MODULO 2 > ELEMENTOS DEL CIRCUITO FRIGORFICO

NDICE

2.0>

2.19>

VISIN GENERAL DEL CIRCUITO FRIGORFICO

2.1> EVAPORACIN 2.2> COMPRESOR 2.3> CONDENSADOR 2.4> EXPANSOR 2.5> GASES REFRIGERANTES 2.6> VISOR DE LQUIDO 2.7> FILTRO DESHIDRATADOR 2.8> DEPSITO DE LQUIDO 2.9> DEPSITO ANTI-LQUIDO 2.10> VLVULAS ANTI-RETORNO 2.11> VLVULAS DE SERVICIO 2.12> ANTI-VIBRATORIOS Y SILENCIADORES 2.13> ELECTROVLVULAS O SOLENOIDES 2.14> PRESOSTATOS 2.15> TERMOSTATOS 2.16> SEPARADOR DE ACEITE 2.17> TUBERA FRIGORFICA 2.18> ACEITE

OTROS ELEMENTOS NOTA: Los contenidos de este captulo se acompaan de animaciones y videos explicativos que encontrars en el CD del curso.

2.0> VISIN GENERAL DEL CIRCUITO FRIGORFICO

2.0.0 > INTRODUCCIN

El proceso de enfriamiento tiene como fin extraer calor de una sustancia que llamaremos foco fro que se encuentra a baja temperatura siendo generalmente aire o agua, cedindola posteriormente a otra sustancia que llamamos foco caliente con temperatura ms alta que el foco fro.

Para conseguir todo esto necesitamos un equipo frigorfico, siendo el sistema ms usado el ciclo frigorfico por compresin mecnica, tambin llamado ciclo de compresin de vapor.

En este primer contacto con el ciclo frigorfico vamos a establecer las pautas para poder llegar a asimilar lo que ocurre en cada momento del propio circuito. Conviene aclarar que es el sistema ms extendido, pero no el nico. En la actualidad tenemos posibilidad de obtener fro por otros sistemas que desarrollaremos ms adelante.

Para facilitar la comprensin de este tema empezaremos por un circuito frigorfico bsico y terico, segn vaya avanzando el curso se ir modificando este circuito frigorfico hacia el modelo real con la adicin de nuevos elementos. Las afirmaciones que se realizan en este tema no deben tomarse como verdades absolutas, pues poco a poco se le irn aadiendo conceptos que las modificarn.

2.0.1 > CONCEPTO FUNDAMENTAL Lo primero que debemos tener claro es que las mquinas frigorficas, al contrario que una caldera o un calentador del tipo que sea, no son capaces de dar fro. Ya vimos en los primeros conceptos del curso que el fro como tal no existe, sino que se trata de la ausencia de calor. Por lo tanto, no existen equipos para producir fro, sino que se trata de elementos que consiguen restar calor a los ambientes donde los instalamos.

Siempre que hablemos de maquinaria frigorfica debemos tener muy claro que las mquinas frigorficas no producen el fro, sino que lo que van a hacer es cambiar el calor de sitio, siendo el modo correcto de entender los equipos frigorficos como cambiadores de calor. Solamente lo cambian de sitio y su mrito principal consiste en conseguir restar calor en una zona en la que hay poco calor (foco fro) y cederlo a otra en la que hay ms calor (foco caliente).

Ejemplo: El circuito frigorfico al que ms acostumbrados estamos es una simple nevera domstica. En este caso es sencillo entender que el circuito frigorfico no hace otra cosa que extraer el calor de los alimentos que introduzcamos en su interior y expulsarlo a nuestra cocina, razn sta de que en las cocinas siempre tengamos algo ms de calor que en el resto de la casa.

Si queremos podemos hacer una prueba con nuestra nevera. Consiste en introducir un alimento caliente en el interior de la nevera. sta se pondr en marcha y se mantendr funcionando durante un largo periodo de tiempo. El circuito frigorfico tiene una capacidad de enfriamiento constante y le llevar un rato conseguir sacar del interior de la nevera todo el calor que hemos introducido con el alimento caliente, pero si nosotros introducimos el mismo alimento fro la nevera tardar muy poco en dejar de funcionar porque slo debe bajar la temperatura del aire que entr en el interior de la nevera.

2.0.2 > RENDIMIENTO DEL CIRCUITO FRIGORFICO

Cuando hablamos de rendimiento en cualquier tipo de mquina convencional, nos referimos a la relacin entre la energa que consume y la energa que finalmente transmite o genera. Algunos ejemplos son:

Un electrodomstico elctrico cualquiera, que tiene una potencia de 800 vatios. Si miramos su consumo veremos que consume siempre ms de 800 vatios, pues siempre tenemos prdidas. La forma ms degradada de energa es la energa trmica. Cuando tenemos prdidas, en la mayora de los casos, termina por convertirse en un aumento de temperatura. Las bombillas de 60 vatios de consumo elctrico no transforman toda la energa en luz sino que gran parte se transforma en calor. Las calderas de combustin pueden llegar a tener rendimientos cercanos al 95% de la energa que tiene el combustible que queman, pero nunca llegan al 100% pues siempre hay prdidas.

Un electrodomstico elctrico cualquiera, que tiene una potencia de 800 vatios: Si miramos su consumo veremos que consume siempre ms de 800 vatios, pues siempre tenemos prdidas. La forma ms degradada de energa es la energa trmica. Cuando tenemos prdidas, en la mayora de los casos, termina por convertirse en un aumento de temperatura. Las bombillas de 60 vatios de consumo elctrico no transforman toda la energa en luz sino que gran parte se transforma en calor. Las calderas de combustin pueden llegar a tener rendimientos cercanos al 95% de la energa que tiene el combustible que queman, pero nunca llegan al 100% pues siempre hay prdidas. En el circuito frigorfico lo que ocurre es que solamente tenemos una serie de elementos de apoyo para que nuestro cambiador de calor (circuito frigorfico) funcione: un compresor y dos ventiladores, siendo su consumo muy pequeo. Pero si utilizamos el mismo baremo que el utilizado para cualquier otro aparato, obtendramos que por cada vatio consumido podemos obtener ms de un vatio, siendo esto fsicamente imposible pues el movimiento continuo no existe. Por ejemplo, un equipo frigorfico que consume 800 vatios puede producir 1800 vatios de calor, pero esto es debido a que nuestro equipo, como dijimos anteriormente, no produce los 1800 vatios, solamente los transporta del sitio en el que se encuentra a otro que a nosotros nos interesa.

Debido a que son cambiadores de calor y para que no exista error con respecto a las dems mquinas existentes, la mquinasria frigorfica no indica valores de rendimiento, indicando en cambio el " Coeficiente de Eficiencia Energtico" que nos indica por cada unidad de energa consumida cunta energa nos cede realmente nuestro equipo al ambiente que vamos a climatizar.

El C.E.E. de las mquinas que actualmente se comercializa es muy alto, alrededor de 3 y nos indica que por cada vatio que consume la mquina nos cede 3 vatios, siendo esta la razn principal de la rpida expansin que estn teniendo estos sistemas para la climatizacin de viviendas en pases donde la energa est sufriendo un constante aumento de precio. 2.0.3 > PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO Vamos a completar un circuito frigorfico bsico para lo que iremos aadiendo progresivamente todos los elementos que sean necesarios.

