RECUPERADORA RECICLADORA

 

CONSTRUCCION RECUPERADORA DE REFRIGERANTE

 

En los tiempos actuales,  debemos tomar conciencia de la importancia de no permitir que se escape a la atmósfera cualquier cantidad de refrigerante por pequeña que ésta sea, no importa a la familia a la que esta sustancia pertenezca CFC, HCFC o HFC, pues todas ellas contaminan el medio ambiente en cuanto respecta al efecto invernadero y  las 2 primeras por contener Cl ( cloro ) el cual es el causante de los efectos negativos en la capa de ozono.

 

Uno de los proyectos ejecutados por los aprendices de Refrigeración del SENA fué la elaboración de una máquina Recuperadora-Recicladora de refrigerante, utilizando los recursos disponibles en el taller. Se utilizó una unidad sellada para aire acondicionado de 1H.P., un condensador usado pero en buen estado de un aire de ventana, un separador de aceite, un portafiltro y un cartucho de acción triple ( para  acidez, humedad y partículas solidas ), controles de alta y baja presión, manómetros, estructura metálica con rodachines  y un cilindro especializado para recuperación y reciclado de refrigerantes. Teniendo en cuenta que las recuperadoras tradicionales son muy pequeñas, ésta ha sido fundamental en la recuperación de refrigerante de los equipos de aire acondicionado instalados en la institución. Adicionalmente se le instaló una tuberia con su correspondiente válvula en el carter del compresor para poder efectuar los cambios del lubricante sin necesidad de desmontar el compresor. Al separador de aceite se le hizo una instalación similar para el drenaje del aceite.

 

PORTACARTUCHO

COMPRESOR, SEPARADOR DE ACEITE

CONTROL DE ALTA Y BAJA PRESION

 

CONJUNTO COMPLETO

 

                                                       CILINDRO DE ALMACENAMIENTO

COMPRESOR DE TORNILLO AMONIACO

COMPRESOR 90 T.R. TRABAJA CON AMONIACO

MOTOR Y COMPRESOR

SEPARADOR DE ACEITE

BOMBA DE LUBRICACION

FILTRO Y BOMBA DE ACEITE 

MANIFOULD DE LUBRICACION

                                                           FILTRO DE ACEITE

CICLO BASICO DE REFRIGERACION

COMPONENTES Y FUNCIONAMIENTO CICLO BASICO DE REFRIGERACION

Cualquier sistema de refrigeración mecánica sea pequeño, mediano o grande, está conformado por 4 componentes básicos y cada uno de ellos efectúa un proceso específico con el fin de conformar el CICLO DE REFRIGERACION y   así obtener el beneficio de extraer parte del calor que  poseen los cuerpos con el fin de conservarlos o para cumplir con un proceso doméstico, comercial o industrial. Estos componentes y procesos son:

 

EL COMPRESOR:  Succiona el refrigerante en estado gaseoso recalentado a baja presión y temperatura procedente del evaporador y le eleva la presión a un valor tal, que su temperatura de compresión correspondiente se eleve por encima de la temperatura ambiente o del medio condensante para que de esta forma el refigerante pueda ceder su calor latente de condensación y así pueda pasar del estado gaseoso al líquido.

 

CONDENSADOR: El refrigerante en estado gaseoso recalentado a alta presión y temperatura procedente de la descarga del compresor entra al CONDENSADOR y en los primeros tubos entrega calor sensible que corresponde a los grados de recalentamiento del refrigerante hasta que éste obtiene su condición de gas saturado a alta presión y temperatura, ya en este estado, continua cediendo al condensador calor latente de condensación para cambiar a la fase líquida. En los últimos tubos sigue cediendo calor sensible para que el refrigerante líquido se sub-enfríe unos pocos grados por debajo de su temperatura de saturación. Es importante tener en cuenta, que al control de flujo   ( VET, tubo capilar, etc. ) el refrigerante debe llegar 100% líquido y con algunos grados de sub-enfriamiento para aumentar el efecto refrigerante en el evaporador. Cualquier cantidad de refrigerante que pase al evaporador en estado gaseoso implica pérdidas en efecto refrigerante y eficiencia.

