de fugasempleando un dispositivo adecuado. Cargarun sistema si se sospecha la presencia de unafuga es una violación del Artículo 32 delDecreto Nº 3.228.

• Lámparas detectoras de halógenos y detectoreselectrónicos de cloro no sirven con refrige-rantes HFC. En estos casos deben usarse detec-tores de Fluor.

• Puede emplearse una solución espumosa dejabón con buenos resultados en la mayoría delos casos, teniendo la precaución de noemplear este método en la zona de baja tem-peratura del sistema donde el agua pueda con-gelarse sobre la superficie fría.

• No debe olvidarse verificar que no quedenfugas en los puntos de conexión al sistemacada vez que se desenrosquen los conectoresde las mangueras con que se haya estado pres-tando servicio.

• Recuerde que los gases refrigerantes son máspesados que el aire y por lo tanto, cuando

busque fugas en un sistema comience por laparte superior de este.

Busque fugas y si las hubiere tome las medidascorrectivas apropiadas.

4.3 Verificación de la estanqueidad de un sistema sin usar refrigerante puro

Al efectuar una prueba de estanqueidad connitrógeno debe tomarse en cuenta tanto la presióncomo la temperatura ambiente puesto que si se com-prueba que la presión decae sin que se haya produci-do un descenso de la temperatura, esto debe inter-pretarse como la confirmación de la presencia de unafuga, la cual debe ser localizada obligatoriamente yreparada antes de introducir la carga de refrigerante.Una vez que se ha verificado lo anterior, es necesarioubicar los puntos donde se encuentran las fugas.

• Empleo de nitrógeno puro y soluciónjabonosa.El método más sencillo para ubicar las fugasde gas es mediante el empleo de una soluciónjabonosa espumante. Para ello se presuriza elsistema con nitrógeno a niveles de presión10% por encima de la presión de trabajo delsistema para que el gas fugado por la averíapueda ser detectado visualmente con la solu-ción jabonosa. Existen productos Químicosdiseñados para esta tarea que presentan unamayor tensión superficial que la mezcla deagua y jabón convencional, lo cual ayuda enla detección más confiable de fugas.

• Empleo de carga residual de un sistema queha perdido parte de su carga por fuga, suple-mentada con nitrógeno.En un sistema que ha sufrido una fuga consi-derable pero no total, se puede emplear la pre-sión residual de refrigerante, siempre que estaesté aún por encima de 5 psig (aproximada-mente). Antes de recuperar el gas restante seaumenta la presión interna con nitrógeno hastala presión de prueba especificada, que nor-malmente es de 120 psig. (8 bar). Esta mezclacontiene suficiente cantidad de refrigerantepara detectar fugas empleando una lámpara dehaluro o un detector electrónico. Este métodotiene la desventaja de que es prácticamenteimposible recuperar esta cantidad de refrige-rante que terminará siendo descargado a travésde la bomba de vació empleada para evacuarel sistema antes de la carga.




130

• Lámpara detectora de halógenoConsiste en un pequeño tanque portátil depropano, una manguera de inspección y unquemador que contiene un elemento decobre. El gas alimenta una pequeña llama enel quemador, la cual aspira el aire necesariopara la combustión a través de una manguera,que se emplea para husmear en la zona desospecha. Cuando la manguera pasa cerca deuna fuga, el refrigerante proveniente de esta semezcla con el aire aspirado y llega al que-mador. Pequeñas cantidades de refrigerantesarden en presencia de cobre con color verdebrillante. Cantidades mayores arden con colorvioleta. El operador deberá estar entrenadopara interpretar colorimétricamente la llama,la cual debe observar mientras mueve lamanguera husmeando por todo el sistema. Susensibilidad es relativamente baja [menos de10 gr/año], requieren de un operador hábil,son de manejo relativamente incómodo com-paradas con los nuevos métodos y por ello estácayendo en desuso.

• Detección electrónicaEntre los recursos tecnológicos disponibles seestá popularizando el empleo de detectoreselectrónicos de fugas, con una sensibilidadapreciable [mejor que 10 gr/año], que operancon distintos principios activos: efecto corona,sensor electroquímico calentado, diodo decátodo frío y sensor de bomba de iones, sien-do cuatro de los más comerciales. Los sen-sores tienen una vida útil limitada y deben serreemplazados periódicamente. Son muy prác-ticas y su uso se está popularizando. Sudesventaja consiste en que deben emplearseen zonas de baja contaminación ambientalpues pueden ser afectadas por diversas sustan-cias presentes en el aire, produciendo alarmasespurias, por lo que es aconsejable confirmarlas alarmas de estos instrumentos por otros

métodos tradicionales para localizar con pre-cisión el lugar, tal como la espuma jabonosa.

Detección por inyección de sustancia fluorescente a la luz UV

Otro de los recursos tecnológicos que se hanincorporado al uso cotidiano consiste en la inyecciónen el sistema de refrigeración de una sustancia fluo-rescente inerte. Este producto circula en el sistema yen el sitio en que se produzca una fuga se filtra alexterior mezclado con el aceite y el gas que escapany se puede observar su presencia cuando se iluminacon una luz UV. Debido a su compatibilidad con losfluidos empleados en sistemas de refrigeración y suestabilidad química frente a los materiales que com-ponen un sistema de refrigeración, se puede incorpo-rar este producto en un sistema en el momento de lacarga inicial y luego, durante las inspecciones pe-riódicas del sistema, se pueden detectar con facili-dad, visualmente, fugas cuando estas son aúnmenores, aún no detectables por los instrumentoscomo reducción en las presiones de trabajo o incre-mento en los tiempo de marcha del compresor.

5 Sustitución de componentes

Cuando se sustituyen componentes, debe ase-gurarse que el sustituto sea exactamente igual alsustituido, en lo que respecta a prestaciones; y desimilar o mejor calidad. Si no se consigue uno quereúna estos requisitos, se deben analizar las conse-cuencias de aceptar las desviaciones y si eso implicael riesgo de que esta decisión no sea totalmentesegura o satisfactoria, y si la necesidad de que elequipo reanude su funcionamiento lo antes posible,quizás sea necesario emplear este componente solotemporalmente para que el usuario pueda seguir uti-lizando el equipo, pero se debe corregir el sistema aespecificaciones originales tan pronto se consiga elcomponente que sí responda a las solicitaciones dediseño.

Lámpara detectora de halógenos.

Detector electrónico de fugas.

131

Esto es de particular importancia cuando se tratade elementos de protección térmica o termo-ampe-rométricas y de dispositivos de arranque. En muchoscasos se emplean sustitutos genéricos o aproximadosque no garantizan protección en todos los casos defuncionamiento del sistema de refrigeración encondiciones extremas de aplicación, como se explicóen el Capítulo IV.

5.1 Compresor

Si es necesario sustituir el compresor, surge lanecesidad de decidir entre dos alternativas:

1) Sustituir por otro idéntico:a) que funcione con el mismo gas, ob) que funcione con un refrigerante sustituto de

los llamados "drop in" [que pueden ser utiliza-dos sin cambiar el tipo de lubricante].

2) Emplear un compresor diseñado para quefuncione con un gas refrigerante sustituto,incompatible con el lubricante del compresororiginal, en cuyo caso se deberá efectuar un"retrofit", que implica hacer ajustes a algunoscomponentes, sustitución de otros y efectuaruna limpieza interna del sistema para eliminarel lubricante no compatible hasta los límitesexigidos por el fabricante del compresor quese vaya a emplear.

La mejor solución es aquella que se basa en undiagnóstico acertado, solucione la causa primitiva dela falla del sistema y sea más simple y efectiva, dando

como consecuencia una mayor vida útil de la insta-lación con la menor necesidad de efectuar serviciosde reparación futuros.

5.2 Ajuste del sistema a las nuevas condiciones de trabajo

Después de haber modificado de alguna maneraun sistema de refrigeración, por empleo de un refri-gerante distinto al de diseño original del sistema, espreciso verificar si es necesario ajustar el dispositivode expansión, cuya calibración es crítica para asegu-rar que el equipo opere equilibradamente en todaslas condiciones de trabajo del sistema. Ya sea tubocapilar o válvula termostática, se debe observarcómo opera el equipo en todas las situaciones decarga para verificar que el equilibrio se mantenga.

Asimismo debe observarse que la carga de nuevorefrigerante calculada sea la correcta para todas lascondiciones de trabajo, puesto que ya la cantidadprevista de refrigerante mostrada en la placa delsistema no tendrá validez. Debido a que laspropiedades físicas, tales como presiones y tempera-turas críticas de las diversas sustancias puras y mez-clas desarrolladas para sustituir refrigerantes SAO, noson idénticas a las de los refrigerantes sustituidos,deberá verificarse que las nuevas condiciones de tra-bajo no estén produciendo temperaturas o presionesque generen situaciones de riesgo en la instalación.



CAPÍTULO VII: RECUPERACIÓN, RECICLAJE Y REGENERACIÓN

133

1 Definiciones

1.1 Proceso de recuperación

Proceso que consiste en retirar un refrigerante deun sistema de refrigeración y depositarlo en un reci-piente externo sin necesariamente probarlo o some-terlo a tratamiento alguno.

1.2 Proceso de reciclado

Proceso que se define como la acción parareducir los contaminantes en un refrigerante usado,separando el aceite, así como los no condensables,utilizando dispositivos que eliminan la humedad, laacidez y las partículas suspendidas.

1.3 Proceso de regeneración

Se conoce como la acción de reprocesar el refri-gerante recuperado hasta las especificaciones de unproducto nuevo por medios que pueden incluir ladestilación. Este proceso requiere análisis químicosdel refrigerante luego de procesado, para determinarque cumple con las especificaciones apropiadas delproducto según los estándares respectivos.

Por la naturaleza del proceso, siempre estavinculado al uso de procesos o procedimientos,disponibles solamente en instalaciones o plantas quetienen instalaciones especializadas en el proce-samiento de gases refrigerantes.

2 Equipos y herramientas necesarias para la recuperación

2.1 Maquinas recuperadoras o recicladoras

Muchas compañías han desarrollado equiposcapaces de recuperar o reciclar gases refrigerantes,los diseños van desde equipos sencillos de muy pocopeso (portátiles) y de bajo consumo de energía,capaces solamente de recuperar, hasta equipos dealta capacidad capaces de recuperar, reciclar y car-gar nuevamente los sistemas de refrigeración.