2.0.3.1> Evaporacin Los circuitos frigorficos tienen como principal funcin el enfriamiento de los locales. Por eso y, basndonos en lo visto en el captulo de los cambios de estado, vemos que de todo el ciclo de cambios de estados de la materia el que nos interesa en este caso es la evaporacin porque es

el nico paso en el que los fluidos, si sus condiciones de presin y temperatura son propicias, son capaces de robar energa para conseguir su cambio de estado. Las condiciones necesarias para que la evaporacin de fluido sea ms sencilla son presiones bajas, sitio para alojar el refrigerante cuando ste pase a estado vapor y un foco al cual robarle toda la energa latente de vaporizacin necesaria para esa sustancia ( foco ste que sufrir un enfriamiento). EJEMPLO de condiciones propicias para el cambio de estado: Si tenemos una cantidad de agua en una botella y la queremos pasar a estado vapor la forma de facilitarle los tres condicionantes sera:

Presin Baja: Cerramos la botella y sacamos constantemente el aire de la misma bajando la presin interior. Sitio: La botella tendr que ser grande. Si fuese muy pequea al lquido le costara mucho poder evaporarse, pues al evaporarse ocupa un espacio muy superior aumentando mucho la presin interna. Foco de energa: Aplicamos calor mediante una llama a las paredes de la botella para que pueda absorber el agua el calor aplicado.

El agua, como otros fluidos, tiene un punto de ebullicin muy alto. En el caso del agua el punto de ebullicin est en 100C en condiciones normales de presin. Tendramos que conseguir un vaco muy grande para que con un foco de energa pequeo fuese capaz de cambiar de estado. Para solucionar este problema y que el foco de energa no tenga que producir grandes temperaturas, lo que hacemos es utilizar otros fluidos con un punto de ebullicin ms bajo. Los refrigerantes para este uso tienen un punto de ebullicin en condiciones normales de -40C, lo que indica que con las condiciones normales de una atmsfera el fluido refrigerante cuando alcanza temperaturas superiores a -40C comienza a hervir producindose el cambio de estado.

La forma ms sencilla de conseguir el enfriamiento de un recinto mediante la evaporacin de un gas refrigerante consiste en hacer el montaje que se ve en la siguiente figura:

MONTAJE DE REFRIGERADOR CON SALIDA A LA ATMSFERA

Con la botella cerrada: En el interior de la botella las condiciones no permiten que ste cambie de estado, pues aunque s tiene un foco de calor al que robar energa (en este caso el aire que se encuentra alrededor de la botella) las otras condiciones no se cumplen, pues no tenemos sitio para que el refrigerante quepa en estado gaseoso dentro de la botella y tampoco las

condiciones de presin en el interior de la botella son bajas (dentro de la botella tenemos una presin de aproximadamente 7 bar si se tratase de un refrigerante r22).

Con la botella abierta: El refrigerante sale de la botella en estado lquido. Hacemos que salga a un tubo de seccin amplia que en su final est en contacto con la atmsfera. Ahora s se cumplen todos los condicionantes:

Presin Baja: El tubo est en contacto con la atmsfera. Como la presin de la atmsfera est establecida en 0 bar y en el interior de la botella eran 7 bar hemos bajado la presin del refrigerante 7 bares.

Sitio: El tubo es de seccin suficientemente amplia como para albergar el refrigerante que cambia de estado y al estar abierto a la atmsfera el refrigerante en estado gaseoso puede salir libremente.

Foco de energa: El refrigerante a travs de las paredes del tubo roba energa al ambiente en el que se encuentra consiguiendo que la temperatura descienda.

Hemos conseguido enfriar el ambiente mediante la evaporacin de un refrigerante, por eso al tramo de tubo donde ocurre este proceso le llamamos evaporador. Este sistema es efectivo pero terriblemente caro pues el refrigerante que evaporamos lo tiramos a la atmsfera y adems el refrigerante es muy contaminante, ya que daa la capa de ozono. Tendremos entonces que aadir ms elementos a nuestro circuito para conseguir un funcionamiento cclico que no requiera intervencin ninguna en un funcionamiento continuo.

2.0.3.2> Compresin A la salida del evaporador nos encontramos con que el refrigerante se encuentra en estado gaseoso y est a baja presin. Nuestra intencin es devolver el refrigerante a la botella de donde sali, pero recordemos que sta se encontraba a una presin muy alta, por tanto debemos conseguir que tenga otra vez las mismas condiciones de presin que tena cuando sali de la botella.

El elemento que necesitamos para aumentar la presin es un compresor, pues ellos son capaces de aumentar la presin de los gases. Tengamos siempre presente que los compresores solamente pueden comprimir gases, nunca lquidos. Si en algn momento llegasen partculas de lquido podran causarle daos irreparables. El montaje correcto, si lo aadimos al circuito que tenamos antes, sera el que se observa en la figura:

MONTAJE DE COMPRESOR EN LA SALIDA DEL EVAPORADOR

El compresor se encargar de absorber los gases que salen del evaporador y, mediante un sistema mecnico, eleva la presin. A la a salida del compresor tenemos refrigerante a alta presin, pero su estado sigue siendo totalmente gaseoso. Si estos gases a alta presin los introducimos en la botella en muy poco tiempo la botella estara llena. Recordemos que el refrigerante en estado gaseoso ocupa muchsimo ms espacio que el mismo en estado lquido. Con el compresor hemos conseguido la finalidad que buscbamos, pero como pretendemos introducirlo nuevamente en la botella vemos que necesitamos ms elementos para poder completar el recorrido.

2.0.3.3> Condensador Necesitamos cambiar de estado los gases del refrigerante a alta presin que salen del compresor. Sabemos que para producir cambios de estados en una sustancia tenemos que cumplir una serie de condiciones.

Las condiciones necesarias para que la condensacin de un fluido sea ms sencilla son presiones altas, carencia de sitio para que la sustancia siga en estado gaseoso y un foco al que ceder la energa latente de condensacin (este foco sufrir un calentamiento).

EJEMPLO de condiciones propicias para el cambio de estado: Si tenemos una cantidad de vapor de agua en un recipiente y queremos pasar ste a agua en estado lquido la forma de facilitarle los tres condicionantes sera:

Presin Alta: Reducimos el espacio que ocupaba el vapor introduciendo ms vapor en el mismo recipiente. Sitio: El recipiente tendr que ser pequeo pues al tener poco espacio el vapor pierde su capacidad de movimiento. Tenemos que hacer lo posible para que ocupe menos espacio, o sea para que se condense. Foco de energa: Aplicamos una corriente de aire al exterior del recipiente que contiene el vapor para que pueda ceder ms fcilmente la energa y complete su cambio de estado.

La forma ms sencilla de conseguir la condensacin de un gas refrigerante consiste en hacer el montaje que se ve en la figura:

MONTAJE DE REFRIGERADOR COMPLETO SIN EXPANSOR

El refrigerante sale del compresor en estado gaseoso, lo conducimos a un tubo de seccin pequea, que est en contacto con un elemento al que podemos ceder energa:

Presin Alta: El compresor fuerza constantemente la entrada de ms refrigerante a la zona de condensacin aumentando la presin.

Sitio: El tubo es de seccin demasiado pequea como para albergar el refrigerante que sale del compresor obligndole a cambiar de estado, adems las condiciones de presin le obligan an ms.

Foco al que ceder energa: El refrigerante a travs de las paredes del tubo cede energa al ambiente en el que se encuentra consiguiendo que la temperatura aumente.

Hemos aumentado la temperatura de la zona donde se alberga el condensador, y en el interior del tubo hemos conseguido condensar el refrigerante por eso a este tramo le llamamos "El condensador". Aunque ya tenemos completado el cambio de estado y la presin es alta, no podemos introducir directamente este refrigerante dentro de la botella de la que sali, pues la presin a la que elevamos el refrigerante para poder condensarlo es opuesta a la presin baja que necesitamos en el evaporador. Si a travs del interior de la botella se ponen en contacto la entrada del evaporador y la salida del condensador las presiones se igualaran dejando de funcionar el circuito al eliminar uno de los condicionantes ms importantes para los cambios de estado que es el valor correcto de presin.

2.0.3.4> Expansor Para estabilizar el funcionamiento del equipo necesitamos un elemento que se encargue de mantener constante el desequilibrio de presiones existente entre el condensador y el evaporador, regulando el paso de refrigerante entre el lado de alta presin y el de baja presin.