 

CONTROL DE FLUJO DE REFRIGERANTE: Para interpretar mejor este componente del sistema debemos tener en cuenta un principio fundamental. LA TEMPERATURA DE VAPORIZACION DE UN LIQUIDO DEPENDE DE LA PRESION A LA CUAL ESTE SOMETIDO EL LIQUIDO. ESTA TEMPERATURA ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL A SU PRESION.

 

El refrigerante llega al control de flujo en estado líquido a alta presión ( 150 PSIG en un refrigerador trabajando con R-134a ) tan pronto pasa a la salida del control el refrigerante encuentra una súbita caída de presión ( 6.5 PSIG ) generada por el compresor. Esta caída de presión de aproximadamente 140 PSIG hace que el refrigerante ebulla o se vaporice a una temperatura de 0º F ( -17.8º C ). 

 

EVAPORADOR: Cuando el refrigerante encuentra esta presión muy baja en el evaporador, empieza a cambiar rápidamente de fase líquida a gaseosa a una temperatura cercana a los  0ºF. De esta forma se obtiene un diferencial de temperatura  óptimo para que los productos o espacios cedan parte de su calor al refrigerante a través del evaporador. Para que el refrigerante pase del estado líquido al gaseoso necesita calor, este calor lo obtiene el refrigerante de los productos que hemos depositado en espacios como el refrigerador, el congelador el cuarto frío, la oficina que tiene aire acondicionado, etc. En los últimos tubos del evaporador el refrigerante se recalienta unos grados con el fin de que este llegue nuevamente en estado gaseoso recalentado al compresor, para  iniciar un nuevo ciclo.

http://www.youtube.com/watch?v=SYD2N9Avsg8


http://www.youtube.com/watch?v=dH7FqsBtnSo         

COMPRESORES PARA REFRIGERACION

COMPRESORES 

 

El componente más importante de cualquier sistema de Refrigeración o Aire Acondicionado es el COMPRESOR, éste se encarga de hacer circular por el sistema el refrigerante,   el cual es comprimido para elevarle la presión hasta un valor,   de tal forma que pueda condensarse ( obtenerlo en estado líquido ), luego el refrigerante líquido cumplirá la función de retirar calor del espacio refrigerado a travez del evaporador cuando el líquido cambie de fase y pase al estado de vapor.

 

 Hay varios tipos de compresores para este propósito, los mas conocidos son:

COMPRESORES ALTERNATIVOS O DE PISTON

 

Han sido los  más populares, porque aún son utilizados por  la mayoría de los equipos domésticos, congeladores y enfriadores de bajo porte, e igualmente en los equipos de aire acondicionado residenciales. Su mecanismo es similar a los motores de combustión interna que utilizan los vehículos, con la diferencia, que los compresores para refrigeración convierten la potencia de la energía eléctrica en potencia  frigorífica. Hoy día existe la tendencia de reemplazarlos por los compresores Rotativos o los Scroll, dea que éstos poseen niveles de ruido mucho más bajos que los compresores alternativos o de pistón. Su principal desventaja consiste en que se requiere de media revolución para aspirar y llenar el cilindro de refrigerante y la media restante para comprimirlo

COMPRESORES ROTATIVOS

Su mecanismo está diseñado para que funcione de tal manera que en una revolución completa se logra la aspiración y compresión simultánea del gas refrigerante. Este está compuesto básicamente por un cilindro, una escéntrica que gira dentro del cilindro y hace las veces de pistón y una, dos,  o cuatro  paletas resortadas que separan las diferentes zonas  de aspiración y compresión. Tienen  un 50 % menos de partes móviles que los compresores de pistón, lo cual los convierten en equipos más versátiles. Como se mencionó anteriormente, son mas silenciosos,  lo cual los hace mas elegibles por los clientes. Si observamos y analizamos los dibujos,  identificamos que la descarga del compresor está ubicada en el sitio  que dice "escape", si la escéntrica gira en el sentido de las manecillas del reloj, cada uno de los espacios separados por las paletas va disminuyendo de volumen lo cual nos indica que en el compresor de 4 paletas se está generando compresión simultánea en cuatro sectores. Esta la principal ventaja comparado con el compresor alternativo

 

COMPRESORES SCROLL

Foto  de Scroll K5 Tomada de Emerson Climate Tech.

