Los sistemas de refrigeración utilizan refrigerantes como fluidos de trabajo, y estos generalmente se presentan en dos estados: líquido y gaseoso. Hoy hablaremos sobre los conocimientos relevantes acerca de los refrigerantes líquidos.
1. ¿El refrigerante es líquido o gaseoso?
Los refrigerantes se pueden dividir en 3 categorías: refrigerantes de un solo refrigerante, refrigerantes mixtos no azeotrópicos y refrigerantes mixtos azeotrópicos.
La composición del refrigerante, la sustancia de trabajo única, no cambia, ya sea en estado gaseoso o líquido, por lo que se puede cargar en estado gaseoso al cargar el refrigerante.
Aunque la composición del refrigerante azeotrópico es diferente, debido a que el punto de ebullición es el mismo, la composición del gas y del líquido también es la misma, por lo que el gas se puede cargar;
Debido a los diferentes puntos de ebullición de los refrigerantes no azeotrópicos, los refrigerantes líquidos y gaseosos tienen composiciones distintas. Si se añaden refrigerantes gaseosos, la composición de los refrigerantes añadidos será diferente. Por ejemplo, si solo se añade un refrigerante gaseoso específico, solo se puede añadir un refrigerante líquido.
Es decir, los refrigerantes no azeotrópicos deben añadirse con líquido, y todos los refrigerantes no azeotrópicos comienzan con R4. Este tipo de líquido se añade. Los refrigerantes no azeotrópicos comunes son: R40, R401A, R403B, R404A, R406A, R407A, R407B, R407C, R408A, R409A, R410A, R41A.
En cuanto a otros refrigerantes comunes, como R134a, R22, R23, R290, R32, R500 y R600a, la composición del refrigerante no se verá afectada por la adición de gas o líquido, por lo que resulta conveniente.
Al añadir refrigerante, debemos prestar atención a lo siguiente:
(1) Observe las burbujas en el visor;
(2) Medir la presión alta y baja;
(3) Medir la corriente del compresor;
(4) Pesar la inyección.
Además, cabe señalar y enfatizar que:
Los refrigerantes no azeotrópicos deben añadirse en estado líquido. Por ejemplo, el refrigerante R410A tiene la siguiente composición:
R32 (difluorometano): 50%;
R125 (pentafluoroetano): 50%;
Debido a que los puntos de ebullición del R32 y el R125 son diferentes, cuando el cilindro de refrigerante R410A se deja reposar, el punto de ebullición del R32 y del R125 es diferente, lo que inevitablemente provocará que el refrigerante gaseoso vaporizado en la parte superior del cilindro de refrigerante, y la composición no sea 50% R32 + 50% R125, porque el punto de ebullición del R32 es bajo, es muy probable que la parte superior del refrigerante sea un componente de R32.
Por lo tanto, si se agrega un refrigerante gaseoso, el refrigerante agregado no es R410A, sino R32.
Segundo, los problemas comunes de los refrigerantes líquidos.
1. Migración del refrigerante líquido
La migración de refrigerante se refiere a la acumulación de refrigerante líquido en el cárter del compresor cuando este se apaga. Siempre que la temperatura dentro del compresor sea menor que la del evaporador, la diferencia de presión entre ambos impulsará el refrigerante hacia una zona más fría. Este fenómeno es más probable que ocurra en inviernos fríos. Sin embargo, en el caso de los aires acondicionados y las bombas de calor, cuando la unidad condensadora está lejos del compresor, la migración puede ocurrir incluso con temperaturas elevadas.
Una vez apagado el sistema, si no se vuelve a encender en unas horas, incluso si no hay diferencia de presión, puede producirse el fenómeno de migración debido a la atracción del refrigerante del cárter hacia el refrigerante.
Si el exceso de refrigerante líquido migra al cárter del compresor, se producirá un fuerte golpe de líquido al arrancar el compresor, lo que provocará diversas fallas, como la rotura de la placa de válvulas, daños en los pistones, fallas en los cojinetes y erosión de los mismos (el refrigerante arrastra el aceite de los cojinetes).