El expansor consiste en un elemento que genera una prdida de carga muy grande y ejerce una gran oposicin a la circulacin del fluido refrigerante. Los elementos utilizados para producir esta prdida de carga puede ser cualquier elemento capaz de restringir el paso del refrigerante. Es importante subrayar que los expansores solamente son vlidos cuando el refrigerante es lquido, si lo que llega al expansor es refrigerante en estado gaseoso podra circular sin ningn problema, pues lo nico que haran sera aumentar su velocidad en ese punto para poder pasar sin sufrir restricciones en la circulacin. Ms adelante veremos cmo asegurarnos de que el refrigerante llega en estado lquido al expansor.

EJEMPLO de restriccin: El expansor acta de igual forma que si en una carretera de varios carriles tenemos un accidente que interrumpe la circulacin por todos excepto uno. El punto del accidente (expansor) delimita dos zonas cuya saturacin de trfico (presin) es opuesta. Antes del accidente se produce un atasco de coches que mantienen la carretera colapsada de coches (presin alta), pero los vehculos que superan el punto del accidente circulan libremente porque apenas hay coches (presin baja). Una vez hemos colocado el expansor ya tenemos el circuito frigorfico completo y perfectamente diseado para que pueda funcionar de forma cclica sin necesidad de que tengamos que aportar refrigerante peridicamente. En el diseo se suele ajustar el funcionamiento para que no sea necesaria la botella en la que acumulamos el lquido, siendo sustituida por un pequeo depsito para el lquido.

CIRCUITO FRIGORFICO COMPLETO CON EXPANSOR Y BOTELLA

El grfico queda como vemos en la siguiente, que nos permite ver esquemticamente el montaje de un circuito frigorfico bsico terico con la delimitacin de presiones existentes.

2.1> EVAPORADOR

2.1.0 > INTRODUCCIN El evaporador es, como su nombre indica, donde se producir la evaporacin del refrigerante, siendo sus condiciones internas las siguientes: baja presin, tubera de seccin amplia y contacto con un foco al que poder extraer energa. Todas estas condiciones le hacen mucho ms fcil al refrigerante el completar el cambio de estado. Pero en este captulo vamos a razonar lo que va ocurriendo por el interior del circuito frigorfico como si nosotros fusemos acompaando al refrigerante en su recorrido. Toda la energa que absorbamos en el evaporador tendr que ser posteriormente cedida en el condensador.

EVAPORADOR DE NEVERA DOMSTICA

2.1.1 > FUNCIONAMIENTO TERICO Y PRCTICO En el interior del evaporador la temperatura del fluido refrigerante se mantiene por debajo de la temperatura de la fuente de calor (foco fro), de esta manera el calor fluye desde el foco fro al refrigerante, propiciando la evaporacin de ste y la bajada de temperatura del local en el que se encuentre el evaporador.

Funcionamiento Terico: Como punto de partida diremos que durante el recorrido que el refrigerante realiza por el interior del evaporador, lo nico que le va a ocurrir es que va a cambiar su estado, o lo que es lo mismo que el refrigerante desde que entra en el evaporador hasta que sale de l no modifica su temperatura, siendo sta constante durante todo el recorrido. Esto es as porque toda la energa que el refrigerante absorbe al foco fro solamente sirve para que ste modifique su estado, lo que nos indica que el nico calor que nuestro refrigerante tiene que absorber es calor de tipo latente.

Funcionamiento Prctico: El refrigerante llega al evaporador tras atravesar la vlvula de expansin que delimita las dos presiones existentes en el circuito. El refrigerante que entra en el evaporador debe encontrar las tres condiciones que le favorecen su cambio de estado, que son:

Baja presin: La bajada de presin viene dada por dos causas:

La vlvula de expansin es una obstruccin al paso del refrigerante tan grande que solamente deja pasar una pequea cantidad de refrigerante, cantidad sta que es insuficiente aunque se evapore para llegar a producir la sobrepresin del evaporador.

El compresor est continuamente eliminando el refrigerante que se evapora evitando que la presin aumente por esta razn.

Sitio amplio: El sitio amplio lo proporciona la seccin de tubera que en esta zona siempre es de mayor tamao que en el condensador.

Foco al que robar energa: En este caso el foco al que robamos energa es el local en el que se encuentra el evaporador, siendo ste (el loca) el que sufrir una bajada trmica.

Todo este calor latente que hemos robado al local produce un aumento en el nivel energtico del refrigerante. Esta energa tendr que ser cedida posteriormente cuando el refrigerante llegue al condensador.

2.1.2 > FASES DEL RECORRIDO

Aunque en el evaporador no existan partes diferenciadas, pues es un recorrido uniforme de tubo, nosotros vamos a distinguir varias partes teniendo en cuenta el cambio de estado del refrigerante

El evaporador recibe el refrigerante en estado lquido a baja presin y baja temperatura, pues como veremos despus este refrigerante se enfri en el condensador.

Las condiciones del evaporador son ptimas para propiciar el cambio de estado.

Nada ms salir del expansor el refrigerante intenta evaporarse robando energa al expansor y a las tuberas que conforman el evaporador. Si el expansor no est dentro del local que queremos climatizar, debemos aislarlo para evitar perdidas de energa. Progresivamente las molculas que forman el refrigerante empiezan a robar energa del ambiente produciendo dentro de las tuberas la formacin de vapor de refrigerante. Durante el recorrido el cambio de estado es progresivo producindose al final del recorrido la completa transformacin del refrigerante en gas que puede ser fcilmente comprimido sin causar daos al compresor.

Condiciones de trabajo del evaporador sobre un circuito completo (Tramo comprendido entre 1 y 2)

2.2> COMPRESOR

2.2.0> INTRODUCCIN

El compresor en el circuito frigorfico. El compresor es el corazn del circuito frigorfico. Su funcin principal es la de mover el refrigerante. Es el encargado de generar el desequilibrio de presiones entre las dos partes del circuito (mientras que el compresor est funcionando). Las dos partes del circuito en relacin con la posicin de las tomas del compresor son: una zona de baja presin, que es de donde aspira el compresor y otra zona de alta presin, que es donde descarga el compresor. El compresor est compuesto por dos partes principales que son:

El elemento motor. Es el encargado de producir el movimiento giratorio que a travs de un eje se transmite al elemento compresor. El elemento compresor. Es donde se produce la compresin de los gases, mediante distintos sistemas que aprovechan el movimiento del eje del motor para producir la compresin. Los distintos sistemas de comprensin se detallarn ms adelante, aunque el ms extendido es el compresor alternativo. El sistema que utilicen para producir la comprensin es el que da nombre al tipo de compresor. En ocasiones es difcil delimitar cada una de estas dos partes, pues estn unidas ntimamente para mejorar su funcionalidad.

COMPRESOR HERMTICO ALTERNATIVO

2.2.1> FUNCIONAMIENTO DEL COMPRESOR En el compresor los vapores que salen del evaporador son comprimidos elevando su presin. Por efecto de esta compresin tendremos un aumento de la temperatura. Una vez que el compresor termina la fase de compresin enva el gas refrigerante a la zona de descarga donde seguiremos teniendo refrigerante en estado gaseoso pero a alta presin y con un aumento de temperatura que depender del tipo de compresor utilizado y de la calidad del mismo. Adems del aumento de temperatura que se produce al reducir el volumen del refrigerante, tambin existe un aumento de temperatura por rozamientos internos que veremos en el siguiente apartado. Los compresores convencionales solamente estn preparados para realizar la compresin de gases no pudiendo trabajar con lquidos. Si esto sucediera se producira el golpe de lquido que veremos ms adelante.