Las máquinas de recuperación o reciclado vienenen varias formas y tamaños pero los tipos más

comunes emplean un pequeño compresor recipro-cante como una bomba de vapor. Adicionalmenteexisten equipos que operan con compresores libresde aceite y bomba de desplazamiento positivo deaccionamiento neumático. Es importante conocer lascaracterísticas específicas de la máquina que se estáempleando pues, dada la amplia variedad de mode-los que van desde las más simples a unidades muysofisticadas, las prestaciones varían y estas determi-nan cómo se puede utilizar esa máquina en particu-lar. El desconocimiento de esta información puedellevar a su uso incorrecto y daño o destrucción.

2.2 Cilindros recargables para recuperar

El contar con cilindros adecuados para la recu-peración es indispensable, ya que con ello se asegu-ra un mejor control de la recuperación y un manejoseguro del refrigerante. Los cilindros de recuperaciónen general son cilindros de media presión calibradospara soportar una presión de aproximadamente 300libras/plg3.

Los cilindros de recuperación se identifican porla banda amarilla pintada en la sección superior deestos, por lo cual se los conoce como "cilindros topeamarillo". Estos son entregados al usuario por primeravez totalmente deshidratados y al vacío; por lo tanto,cuando se los emplea por primera vez es de sumaimportancia que se los designe con una etiqueta per-manente que indique claramente el refrigerante recu-perado en él a fin de evitar que se produzcan inadver-tidamente mezclas. Mantenga una ficha que indique lacantidad y condición del refrigerante recuperado en esecilindro que le permita llenar posteriormente los formu-larios de reporte que sean necesarios para el controlposterior de refrigerante recuperado.

CAPÍTULO VII RECUPERACIÓN, RECICLAJE Y REGENERACIÓN

Cilindros de recuperación de refrigerantes.


134

2.3 Otros equipos y herramientas

• Válvulas o herramientas para perforar (válvulaspinchadoras).

• Juego de manómetros con su respectivoManifold (dos válvulas-tres vías, como mínimo)

• Implemento de seguridad: Lentes y guantes deprotección.

3 Identificación y pruebas de contaminación de los refrigerantes comunes

Siempre ha sido necesario saber qué refrigerantees el empleado en un sistema a fin de no cometererrores en el servicio. Con la exigencia actual derecuperación, este conocimiento se ha convertido enindispensable.

El refrigerante recuperado puede ser reutilizado siestá libre de contaminantes o si puede ser reciclado oregenerado hasta alcanzar valores de pureza aceptables.

Nota: El empleo de gases recuperados en sis-temas nuevos puede violar las condiciones de lagarantía de éste.

Los procedimientos de reciclaje o regeneraciónson solamente aplicables a sustancias puras.

3.1 Métodos para identificar el tipo de refrigerantes en sistemas

Los refrigerantes se pueden identificar de la siguientemanera:

• Sello estampado en la placa de la máquina oel cilindro.

• El tipo de válvula de expansión [TEV] empleadocuando sea específico para un tipo de refrigerante.

• La presión de equilibrio para la temperatura.

• Etiquetas fijadas por el técnico responsable deun cambio de refrigerante "retrofitting" en unservicio anterior.

3.2 Métodos de prueba de campo para refrigerante y aceite

Existen kits que miden el nivel de acidez enmuestras de aceite de compresores y la presencia de

ácido/humedad en muestras de vapor de refrigeranteen un sistema. También se emplean visores de líqui-do con sensores de acidez/humedad que permitenevaluar la condición del fluido en el sistema y decidirsobre las alternativas de usar o descartar. Los fabri-cantes de equipos y compresores establecen loslímites de contaminantes que un refrigerante puedecontener para ser utilizado sin riesgo para el equipo.

4 Métodos de recuperación de refrigerantes en sistemas

El método para recuperar refrigerante depende devarios factores, pero principalmente se consideracomo importante el estado físico en el que seencuentra el refrigerante que se quiere recuperar, ental sentido se puede hablar de métodos básicos parala recuperación:

4.1 Recuperación en fase Vapor.

4.2 Recuperación en fase líquido.

4.1 Recuperación en fase Vapor

Este procedimiento, por lo general se tarda mástiempo, ya que el flujo de masa de materia es menoren fase gaseosa. En los grandes sistemas de refri-geración esto exigirá más tiempo que cuando setransfiere liquido.

Se debe tener presente que las mangueras deconexión entre la unidad de recuperación, los sis-temas y los cilindro de recuperación deben ser delongitud mínima posible así como del diámetro má-ximo posible, esto con la finalidad de contribuir aaumentar el rendimiento del proceso.

El refrigerante en fase vapor es normalmente aspi-rado por la succión de la máquina de recuperación yuna vez condensado en la máquina es enviado alcilindro de recuperación.

Lado vaporVapor

Secado

Entradasucción Salida

descarga

Líquido

Vapor

Líquido(cerrado)

Balanza

Equipodesactivado


135

Hay dos formas de conectar la máquina de recu-peración para recuperar vapor, en la cual seconectan, según sea el caso:

• ambos lados del sistema del cual se pretendeextraer el refrigerante, empleando un juego demanómetros, a la succión de la máquina recu-peradora, en aquellos casos en que tenemosacceso por ambos lados (válvulas de servicioinstaladas); por ejemplo (sistemas comercialesmedianos).

• Sólo el lado de baja, donde hay que instalaruna válvula de pinchar para extraer el refrige-rante y la cantidad a recuperar es pequeña(neveras, congeladores y aires acondicionadosde baja capacidad)

4.2 Recuperación en fase líquida

Puesto que los compresores reciprocantes solopueden trabajar con fluidos en fase vapor, es nece-sario vaporizar todo el refrigerante que se extrae delsistema antes de que llegue al compresor. Para eva-porar el refrigerante que se encuentre en estado líqui-do en el sistema, es necesario agregar calor a este; locual debe efectuarse mediante prácticas seguras, porejemplo: manteniendo los ventiladores de evapo-ración funcionando o, en el caso de chillers, mante-niendo agua circulando (lo cual adicionalmente pre-viene que esta se congele); colocando recipientescon agua tibia en los compartimientos de los gabi-netes, etc. En caso de que la máquina de recu-peración no contenga un sistema de vaporización, sela debe proteger contra el ingreso de líquido utilizan-do el juego de manómetros para dosificar mediantesus válvulas de operación el ingreso del fluido desdeel sistema a la máquina (empleándolo efectivamentecomo un dispositivo de expansión) durante las etapasiniciales de recuperación.

El refrigerante líquido puede ser recuperado portécnicas de decantación, separación o "push-pull"[succión y retroalimentación], con el consiguientearrastre de aceite.

Conexión por descarga o salida, en la cual seconecta una toma de la línea de líquido del cilindrodirectamente en un punto en que pueda extraerse elrefrigerante líquido. Luego se conecta la toma paravapor del mismo cilindro a la toma de entrada de lamáquina de recuperación. La unidad de recu-peración extrae el gas del cilindro interpuesto["buffer"], reduciendo la presión, con lo cual se per-mitirá que el líquido fluya del sistema al cilindro derecuperación. [Algunas máquinas de recuperaciónincluyen un cilindro de recuperación interno para el

almacenaje de pequeñas cantidades de refrigerante(hasta 1 kg)].

Método "PUSH/PULL"

Las operaciones de "push/pull" se llevan a cabousando vapor del cilindro para empujar el refrige-rante líquido fuera del sistema. Vea el esquema deconexiones de mangueras en la figura siguiente.

Se conecta una manguera desde el puerto delíquido de la unidad cuyo refrigerante se quiereextraer, que debe estar desactivada, a la válvula delíquido en un cilindro de recuperación, como se indi-ca en la figura precedente; se conecta otra mangueradesde la válvula de vapor del cilindro de recu-peración a la entrada de succión de la máquina derecuperación y finalmente, se conecta una tercermanguera desde la salida o descarga de la máquinade recuperación al puerto de vapor del equipo.

El cilindro recuperador aspirará el refrigerantelíquido (movimiento "pull") de la unidad desactivadacuando la máquina de recuperación haga disminuirla presión en el cilindro. El vapor aspirado del cilin-dro por la máquina recuperadora será entoncesempujado (movimiento "push") de vuelta, es decir,

Máquina de recuperación conectada para recuperar líquido.

Equipo desactivado

Lado vapor

Vapor

Visor

Secador

SalidadescargaLado

líquidoCilindro de

recuperación de63 kg

Cargar hasta unmáximo de

50 kg

Entrada succión

Unidad derecuperaciónVapor

Líquido

VaporLíquido

Cilindro derecuperación de16 kgCargar hasta un máxima de 7 kg

Balanza

Balanza

Lado vapor

Vapor SecadoEntradasucción

Salidadescarga

VisorLadolíquido

Balanza

Equipodesactivado

VaporLíquido

Unidad derecuperación

Máquina de recuperación conectada para operación “Push-Pull”.


136

comprimido hacia el lado correspondiente al vaporen la unidad desactivada.

Una vez que la mayoría del refrigerante haya sidotrasegado del sistema al cilindro de recuperación, lamáquina de recuperación comenzará a ciclar contro-lada por su presostato de baja presión de succión,removiendo el resto del refrigerante en forma devapor. Cuando la máquina de recuperación ya nocontinúe ciclando y se detenga por completo, estaráindicando que se ha recuperado todo el refrigeranteposible de ese sistema.

5 Aspectos importantes enla recuperación de gases refrigerantes

• Cuidado de la máquina de recuperación para evitar mezclas de gases

Es necesario limpiar la máquina de recuperacióncuidadosamente cuando se la emplee para recuperarotro tipo de refrigerante. Use el calentador, si lamáquina viene equipada con uno, para extraer ytrasegar todo el refrigerante a un cilindro evacuadoque esté lo más frío posible de manera que el residuoque pueda quedar en la máquina en forma de vaporsea lo menor posible antes de evacuar la máquinaconcienzudamente con una bomba de vacío. La fallaen limpiar cuidadosamente la máquina de recu-peración entre cambios de tipo de refrigerante puedeser causa de creación de mezclas inaceptables, conlas consiguientes pérdidas económicas.

• Selección de cilindros para recuperación de refrigerantes y verificación de su estado, integridad y condición para ser empleado antes de conectarlo

El cilindro de recuperación debe ser claramenteidentificado y etiquetado con información sobre sucontenido. Si se trata de un cilindro que ya contieneproductos recuperados, asegúrese que su contenidosea de igual tipo y que esté en similares condicionesque el producto que se pretende recuperar y que aúnquede suficiente capacidad en él para contener lacantidad que se espera trasegar a él. Debido a que elfluido recuperado contendrá una cantidad de aceite,asegúrese de que el cilindro de recuperación nosobrepase el 70 al 75% de su máxima capacidad decarga. Examine el cilindro cuidadosamente antes deemplearlo para asegurarse de que este sea seguro yesté en buenas condiciones de uso. Cuando presumaque este está vacío compruebe que su peso concuerdecon la "tara" estampada en el cilindro.

