Reguladores de Presión en Sistemas de Refrigeración

Los reguladores de presión establecen un límite a la presión del refrigerante, ya sea por encima o por debajo de un valor determinado. La presión después del regulador puede tener una progresión ascendente o descendente. Hay dos tipos de válvulas: las que impiden la bajada y las que impiden la subida.

Tipos de Reguladores de Presión

• Regulador de presión de condensación (KVR): Su función es mantener constante la presión de condensación controlando el caudal que sale del condensador. El refrigerante entra por debajo y se encuentra con el obturador, que estará cerrado hasta que la presión sea superior a la asignada.
• Regulador de presión por diferencial (NRD): Cuando la KVR está cerrada, la aspiración no puede realizarse. Al descender el nivel del recipiente, se produce un vacío que impide la salida de líquido. La NRD permite la entrada de vapor al recipiente cuando la presión baja en su interior.
• Válvula de retención: Es un antirretorno, deja salir refrigerante, pero no deja que se cuele el mismo por su orificio de salida.
• Regulador de presión de evaporación (KVP): Su función es lograr distintas temperaturas en ambas cámaras llenando un evaporador más que otro, para que la presión no baje del valor deseado.
• Regulador de arranque (KVL): Su función es evitar presiones de aspiración elevadas.

Inyección de Gas en Sistemas de Refrigeración

Tipos de Desescarche

• Desescarche por gas
• Desescarche por agua
• Desescarche por resistencia eléctrica

Proceso de Desescarche por Gas Caliente

Consideraciones: La mezcla de vapores y líquidos puede generar colapsos de vapor que producen ondas de choque. Hay que intentar que estas situaciones no generen problemas. La apertura de tuberías con mezclas de líquido y vapor sometidos a grandes diferencias de presión puede generar golpes de líquido capaces de dañar las válvulas y las tuberías.

1. El programador da la orden de cortar la producción de frío cerrando la entrada de líquido al evaporador.
2. Los ventiladores siguen en funcionamiento para evaporar el líquido que contenga aún el evaporador y así evitar la mezcla de líquido y vapor.
3. Se introduce gas caliente en el evaporador. Este se calienta y funde el hielo, mientras el gas se condensa, aumentando la presión. Cuando la presión alcanza una temperatura de 4 a 6 ºC, se considera que ya no existe hielo y se corta el suministro de calor.
4. Debe realizarse la comunicación del evaporador con la aspiración sin que se produzcan golpes de líquido mediante aperturas en dos tiempos.
5. Después se vuelve a dar frío.
6. Si se realiza correctamente, se consiguen desescarches cortos, eficaces y seguros.

Ahorro de energía: Energéticamente es el método más interesante (ahorro de un 5 a 10%).

Campos de Aplicación del Desescarche por Gas Caliente

1. Sistemas individuales.
2. Centrales de compresores en instalaciones comerciales-industriales.
3. Sistemas inundados en refrigeración industrial.

Sistemas individuales: Emplea solo el calor producido en el compresor. La instalación es muy sencilla y consta de dos solenoides, una en la línea de líquido y otra en la línea de gas caliente. La entrada de gas caliente suele ser por la entrada al evaporador después de la expansión. El programador controla ambas solenoides. El gas caliente se estrangula en la entrada del evaporador para controlar el paso de gas con una válvula manual. No debe condensar en el evaporador. Un complemento sería estrangular el paso de gas con una válvula limitadora de presión de respiración. Evitar retornos de líquido en los desescarches con un separador de aspiración. Una variante de este método es el desescarche con reguladores de presión de aspiración.

Tuberías involucradas:

• Entrada con líquido
• Salida con gas de aspiración
• Entrada con gas caliente
• Salida de condensadores de vapor de líquido

Líneas Frigoríficas: Aspectos Clave

Conceptos Básicos

1. Las líneas deben ser lo más cortas y directas posible para reducir costes y caídas de presión.
2. Usar el mínimo de juntas y acoplamientos posible para minimizar costes y la posibilidad de fugas.
3. Evitar poner las tuberías a temperaturas extremas, ya que las transferencias de calor no deseadas producirán problemas de funcionamiento.
4. Las líneas no deben interferir con el uso normal del edificio y sus dependencias.
5. Colocar las líneas donde no puedan sufrir daños o protegerlas si no es posible.

Centrales Frigoríficas

Tipos de Compresores

• Alternativos
• Centrífugos
• Rotativos

Los compresores alternativos realizan la compresión gracias a pistones.

Ventajas de los compresores alternativos:

1. Eficaces para altas temperaturas de condensación.
2. Permiten altas relaciones de compresión.
3. Permiten el uso de diferentes tipos de refrigerantes.
4. Relativa sencillez mecánica.
5. Precios relativamente bajos.