2.2.2> PRDIDAS NO DESEADAS Siendo los compresores elementos mecnicos que transforman la energa en trabajo, es sabido que siempre que tenemos una transformacin energa - trabajo tenemos tambin un elemento no deseado como producto de la transformacin que son las prdidas en otras formas de energa que no son la que nosotros pretendemos obtener. EJEMPLO de prdidas no deseadas: Si tenemos una bombilla incandescente ( bombillas tradicionales de filamento), la bombilla consumir una energa, pero no toda la energa pasar a convertirse en luz, que es lo que nosotros esperamos de una bombilla, sino que tambin tendremos unas prdidas no deseadas que en este caso se traducen en energa trmica, que provoca un calentamiento de la bombilla y del local en el que sta se encuentre. En nuestro caso no toda la energa que consume el compresor se traduce en un trabajo de compresin, sino que tambin tenemos prdidas en forma de calor. Este calor est producido en su mayora por rozamiento de elementos mecnicos estando localizado el mayor rozamiento en los rganos de compresin ( pistones, rodetes, etc.) que comprimen el refrigerante. EJEMPLO de prdidas trmicas por comprensin: Todos alguna vez hemos inflado una rueda de la bicicleta con una bomba de mano, notando que el cuerpo de la bomba de la bicicleta aumenta de temperatura cuando nosotros damos varias emboladas aumentando ms si el bombeo es ms rpido. En un compresor la velocidad suele ser de alrededor de 2500 emboladas por minuto (en compresores alternativos normales), lo que se traduce en un aumento significativo de la temperatura del propio compresor, de igual manera que el calentamiento se transmite por todo el compresor no slo en los pistones. Tambin parte del calor producido en la compresin se transmite al gas que estamos comprimiendo con lo que la temperatura del gas refrigerante a la salida del compresor habr aumentado su nivel energtico al absorber parte del calor sensible producido en la compresin.

Condiciones de trabajo del compresor en el circuito completo (tramo comprendido entre puntos 2 y 4)

2.3> CONDENSADOR

2.3.0> INTRODUCCIN

El condensador es, como su nombre indica, donde se producir la condensacin del refrigerante, siendo sus condiciones internas de alta presin, tubera de seccin pequea y contacto con un foco al que poder ceder calor. Todas estas caractersticas permiten al refrigerante completar el cambio de estado, pero en este captulo vamos a razonar lo que va ocurriendo por el interior del circuito frigorfico tal y como si nosotros fusemos acompaando al refrigerante en su recorrido. Tericamente, la energa que cede el condensador debera ser proporcional a la energa que absorbi en el evaporador.

Batera condensadora por aire

2.3.1 > FUNCIONAMIENTO TERICO Y PRCTICO Funcionamiento Terico: Como punto de partida diremos que durante el recorrido que el refrigerante realiza por el interior del condensador lo nico que le va a ocurrir es que va a cambiar su estado, o lo que es lo mismo que el refrigerante desde que entra en el condensador hasta que sale de l no modifica su temperatura, siendo sta constante durante todo el recorrido. Esto es as porque toda la energa que el refrigerante cede al foco de cesin trmica (aire o agua normalmente) solamente sirven para que ste modifique su estado, lo que nos indica que el nico calor que nuestro refrigerante tiene que ceder es calor de tipo latente.

Funcionamiento Prctico: El refrigerante llega al condensador empujado por el compresor, pero ste adems de aumentar su presin, como vimos anteriormente, tambin aumenta su temperatura por dos motivos:

Por efecto de la propia compresin. Al reducir el volumen del refrigerante tendremos un aumento de la temperatura. Por rozamientos internos de las partes mecnicas del compresor (prdidas no deseadas).

Todo este calor sensible producido en la compresin se traduce en un aumento en el nivel energtico de nuestro refrigerante. Esta energa tendr que ser cedida en primer lugar para posteriormente poder ceder la energa latente del refrigerante consiguiendo su cambio de estado pasando a lquido.

2.3.2 > FASES DEL RECORRIDO Aunque en el condensador no existan partes diferenciadas, pues es un recorrido uniforme de tubo, nosotros vamos a distinguir varias partes teniendo en cuenta el tipo de calor que estamos cediendo en cada una de ellas.

PARTES SEGN EL RECORRIDO DEL CONDENSADOR

El condensador recibe el refrigerante en estado gaseoso a alta presin y alta temperatura. Se suma el calor latente absorbido en el evaporador ms el calor sensible absorbido durante la compresin.

Las condiciones del condensador no son propicias para mantenerse en estado gaseoso pues tenemos alta presin, espacio reducido (tuberas finas) y existe contacto del condensador con una fuente trmica que se encuentra a menor temperatura que el refrigerante que circula por el interior de la tubera a la cual es fcil ceder energa.

Durante el primer tramo del condensador cedemos el calor sensible que el refrigerante absorbi durante la compresin. Con esta cesin de energa lo que conseguimos es bajar la temperatura del refrigerante pero el estado se mantiene todava gaseoso.

Durante el segundo tramo del condensador cedemos gran cantidad de energa que corresponde con el calor latente que el refrigerante absorbi en el evaporador cuando las condiciones eran propicias para pasar a estado gaseoso. Durante este largo recorrido el refrigerante va cediendo toda la gran cantidad de energa que necesita perder para cambiar de estado y durante el recorrido el estado se va modificando, pasando el vapor progresivamente a vapor saturado y finalmente llegando a licuarse, obtenindose al final del recorrido refrigerante en estado lquido.

Durante todo el proceso de transformacin se produce un aumento constante de la temperatura del foco al que cedemos la energa el cual quedar ms caliente.

Para que este proceso se pueda completar el tamao del condensador tiene que ser mayor que el del evaporador. Aproximadamente suelen ser un 30% ms grandes, pues de no ser as no tendramos recorrido material para que se produzcan las fases indicadas para el cambio de estado.

Para poder condensar correctamente debe haber 10C de diferencia de temperatura entre la temperatura del refrigerante y el medio al que estemos cediendo el calor (elemento condensante).

EJEMPLO de funcionamiento: El condensador tiene la funcin de poner en contacto los gases que provienen del compresor con un medio capaz de licuarlo.

La primera parte del condensador tiene la funcin de quitar el calor sensible captado en el proceso de compresin. Suponiendo que el condensador lo dividamos en 6 partes, aproximadamente una sera necesaria para eliminar toda la energa recogida.

La segunda parte del condensador se produce cuando llegamos a la temperatura de condensacin y ya no podemos enfriar sin condensar previamente. El proceso de condensado ocupa gran parte del intercambiador pues la extraccin del calor latente es lenta, ya que supone una cantidad de energa muy grande. De las 6 partes en que habamos dividido el recorrido este proceso ocupara las cuatro partes siguientes.

La tercera parte sera el grado de subenfriamiento que veremos ms adelante. Por ahora nos basta saber que ocupara la parte que nos queda de las 6 en que dividimos imaginariamente nuestro condensador. 2.3.3 > CONDICIONES MNIMAS Si el condensador fuera demasiado grande no tendramos suficiente presin de alta y no podramos empujar el lquido hacia el evaporador.

La presin ideal de condensacin es la mnima que podamos mantener todo el ao.

Es importante que el medio condensante se mantenga siempre constante, pues si en algn momento cesara aumentara la presin de condensacin y la temperatura.

Condiciones de trabajo del condensador en el circuito completo

2.4> EXPANSOR

2.4.0> INTRODUCCIN

El elemento expansor es el encargado de mantener la diferencia de presiones que genera el compresor. Este elemento tiene como finalidad regular el paso de refrigerante al evaporador. Hay que tener presente que su nica funcin es generar una prdida muy grande de carga (obstruccin a la circulacin del refrigerante) en el recorrido que hace el refrigerante a lo largo del circuito.

El funcionamiento genrico de todos los expansores consiste en un elemento que, por su reducido dimetro, provoca una cada de presin, necesaria para la evaporacin.