El diseño de este tipo de compresor es sencillamente extraordianario, tiene solamente 3 partes móviles lo cual minimiza  la posibilidad de fallas mecánicas. La parte del compresor se compone de un Caracol fijo y un caracol móvil, el cual desarrolla  movimientos orbitales   siguiendo micrometricamente el  desarrollo del caracol fijo. Cuando analicen  la animación, podrán determinar que el refrigerante es succionado por el compresor en los extremos del scroll, el mecanismo va comprimiendo el refrigerante en 4 sectores al mismo tiempo y lo va transportando hacia el centro del caracol, cada uno de los espacios va disminuyendo gradualmente de volumen, hasta que llega al centro ( descarga ) con la presión de alta requerida para el proceso .

GENERALIDADES DE LOS COMPRESORES SCROLL

En  su funcionamiento no se producen movimientos de rotación sino movimientos orbitales.

La acción centrífuga del Scroll orbitante efectúa un sello de los flancos en el scroll estacionario

El refrigerante comprimido va saliendo por el centro del scroll hacia la cámara de descarga

Durante una orbita, varias cámaras del scroll efectúan el proceso de compresión simultáneamente, produciendo una compresión continua y un accionar suave del compresor

Sus 3 partes móviles reemplazan las aproximadamente 15 partes móviles de un compresor de pistón

El scroll no requiere de válvulas de succión y descarga, eliminando las pérdidas por escapes en los flappers.

Un scroll es entre un 12 y 15 % mas eficiente que uno de pistón

No hay volumen de claro ni reexpansión

Operación silenciosa. Se ha eliminado el ruido producido de los flappers, debido a su proceso de compresión continuo.

RECOMENDACIONES:

Requieren sentido de giro específico. Cuando giran en sentido contrario producen mucho ruido, su amperaje es bajo y el efecto refrigerante no es muy significativo

Es importante la instalción de un protector de inversión de fase, para prevenir sentido de giro inverso. Igualmente la instalción de un temporizador para prevenir el arranque del mismo en el momento en que éste inicie la igualación de las presiones

Algunos compresores están diseñados con una válvula cheque en la linea de descarga con el fin de prevenir lo anterior.

PRECAUCION IMPORTANTE. NUNCA EFECTUE AUTO VACIO O PUMP DOWN CON UN COMPRESOR SCROLL.

ESTOS COMPRESORES POR SU ALTA EFICIENCIA LEVANTAN ALTO VACIO EN UN TIEMPO RELATIVAMENTE CORTO, LO CUAL PUEDE OCASIONAR ARCO ELECTRICO EN LOS TERMINALES DEL COMPRESOR

COMPRESORES DE TORNILLO

Como su nombre lo indica, está compuesto por unos mecanismos similares a un tornillo sinfin, en la mayoría de los casos por dos tornillos ( macho y hembra) los cuales están mecánicamente ajustados para obtener su mayor eficiencia en el proceso de compresión. El refrigerante es succionado por uno de los extremos del conjunto y llevado al otro extremo en la dirección del movimiento de los tornillos. Su principal ventaja en este diseño consiste en que pueden trabajar a mayores velocidades comparados con los tipos anteriores y que el proceso de compresión de refrigerante es continuo sin ningún tipo de oscilaciones en ninguno de los puntos del mecanismo.

El rotor macho es el tornillo motriz del sistema, está conformado por 6 lóbulos mientras la hembra tiene 4, con este diseño se obtiene la máxima eficiencia del compresor. Una observación rápida nos permite determinar que el rotor hembra se mueve a una velocidad mayor que el tornillo macho

El ajuste entre los lóbulos de los tornillos y la carcaza del compresor es un conjunto cerrado que permite la inyección de aceite dentro del compresor, este aceite como en el resto de compresores sirve para refrigerar las partes móviles. El ajuste entre los cojinetes y rotores es de  tal magnitud, que la película de aceite no permite el contacto físico entre los rotores ni la carcaza del compresor, razón por la cual es casi inexistente el desgaste de sus componentes.