• Cuando se recupere refrigerante de un sistema,ya sea por puesta fuera de servicio o mante-nimiento, este debe ser almacenado en cilin-dros para gases recuperados, identificados porsus colores gris y amarillo. Este gas podrá serlimpiado en una máquina de reciclaje y reuti-lizado, o enviado a los centros de rege-neración y reciclaje para su reprocesamiento odisposición final, en caso que no sea posiblesu regeneración.

• Jamás deben mezclarse diferentes tipos derefrigerantes en un cilindro o sistema derefrigeración. Las mezclas que se obtienenen estos casos son totalmente irrecuperablesy la única opción es su destrucción.

• Etiquetado de los cilindros de recuperaciónpara indicar su contenido

Los cilindros de recuperación deben ser clara-mente identificados en cuanto a su contenido. La eti-queta debe indicar el grado o tipo, el peso, la condi-ción [en cuanto sea posible definirla], el sitio dedonde se extrajo el contenido, el responsable y lafecha en que se hizo la recuperación. En caso de car-gas parciales, detallar cada caso individualmente.

• Carga de cilindros con mezclas zeotrópicas- separación diferencial y efectos que estopuede causar en un proceso de recuperación

Bajo ciertas circunstancias es posible que unamezcla zeotrópica en un sistema con fugas hayasufrido cambios por efecto de la separación diferen-cial, lo cual presentará dificultades cuando se tratede identificar el refrigerante recuperado. En estoscasos identifique el cilindro indicando la incertidum-bre sobre el contenido.

• Puntos que se deben recordar cuando serecupera refrigerante:

a) Debe existir siempre un diferencial detemperatura/presión para que exista flujodesde el sistema a un cilindro de recuperaciónempleando una máquina de recuperación.

b) Mantenga el sistema del cual va a descargarel refrigerante lo más caliente posible; retiretoda la carga refrigerada del gabinete y laescarcha/hielo del evaporador antes decomenzar a recuperar el gas.

c) Mantenga el cilindro de recuperación tan fríocomo sea posible a fin de facilitar el flujo derefrigerante.


137

d) Para sistemas de grandes dimensiones empleeun cilindro de almacenamiento como pulmónintermedio entre el sistema y la máquina derecuperación a fin de extraer primero el refri-gerante líquido, a fin de acelerar el proceso.

e) Mantenga baja la presión de succión delcompresor de la máquina de recuperaciónpara maximizar su vida útil.

f) Cuando se extraiga un refrigerante muy conta-minado emplee filtros de limpieza [de motorquemado] en la línea de succión para protegeral compresor de la unidad de recuperación.

g) No exceda el límite de carga de los cilindrosde recuperación, verifique continuamente supeso en la balanza o emplee cilindros con sen-sor de llenado, conectados a la máquina derecuperación, si esta está equipada con dis-positivo de corte por señal desde el sensor delcilindro.

• Recupere refrigerante de un sistema solohasta que los manómetros de servicioindiquen presión manométrica cero (presiónatmosférica)

Aunque el sistema aún contendrá vapor de refri-gerante cuando la presión del manómetro indiquecero, existe el riesgo potencial de que si se sigue lle-vando el sistema a niveles de vacío parcial emplean-do la máquina de recuperación, en caso de existiruna fuga en el sistema, se introduzca aire en éste quela máquina de recuperación cargaría en el cilindro.Esto crearía una situación de riesgo puesto quealgunos refrigerantes pueden hacerse combustiblescuando se los mezcla con aire a presión.

Las máquinas de recuperación son ineficientescuando se las emplea por debajo de presión atmos-férica en su succión mientras que la presión dedescarga (la del cilindro) se incrementa.

Al completarse un proceso de recuperación, lamanguera de succión, manómetros, etc. estarán apresión atmosférica y por lo tanto no habrá pérdidaapreciable de refrigerante a la atmósfera. La línea queconecta la máquina de recuperación al cilindroestará, sin embargo, en muchos casos con refrige-rante líquido a alta presión, que no debe liberarse ala atmósfera. Para evitar esta liberación debenemplearse mangueras con conexiones autosellanteso con válvulas de cierre manuales. Este refrigerantepuede retroalimentarse a la succión de la máquina derecuperación para su reenvío al cilindro.

• Reglas generales en la recuperación de gasesrefrigerantes

Las siguientes precauciones generales son aplica-bles en todos los casos:

1. No sobrecargar el cilindro, controlar la carga porpeso.

2. No mezclar tipos de refrigerante o lo que esigual, no poner un tipo de refrigerante en uncilindro cuya etiqueta indique que contiene otrotipo distinto.

3. Usar siempre cilindros limpios, libres de con-taminación de aceite, ácido, humedad, no con-densables, partículas sólidas, etc.

4. Revisar visualmente cada cilindro antes de suempleo y asegurarse que soporte la presión delfluido a cargar en el.

5. Rotar el uso de los cilindros de recuperaciónenviándolos al proveedor para su inspecciónrutinaria.

6. Emplee mangueras con los mayores diámetrosinternos posibles y el menor número de restric-ciones.

7. Emplee mangueras de la menor longitud posible.

8. Solo emplee para recuperar/almacenar cilindrosgrises con la parte superior amarilla.

• Riesgos potenciales presentes cuando serecuperan refrigerantes y otros contaminantes en cilindros de recuperación

Se deben inspeccionar cuidadosamente mangueras,manómetros y puntos de acceso antes de comenzarel proceso de recuperación. Se debe emplear elequipo de protección personal necesario, además deaplicar las medidas preventivas correctas. En el casode hidrocarburos la inflamabilidad debe ser conside-rada siempre y todas las fuentes de ignición deben seraisladas, removidas o extinguidas durante el procesode recuperación. No omita considerar las condi-ciones de seguridad de la máquina de recuperación.

• Peligros en el manejo de refrigerante recuperado, aceite de refrigeración y otros contaminantes

El nivel de riesgo de manejo de estas sustanciascontaminadas se incrementa con relación a los pro-ductos vírgenes en la posible formación de ácidos enla mezcla aceite/refrigerante, lo que puede causarirritación cutánea.


138

• Requerimientos específicos para el almacenajey disposición de aceite refrigerante descartado

Los aceites refrigerantes descartados deben serconsiderados "residuos controlados" pues contienenrefrigerantes disueltos y deben ser tratados correspon-dientemente. La empresa que haya dado origen alaceite desechado debe responsabilizarse por suenvase, almacenaje, etiquetado (identificación),registro documental y disposición a través de unapersona o empresa autorizada.

• Métodos para minimizar la retención derefrigerante en aceite.

Someter el aceite a una reducción de presión,agitación y aumento de temperatura, simultánea-mente si fuese posible, son todas medidas que ayu-dan a minimizar la cantidad de refrigerante retenidaen el aceite. Este refrigerante extraído debe ser recu-perado y almacenado para su destrucción.

6 Método de reciclaje de refrigerante

Las unidades de reciclaje operan en forma muysimilar a las máquinas de recuperación, pero adi-cionalmente limpian los refrigerantes recuperados,reduciendo los niveles de contaminación, mediantela separación del aceite y la eliminación de gases nocondensables a través de un proceso de evaporaciónen una cámara de separación y la utilización de fil-tros secadores de núcleo, cuya finalidad es reducir lahumedad, la acidez y las partículas sólidas.

Después de uno o varios ciclos de reciclado,hasta alcanzar el grado de descontaminación requeri-do, los refrigerantes reciclados son trasegados haciael interior de cilindros reutilizables, identificadoscomo recipientes de gases recuperados (grises contope amarillo), que deberán ser etiquetados con lascaracterísticas del gas contenido.

Algunas unidades de reciclaje, empleadas mayor-mente en el sector de A/A automotriz, también cuen-tan con el equipo necesario para recargar los refri-gerantes reciclados en los sistemas de refrigeración alos que se ha prestado servicio. Estos equipos estánautomatizados y controlados por un programa

Este proceso se diferencia de la recuperación enque, además de una limpieza básica que se puedelograr en aquella, este mejora las propiedades delproducto, sin que se pueda comprobar fehaciente-mente si se ha llegado a los niveles de calidadestablecidos por los estándares de un refrigerante vir-gen; es por esta razón que no debe comercializarse

y solo debe emplearse en sistemas de refrigeraciónde la misma empresa que lo recicló.

Todas las precauciones y buenas prácticas men-cionadas en la operación de recuperación deben sertomadas en cuenta en este proceso.

7 Método de regeneración de refrigerante

La regeneración consiste en reprocesar un refri-gerante contaminado para llevarlo al grado de purezacorrespondiente a las especificaciones del refrige-rante virgen establecidas por la norma de calidadARI-700.

Dentro de los procesos a los cuales se puedesometer un gas contaminado para lograr su rege-neración se encuentra la destilación, proceso suma-mente complejo y que solo se puede realizar conequipos especiales diseñados para este fin.

Adicionalmente, la norma ARI-700, define unestricto control de calidad con el que deben cumplirlos gases para garantizar su calidad y posterior utili-dad. Para realizar estas pruebas se requiere de la uti-lización de complejos equipos de laboratorio paraanálisis químicos (por ejemplo: cromatógrafo degases [para determinar la pureza y la presencia degases no condensables], titulador coulométrico deKarl Fisher [para determinar la humedad] y en gener-al, equipamiento de laboratorio para reacciones detitulación y detección de diversos tipos de impurezas:residuo de alta ebullición o no volátil [para medirpresencia de lubricantes], partículas sólidas [paramedir presencia de insolubles], reacción por borbo-teo en mezcla de tolueno, isopropanol y agua conindicador azul de bromotimol titulada con hidróxidode potasio [para medir acidez], reacción por añadidoa solución de nitrato de plata en metanol [para

R12 R12 y R134A

Máquinas para servicio automotriz - recuperan, reciclan,

evacúan y cargan.


139

determinar presencia de cloruros), medicionesimprescindibles para la certificación.

El refrigerante resultante debe ser totalmenteindistinguible del virgen y se puede comercializarcomo tal o diluirlo en este si los volúmenes de pro-ducción fuese insignificante.

Todas las precauciones y buenas prácticas men-cionadas en la operación de recuperación deben sertomadas en cuenta en este proceso.

8 Procedimientos para la recuperación de refrigerante

No existen diferencias sustanciales entre los pro-cedimientos para extracción de refrigerante de losdistintos sistemas de refrigeración y aire acondiciona-do, los cuales revisaremos a continuación.