Al tener que pasar el fluido refrigerante por una seccin pequea y debido a que el refrigerante se encuentra en estado lquido (con lo que le afecta en mayor medida la friccin contra el elemento expansor que se encuentra obstruyendo el paso) se produce una gran prdida de carga y por lo tanto una reduccin de presin a la salida del expansor.

Vlvula de expansin automtica con lnea de equilibrio

2.4.1> PARMETROS DE REFERENCIA Como valores de referencia entre los que tendremos que conseguir que funcione cualquier equipo para la climatizacin, independientemente del sistema de expansin utilizado, son:

EVAPORADOR: El paso de refrigerante tendr que ser la cantidad justa para que la temperatura de evaporacin del refrigerante (con su equivalente de presin) est comprendida entre 3 y 5C por encima de 0C, para evitar que se pueda producir la congelacin del agua condensada del ambiente. Sabemos que siempre la congelacin se produce en el evaporador, por estar stos mas fros que el aire ambiente.

CONDENSADOR: La restriccin de paso del refrigerante en el expansor debe provocar una temperatura en el condensador (con su equivalente en presin) que ser como mnimo de 10 a 15 C por encima de la temperatura ambiente a la que se encuentre sometido el condensador.

Condiciones de trabajo del expansor en el circuito completo

2.5> GASES REFRIGERANTES

2.5.0> INTRODUCCIN

La carga de refrigerante es primordial, pues si no introducimos el refrigerante adecuado nuestra mquina no ser ms que un conjunto de tuberas y ventiladores sin sentido. Toda mquina debe funcionar con la cantidad de refrigerante que el fabricante indica, pues si hubiera diferencia en la misma, tanto por defecto como por exceso podra sufrir daos nuestro equipo frigorfico.

Refrigerante es cualquier cuerpo o sustancia que acta como agente de enfriamiento absorbiendo calor de otro cuerpo o sustancia. Todas las sustancias producen enfriamiento al aprovechar la gran cantidad de energa necesaria para cambiar de estado.

Partiendo de esta afirmacin podemos decir que cualquier sustancia es candidata a ser refrigerante, pero por sus condiciones fsicas algunas son ms interesantes que otras. La ms sencilla de entender es el propio agua. Si nos empapamos en agua y nos ponemos en contacto con el aire para facilitar su evaporacin nuestra temperatura baja (sistema de enfriamiento por sudoracin), pero conseguir que en condiciones normales de presin y temperatura esto ocurra de forma masiva como para producir fro es difcil, pues el punto de ebullicin del agua es muy alto. Desecharemos por esta razn aquellas sustancias que tienen un punto de ebullicin muy alto. Adems no cualquier refrigerante se adapta a las condiciones de trabajo que nosotros le impongamos. Los fluidos refrigerantes deben tener ciertas propiedades termodinmicas, de tal manera que condensen y evaporen a las temperaturas (presiones) adecuadas, para lograr el objetivo de un ptimo funcionamiento en la mquina que los utilice.

Ejemplo: Un fluido puede condensar a mayor temperatura cuando se eleva su presin, pero los compresores no pueden alcanzar cualquier presin. Los condensadores y evaporadores no deben trabajar con sobrepresiones ni depresiones elevadas respectivamente.

TABLA DE PRESIN - TEMPERATURA

2.5.1> CARACTERSTICAS MNIMAS DE LOS REFRIGERANTES Un refrigerante ideal debe cumplir las siguientes propiedades:

Ser qumicamente inerte hasta el grado de no ser inflamable, ni txico, ni explosivo, tanto en estado puro como cuando est mezclado con el aire en determinada proporcin.

No reaccionar desfavorablemente con los aceites o materiales empleados en la construccin de los equipos frigorficos.

No reaccionar desfavorablemente con la humedad, que a pesar de las precauciones que se toman aparece en toda instalacin.

Su naturaleza ser tal que no contamine los productos almacenados en caso de fuga.

El refrigerante ha de poseer unas caractersticas fsicas y trmicas que permitan la mxima capacidad de refrigeracin con la mnima demanda de potencia.

La temperatura de descarga de cualquier refrigerante siempre disminuye a medida que baja la relacin de compresin. Por lo tanto deseamos que la temperatura de descarga sea la ms baja posible para alargar la vida del compresor.

El coeficiente de conductividad conviene que sea lo ms elevado posible para reducir el tamao y coste del equipo de transferencia de calor.

La relacin presin-temperatura debe ser tal que la presin en el evaporador para la temperatura de trabajo sea superior a la atmosfrica, para evitar la entrada de aire y de humedad en el sistema en caso de fuga.

Temperatura y presin crtica. Lgicamente el punto de congelacin debe ser inferior a la temperatura mnima de trabajo.

Finalmente ha de ser de bajo precio y fcil disponibilidad.

2.5.2> LOS REFRIGERANTES MS UNIVERSALES Los fluidos halogenados ( CFC's ) obtenidos sintticamente por halogenacin de hidrocarburos saturados, presentan las mejores propiedades ya que trabajan en las temperaturas y presiones adecuadas para esta aplicacin, no son txicos, ni inflamables. En esa bsqueda por encontrar fluidos de fcil evaporacin aparece la marca DuPont que sac al mercado sus gases refrigerantes llamados Fren, siendo los pioneros en la fabricacin de gases para la refrigeracin. Aunque fueron desarrollados en 1930 como fluidos de trabajo para sistemas frigorficos de compresin mecnica, con posterioridad comenzaron a emplearse en otros usos como sprays, aislamientos, industria qumica etc., por lo que su uso en aire acondicionado representa slo una parte de sus aplicaciones, muchos otros fabricantes sacaron sus propias marcas como son Forane, Celimax, etc.

Para que los usuarios independientemente de la marca sepan el refrigerante que estn utilizando independientemente de la marca, se introducen a continuacin unas letras y nmeros que nos indican el tipo de refrigerante y su formulacin qumica. Estas siglas tienen como finalidad, homogeneizar la nomenclatura de las distintas marcas a la hora de llamar a un compuesto qumico, por ejemplo los gases mas utilizados hasta la fecha han sido el monoclorodifluormetano y diclodifluormetano, para evitar estos nombres se les denomina R12 y R22 respectivamente, precedido de la marca comercial que lo distribuye.

Ejemplo: El mas conocido es el Fren R22, pero recordemos que podemos encontrarlo en cualquier marca Pepe R22, Forane R22, Celimax R22, etc.

Aunque estos fueron los refrigerantes ms utilizados en la actualidad se utilizan otros, veremos mas adelante las razones de este cambio en los refrigerantes utilizados. Los ms utilizados en

la actualidad y con los que estn cargados casi la totalidad de los nuevos circuitos frigorficos son R-134a, R407C y el R410A

Aunque los nuevos refrigerantes van aumentando su presencia, la prctica totalidad de las mquinas siguen funcionando con el R12 y R22.

Algunos refrigerantes estn muy relacionados con aplicaciones concretas, las ms conocidas son:

El R12 es el refrigerante que ms se utilizo en cmaras frigorficos y equipos con temperaturas inferiores a 0C, actualmente prohibido en completo desuso.

El R22 es el refrigerante ms utilizado actualmente en el sector del aire acondicionado, tanto para instalaciones de tipo industrial como domsticas, ya no puede ser utilizado, teniendo que recurrir a otros gases.

El R134a se utiliza normalmente en grandes equipos de enfriamiento de aire. El R407C se utiliza normalmente en enfriadoras de agua de pequea, mediana y gran potencia adems de equipos split (partidos). El R410A se utiliza actualmente en equipos split (partidos).

2.6> VISOR DE LQUIDO

2.6.0> INTRODUCCIN

El visor de lquido consiste en un trozo de tubera sobre la que se ha instalado una mirilla de cristal que nos permite ver lo que est ocurriendo en el interior de las tuberas del circuito frigorfico sin necesidad de elementos accesorios de medicin, permitindonos hacer un diagnstico preliminar de funcionamiento. Esta mirilla nos suministra gran cantidad de informacin, pues a travs de ella podemos comprobar el estado del refrigerante en los puntos que nos interese y adems saber el nivel de humedad que tenemos en el interior del circuito.