Central Frigorífica: Definición y Funcionamiento

Es una unidad condensadora, responsable de producir el líquido refrigerante necesario para abastecer los puntos de servicio. El compresor será el encargado de aportar el trabajo necesario para aumentar la presión del refrigerante.

Puesta en Marcha de una Central Frigorífica

Se deberá poner en marcha una vez esté equipada con todos sus accesorios. Asegurarse de que la válvula de servicio de descarga esté abierta. Debemos prestar atención a que el compresor no comprima aire en lugar de refrigerante. Durante el funcionamiento, se debe evitar el contacto de la piel con las zonas de alta presión. Las máximas presiones vienen indicadas en la placa de características. Asegurar que el voltaje y la frecuencia de la red sean los correctos.

Prueba de Fuga en una Central Frigorífica

Ambas válvulas de servicio permanecerán cerradas para evitar la entrada de humedad y aire. La presión empleada (nitrógeno seco) dependerá del refrigerante y se tomará como presión mínima la del tarado de la válvula de servicio cerrada (la instalación). El siguiente paso es el vacío del compresor, con una carga de aire seco en 1 y 2,5 bar.

Carga de Refrigerante

Cargar el refrigerante por la línea de líquido, con un filtro secador en la tubería de carga.

Limpieza del circuito: Debemos hacer un barrido con nitrógeno para eliminar todas las impurezas de la instalación, además de evacuar el aire y la humedad.

Motores para Compresores Semiherméticos

Son diseñados específicamente para uso de aplicaciones de refrigeración y aire acondicionado. Poseen materiales aislantes de alto grado y elevada resistencia al calor. El aislamiento es de clase B, con un límite de temperatura de 130ºC.

NOTA: Si la tensión de red coincide con la primera cifra, se conectará en triángulo. Y si es la segunda, en estrella.

Protección del Motor con Termistor

Se utiliza una PTC para detectar la temperatura del devanado. Está conectada a un dispositivo electrónico que permitirá cortar la alimentación en caso de sobrecalentamiento.

Arranque Descargado

Consiste en instalar un bypass en el compresor que conecta la descarga con la aspiración (mediante una solenoide, bridas, adaptadores y tubería). Cuando para el compresor, la solenoide abre el bypass durante la fase de arranque, el refrigerante es cortocircuitado en el compresor sin que se produzca un incremento importante de la presión y la carga del motor disminuye.

NOTA: Instalar un antirretorno para evitar la migración de refrigerante de la línea de alta a la de baja a través del bypass.

Aceite en el Compresor

Refrigerantes sin cloro — aceites éster. Son muy higroscópicos y sensibles a la humedad. Las bombas de aceite utilizadas en compresores están diseñadas para que se puedan acoplar sistemas de control de presión diferencial de aceite OPS1, como uno mecánico. Deben ser ajustados correctamente, interrumpiendo la alimentación eléctrica cuando haya una diferencia baja entre la presión a la salida de la bomba y el cárter. Tras la parada será necesario realizar el rearme.

NOTA: La presión a la salida de la bomba se considera normal entre 1.05 y 4.2 bar por encima de la presión en el cárter.

Retorno de Líquido al Compresor

El refrigerante líquido retorna al compresor a través de las tuberías de aspiración incontroladamente. El daño dependerá de la cantidad de líquido que retorne al compresor. Si ha penetrado en canalizaciones de aceite a los cilindros, la lubricación desaparecerá causando estrías y sobrecalentamiento en el cilindro. También diluye el aceite.

Causas del Retorno de Líquido

1. Baja carga térmica en el evaporador.
2. Equipos sobredimensionados.
3. Mala circulación del aire.
4. Ventiladores de evaporadores defectuosos.
5. Acumulación de aceite en la evaporación.
6. Desescarches insuficientes.
7. Tipo de válvula de expansión sobredimensionada.

Prevención del Retorno de Líquido

1. Comprobar el orificio de la válvula de expansión si es correcto.
2. Ajustar el recalentamiento mínimo de 6 a 8ºC.
3. Instalar un separador de aspiración de tamaño correcto con función de retorno de aceite.
4. Comprobar y rearmar el control de aceite de diferencial.
5. Comprobar el funcionamiento o realizar una nueva puesta en servicio.

Arranques Inundados

Se producen cuando el refrigerante líquido migra del sistema y se condensa en el aceite del compresor (cárter).