• Sistema de un refrigerador domestico.

• Sistema de un Aire Acondicionado (A/A).

• Sistema Comercial de Cámara Fría.

• Sistema de A/A de Vehiculo.

8.1 Procedimiento para recuperar refrigerante en un refrigerador doméstico

Es posible recuperar refrigerante de un sistemaherméticamente cerrado que no está dotado deválvulas de servicio. Para esto, hay que instalar unaválvula punzonadora en el sistema, siguiendo lasinstrucciones del fabricante, y utilizar una unidad derecuperación para extraer el refrigerante de launidad. Las válvulas punzonadoras nunca debendejarse instaladas de modo permanente sino que hayque retirarlas después de su utilización si están insta-ladas en él tubo de proceso.

En la figura siguiente, la unidad de recuperaciónesta conectada al refrigerador mediante una válvulapunzonadora típica. Debido a que la carga de refri-gerante es pequeña, solo hace falta recuperar vapor.Si se instalan válvulas punzonadoras en ambos ladosdel sistema (lado de alta y lado de baja), la recu-peración será más rápida.

8.2 Procedimiento para recuperar refrigerante en un sistema de aire acondicionado

• Recuperación fase líquida

En la figura siguiente se puede ver una unidadcondensadora típica para instalaciones de aireacondicionado doméstico tipo "split". Estos equiposestán dotados comúnmente de válvulas de servicioinstaladas en las tuberías. Al recuperar refrigerante deun sistema de este tipo con alto contenido de refri-gerante, primero debe transferirse el líquido paraacelerar el procedimiento. Si, adicionalmente, estácargado con una mezcla zeotrópica, entonces esto esimprescindible.

En este dibujo se puede observar el método"push/pull" (aspiración y compresión). El tubo delíquido del sistema se conecta a la válvula de líquidoen el cilindro de recuperación. La válvula de vaporen el cilindro se conecta a la torna de entrada (deaspiración) de la unidad de recuperación. La salidade descarga en la unidad de recuperación se

Máquina regenadora.

Conexión de equipo de recuperación a una nevera

doméstica y vista en corte de válvula de “pinchar”.

Evaporador

Condensador

Lado vaporVapor

Filtro

Unida derecuperación

Salida dedescarga

Líquido

Balanza

VaporLíquido

Eje deválvulaVálvula

pinche

Válvulapinche

Compresor


140

conecta al tubo de aspiración en el sistema de aireacondicionado. Si existen válvulas disponibles en elrecipiente del sistema (lado de alta presión) el lado desalida de la unidad de recuperación podría conec-tarse ahí igualmente. El líquido fluye ahora del ladodel líquido en el sistema de aire acondicionado y vaal cilindro. La unidad de recuperación mantendrá lapresión dentro del cilindro mas baja que en el sis-tema de aire acondicionado y sostendrá el flujo dellíquido.

• Recuperación en fase vapor

Cuando la transferencia del líquido se ha terminado,quedara todavía un poco de vapor del refrigerante enel sistema. Para transferir todo el refrigerante al cilin-dro de recuperación, conecte la manguera deaspiración de la unidad de recuperación a la tuberíade gas del sistema de aire acondicionado. Conecte lamanguera de la salida de descarga de la unidad derecuperación al cilindro por la toma de vapor. Hagafuncionar la unidad de recuperación hasta que elmanómetro de aspiración indique presión cero(atmosférica). En ese momento, el proceso de recu-peración se habrá completado.

8.3 Procedimiento para recuperar refrigerante en un sistema de refrigeración comercial de cámara fría

• Recuperación fase líquida

Conecte la manguera de líquido del cilindro derecuperación a la válvula interruptora de la salida delsistema en el recipiente/condensador. Para controlarel flujo del líquido, instale una mirilla en la mangueraque va al cilindro. Desde el lado de aspiración yentrada de la unidad de recuperación conecte lamanguera al lado correspondiente al vapor en elcilindro (utilice un filtro secador). El lado de salida dedescarga en la unidad de recuperación se conectacon el lado de alta presión del sistema en la válvulainterruptora de alta presión de la entrada del conden-sador o del compresor.

Todas las válvulas interruptoras del sistema debenestar abiertas, incluidas las válvulas solenoides. Hagafuncionar la unidad de recuperación y preste aten-ción al visor de líquido. Cuando no se observe masliquido en el visor, se habrá transferido todo el refri-gerante líquido del sistema.

Conexión en modo “Push-pull" de equipo de recuperación

a sistema de AA tipo "Split".

Conexión de equipo de recuperación para extracción de

vapor en sistema de AA tipo "Split".

Conexión de equipo de recuperación en modo “Push-pull” a sistema comercial multievaporador

para extracción de líquido.

Trampa

Cañería de gas

Cañería de líquido

Línea de gas

Válvula de parada

Punto de revisión

Secador

Entradasucción

Salidadescarga

Unidad interna

Líquido

Vapor

Visor

Balanza

Unidad recuperadoraVapor

Líquido

Unidad condensadora

Trampa

Cañería de gas

Cañería de líquido

Línea de gas

Válvula de parada

Punto de revisión

Secador

Entradasucción

Salidadescarga

Unidad interna

Válvula deexpansión

Válvula solenoide línea líquido

Válvula solenoidelínea líquido

Válvula de expansióntermostática

Evaporador

Succión

Evaporador

Descarga

Condensadorcolector

Compresor

Secador

Entradasucción

Salidadescarga

Visor

Balanza

VaporLíquido

Líquido

Vapor

Líquido (cerrado)

Balanza

Unidad condensadora

Unidad recuperadora


141

• Recuperación fase vapor

Cuando se ha terminado de transferir el líquido,conecte las mangueras del lado de aspiración/entra-da de la unidad de recuperación al lado de baja oalta presión del compresor. El mejor modo de recu-peración se logra conectando las mangueras (con elmúltiple de servicio) a ambos lados de presión (alta ybaja). El lado de descarga/salida de recuperación seconecta al cilindro (lado del vapor). Asegúrese deque todas las válvulas interruptoras/de servicio esténabiertas para evitar el "bloqueo" del refrigerante. Enla figura siguiente se puede ver cómo se hacen lasconexiones para una recuperación de este tipo.

8.4 Procedimiento para recuperar refrigerante en un sistema de aire acondicionado automotriz

• Recuperación fase vapor

Los sistemas de aire acondicionado de vehiculoestán dotados comúnmente de válvulas de serviciotanto del lado de alta como de baja presión. La cargade refrigerante de este tipo de sistema es pequeñay por lo tanto solo hace falta transferir vapor.

Conecte la manguera del lado de aspiración/entrada de la unidad de recuperación al lado de bajapresión del compresor del sistema y la manguera dedescarga a la válvula de vapor en el cilindro de recu-peración. Haga funcionar la unidad recuperadora de3 a 5 minutos. Conecte otra manguera al lado de altapresión del sistema y termine la recuperación. Hagafuncionar la unidad recuperadora nuevamente hastaque los manómetros indiquen presión 0 [presiónatmosférica]. En la figura siguiente se ilustra un ejem-plo de recuperación de vapor para estos sistemas.

Conexión de equipo de recuperación a sistema comercial

multievaporador para extracción de vapor.

Conexión de equipo de recuperación a sistema en AA

automotriz para extracción de vapor.

Válvula solenoidelínea líquida

Válvula solenoidelínea líquida



Evaporador

Evaporador

Compresor

Descarga

Condensadorcolector

Vapor

Secado

Unidadrecuperadora

Salidadescarga

Líquido

VaporLíquido (cerrado)

Balanza

Entradasucción

Condensador

Secador

Succiónentrada

Vapor

Equipo derecuperación

Puntos de conexiónCompresor

Evaporador

Vapor

Líquido(cerrado)

Descargasalida

Líquido

Balanza

143

El técnico de refrigeración debe prestar atencióna una cantidad de detalles y tener presente que lossistemas de refrigeración son instalaciones comple-jas, donde es necesario poseer conocimientos dequímica, física, electricidad, mecánica, conser-vación del medio ambiente, medidas de seguridadpersonal, control de riesgos, para entender real-mente lo que allí sucede y las consecuencias de tra-bajar en refrigeración empíricamente.

En primer lugar, debe proceder de acuerdo conprincipios de seguridad, puesto que las normasestablecidas le protegen a él contra accidentes detrabajo y previenen que sus actos puedan afectar aterceros o causar daños materiales.

En segundo lugar debe tomar conciencia de lanecesidad de corregir hábitos de trabajo que, si bienhasta ahora le han dado resultado, puesto que elusuario final normalmente acepta como buena unareparación que a simple vista produce el resultadoesperado (enfriar algo), y ello es suficiente paracobrar por su trabajo. En realidad, si el servicio nose ha hecho según las normas, respetando todas lasespecificaciones del fabricante y en caso de modifi-caciones necesarias, aplicando los conocimientostécnicos necesarios para una decisión correcta; estáabusando de la confianza del cliente y causando undaño al ambiente.

En este contexto, es necesario que entienda quela aplicación de buenas prácticas es imprescindiblepara que los equipos alcancen su vida útil esperaday el número de reparaciones necesarias sea elmínimo posible, a excepción del imprescindiblemantenimiento preventivo.

Con relación a la protección de la capa deozono, principalmente, es importante que el técnico,tome conciencia y actúe de tal manera de prevenirfugas de refrigerante empleando buenas técnicas dedisposición y distribución de tuberías, buenas técni-cas de conexión de tuberías, buenas técnicas de sol-dadura, buenas técnicas de amortiguación de vibra-ciones y en general, buenas prácticas de diseño decircuitos de refrigeración. Adicionalmente se debenaprender técnicas de servicio que reduzcan significa-tivamente la cantidad de gases refrigerantes que seexpelen durante los procedimientos de servicio ymantenimiento. En todos estos casos, es el técnico deservicio el que tiene en sus manos la decisión decontribuir a la solución de un problema o ser partede este.

Cada técnico puede pensar que la cantidad derefrigerante que él deja escapar en un servicio es

insignificante y que por lo tanto, no es grave. Este esun error de interpretación que se debe corregirporque el problema es la suma de todas esas"insignificantes" cantidades que cada uno [y sonunos cuantos miles] de los técnicos aporta, día trasdía al pote.

Para ayudarle a mejorar su desempeño se hanrecopilado las siguientes recomendaciones, basadasen la experiencia y que, de aplicarse a conciencia,pueden ser de gran ayuda para reducir notablementela cantidad de SAO y otros gases refrigerantes quecontribuyen al calentamiento global, que se liberan ala atmósfera, así como a mejorar las condiciones deseguridad.