DESCRIPCIN DEL VISOR DE LQUDO ROSCADO

2.6.1> FUNCIONES DEL VISOR LQUIDO Las funciones del visor de lquido son dos:

Permite comprobar que existe un funcionamiento correcto del equipo frigorfico sin necesidad de ningn elemento externo. Esto es posible porque tericamente ya sabemos en qu estado se debe encontrar el refrigerante en cada punto del circuito. Lo

nico que tenemos que hacer es comparar lo que tericamente sabemos con lo que observamos a travs del visor. Si existe concordancia de estados entre lo que vemos y lo que sabemos es que el circuito esta funcionando correctamente. Si por el contrario no existe concordancia en lo que comprobamos fsicamente con la teora debemos intervenir sobre el circuito, pues existe un motivo que est provocando su mal funcionamiento.

EJEMPLO de comprobacin de funcionamiento: Si colocamos un visor de lquido a la salida del expansor y no observamos presencia de lquido cuando debera estar presente, entonces debemos intervenir sobre el circuito para localizar qu es lo que esta provocando un funcionamiento incorrecto. Permite comprobar si tenemos presencia de humedad en nuestro circuito. Los visores incorporan para ello un anillo interno de un material compuesto de una sal de slice sensible a la humedad. Cuando entra en contacto con la humedad cambia de color, de verde a amarillo (pueden encontrase equipos con otros colores). Esta sal no es reversible, lo que quiere decir que una vez que el circuito frigorfico ha tenido humedad el indicador seguir siempre indicndonos humedad en el circuito aunque eliminemos por completo la humedad del interior del mismo. Algunos fabricantes para facilitar el cambio de la parte sensible a la humedad montan mirillas roscadas que facilitan el cambio tanto de la mirilla, si con el tiempo tiene suciedad que impida la correcta visin, como el cambio de anillo sensible.

Ejemplo de cambio de color en el indicador de presencia de humedad

2.6.2> DNDE SE INSTALA EL VISOR La instalacin de visores solamente es frecuente en instalaciones frigorficas de conservacin (cmaras frigorficas) y tambin en instalaciones frigorficas para climatizacin de potencias superior a las mquinasrias de tipo domstico.

Aunque a priori podramos instalarlo donde nos plazca existen puntos concretos que son ms idneos para su instalacin por la informacin que nos proporcionan. Como su propio nombre indica el montaje se realiza en la zona donde tenemos presencia de lquido, que corresponde con la entrada de la vlvula de expansin, garantizndonos as que lo que llega a la vlvula de expansin es refrigerante lquido con lo que nos aseguramos de que todo el circuito est funcionando correctamente.

Recomendamos para el montaje casero o didctico que se instale otro visor ms en la aspiracin del compresor, pues con l podremos asegurarnos de que lo que recibe el compresor es refrigerante en estado gaseoso sin ninguna presencia de lquido que pueda daar el funcionamiento del mismo.

Visor de lquido indicando humedad en el circuito.

2.6.3> TIPOS DE VISORES POR SU MONTAJE

Debemos tener presentes los pros y los contras de cada uno de ellos. Los visores soldados: Tienen menos posibilidad de producir fugas, pues las soldaduras dan mucha ms seguridad que las uniones roscadas que con el tiempo y las vibraciones pueden llegar a aflojarse. stos son los ms utilizados por los fabricantes pues en el montaje en fbrica se elimina al mximo las uniones roscadas.

MONTAJE SOLDADO

Aqu vemos cmo sera el visor de lquido si lo seccionsemos, quedando a la vista cmo est constituido internamente.

Los visores roscados: Son muy fciles de cambiar si tenemos necesidad, pero pueden provocar prdidas de refrigerante si debido a las vibraciones del compresor llegan a aflojarse las tuercas. Son los ms utilizados cuando tenemos mquinasria vieja que puede tener intervenciones ms frecuentes, facilitando su cambio rpidamente.

MONTAJE ROSCADO

Aqu vemos cmo seria el visor de lquido si lo seccionsemos, quedando a la vista cmo est constituido internamente.

Los visores con montaje sobre tubera: Se utilizan cuando la seccin de tubera es muy grande. Al ser muy elevado el precio de los mismos se utilizan visores de pequeo tamao que se pinchan mediante una soldadura en la propia tubera, cumpliendo la funcin igualmente bien. Este tipo de visores se montan en mquinasria frigorfica de tipo industrial.

MONTAJE SOLDADO A TUBERA

Aqu vemos cmo sera el visor de lquido si lo seccionsemos, quedando a la vista cmo est constituido internamente.

En esta foto vemos un grupo de visores de distintos tamaos, antes de su montaje en una instalacin. Podemos observar la existencia de distintos tipos de conexin, siendo el ms utilizado en los equipos montados en fbrica el modelo de la izquierda que requiere que sea soldado. Los modelos de la derecha son modelos roscados principalmente para los equipos montados en el propio sitio de uso. Ejemplo: cmaras frigorficas.

Montaje de visor de lquido sobre el circuito frigorfico

Aqu vemos cul es el punto ms correcto para la colocacin del visor de lquido.

2.7> FILTRO DESHIDRATADOR

2.7.0> INTRODUCCIN

El filtro deshidratador es un elemento de seguridad que acta para eliminar de la circulacin interna del circuito frigorfico cualquier elemento extrao al mismo. En la actualidad en las mquinas domsticas de climatizacin de pequeo tamao no se montan, quedando su uso muy extendido para mquinas de mediana y gran potencia frigorfica.

FILTRO DE TIPO CARTUCHO

2.7.1> EL PORQU DE SU INSTALACIN La razn por la que necesitamos tener este elemento en el circuito est ligada al elemento expansor principalmente. El elemento expansor, sea del tipo que sea, siempre tiene una seccin de paso muy pequea. Si cualquier elemento tapona este pequeo orificio dejara fuera de servicio todo el sistema, pues estara paralizando la expansin.

Los elementos que con ms frecuencia nos podemos encontrar en un circuito frigorfico son impurezas de diversa procedencia o humedad. Las dos afectan al expansor, aunque de forma diferente.

Impurezas por soldadura: Cuando se realiza una soldadura (en refrigeracin mayoritariamente sobre tubera de cobre) se genera una oxidacin del cobre que, al enfriarse, se desprende de la superficie del tubo en forma de una fina cascarilla muy ligera. sta se produce tanto por fuera, que es la que nosotros apreciamos, como por dentro que queda oculta a nuestra vista. La cascarilla del interior impulsada por el paso del refrigerante puede extenderse por todo el circuito llegando al expansor y produciendo su taponamiento. En un equipo convencional este defecto se suele producir cuando tenemos que realizar alguna reparacin o en fbrica cuando hacen el montaje del equipo frigorfico.

Solucin: Cuando realicemos cualquier tipo de soldadura en circuitos frigorficos es conveniente que por el interior de la tubera se haga circular nitrgeno, para que se evite la formacin de xido de cobre, evitando la formacin de cualquier tipo de cascarilla. Tenemos que tener cuidado cuando terminemos de realizar la soldadura, pues el nitrgeno es incondensable y si quedaran restos dentro del circuito provocaran el mal funcionamiento del mismo.

Humedad o partculas de agua: Antes de meter el refrigerante en un circuito deberamos de estar seguros de no tener restos de humedad o vapor de agua utilizando siempre la bomba de vaco, pero como no todo el mundo cumple esta condicin en algunos casos una instalacin incorrecta o un mal funcionamiento permiten que pequeas partculas de agua queden encerradas dentro del sistema, aunque parece que una gota de agua no puede afectar el funcionamiento del sistema si seguimos el recorrido que realizara una gota en un circuito frigorfico veremos que puede llegar a ser peligroso.