2. Desbordamiento de refrigerante líquido
Cuando falla la válvula de expansión, o el ventilador del evaporador falla o se bloquea por el filtro de aire, el refrigerante líquido se desborda del evaporador y entra al compresor a través del tubo de succión en estado líquido en lugar de vapor. Durante el funcionamiento de la unidad, debido a que el desbordamiento de líquido diluye el aceite refrigerante, las piezas móviles del compresor se desgastan y la presión del aceite disminuye, lo que activa el dispositivo de seguridad de presión de aceite y provoca la pérdida de aceite del cárter. En este caso, si se apaga la máquina, se producirá rápidamente una migración de refrigerante, lo que provocará un golpe de ariete líquido al reiniciarla.
3. Golpe de líquido
Cuando se produce el golpe de ariete líquido, se puede oír un sonido metálico proveniente del interior del compresor, que puede ir acompañado de una vibración violenta del mismo. El golpe de ariete líquido puede provocar la rotura de válvulas, daños en la junta de culata del compresor, rotura de bielas, rotura del cigüeñal y daños en otros tipos de compresores. El golpe de ariete líquido se produce cuando el refrigerante líquido migra al cárter y se reinicia. En algunas unidades, debido a la estructura de las tuberías o la ubicación de los componentes, el refrigerante líquido se acumula en el tubo de succión o en el evaporador durante el apagado de la unidad y entra en el compresor como líquido puro y a una velocidad particularmente alta cuando la unidad se enciende. La velocidad y la inercia del golpe de ariete líquido son suficientes para anular cualquier protección integrada del compresor contra este fenómeno.
4. Funcionamiento del dispositivo de control de seguridad hidráulico
En un conjunto de unidades de baja temperatura, después del período de descongelación, el dispositivo de control de seguridad de la presión del aceite suele activarse debido al desbordamiento de refrigerante líquido. Muchos sistemas están diseñados para permitir que el refrigerante se condense en el evaporador y la línea de succión durante la descongelación, y luego fluya hacia el cárter del compresor al arrancar, lo que provoca una caída en la presión del aceite y, por consiguiente, la activación del dispositivo de seguridad de la presión del aceite.
En ocasiones, una o dos activaciones del dispositivo de control de seguridad de la presión del aceite no tendrán un impacto grave en el compresor, pero si se repiten muchas veces sin una lubricación adecuada, provocarán su fallo. El operador suele considerar el dispositivo de control de seguridad de la presión del aceite como una avería menor, pero en realidad es una advertencia de que el compresor ha estado funcionando durante más de dos minutos sin lubricación y que es necesario tomar medidas correctivas a tiempo.
3. Soluciones al problema de los refrigerantes líquidos
Un compresor eficiente y bien diseñado para refrigeración, aire acondicionado y bombas de calor es esencialmente una bomba de vapor que solo puede manejar una cantidad limitada de refrigerante líquido y aceite refrigerante. Para diseñar un compresor que pueda manejar mayor cantidad de refrigerante líquido y aceite refrigerante, se debe considerar una combinación de tamaño, peso, capacidad de enfriamiento, eficiencia, nivel de ruido y costo. Además de los factores de diseño, la cantidad de refrigerante líquido que puede manejar un compresor es fija, y su capacidad depende de los siguientes factores: volumen del cárter, carga de aceite refrigerante, tipo de sistema y controles, y condiciones normales de funcionamiento.
Cuando aumenta la carga de refrigerante, aumenta el riesgo potencial de avería del compresor. Las causas del daño generalmente se pueden atribuir a los siguientes puntos:
(1) Carga excesiva de refrigerante.
(2) El evaporador está escarchado.
(3) El filtro del evaporador está sucio y bloqueado.
(4) El ventilador del evaporador o el motor del ventilador fallan.
(5) Selección incorrecta del capilar.
(6) La selección o el ajuste de la válvula de expansión es incorrecto.
(7) Migración de refrigerante.
1. Migración del refrigerante líquido
La migración de refrigerante se refiere a la acumulación de refrigerante líquido en el cárter del compresor cuando este se apaga. Siempre que la temperatura dentro del compresor sea menor que la del evaporador, la diferencia de presión entre ambos impulsará el refrigerante hacia una zona más fría. Este fenómeno es más probable que ocurra en inviernos fríos. Sin embargo, en el caso de los aires acondicionados y las bombas de calor, cuando la unidad condensadora está lejos del compresor, la migración puede ocurrir incluso con temperaturas elevadas.
Una vez apagado el sistema, si no se vuelve a encender en unas horas, incluso si no hay diferencia de presión, puede producirse el fenómeno de migración debido a la atracción del refrigerante del cárter hacia el refrigerante.