Estos compresores son máquinas que nos suministran altas capacidades de enfriamiento, del orden de 70 T.R. hacia arriba, sin embargo, son máquinas relativamente sencillas en cuanto respecta a su sistema de lubricación y control de capacidad, el cual está conformado por una corredera que funciona con la presión de aceite y un conjunto de vávulas solenoides que pueden controlar la capacidad de enfriamiento desde un 25 hasta un 100%

COMPRESORES CENTRIFUGOS:

Este es otro tipo de máquina pesada utilizada  principalmente en grandes sistemas de Aire Acondicionado o en procesos industriales que requieren alta capacidad de enfriamiento. Su mecanismo principal está compuesto por turbinas conformadas por ruedas de álabes en donde el refrigerante entra por el centro de la rueda a lo largo del eje y es descargado radialmente por la periferia de las mismas por acción de la fuerza centrífuga, esto aumenta la presión y por consiguiente la temperatura del refrigerante. Pueden ser de una o varias etapas  dónde una rueda de turbina descarga a la siguiente y así sucesivamente. Sus evaporadores son del tipo inundado en los cuales la succión del compresor reduce la presión del refrigerante para que éste se vaporice a la temperatura que corresponda según la presión. Generalmente son máquinas que enfrían principalmente agua o algún tipo de solución anticongelante,  con el fin de obtener temperaturas por debajo del punto de congelación del agua sin riesgo para la máquina por este motivo

ENLACES
 

En los siguientes links encontrarán algunas animaciones, que les proporcionarán la información de como se efectúa la compresión del refrigerante en compresores de diferentes tipos. 

 

http://www.youtube.com/watch?NR=1&v=2B7kX8RavcY&feature=endscreen  Pistón COPELAND

 

http://www.youtube.com/watch?v=IOL45plqJv4             Scroll COPELAND

 

 http://www.youtube.com/watch?v=cCMi_ZOT6rk         Funcionamiento Básico Tornillo BITZER

 

 

http://www.youtube.com/watch?v=_U1-nJgBRiY     Control de Capacidad Tornillo BITZER

http://www.youtube.com/watch?v=40rTKAtFqq4           Centrífugo DAIKIN McQUAY

 

 

MANOMETROS PARA REFRIGERACION

UTILIZACION DE LOS MANOMETROS



Una de las herramientas fundamentales del Técnico en Refrigeración es el Juego de Manómetros. Si efectuamos el registro adecuado de la presión de descarga y presión de aspiración, podemos elaborar la hoja de ruta para diagnosticar rápidamente si el sistema funciona correctamente o por el contrario, nos dá la indicación de una falla en el equipo.
 
 

Esta herramienta especializada se compone de 2 manómetros y sus características son las siguientes:


 

MANOMETRO AZUL : Está diseñado para medir la presión de succión o aspiración del compresor. En su  escala, del  cero hacia arriba nos mide presión por encima de la atmosférica y del cero hacia abajo nos mide vacío, es decir, presiones por debajo de la atmosférica. Su rango de medición es de cero a 250 PSIG y de cero hasta 29,92" de Hg. Igualmente dispone de sus equivalencias correspondientes en Kg/cm2 y mm de Hg.

MANOMETRO ROJO: Diseñado para medir las presiones de descarga del compresor. Su rango es de cero  hasta 500 PSIG ( libras por pulgada cuadrada manómetricas ). Igualmente pueden leerse las presiones en el sistema decimal de cero a 35 Kg./cm2. 

 

MANGUERAS: Estos instrumentos sin importar la marca, vienen  acompañados de 3 mangueras ( especialmente diseñadas ) de color azul, rojo y amarillo, con el fin de adquirir la disciplina de conectarlas así:

 

AZUL:  Del puerto de servicio de la válvula de succión del compresor al manómetro de Baja presión.

 

ROJA:  Del puerto de servicio de la válvula de descarga del compresor al manómetro de Alta Presión.