EJEMPLO del recorrido de una gota de agua por el circuito: Supongamos que por no hacer vaco al circuito antes de cargar una pequea gota de agua (o restos de vapor de agua) quedan atrapados en el evaporador.

Al poner en marcha el compresor ste extrae el vapor de agua del evaporador y lo manda al condensador

El agua se vuelve lquida, al igual que el resto del refrigerante en el transcurso del condensador, acompaando a ste en su recorrido hacia la vlvula de expansin.

Al llegar a la vlvula de expansin el refrigerante la atraviesa y se expansiona, pero el agua cuando va a pasar por el orificio por las bajas temperaturas a las que se est evaporando el refrigerante en vez de evaporarse, lo que ocurre es que se congela taponando en parte el orificio de expansin.

En la mayora de los casos lo que notaramos es que la mquina enfra poco porque pasa poco refrigerante al evaporador.

Esta avera no es constante. Cuando la mquina la paramos el agua se descongela volviendo al evaporador, pudiendo pasar mucho tiempo hasta que el agua vuelve a llegar nuevamente al expansor.

Adems si tenemos presencia de agua en el interior del circuito y se producen temperaturas extremas en el compresor, el vapor de agua puede formar junto con tomos de cloro procedentes de la descomposicin del refrigerante por el exceso de temperatura, cido clorhdrico que ataca algunas partes de circuito especialmente los compresores hermticos y semihermticos.

Solucin: Siempre deberemos de hacer vaco a las instalaciones de fro especialmente cuando la instalacin es grande para evitar restos de humedad.

2.7.2> FUNCIONAMIENTO DEL FILTRO DESHIDRATADOR El filtro deshidratador tiene, como su nombre indica, una doble funcin: filtrar y deshidratar. Aunque tengamos presentes todas las recomendaciones durante la instalacin siempre se pueden producir en nuestro circuito circunstancias que permitan la entrada de humedad, siendo conveniente el montaje del filtro.

El filtro deshidratador est compuesto por una sal qumica compactada (zona marrn del dibujo)que se encarga de introducir en su interior la humedad para retenerla. Se combina qumicamente con ella, pasando a formar parte del filtro sin posibilidad de escapar. Dentro de estos filtros tenemos dos posibilidades:

Los que se descomponen, que son bastante absorbentes pero tienen el inconveniente de que se descomponen cuando se saturan de humedad.

Los que no se descomponen (silicagel, etc.). stos cuando se saturan, no se descomponen, simplemente no aceptan ms humedad. Adems tienen mayor capacidad filtrante cuando ms baja es la temperatura a la que trabajan. Son los que ms se emplean y tienen sentido de circulacin.

El inconveniente est en que los filtros tienen que ser desechados cuando han cumplido su misin. Al no poder extraerles la humedad que absorbieron, en ningn caso el agua que queda absorbida debe afectar a la circulacin del refrigerante por el filtro.

Seccin de Filtro hermtico soldado.

El material absorbente est compuesto por sales hidrfilas (absorbentes del agua). Los filtros vienen protegidos del contacto con la humedad mediante tapones hermticos. En algunas ocasiones vienen al vaco o cargados internamente con nitrgeno.

Seccin de Filtro hermtico roscado.

Una sal muy utilizada es el gel de slice que cumple las condiciones de gran facilidad de absorcin del agua. Los filtros roscados vienen con tuercas hermticas que garantizan su estancamiento.

Animacin de Funcionamiento del filtro

2.7.3> TIPOS DE FILTRO Existen distintos tipos de filtros dependiendo de la aplicacin frigorfica en la que se monten y de la potencia frigorfica del equipo.

FILTROS DE TUBERA

Son filtros sencillos que se montan en mquinas de muy pequea potencia. De hecho su uso es casi exclusivo para frigorficos domsticos. Diversos tamaos segn la potencia del equipo.

FILTROS HERMTICOS

Son filtros para medianas potencias, que pueden ser soldados o roscados. Debemos asegurarnos siempre de cumplir la direccin de circulacin del filtro, buscando la flecha indicadora de montaje. En este caso, est marcada en color azul sobre la etiqueta.

FILTROS DE CARTUCHOS

Son filtros para grandes potencias que mediante una brida, permiten de forma fcil cambiar los filtros cuando estn saturados. Dependiendo de la potencia del equipo podemos tener mayor nmero de cartuchos. En este caso es slo de dos cartuchos, siendo muy frecuentes series de tres o cuatro cartuchos.

CARTUCHOS

2.7.4> MONTAJE DE LOS FILTROS Dnde montarlos: El montaje de los filtros se suele realizar antes de los elementos con partes mviles, pasos muy estrechos o calibrados, siendo el lugar ms frecuente antes del expansor.

Cundo montarlos: Siempre que se repara cualquier avera importante especialmente cuando el compresor ha sufrido algn tipo de dao o el circuito ha quedado expuesto a la atmsfera durante un periodo largo de tiempo.

Cmo montarlos: Se deben montar de forma muy rpida para evitar su exposicin al ambiente, pues ste posee un alto valor de humedad, siendo recomendable no hacerlo en das de lluvia pues la saturacin de humedad en el aire es mxima.

Los filtros tienen una posicin que debe mantenerse en correspondencia con la circulacin del refrigerante, esta posicin siempre viene indicada con una flecha que debe corresponder con la direccin de paso del gas.

Cundo cambiarlo: En la mayora de los circuitos el filtro no se cambia nunca, pues nunca realiza su funcin por estar el circuito limpio y sin humedad. Al tratarse de un elemento estanco no es fcil saber si ha absorbido algo de humedad. Tenemos dos formas de saber que el filtro ha dejado de funcionar, que son:

El visor de lquido que posee una zona sensible formada por sal de cobalto que cambia de color si tenemos presencia de humedad. Si esto sucede es porque el filtro dej circular la humedad por el circuito. Este sistema es poco fiable, pues slo nos indica que el filtro est completamente saturado.

El efecto flas-gas se produce cuando el filtro est saturndose. Se detecta porque existe una bajada de temperatura entre la entrada y la salida del filtro, llevado al extremo de saturacin. Puede llegar el caso de una saturacin tal que el filtro sea una obstruccin tan grande al paso del lquido que la expansin se produzca en l y no en el expansor. En condiciones normales no debemos tener una bajada de temperatura superior a tres grados centgrados. Cuando la saturacin es muy extrema el filtro se escarcha externamente.

En algunos equipos se montan un juego de llaves que permiten cambiar el filtro sin que el equipo tenga que pararse. Esto es muy til, pues no es necesario tirar el refrigerante. A este juego de llaves, que crea un camino adicional para el refrigerante, a la vez que permiten la sustitucin del filtro se le denomina lnea de Bay-pass.

EJEMPLO DE MONTAJE CON LNEA DE BY-PASS

La posicin de apertura o cierre de las vlvulas nos permite que podamos retirar el filtro mientras el equipo sigue funcionando. Cuando se monta el nuevo filtro se debe purgar el filtro para no introducir aire en el circuito.

2.7.5> EJEMPLO DE ELECCIN DE FILTROS La cantidad de humedad que puede haber en la instalacin depende del tipo de refrigerante y de la temperatura de evaporacin. La cantidad mxima de humedad que son capaces de absorber los refrigerantes viene dada en "partes por milln" (ppm).

Los nuevos refrigerantes son muy higroscpicos y absorben bastante humedad.

CFC: 12-25 ppm

HFC: 150 300 ppm.

Montaje de filtro deshidratador sobre el circuito frigorfico

Aqu vemos cul es el punto ms correcto para la colocacin del filtro deshidratador.

2.8> DEPSITO DE LQUIDO

2.8.0> INTRODUCCIN

El recipiente de lquido es un depsito que se coloca a la salida del condensador para acumular el refrigerante lquido. Las razones para necesitar esta capacidad de acumulacin pueden ser diversas y las veremos con ms detalle en el siguiente apartado.