Se ha hecho hincapié en el aspecto seguridadpues se ha considerado necesario ir creando concien-cia de seguridad en la profesión, con vistas al futuroposible empleo de sustancias [HC] cuyo uso va agenerar situaciones de riesgo que ameritan una pro-funda conciencia de seguridad.

Para una correcta interpretación de la gran ma-yoría de estas recomendaciones es evidente que esimprescindible tener conocimientos de refrigeraciónmás allá de los adquiridos empíricamente.

1 Seguridad personal

• Seleccione, verifique y emplee equipos deseguridad y protección personal adecuados

Durante las actividades laborales normales eloperador de equipo o técnico de servicio debedisponer de, y emplear, equipo de protección perso-nal adecuado y verificar su efectividad antes deemplearlo.

El equipo de protección personal debe serempleado donde quiera que exista un riesgo, pero suuso no implica descartar la necesidad de adopciónde prácticas seguras de trabajo, de tal manera quelas prendas de protección personal constituyan tansolo una medida de precaución adicional, un refuer-zo a la seguridad del operario, no su única defensa.

• Efectúe su trabajo teniendo en cuenta todaslas exigencias de seguridad personal y deprevención de riesgos, lo cual incluye veri-ficar si se requieren permisos de la empresao de las autoridades para ciertos tipos detareas de alto riesgo

En proyectos de grandes dimensiones a menudoexisten reglas que exigen se realice una evaluación

CAPÍTULO VIII: RECOMENDACIONES DE BUENASPRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN

CAPÍTULO VIIIRECOMENDACIONES DE BUENASPRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN


144

de riesgos previa al comienzo de una obra. Enalgunos casos, tales como trabajos de soldadura oque involucren interrupciones del servicio eléctrico,será necesario verificar que tales operaciones seanpreviamente autorizadas, particularmente si ello pu-diese crear situaciones de riesgo a terceros en lasáreas de trabajo. La evaluación previa de riesgos esun proceso que suele surgir naturalmente del sentidocomún y lo lógico es que su práctica se formalice demanera que la seguridad se convierta en un elemen-to clave de la práctica en el oficio de la refrigeración.

• Riesgos para la saludLos principales riesgos para la salud, que se

corren durante el empleo de gases refrigerantes son:

a) Asfixia, debido a que los vapores son máspesados que el aire.

b) Generación de vapores irritantes o tóxicos si seenciende una llama en presencia de vaporesde refrigerante.

c) Quemaduras por congelamiento causadas porcontacto de alguna parte desprotegida delcuerpo con refrigerante líquido o en fase deevaporación.

• Equipo de protección personal y recomenda-ciones adicionales

a) Cuando las concentraciones de vaporespudieran alcanzar valores elevados seránecesario el empleo de equipo de asistenciarespiratoria.

b) En ocasiones puede ser necesario interrumpirla alimentación eléctrica de otros sistemas,además del equipo, así como otras potencialesfuentes de ignición en los casos en quecorresponda.

c) Disperse nubes de vapores con agua rociada.

d) Las herramientas y equipos deben ser intrínse-camente seguros.

e) El equipo eléctrico debe tener su aislamientoíntegro y estar aterrado (conectado a tierra)para prevenir la acumulación de carga estática.

• Condiciones que dan lugar a situaciones deriesgo en términos de inflamabilidad, com-bustibilidad, concentraciones porcentualesque deben evitarse, fuentes potenciales deignición y acciones a tomar en caso de fugasy derrames

a) Antes de entrar en un espacio en dondepudiera haber altas concentraciones de refri-gerante, es recomendable verificar esta

condición empleando un detector de fugasconfiable. En sótanos y cuartos de máquinasdispuestos en recintos cerrados existe mayorprobabilidad de altas concentraciones derefrigerante por cuanto los CFC, HCFC, HFC yHC son más pesados que el aire y por lo tantotienden a descender.

b) Antes de efectuar trabajos que impliquen lanecesidad de trabajar con la cabeza dentro dela tina de un gabinete exhibidor horizontal veri-fique que no exista concentración de refrige-rante en esta. Si tiene dudas, es preferible dejarel detector de fugas encendido y con el sensoren el punto más bajo de la tina de manera derecibir una advertencia en caso de que se pro-duzca una fuga que pudiera acumularse allí.

c) Algunos refrigerantes se tornan combustiblescuando se los mezcla con aire a cierta presión.Tome precauciones cuando recupere refrigerantesde sistemas que hayan presentado fugas.

Los hidrocarburos son inflamables en aire enconcentraciones a partir de valores tan bajos como1,8% en volumen con respecto a éste. A partir deeste punto, cualquier fuente de ignición, llamas,chispas por descarga de estática o arcos eléctricospueden iniciar la reacción. En el caso de una fuga oderrame asegúrese de que las fuentes potenciales deignición sean aisladas, retiradas o extinguidasinmediatamente, ventile el área exhaustivamente yprevenga a las personas que se encuentren en las cer-canías, evitando desatar el pánico.

2 Carga de refrigerante en un sistema

• Razones para asegurarse de la integridad,hermeticidad y limpieza de los sistemas

Es esencial que los sistemas sean lo suficiente-mente resistentes, desde su diseño y construcción,para soportar las máximas presiones de operaciónpredecibles; suficientemente herméticos para garanti-zar la inexistencia de fugas del fluido refrigerante,particularmente si es una SAO, puesto que las fugasconducen a pérdidas de eficiencia energética y a fallasen los sistemas que por supuesto cuestan dinero yfinalmente; suficientemente limpios de tal maneraque ni el refrigerante ni el lubricante se contaminenal ser agregados al sistema.

• Procedimientos de prueba de resistencia,presión y fugas

Las pruebas de resistencia deben efectuarse connitrógeno libre de oxígeno a una presión igual a 1,3

145

veces la Máxima Presión de Trabajo, durante untiempo lo suficientemente largo que nos permita ase-gurar que el sistema no ha sufrido deformación uotro tipo de cambios no predecibles.

Las pruebas de presión y búsqueda de fugasdeben efectuarse con nitrógeno libre de oxígeno auna presión que sea por lo menos 1,1 veces laMáxima Presión de Trabajo, y nuevamente, duranteun tiempo suficientemente largo que nos permitaverificar que no haya una reducción en la presiónque sería indicativa de una fuga.

En caso de fugas muy difíciles de detectar sepuede utilizar, como último recurso, el procedimien-to de localización de fugas consistente en agregar ala carga de nitrógeno trazas de vapor de refrigerante,y emplear un detector electrónico adecuado para elrefrigerante que se utilizará en el sistema.

Cuando se efectúen pruebas de fugas en sistemasque ya hayan sido cargados con refrigerante,recuerde que estos son más pesados que el aire yserá más probable detectar su presencia en la parteinferior del componente examinado (si las fugas sonpequeñas).

• Procedimiento para conexión y desconexióndel juego de manómetros a un sistema dota-do de válvulas de servicio de alta y bajapresión, sin perder refrigerante

Condiciones iniciales de las válvulas

Las válvulas de servicio están con sus taponesroscados metálicos puestos y con sus émbolos en laposición que bloquea la conexión de servicio [1] ytotalmente abierta la conexión de las líneas derefrigerante a la succión y descarga del compresor,respectivamente.

El juego de manómetros de tres vías y dos válvu-las, tiene sus mangueras conectadas y abiertas lasválvulas de alta y baja presión.

Procedimiento para conectar el juego demanómetros

1. Remueva los tapones de las conexiones de ser-vicio, tanto en las válvulas de servicio en elcompresor como en el tanque recibidor.

2. Cerciórese de que las válvulas del juego demanómetros estén ambas abiertas (girandoambas en sentido antihorario).

3. Conecte las mangueras en los puntos de baja yalta del sistema y la manguera central a unabomba de vacío para extraer los GNC [gasesno condensables] de las mangueras y el cuer-po del juego de manómetros.

4. Efectúe un vacío y cierre las válvulas delmanómetro en sentido horario.

5. Verifique que la válvula de servicio [de una vía]que conecta el tanque recibidor con la línea delíquido del sistema esté abierta totalmente (debeestar totalmente girada en sentido antihorario).

6. Verifique que las válvulas del manómetro esténcerradas (girando el vástago en sentido horario).

7. Gire media vuelta en sentido horario las válvu-las de servicio de succión y descarga, [lo cuallas abre parcialmente y conecta el sistema aljuego de manómetros].

8. Verifique las presiones de trabajo y ponga enmarcha la maquina (en caso de que haya esta-do detenida).

9. Esté preparado para apagar la máquina encaso de observarse alguna condición queindique falla o alguna fuga en las conexionesde servicio efectuadas.

10. Al terminar la medición, cierre las válvulas deservicio de succión y descarga del sistema,retire las mangueras del sistema siguiendo elprocedimiento descrito a continuación.

Conecte mangueras del juego de manómetros yaparatos de carga de tal manera de minimizar la con-taminación por pérdida de gas a la atmósfera y losriesgos personales y de daños a la propiedad.


Condiciones iniciales de las válvulas para

minimizar fugas de refrigerante.

Unidad condensadora exterma

Tapón puesto Válvula de servicio dela línea de succión delcompresor (abiertahacia la línea de suc-ción cerrada hacia elmanómetro)

(Abierta hacia la líneade líquido, cerradahacia el manómetro)

Válvula cerrada Válvula cerrada

Cilindro derefrigerante Bomba de vacío

Evaporador

Manómetrolado de baja

Manómetrolado de alta

Abiertas

Válvula de servicio dela línea de líquido


146

Cuando sea necesario purgar una manguera,asegúrese que contenga solo vapor a la menor pre-sión posible, nunca líquido.

Procedimiento para desconectar el juego de manómetros

1. Cierre totalmente (en sentido antihorario) laválvula de servicio ubicada en la línea dedescarga.

2. Asegúrese de que el punto de conexión centraldel manómetro esté cerrado y luego abraambas válvulas (alta y baja presión) en eljuego de manómetros para reducir cualquierpresión de descarga que pudiera haberse acu-mulado.

3. Cierre ambas válvulas (alta y baja presión) enel juego de manómetros.

4. Desconecte la manguera desde el juego demanómetros a la descarga, ponga en su sitio eltapón de la válvula de descarga.

5. Cierre totalmente (en sentido antihorario) laválvula de servicio ubicada en la línea de suc-ción y desconecte la manguera.