Si el exceso de refrigerante líquido migra al cárter del compresor, se producirá un fuerte golpe de líquido al arrancar el compresor, lo que provocará diversas fallas, como la rotura de la placa de válvulas, daños en los pistones, fallas en los cojinetes y erosión de los mismos (el refrigerante arrastra el aceite de los cojinetes).
2. Desbordamiento de refrigerante líquido
Cuando falla la válvula de expansión, o el ventilador del evaporador falla o se bloquea por el filtro de aire, el refrigerante líquido se desborda del evaporador y entra al compresor a través del tubo de succión en estado líquido en lugar de vapor. Durante el funcionamiento de la unidad, debido a que el desbordamiento de líquido diluye el aceite refrigerante, las piezas móviles del compresor se desgastan y la presión del aceite disminuye, lo que activa el dispositivo de seguridad de presión de aceite y provoca la pérdida de aceite del cárter. En este caso, si se apaga la máquina, se producirá rápidamente una migración de refrigerante, lo que provocará un golpe de ariete líquido al reiniciarla.
3. Golpe de líquido
Cuando se produce el golpe de ariete líquido, se puede oír un sonido metálico proveniente del interior del compresor, que puede ir acompañado de una vibración violenta del mismo. El golpe de ariete líquido puede provocar la rotura de válvulas, daños en la junta de culata del compresor, rotura de bielas, rotura del cigüeñal y daños en otros tipos de compresores. El golpe de ariete líquido se produce cuando el refrigerante líquido migra al cárter y se reinicia. En algunas unidades, debido a la estructura de las tuberías o la ubicación de los componentes, el refrigerante líquido se acumula en el tubo de succión o en el evaporador durante el apagado de la unidad y entra en el compresor como líquido puro y a una velocidad particularmente alta cuando la unidad se enciende. La velocidad y la inercia del golpe de ariete líquido son suficientes para anular cualquier protección integrada del compresor contra este fenómeno.
4. Funcionamiento del dispositivo de control de seguridad hidráulico
En un conjunto de unidades de baja temperatura, después del período de descongelación, el dispositivo de control de seguridad de la presión del aceite suele activarse debido al desbordamiento de refrigerante líquido. Muchos sistemas están diseñados para permitir que el refrigerante se condense en el evaporador y la línea de succión durante la descongelación, y luego fluya hacia el cárter del compresor al arrancar, lo que provoca una caída en la presión del aceite y, por consiguiente, la activación del dispositivo de seguridad de la presión del aceite.
En ocasiones, una o dos activaciones del dispositivo de control de seguridad de la presión del aceite no tendrán un impacto grave en el compresor, pero si se repiten muchas veces sin una lubricación adecuada, provocarán su fallo. El operador suele considerar el dispositivo de control de seguridad de la presión del aceite como una avería menor, pero en realidad es una advertencia de que el compresor ha estado funcionando durante más de dos minutos sin lubricación y que es necesario tomar medidas correctivas a tiempo.
3. Soluciones al problema de los refrigerantes líquidos
Un compresor eficiente y bien diseñado para refrigeración, aire acondicionado y bombas de calor es esencialmente una bomba de vapor que solo puede manejar una cantidad limitada de refrigerante líquido y aceite refrigerante. Para diseñar un compresor que pueda manejar mayor cantidad de refrigerante líquido y aceite refrigerante, se debe considerar una combinación de tamaño, peso, capacidad de enfriamiento, eficiencia, nivel de ruido y costo. Además de los factores de diseño, la cantidad de refrigerante líquido que puede manejar un compresor es fija, y su capacidad depende de los siguientes factores: volumen del cárter, carga de aceite refrigerante, tipo de sistema y controles, y condiciones normales de funcionamiento.
Cuando aumenta la carga de refrigerante, aumenta el riesgo potencial de avería del compresor. Las causas del daño generalmente se pueden atribuir a los siguientes puntos:
(1) Carga excesiva de refrigerante.
(2) El evaporador está escarchado.
(3) El filtro del evaporador está sucio y bloqueado.
(4) El ventilador del evaporador o el motor del ventilador fallan.
(5) Selección incorrecta del capilar.
(6) La selección o el ajuste de la válvula de expansión es incorrecto.
(7) Migración de refrigerante.
Fecha de publicación: 31 de mayo de 2022