El depsito de lquido es simplemente un espacio donde poder acumular lquido, sirviendo para tal fin cualquier elemento que pueda alojar refrigerante lquido con seguridad. Aunque en algunas ocasiones se montan depsitos especficos de lquido, en otras ocasiones se crean espacios antes de la vlvula de expansin que permiten alojar pequeas cantidades de refrigerante, pues sobre todo en climatizacin las cantidades para almacenar no son muy grandes. Lo ms habitual es aumentar la seccin del tubo o sobredimensionar el condensador lo suficiente para que el exceso de lquido pueda permanecer en los ltimos pasos del tubo del condensador sin afectar al funcionamiento del equipo.

Depsitos de lquido de fabricacin casera

En los equipos que cuenten con este depsito con intencin de recoger la carga de refrigerante, la capacidad del depsito tiene que ser suficiente para albergar toda la carga del sistema incluido el incremento de gas debido a las lneas de interconexin entre condensador y evaporador.

2.8.1> FUNCIONES DEL DEPSITO LQUIDO Las funciones del depsito en un circuito frigorfico pueden ser varias, siendo las ms usuales las que aqu se exponen:

Tener una zona en la que podemos guardar el refrigerante en caso de que alguna avera, reparaciones o acciones de mantenimiento requieran que intervengamos en el circuito. As se evita tener que tirar el refrigerante a la atmsfera, con el beneficio tanto ecolgico como econmico que esto supone. Hay muchas circunstancias que nos pueden obligar a vaciar la instalacin de refrigerante como cambio de filtros, avera del compresor, de la vlvula de expansin, etc. En los equipos que cuenten con el depsito para este fin, la capacidad del depsito tiene que ser suficiente para albergar toda la carga del sistema incluido el incremento de gas debido a las lneas de interconexin entre condensador y evaporador. Tener refrigerante acumulado dentro del circuito en cantidad suficiente como para poder hacer frente a los picos puntuales de demanda frigorfica. En las instalaciones de capacidad variable que utilizan vlvulas de expansin de caudal variable (expansin automtica), cuando la instalacin requiere un consumo inferior de refrigerante, se llegara a una situacin de inundacin en el condensador, al no poder dar salida al refrigerante licuado que en l se ha producido.

EJEMPLO de funcionamiento del depsito de lquido: Vamos a tomar como ejemplo una cmara de congelacin circuito frigorfico que trabaja con cambios de temperatura muy grandes en la zona que tiene que climatizar. Disponemos de un circuito frigorfico que mediante una vlvula de expansin automtica abre o cierra el paso de refrigerante al evaporador.

Cuando ponemos en marcha el circuito, la cmara est caliente y la vlvula de expansin abrir al mximo, pues tiene facilidad para evaporar todo el refrigerante que introduzca en el evaporador ( Ejemplo: la cantidad que deja pasar la vlvula son 30 gramos de refrigerante / segundo)

Pasado un tiempo hemos conseguido que la cmara est a una temperatura muy baja -20C esto hace que sea muy difcil evaporar. Entonces la vlvula de expansin cerrar para que solamente pasen 3 gramos de refrigerante / segundo).

Al producirse el cierre de la vlvula se produce una acumulacin de refrigerante antes de la vlvula de expansin que, si no se tiene en cuenta, podra llegar a inundar de lquido causando un funcionamiento incorrecto del circuito.

Al contar con el depsito siempre tenemos refrigerante en estado lquido dispuesto a ser expansionado si las condiciones lo hacen recomendable o necesario.

Tener la posibilidad de facilitar el arranque de maquinaria de cierta potencia haciendo que el compresor arranque en vaco. Llamamos arrancar en vaco cuando dejamos el refrigerante retenido antes de la aspiracin del compresor para que ste, cuando empiece a trabajar, al no tener nada que comprimir consuma menos energa haciendo ms fcil su puesta en marcha. En estos casos es necesario un depsito que acapare el refrigerante durante la arrancada. 2.8.2> POSIBLES MONTAJES DE VLVULAS DE SERVICIO El depsito de lquido podemos encontrarlo con diversas posibilidades de montaje dependiendo del nmero de vlvula de servicio de que disponga, siendo ms verstil su uso cuanto mayor es el nmero de estas vlvulas, pues permiten comunicar o incomunicar a nuestro antojo el depsito con una u otra parte del circuito.

Sin vlvula de servicio

Es el montaje ms simple. Slo permite que el propio refrigerante se aloje en el depsito por condiciones de funcionamiento adversas. En caso de que se produzca una avera no podramos retener la carga de refrigerante perdindose todo el gas del circuito a la atmsfera.

Con una vlvula de servicio

Permite al tcnico, cerrando la vlvula de servicio de salida, retener el refrigerante dentro del depsito, pudiendo actuar en el evaporador del equipo sin perder el refrigerante. Este montaje se utiliza para poder introducir refrigerante en estado lquido al circuito frigorfico. No permite realizar reparaciones en la zona de condensacin, pues perderamos toda la carga.

Con dos vlvulas de servicio

Es el mejor montaje para no perder el refrigerante en las intervenciones del circuito. Permite retener fcilmente todo el refrigerante en el interior del depsito pudiendo actuar sobre todo el circuito sin que se produzcan apenas prdidas de refrigerante.

Esta es una de las labores ms delicadas que se llevan a cabo en los circuitos frigorficos y requiere prestar mucha atencin a cmo evolucionan las presiones en el circuito frigorfico.

En este proceso vamos a ver cmo deberamos de actuar para poder llevar a buen fin el proceso de recogida de refrigerante en un circuito dotado de vlvula de servicio en el depsito de lquido. Este proceso permitira que podamos reparar cualquier parte del circuito frigorfico, lgicamente con excepcin del propio depsito de lquido.

Equipo en funcionamiento antes de intervenir

Equipo funcionando normalmente con vlvulas completamente abiertas, permitiendo circular libremente al refrigerante. En esta posicin los obs de cada una de las vlvulas de servicio estn completamente cerrados, el nivel en el depsito es mnimo. En esta posicin las vlvulas de servicio no daran lectura de presin aunque colocramos un manmetro, pues tienen completamente cerrado el paso hacia el obs.

En el siguiente dibujo hemos conectado los manmetros a ambos lados del depsito de lquido para ver didcticamente cmo cambiar la lectura que obtendramos en ellos, en funcin de la posicin de la vlvula de servicio. Para una realizacin ms correcta deberamos conectar otro manmetro de baja en la aspiracin del compresor, sitio donde podramos tener lecturas de baja presin con la vlvula de servicio totalmente abierta y de ms baja presin con la vlvula de servicio cerrada. Para no complicar el dibujo siguiente hemos excluido este manmetro montando solamente dos, uno a cada lado del depsito que es el elemento de inters en este mdulo.

Fases de funcionamiento normal

Fases de funcionamiento perturbacin

Montaje de depsito de lquido sobre el circuito frigorfico.

Aqu vemos cul es el punto ms correcto para la colocacin del depsito de lquido

MODULO 2 > ELEMENTOS DEL CIRCUITO FRIGORFICONDICE2.0> VISIN GENERAL DEL CIRCUITO FRIGORFICOMONTAJE DE REFRIGERADOR COMPLETO SIN EXPANSOR

2.1> EVAPORADOR2.2> COMPRESORCOMPRESOR HERMTICO ALTERNATIVO

2.3> CONDENSADOR2.4> EXPANSOR2.5> GASES REFRIGERANTES2.6> VISOR DE LQUIDODESCRIPCIN DEL VISOR DE LQUDO ROSCADO

2.7> FILTRO DESHIDRATADORFILTROS DE TUBERAFILTROS HERMTICOSFILTROS DE CARTUCHOSCARTUCHOS

2.8> DEPSITO DE LQUIDO

Equipo en funcionamiento antes de intervenir