6. Ponga en su sitio el tapón de la válvula de ser-vicio de succión.

7. Verifique que no hayan quedado fugas en lasválvulas.

Desconecte manómetros, mangueras, equipo derecuperación y cilindro, minimizando pérdidas a laatmósfera y riesgos de daños a la salud y a lapropiedad.

• Identifique el tipo de refrigerante y su estado(líquido o vapor)

Frecuentemente, no es posible distinguir entretipos de refrigerantes debido a que numerosos susti-tutos de CFC poseen relaciones presión-temperaturamuy similar y cuando se trate de sustitutos no defini-tivo o temporal no habrá cambios en los dispositivosque pudieran ser indicativos. Por ejemplo: puede serque se esté empleando el mismo compresor/unidadcondensadora, válvula de expansión, aceite, etc. Uncambio en el tipo de desecante pudiese ser un indica-tivo de que ha habido un cambio, pero no necesa-riamente a cuál refrigerante. ¡La única manera desaber qué refrigerante hay en el sistema dependeráde las etiquetas que hayan sido estratégicamentecolocadas, originalmente por la fábrica del equipoy posteriormente, si se efectuó un cambio, por eltécnico que lo realizó!

Las etiquetas son esenciales para prevenir la for-mación de mezclas extrañas que se convertirán enproductos destinados a su destrucción.

Una vez identificado el refrigerante, es entoncesnecesario determinar su estado: líquido, vapor oambos. Para ello se deben medir las presiones enlos manómetros conectados al sistema y la tem-peratura del fluido por medio de termómetros o ter-mocuplas y con estos datos consultar la Tabla pre-sión-temperatura para ese fluido en particular [VerAnexo II]. De la tabla pueden obtenerse los diversosestados de un determinado fluido, dependiendo delos valores de presión y temperatura obtenidos delas lecturas: si está saturado, o sea líquido y vaporpresente, entonces la presión y temperaturadeberán ser consistentes con la condición saturada.Si la lectura de presión del refrigerante es menorque la presión de saturación para su temperatura,entonces está en estado de vapor sobrecalentado enel sistema.

• Identifique la condición del refrigerante:subenfriado, saturado o sobrecalentado

Usando manómetro y termómetro la presión ytemperatura del refrigerante son comparadas con lapresión y temperatura de saturación.

• Si la temperatura es inferior a la de saturación,el producto está en estado de líquido subenfriado.

• Si coexisten líquido y vapor a una misma tem-peratura y presión, estamos en presencia de unproducto en su condición de saturación.

• Si el vapor ha sido calentado por encima de sutemperatura de saturación y por lo tanto nocontiene líquido, es llamado vapor sobreca-lentado.

• Cuando esté efectuando una carga con unamezcla zeotrópica en fase líquida por el ladode baja presión del sistema, para alcanzar elnivel correcto de carga

Mientras que la práctica normal es cargar líquidoen el lado de alta presión del sistema con el compre-sor detenido, cuando se debe agregar una pequeñacantidad de refrigerante para ajustar una carga insu-ficiente, es más práctico agregar vapor por el lado desucción del sistema.

Con mezclas zeotrópicas es necesario extraer elrefrigerante del cilindro en su fase líquida para evitarcambios en las concentraciones relativas de los com-ponentes de la mezcla, tanto en el cilindro como enla carga que se esté efectuando. Una carga de líqui-do por el lado de baja de un sistema debe hacersecon extremo cuidado. El mejor método consiste enemplear un juego de manómetros de servicio, uti-lizando las válvulas del cuerpo de distribucióndel juego de manómetros para inyectar, por pulsos,el líquido en la línea de succión poco a poco,

147

observando al mismo tiempo la temperatura en lalínea de succión del compresor y la manguera deconexión desde el juego de manómetros al sistema.Desde el cilindro debe salir líquido, pero en la ma-niobra no debe permitirse que el refrigerante llegueal compresor en este estado pues puede dañarlo.

El punto a enfatizar es la habilidad para extraerlíquido del cilindro y convertirlo en vapor antes deque llegue a la succión del compresor. Existen dis-positivos para cargar líquido en la línea de succiónque dosifican la entrega, vaporizándolo antes de suentrada al sistema.

• Separación diferencial en mezclas zeotrópicasy los efectos que esto puede tener durante elproceso de carga

Las mezclas zeotrópicas tienen proporciones decomponentes en fase líquida, diferentes a las quemantienen en fase vapor; esto significa que las con-centraciones de los productos químicos consti-tuyentes son presumiblemente distintas en losvapores en la parte superior del cilindro con respec-to al líquido en la parte de abajo. A menos que todoel contenido del cilindro se vacíe y transfiera al sis-tema de refrigeración en una sola operación, seránecesario que la transferencia se efectúe en la faselíquida, ya sea invirtiendo el cilindro o utilizando laválvula de líquido. Si se omite esta exigencia, laconsecuencia será un sistema que no alcanzará laeficiencia esperada y simultáneamente cambiará lacomposición química del refrigerante restante en elcilindro, convirtiéndolo en una sustancia inútil.

• Riesgos potenciales que se pueden presentarcuando se cargan mezclas zeotrópicas refri-gerantes en sistemas

A medida que se extiende el uso de mezclaszeotrópicas, la carga en fase líquida se hace cada vezmás imprescindible y aumenta el riesgo de pérdidasde refrigerante líquido que pueden causar que-maduras. Se deben tomar las precauciones nece-sarias, verificando mangueras, manómetros y puntosde acceso antes de cargar y se debe usar equipo deprotección personal, además de las medidas preven-tivas adecuadas.

• Cómo saber cuando se ha completado la cargaa) La cantidad correcta, por peso, ha sido trans-

ferida al sistema.

b) Las temperaturas de evaporación y conden-sación son las correctas para esa aplicación,[Verificadas por medio de los manómetros delsistema].

c) Se observa la presencia permanente de líquidoa la entrada del dispositivo de expansión,[mediante la observación del visor de la líneade líquido].

d) Los productos refrigerados alcanzan y mantienenla temperatura de conservación especificada.

• Acciones a desarrollar si se descubre unafuga después de haber desconectado lasmangueras del juego de manómetros

Una vez desconectadas las mangueras de unsistema es indispensable efectuar una búsquedaexhaustiva de fugas. Cualquier fuga detectada debeser eliminada inmediatamente y el sistema revisadonuevamente. Por supuesto, el sistema ya habrá sidoverificado exhaustivamente antes de la carga derefrigerante; sin embargo, es posible que se generenfugas por el simple hecho de desconectar lasmangueras del sistema.

• Emplee tapones roscados y con selloRecuerde reponer y ajustar los tapones en las

conexiones de servicio del sistema después de haberefectuado un servicio. Si encontró que la conexiónno estaba protegida con su tapón o que éste no estáen buen estado, coloque usted uno nuevo que tengasu sello en buen estado.

• Identificar el sistema en el que haya efectuadoun servicio y sustituido el refrigerante["retrofit"]

Debe colocar etiquetas que indiquen claramentetodos los cambios efectuados: refrigerante, lubri-cante, filtro secador, dispositivo de expansión ycualquier otro componente pues las alternativas quepresentan los HFC y los nuevos refrigerantes sustitu-tos permanentes dan lugar a distintas opciones.Recuerde que quien vaya a prestar servicio a ese sis-tema después de usted, dependerá de esa informa-ción para hacer bien su trabajo.

3 Riesgos que presentan los hidrocarburos [HC] y mezclas que contienen hidrocarburos cuando son empleados como refrigerantes

Estos productos representan un riesgo severo deexplosión. Los vapores son más pesados que el airey por lo tanto pueden extenderse a nivel de piso hastaalcanzar un sitio donde entre en contacto con una



148

fuente de ignición y luego retornar como una defla-gración. Los límites de inflamabilidad varían, deacuerdo al producto, entre 1,85% y 10,2% en volu-men relativo al de aire.

La inflamabilidad es un factor de consideraciónprimordial en el caso de los hidrocarburos y todas lasfuentes de ignición deben ser aisladas, retiradas oextinguidas durante el proceso de carga.

Con temperaturas de ignición entre 365ºC y500ºC, debe tenerse sumo cuidado cuando se estétrabajando en las proximidades de sistemas cargadoscon hidrocarburos. Las precauciones deben extremarsecuando se estén efectuando operaciones de soldadura ydesoldado de tuberías.

4 Manejo, uso y almacenaje seguro de gases comprimidos

Las recomendaciones que a continuación se men-cionan aplican tanto para cilindros de gases vírgenescomo para cilindros cargados con gas recuperado noregenerable con las precauciones adicionales aso-ciadas al manejo de sustancias que pueden ser denaturaleza ácida.

Para realizar el transporte de cilindros, deben serseguros, estar claramente identificado y sellado, sinriesgos de fugas a la atmósfera y cumplir con toda laregulación establecida en el país para tal actividad.

4.1 Recomendaciones para el manejo y uso

• Utilice guantes de trabajo adecuados para la tarea.• Emplee medios de auxilio mecánicos tal como

montacargas u otros dispositivos adecuadospara el transporte de contenedores pesados,aún en distancias cortas.

• No remueva las cubiertas protectoras de lasválvulas (cuando ellas formen parte del cilin-dro) hasta que el cilindro haya sido sujetado auna base firme que garantice su estabilidad.

• Cuando las situaciones así lo requieran,emplee protecciones corporales para ojos ycara. La selección práctica entre lentes deseguridad, antiparras para protección contrasustancias químicas y máscara facial completadependerá de la presión y naturaleza del gascon que se esté trabajando.

• Cuando se esté operando con gases tóxicos,asegúrese de tener a mano equipos portátilesde respiración asistida por presión positiva oun respirador de aire conectado a una línea deaire en las cercanías del área de trabajo.

• Verifique la presencia de fugas de gases emplean-do métodos adecuados (existen en el mercadomonitores de gases inflamables y gases tóxicos).

• Verifique la existencia de una cantidad de aguasuficiente para prestación de primeros auxilios,combate de incendios o dilución de materialescorrosivos en casos de derrames o fugas.

• Emplee reguladores de presión a la salida delos cilindros de gas a alta presión cuando seesté trasegando el contenido a un sistema queestá diseñado para trabajar en un rango depresiones inferior al del gas contenido en elcilindro de origen.

• Nunca permita que un gas en su fase líquidaquede atrapado en determinadas partes de unsistema pues esto puede provocar una rupturahidráulica.

• Antes de conectar un cilindro para cargar unsistema, verifique la imposibilidad de que seproduzca un retorno desde el sistema hacia elcilindro.

• Asegúrese de que los sistemas eléctricos en elárea cumplan con las normas aplicables paracada tipo de gas.