Causas de los Arranques Inundados

1. Sobrecarga del sistema.
2. La temperatura del cárter es inferior a la del evaporador.
3. Ciclos de parada prolongados.
4. Compresor instalado en un lugar frío y ventoso.
5. Resistencias del cárter defectuosas o de baja potencia.
6. Parada por vacío no realizada.
7. Válvula solenoide con fuga.

Prevención de los Arranques Inundados

1. Utilizar un control de parada por vacío.
2. Utilizar resistencia tipo cinturón para el cárter o cubierta aislante.
3. Instalar el compresor en un lugar cálido.

Golpes de Líquido

Se producen en los arranques inundados o retorno de líquido, cuando grandes cantidades de refrigerante líquido entran en el compresor y se mezclan con el aceite. La mezcla se diluye, generando grandes olas de líquido.

Lubricantes en Sistemas de Refrigeración

Funciones de los Lubricantes

1. Reducir el rozamiento entre las partes móviles del compresor.
2. Absorber el calor de los rozamientos.
3. Actuar como sello evitando la comunicación en el compresor de las zonas de alta y baja presión.
4. Inhibir la corrosión.
5. Evacuar las virutas metálicas.
6. Reducir el ruido del compresor.

Comportamiento del Lubricante en el Circuito

• En la descarga, el gas refrigerante arrastra gotas de aceite, por lo que el nivel de aceite en el compresor irá descendiendo. Es importante asegurar el retorno de aceite.
• En el condensador, el refrigerante cede calor iniciando el cambio de gas a líquido. Si no se mezclan bien el refrigerante y el aceite, este se irá almacenando, haciendo imposible recuperarlo y disminuyendo la superficie del condensador.
• Si la mezcla no es total, existe el riesgo de que el aceite circule por el circuito pudiendo taponar el elemento laminador.
• El aceite y el refrigerante deben ser miscibles para que formen uno y se garantice la circulación al evaporador.
• En el evaporador, la mezcla empieza a separarse cuando el refrigerante se evapora. Debido a las bajas temperaturas, el aceite aumenta de viscosidad y le cuesta fluir.
• Debemos evitar estos problemas mediante sifones o separadores de aceite.

Uso del Sifón

1. Línea de aspiración.
2. Es una trampa donde se acumula el aceite, que disminuye la sección y aumenta la velocidad, lo que provoca el arrastre final del aceite al compresor.
3. En descarga cuando el condensador está más alto que el compresor, ya que existe peligro de retorno produciendo un golpe de líquido.

Uso del Separador de Aceite

1. Ubicado en la descarga.
2. Instalación a baja temperatura (aceite demasiado viscoso).
3. Instalaciones de capacidad variable o gran capacidad.
4. Instalaciones con más de un compresor.
5. Instalaciones con recorridos de aspiración ascendentes.

Características de los Lubricantes

• Estables a altas temperaturas.
• Estables a bajas temperaturas.
• Alta estabilidad química.
• Punto de inflamación y combustión alto.
• Punto de congelación lo más bajo posible.
• Viscosidad señalada para cada refrigerante (alta viscosidad = mala lubricación del compresor).
• Bajo nivel higroscópico.
• Punto de floculación bajo.
• Miscibilidad con los refrigerantes.
• Ausencia de ácidos, alquitranes, humedad y sólidos en suspensión.
• Bajo coste.

Grupos de Lubricantes

• Aceites minerales: Refinación del petróleo.
• Aceites sintéticos: Recientes, creados para solucionar problemas de solubilidad de los minerales.

Tipos Básicos de Lubricantes

• POE (Poliol Éster)
• PAG (Polialquilenglicol)
• AB (Alquilbenceno)

Aceites Minerales

• Solo miscibles con los CFC (refrigerantes antiguos).
• Su miscibilidad disminuye con los HCFC (transitorios).
• Mala miscibilidad con los POE y PAG.
• Buena miscibilidad con los AB.
• Nivel higroscópico aceptable.

Aceites Sintéticos

(Unión de alcohol con un ácido = agua y éster)

• Miscibles con cualquier refrigerante.
• Punto de floculación bajo.
• Altamente higroscópicos.
• La humedad los descompone, separando el alcohol y el ácido, lo que puede atacar la instalación.
• Requieren mayores niveles de seguridad.

PAG (Polialquilenglicol)

• Bajo punto de floculación.
• No miscibles con los CFC y HCFC.
• No miscibles con aceites minerales.
• Nivel higroscópico extremadamente alto.

AB (Alquilbenceno)

(Modificación de los aceites minerales a los que se agregan antiespumantes y se mezclan con los HFCF)

• Alta estabilidad térmica.
• Buena miscibilidad con HFCF.
• No miscibles con HFC (actuales).
• No miscibles con los POE y PAG.
• Nivel higroscópico aceptable.