 

AMARILLA: Se conecta al racor central del juego de manómetros y se emplea para efectuar todos los servicios requeridos por el sistema: efectuar vacío, prezurizar con Nitrógeno, inyectar refrigerante, etc.

 

VÁLVULAS: Cada uno de los manómetros viene provisto de una válvula, cuya función es la de abrir el paso hacia o desde el racor de servicio (  racor central ). Cuando se van a conectar las mangueras a los respectivos manómetros las válvulas deben estar cerradas para impedir escapes hacia el racor de servicio.
 

MANIPULACION : Las válvulas están diseñadas para operarlas con fuerza moderada ( digital en el caso de los racores de las mangueras ), el exceso de fuerza hará que estos elementos se deterioren rápidamente, si tenemos en cuenta que esta herramienta es de uso cotidiano.

La fotografía nos muestra tres manómetros de baja presión,  registrando distintas etapas de proceso de un compresor de tornillo MYCOM. Pueden observar que estan calibrados para leer presiones de baja en el sistema decimal, Kg/cm2 ( escala de color negro ) y cm de hg. ( escalas de color rojo )

 

TEORIA DEL CALOR

 QUE ES EL CALOR ?

Cualquier compuesto de la naturaleza llámese sólido, líquido o gaseoso, contiene alguna cantidad de Energía Calorífica si su temperatura se encuentra por encima de  - 273º C ( a este valor se le ha denominado  el cero absoluto ) esto quiere decir según la teoría científica, que a este nivel de temperatura las moléculas han alcanzado un estado de reposo, puesto que el calor se manifiesta en la materia según la mayor o menor velocidad de las moléculas, a mayor contenido de calor mayor velocidad molecular y viceversa, si no hay movimiento molecular no hay contenido de energía calorifica.

 

El trabajo que hace un equipo de refrigeración o aire acondicionado,  es el de extraer parte del calor que contienen los cuerpos o espacios para bajar su temperatura hasta unos niveles que nos permitan conservarlos  en  óptimo estado o extraer aún mas el calor de éstos hasta alcanzar el estado sólido ( congelamiento ) como es el caso de la mayoría de los alimentos para conservarlos  por periodos de tiempo prolongados.

 

En el caso del aire acondicionado, se extrae calor al aire hasta unos niveles de temperatura, que sean confortables para los seres humanos o producir enfriamiento en muchos procesos industriales que así lo requieren.

 

Como el calor es una de las tantas formas de energía, ésta no puede ser eliminada, lo que básicamente hace un equipo de refrigeración es extraer esta energía de los cuerpos para bajar su  temperatura hasta los niveles requeridos, mantenerlos  y transportar esta energía calorifica extraída hasta un lugar que no afecte nuestros procesos

 

La anterior, podría ser una definición de:   Que es refrigeración  ?

 

TIPOS DE CALOR

 

Calor Sensible: En algunos casos podemos detectar aumento o reducción de la temperatura por medio del tacto. Por este medio,  nos damos cuenta si a un niño se le ha subido su temperatura por algún tipo de afección o si una bebida está "fría" o "caliente", por esta ra´zon este calor recibe el nombre de Sensible, cuando no es posible por medio del tacto, tendremos que utilizar el termómetro. 

 

Característica del Calor sensible: Al ser agregado o extraíido a un cuerpo, éste cambia su nivel de temperatura, pero el cuerpo mantiene su estado físico. 

 

Calor Latente: Si agregamos calor al agua cuando ésta entra en ebullición todo el calor  que agreguemos, lo tomará el agua para cambiar su estado físico, en este caso, de líquido a gaseoso.

 

Si extraemos calor a una porción de agua que a alcanzado un nivel de temperatura de 0º C, todo el calor extraído hará que el agua pase del estado líquido al sólido.

 

Características del Calor Latente: Cuando agregamos o extraemos calor latente a una sustancia, este calor agregado o extraído hará que la sustancia cambie su estado físico.

 

Cuando la sustancia está en el proceso de cambio de estado físico su temperatura no cambia hasta tanto no se haya completado el proceso de cambio de estado