• Nunca emplee llama directa y dispositivos decalentamiento eléctrico para aumentar la tem-peratura de un cilindro. La máxima temperaturaque puede aplicarse a un cilindro es 45ºC.

• Nunca intente re-comprimir un gas o una mez-cla de gases de un contenedor sin consultar alproveedor.

• Nunca intente trasegar gases de un contenedora otro a menos que haya obtenido previaautorización de su proveedor y conozca losriesgos asociados con esa tarea.

• No intente aumentar la velocidad de trans-ferencia de líquido de un cilindro a otropresurizando el contenedor sin antes consultarcon el proveedor.

• No use los cilindros como rodillos o soporteso para cualquier otra función que no sea con-tener el gas que en él se ha cargado.

• Nunca permita que las válvulas de los cilin-dros conteniendo oxígeno u otro oxidante secontaminen con aceite, grasa u otra sustanciafácilmente combustible.

• Mantenga las válvulas de salida de loscilindros limpias y libres de contaminantes,particularmente aceite y agua.

• No someta los cilindros a golpes mecánicosque puedan causar daño a sus válvulas o dis-positivos de seguridad.

• Nunca intente reparar o modificar las válvulaso dispositivos de seguridad de un cilindro.

149

Válvulas que se encuentren dañadas deben serreportadas al proveedor de inmediato y elcilindro debe ponerse fuera de servicio.

• Cierre la válvula de salida de gas al concluiruna extracción, aún cuando el cilindro per-manezca conectado a un equipo.

• Vuelva a poner en su lugar tapas, tapones deválvulas (cuando ellas hayan sido provistascon el cilindro) tan pronto como éste hayasido desconectado del equipo.

4.2 Recomendaciones para el almacenaje

• Las áreas de almacenamiento deben ser bienventiladas y su acceso debe estar restringido apersonal autorizado. Deben mantenersedespejadas y estar claramente identificadascomo área de almacén y exhibir señaliza-ciones indicadoras de los riesgos presentes,según corresponda (inflamables, tóxicos,radioactivos, etc.)

• El almacén de cilindros debe ubicarse en unárea libre de riesgos de incendio y aislado defuentes de calor e ignición. Se recomiendadesignar el sector como "zona de no fumar".Los cilindros deben estar a resguardo de laradiación solar y las inclemencias atmosféricas.

• Los cilindros que se almacenen a la intemperiedeben estar adecuadamente protegidos contrala oxidación y condiciones climáticasextremas.

• El almacenaje de cilindros debe prevenir condi-ciones que pudieran generar corrosión de estos.

• Los cilindros almacenados deben estar ade-cuadamente asegurados para evitar que secaigan o rueden.

• Las válvulas de los cilindros deben estar her-méticamente cerradas y sus conexionestapadas o taponadas, si así fuese indicado.

• Si el cilindro prevé el uso de una tapa protec-tora para cubrir la válvula, esta debe estarsiempre en su lugar y apropiadamente sujeta alcilindro.

• Almacene cilindros vacíos separados de losllenos y estos últimos en orden de antigüedadpara que el inventario más antiguo salgaprimero.

• Los cilindros de gases deben ser separados enel área de almacenamiento de acuerdo con suclasificación (tóxicos, inflamables, oxidantes,etc.)

• Los gases inflamables deben ser almacenadosseparados de otros materiales combustibles.

• Las cantidades de gases inflamables o tóxicosalmacenados deben ser las menores posibles.

• Los cilindros de almacenaje deben ser inspec-cionados periódicamente en cuanto a sucondición general y fugas.

• Los cilindros pequeños no deben almacenarseapilados uno sobre otros.

• Los cilindros deben almacenarse en posiciónvertical (a menos que su diseño indique que suposición de almacenaje es horizontal), debenestar sujetos mediante cadenas a puntos deanclaje que los mantengan en la posición pre-determinada o, en su defecto, unidos enpaquetes estables que se mantengan natural-mente en la posición prefijada.

• El almacenaje en posición vertical es elrecomendado cuando el diseño del cilindro espara esta posición.

• Los cilindros contentivos de refrigerantes estánpresurizados y siempre deben ser tratados conprecaución. Verifique su condición física,válvulas y tapones o precintos antes demanipularlos.

• Los cilindros deben estar claramente identificadosmediante etiquetas, indicando el contenido y losriesgos relacionados con el producto.

• Los cilindros que se almacenen a la intemperiedeben estar adecuadamente protegidos contrala oxidación y condiciones climáticas extremas.

• El almacenaje de cilindros debe prevenir condi-ciones que pudieran generar corrosión de estos.

• Almacene cilindros vacíos separados de losllenos y estos últimos en orden de antigüedadpara que el inventario más antiguo salgaprimero.

• Cuando los cilindros sean transportados envehículos deben estar sujetos y protegidoscontra daños y el vehículo debe estar ade-cuadamente ventilado.

4.3 Otras recomendaciones de manejo y almacenaje

Para el manejo y almacenaje de gases a alta pre-sión y gases comprimidos [licuados] en contenedoresde traslado, (cilindros) es necesario cumplir con lassiguientes recomendaciones prácticas. De acuerdo adiversas características de estos productos ypropiedades individuales y los procesos en que sonempleados, que los catalogan en diversas categorías(sustancias corrosivas, tóxicas, inflamables, pirofóricas,oxidantes, radioactivas o inertes), pueden requerirseprecauciones adicionales a las aquí mencionadas.



150

• Solamente personal entrenado debe manipulargases comprimidos.

• Observe y acate todos los reglamentos y requi-sitos establecidos por las normas con relaciónal almacenaje de contenedores a presión.

• No remueva, oculte o dañe las etiquetas pro-vistas en el contenedor para identificar su con-tenido o prevenir sus riesgos.

• Confirme la identidad del gas antes de emplearlo.

• Conozca y comprenda las propiedades y ries-gos asociados con el uso de un determinadogas antes de emplearlo (Lea la Hoja de Datosde Seguridad de la Sustancia [MSDS: MaterialSafety Data Sheet] - Ver Anexo I).

• Establezca e implemente planes para cubrircualquier situación de emergencia que pudierasurgir en relación con el gas en cuestión.

• Cuando tenga dudas respecto al manejo y usoadecuado de un gas, contacte a su proveedorpara obtener asistencia.

5 Técnicas de trasegado seguras

La práctica de trasegar refrigerante de un cilindrode gran tamaño a cilindros de servicio de menorcapacidad es una fuente de riesgos y de posiblesdescargas de refrigerante a la atmósfera.

Los siguientes puntos deben ser tenidos en cuenta:

• Nunca exceda la capacidad de carga especifi-cada para un cilindro. Siempre cargue porpeso y manteniéndose por debajo del límite decarga antes mencionado. En un cilindro sobrecar-gado cada aumento de temperatura de 1ºC puederesultar en un aumento de presión de 100 psi.

• El refrigerante fluirá naturalmente desde uncilindro más caliente a uno más frío. Enfríe elcilindro receptor en un congelador o nevera,jamás mediante el recurso de purgar su con-tenido residual a la atmósfera.

• Emplee mangueras de trasegado lo más cortasposibles e inspecciónelas regularmente.

6 Más consideraciones de buenas prácticas en refrigeración

Muchos de los procedimientos que reconocemoscomo buenas prácticas en refrigeración son ya de usocotidiano por los técnicos preparados y con elevadosentido de responsabilidad profesional. Otros,

introducidos por el desarrollo de nuevas herramientas,pueden necesitar de algún cambio en los pro-cedimientos habituales.

• Los condensadores solo pueden limpiarse exter-namente empleando solventes químicos adecua-dos a los materiales, sistemas de limpieza alvapor, aspiradoras y brochas y en última instan-cia sopleteados con nitrógeno. Jamás usar refri-gerante para esta operación.

• Cuando se descubra que un sistema tiene unafuga, esta debe ubicarse y repararse antes de pro-ceder a cargarlo con refrigerante. Si la carga totaldel sistema se ha perdido, se debe utilizarnitrógeno para la presurización y prueba de fugaspara posteriormente evacuarlo y hacer unasegunda prueba de hermeticidad en vacío.

• La prueba de detección de fugas en sistemas queaún no hayan sido cargados debe hacerse emple-ando nitrógeno seco libre de oxígeno o nitrógenocon trazas de R22, cuando las condiciones detrabajo así lo recomienden, jamás con refrige-rante puro.

• En la etapa de especificación y diseño de sis-temas debe tomarse en consideración minimizarla posibilidad de fugas que pudieran presentarsea futuro, recurriendo, por ejemplo, a especificarconexiones soldadas con preferencia a conex-iones roscadas, pues es un hecho que existemayor posibilidad de fugas en estas últimas.

• Siempre que sea posible deben emplearse sustan-cias inocuas para la capa de ozono y del menoríndice de calentamiento global posible.

• Son más seguras las conexiones soldadas que lasconexiones roscadas.

• Los puntos de conexión a un sistema deben serpreferiblemente protegidos con tapas de metalpuesto que las de plástico son menos confiables.

• Siempre que el diseño del sistema lo permitadebe incluir la opción de comprimir el gas delsistema en un tanque acumulador de líquido,donde se pueda acumular toda la carga mientrasse efectúan operaciones de mantenimiento oservicio.

• El tamaño del tanque acumulador de líquido deun sistema debe ser suficiente para contener lacarga total del sistema.

151ANEXO I

ANEXOS

IDENTIFICACIÓN DEL PRODUCTO:REFRIGERANTE R-11

(TRICLOROFLUOROMETANO)

PRODUVEN, C.A. (PRODUCTOS HALOGENADOS DE VENEZUELA, C.A.)

USO PRINCIPALPropulsor de Aerosol Fluido Frigorífico.

Agente de expansión en Espumas. Limpieza en seco. Acondicionador de Aire.

IDENTIFICACIÓN DE LA EMPRESA PRODUCTORA / IMPORTADORA

PRODUVEN C.A. Carretera Nacional Morón-Coro, Sector Empresas Mixtas. VenezuelaTeléfonos en caso de Emergencias: 0242 - 6088177 / 608125 / FAX 3608123- 3608254 (24 horas)Correo Electrónico:FECHA DE EMISIÓN / REVISIÓN: Junio de 2004

PROCEDIMIENTOS PARA CASOS DE EMERGENCIAS

PRIMEROS AUXILIOS ACCIÓN EN CASO DE DERRAME O FUGA

Ojos: irritación Transitoria por Proyección.

Piel y MucosasHemato-toxicidad por contacto prolongado.Hepato-toxicidad por contacto prolongado.

InhalaciónNocivo; en concentraciones superiores a los1000 ppm en espacios cerrados.A las concentraciones letales o sub.-letales: altera-ciones del Sistema Nervioso Central y Cardiovascular. Los vapores pueden causar mareos o asfixia sinadvertencia

Ingestión: NO APLICA

Tratamiento MédicoProyección en los Ojos: lavar de inmediato,abundante y prolongado, con agua, consultareventualmente a un oftalmólogo.

Inhalación: trasladar a las victimas de la exposi-ción a lugares abiertos donde exista aire puro. Sihay dificultades respiratorias, Oxigeno terapia.

ROMBO DE SEGURIDAD NFPA:

No posee.

NUMERO DE LAS NACIONES UNIDAS

No posee

• Alejarse de los contenedores que presenten fugas.• Usar niebla o rocío de agua para reducir los vapores

formados por el producto.• Aislar el área de la fuga a por lo menos 50 metros a la

redonda.• Usar equipo de protección respiratoria autónomo.• Detenga la fuga si puede hacerlo sin riesgos.

ACCIÓN EN CASO DE INCENDIO • INCENDIOS PEQUEÑOS: polvos químicos secos o

CO2. • INCENDIOS GRANDES: Usar rocío de agua, niebla

o espuma regular.• Retire los tambores del área del incendio si puede

hacerlo sin riesgos.• Enfríe con agua lanzada desde los lados los tam-

bores expuestos al fuego. Propiedades peligrosas

Incendio • No combustible / no inflamable.• Descomposición térmica en

productos Tóxicos y Corrosivos. (fosgenos)

Toxicidad • Los vapores pueden desarreglosnerviosos o cardiovasculares.

Reactividad y• A temperatura elevada se Estabilidad descompone dando origen a

productos Clorados y Fluoradosirritantes y tóxicos.

• Evitar aleaciones que contenganmás del 2% de Magnesio.

ROMBO DE IDENTIFICACION DOT:

No posee.

NÚMERO C.A.S

75-69-4

Material Safety Date Sheet (MSDS)Hoja de Datos de Seguridad


152

IDENTIFICACIÓN DEL PRODUCTO:REFRIGERANTE R-11

(TRICLOROFLUOROMETANO)

PRODUVEN, C.A.PRODUCTOS HALOGENADOS DE VENEZUELA, C.A.

USO PRINCIPALPropulsor de Aerosol Fluido Frigorífico.

Agente de expansión en Espumas. Limpieza en seco. Acondicionador de Aire.

IDENTIFICACIÓN DE LA EMPRESA PRODUCTORA / IMPORTADORA

PRECAUCIONES DE MANEJO Y USO

EDUCACIÓN DEL PERSONAL: Formación de acuerdo a la norma COVENIN 3061

PROPIEDADES FÍSICAS:

Estado Físico A 20º C: LIQUIDO.Color: INCOLORO. Olor: DÉBILMENTE ETEREO

Temperatura característica Punto de Ebullición: 23,8ºC PH: No aplicaSolubilidad: Poco soluble en agua, soluble en numeroso disolvente orgánico,

hidrocarburos, Disolventes Clorados. Presión Vapor: 20ºC: :0, 89 bar.Masa Volúmica Liquido a 20ºC: 1.488 g/cm3 Vapor: 45.145 Kg/cm3

Otros Datos No existen. PROPIEDADES INDICADORAS: No existen DAÑOS AL MEDIO AMBIENTE: Degradación de la Capa de Ozono MANEJO DE DESECHOS Conforme a lo establecido en las Leyes y Reglamentos en Vigor.

TransporteEn cisternas, Container o tambores de 208 litros.MuestreoGlobo de laboratorio.Equipo de protección personal Respirador con Cartuchos contra Gases y/oVapores. Lentes de seguridad. Guantes deNeopreno o PVC.Higiene personalLavarse las manos después de manipular el producto.ProhibicionesNo fumar, comer cuando se esté manipulandoel producto.

a) Nombre del Producto: Refrigerante R-11c) Cantidad Exenta: e) Placas de Identificación:

b) Numero ONU: No Posee / CAS: 75-69-4d) Guía de Respuesta a Emergencias: # 126f) Etiqueta de Riesgo: No Posee

AlmacenamientoEn tambores metálicos de 208 litros.ManipulaciónAlejado de las llamas o fuentes de calor.InstalacionesBotiquín de Primeros Auxilios con Cremas parala Atención de Quemaduras. Poseer extractores de aire para la manipulación.Ropa de trabajoRopa de trabajo convencional de uso diario enla actividad laboral. Tuberías / equiposDe hierro o acero inoxidable.

PRODUVEN C.A. Carretera Nacional Morón-Coro, Sector Empresas Mixtas. VenezuelaTeléfonos en caso de Emergencias: 0242 - 6088177 / 608125 / FAX 3608123- 3608254 (24 horas)Correo Electrónico:FECHA DE EMISIÓN / REVISIÓN: Junio de 2004

TRANSPORTE REQUISITOS LEGALES:

OTRAS INFORMACIONES: En caso de Emergencias refiérase a la Norma Covenin 2670-2001

ELABORADO POR: Protección Integral Produven, C.A.

ABSOLUCIÓN DE RESPONSABILIDADES

La información contenida en este documento se presume que es precisa según las fuentes consul-tadas a la fecha de emisión. La Empresa no se hace responsable por la mala interpretación o el maluso de la información contenida en esta hoja.

ANEXO II

153

TABLA PRESIÓN - TEMPERATURA PARA ALGUNOS REFRIGERANTES

Nota: los valores en negrilla y cursiva están expresados en pulgadas columna de mercurio["Hg]; elresto está expresado en lbs/ pulgada2 [psig].

ºC ºF-40,0 -40.0-37,2 -35.0-34,4 -30.0-31,7 -25.0-28,9 -20.0-26,1 -15.0-23,3 -10.0-20,6 -5.0-17,8 0.0-15,0 5.0-12,2 10.0-9,4 15.0-6,7 20.0-3,9 25.0-1,1 30.01,7 35.04,4 40.07,2 45.0

10,0 50.012,8 55.015,6 60.018,3 65.021,1 70.023,9 75.026,7 80.029,4 85.032,2 90.035,0 95.037,8 100.040,6 105.0

R22

0,52,64,97,4

10,113,216,520,124,028,232,837,743,048,854,961,568,576,084,092,6

102.0111.0121.0132.0144.0156.0168.0182.0196.0211.0

R410A

11,614,918,522,526,931,736,842,548,655,262,370,078,387,396,8

107.0118.0130.0142.0155.0170.0185.0201.0217.0235.0254.0274.0295.0317.0340.0

R12

11,08,35,52,30,62,54,66,89,2

11,814,617,821,024,728,530,436,943,746,752,157,763,870,377,084,291,899,8

108,3117,2126,6

R134A

14,812,59,96,93,70,61,94,06,59,1

11,915,018,422,126,130,435,040,145,551,357,564,171,278,886,895,4

104.0114.0124.0135.0

R404

4,36,89,5

12,515,719,323,227,532,137,042,448,254,561,268,476,184,493,2

103.0113.0123.0135.0147.0159.0173.0187.0202.0218.0234.0252.0

R408A

2,85,17,6

10,413,516,820,424,428,733,338,343,749,555,862,569,777,485,694,3

104.0114.0124.0135.0147.0159.0173.0186.0201.0217.0233.0

Temperatura

Plíquido Pvapor3,0 4,45,4 0,68,0 1,8

10,9 4,114,1 6,617,6 9,421,3 12,525,4 15,929,9 19,634,7 23,639,9 28,045,6 32,851,6 38,058,2 43,665,2 49,672,6 56,180,7 63,189,2 70,698,3 78,7

108.0 87,3118.0 96,8129.0 106.0141.0 117.0153.0 128.0166.0 140.0180.0 153.0195.0 166.0210.0 181.0226.0 196.0243.0 211.0

R407

Plíquido Pvapor8,8 16,75,9 14,72,6 12,40,4 10.02,3 7,14,4 4,16,7 0.09,2 1,5

11,9 3,614,9 5,818,1 8,221,6 10,925,3 13,729,3 16,933,6 20,238,2 23,943,2 27,948,5 32,154,2 36,760,2 41,666,6 46,973,4 52,580,7 58,688,3 65,096,3 71,9

105.0 79,2114.0 87,3123.0 95,3133.0 104.0144.0 113.0

R406A

Plíquido Pvapor— —— —

0,2 9,91,8 7,03,9 3,86,2 0,38,7 1,7

11,4 3,814,4 6,117,6 8,621,1 11,424,9 14,429,0 17,633,4 21,238,1 25,043,2 29,248,6 33,654,4 38,560,6 43,667,2 49,274,2 55,281,7 61,589,6 68,498,0 75,6

107.0 83,4116.0 91,6126.0 100.0137.0 110.0148.0 120.0159.0 130.0

R409A

BIBLIOGRAFÍA

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Para la elaboración del presente documento se ha tomado como referencia las siguientes publicaciones:

Capacitación Nacional en Buenas Prácticas en Refrigeración-Una Guía de Apoyo para las UNO: LaEliminación de SAO en los países en Desarrollo, Programa de las Naciones Unidas para el MedioAmbiente, División de Tecnología, Industria y Economía. (PNUMA-DTIE), Primera Edición, Páginas 104,Año 2001.

Buenos Procedimientos en Refrigeración-Manual de Instrucción: Programa de las Naciones Unidas para elMedio Ambiente, División de Industria y Ambiente, (PNUMA-IA), Primera Edición, Páginas 426, año1994.

Manual de Refrigeración y Aire Acondicionado: AIR-CONDITIONING AND REFRIGERATION INSTITUTE,Traducido por Camilo Botero G. y Rodrigo Montaño M., Prentice-Hall HIspanoamericana S.A., CuatroTomos, Primera Edición, año 1991.

ROY J. DOSSAT: Principios de Refrigeración, Compañía Editorial Continental S.A., Décimo primera edición,584 páginas, año 1991.

John Ellis: Guía de buenas prácticas en refrigeración, Ellis training & Consultancy LTD, 56 páginas, 2004.

Katherine B. Miller, Charles W. Purcell, Jennifer M. Matchett y Marjut H. Turner: Strategies for ManagingOzone-Depleting Refrigerants (Confronting the Future), Editado por Battelle Press, Primera Edición, 144páginas 144, año 1995.

Información extraída de Internet proporcionada por diversas fuentes: asociaciones, instituciones,corporaciones, organizaciones y en general entidades que comparten el interés de esparcir losconocimientos a través de esta ventana.

BIBLIOGRAFÍA

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