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Desescarche por gas caliente de sistemas frigoríficos

El desescarche por gas caliente tiene muchas variedades y variantes y todas ellas usan la compresión del vapor como medio de desescarche para la serpentina del evaporador. Algunos sistemas utilizan el calor latente de condensación de este vapor comprimido como fuente de calor, mientras que otros usan solamente el calor sensible obtenido del vapor altamente recalentado del gas comprimido.

 

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Tubo de nitrógenoIntroducción

El nitrógeno seco, es un fluido de gran ayuda para las aplicaciones de la refrigeración desde hace muchos años.

Éste fluido es componente del aire y por tanto un producto nada perjudicial para el Medio Ambiente; muy fácil de destilar del propio aire y fácil de utilizar sin merma de las medidas de seguridad que hay que disponer en su uso por razones de su transporte y usos desde recipientes de alta presión.

 

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Desescarche de evaporador

Los refrigeradores comerciales, exhibidores , gabinetes y cámaras para el almacenamiento de mercadería generalmente emplean los cinco siguientes métodos de desescarche:

* Apagado de la unidad condensadora permitiendo el desescarche natural del evaporador.

* Desescarche por gas caliente.

* Desescarche eléctrico.

* Desescarche con agua.

* Otra fuente externa de calor para desescarche.

Los sistemas frigoríficos que se describen en este artículo son usados en modernos mercados para la exhibición de mercadería perecedera como vegetales, carnes, productos lácteos, helados y alimentos congelados. Los exhibidores pueden utilizar un evaporador de flujo de aire por gravedad o aire forzado mediante un ventilador. 

El factor más importante a la hora de diseñar un sistema de desescarche, es el mantenimiento de la temperatura en el refrigerador. Las unidades destinadas a la exhibición de cremas heladas deben operar en el rango de temperaturas entre -23 º y -28º C. El refrigerante se evapora a una temperatura de alrededor de -40º C bajo estas condiciones. Las unidades destinadas a la exhibición de alimentos congelados operan en temperaturas comprendidas entre -17º a -23º C con una temperatura de evaporación de entre -34º a -37º C.  Las unidades destinadas a refrigerar carnes rojas operan a temperaturas de entre -2º y 0º C y con una temperatura de evaporación de -13º C. Los exhibidores destinados a exponer vegetales frescos y productos derivados de la leche operan en temperaturas de entre 2º y 6º C con el evaporador a una temperatura aproximada de -11º C.

Las cámaras frigoríficas  destinadas al congelamiento de mercadería deben mantener la temperatura del producto dentro de un rango aproximado o igual a la temperatura con la que se va a exhibir la mercadería en un exhibidor al público; sin embargo, la temperatura de evaporación de una cámara frigorífica generalmente es de 10 grados mayor que las unidades exhibidoras debido a la escasa diferencia de temperatura entre el producto y el refrigerante. En el diseño de un sistema de desescarche eficiente debe considerarse otro factor, que está vinculado estrechamente con la temperatura de diseño, es el medio que se usará para drenar la humedad condensada como consecuencia del desescarche. Cuando el agua es sometida a temperaturas menores a 0º C, debe proveerse otro mecanismo para calentar el sistema de drenaje.

Otros factores de gran importancia en la selección del método de deshielo son los efectos en el producto durante el período de desescarche, el tamaño de la unidad condensadora, la simplicidad del sistema y la economía del mismo. Ciertos productos se estropean si se exponen a temperaturas por encima de su temperatura de conservación durante un tiempo prolongado. Las cremas heladas y alimentos congelados corren el riesgo de estropearse sin son expuestas por encima de -17º C durante más de una hora. Las carnes rojas comienzan a tomar un color oscuro cuando son expuestas a temperaturas mayores a 2º C durante más de una hora y media. Dado que el oscurecimiento de la carne toma lugar en los períodos de desescarche del evaporador, será muy ventajoso tener la menor cantidad de deshielos durante el día. La leche que se almacena durante 48 horas a 10º C tendrá un excesivo crecimiento de bacterias en una proporción de unas 150 veces más que si fuese almacenada a 3º C durante el mismo período de tiempo. Por lo tanto, se deduce que períodos prolongados de desescarche dañan la leche y otros productos lácteos. 

Durante el período de desescarche se agrega calor al aire, a las paredes del producto a conservar y al evaporador; es por esta razón, que la unidad condensadora debe ser dimensionada para extraer el calor de la manera más rápida posible. Algunos sistemas de desescarche agregan más calor que otros para derretir la misma cantidad de hielo. Numerosos períodos de desescarche por día hacen necesario que la unidad condensadora extraiga este calor añadido muchas veces durante el día. El método más eficiente de desescarche es aquel que requiere la menor cantidad de interrupciones en la operación del equipo. En realidad, los períodos de desescarche limitan la capacidad del equipo tal como se demuestra en la siguiente ecuación: 

Donde Cd es la demanda de enfriamiento diario del sistema; N es el número de períodos de desescarche por día y T es al duración de cada desescarche en horas.

Todos los factores deben ser cuidadosamente considerados para obtener un sistema económico y capaz de generar los resultados deseados.

Apagado de la unidad condensadora para permitir el desescarche natural

Este tipo de desescarche es quizás el más simple dado que se requiere el mínimo de dispositivos para realizarlo. En este método, simplemente se apaga la unidad condensadora durante todo el período de desescarche de las tuberías del evaporador. Dado que no se agrega calor por ninguna fuente externa para derretir el hielo, y solamente se usa la circulación del mismo aire que rodea al evaporador, este método se caracteriza por ser más lento, y como resultado de ello, se recomienda su uso para aplicaciones de media temperatura (por sobre -2º c).

Las cuatro maneras de controlar este tipo de desescarche son: manual; con control de presión de succión; iniciado y terminado por reloj; e iniciado por reloj y finalizado por control de presión de succión. 

El control manual consiste simplemente en la apertura del circuito eléctrico que alimenta al motor del compresor cuando el evaporador está lleno de escarcha y se espera hasta que el hielo se derrita en su totalidad antes de volver a alimentar el motor.

Otra variable de control del deshielo es mediante el ajuste del control de la presión de succión de manera que el deshielo entre en acción en cada parada del sistema. Este método se limita a refrigeradores que normalmente trabajan entre los 3º y 5º C. Este método se usa frecuentemente en unidades destinadas a la refrigeración de vegetales y lácteos donde el aire que rodea al evaporador se hace circular con la ayuda de ventiladores o forzadores.

El método de deshielo durante el ciclo de parada del sistema, tiene la ventaja de generar un poco de efecto frigorífico, ya que el aire circula alrededor del hielo que se derrite. Otra ventaja es que la tubería, libre de hielo la mayor parte del tiempo, puede operar más cerca de su temperatura de diseño.

Segunda parte de este artículo: Desescarche por gas caliente de sistemas frigoríficos

 

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Carga de gas

La mayor parte de los profesionales de la refrigeración y el Aire Acondicionado en España, hacen un buen ajuste práctico de la carga de gas refrigerante en cualquier sistema, bien porque saben ajustar el recalentamiento a la  salida del evaporador, bien porque midiendo la presión tocan con la mano la temperatura de evaporación y notan cuando no hay gotas de líquido evaporable a la salida del evaporador  en el tubo de aspiración, o bien por casualidad.

 

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Válvula de expansión termostáticaIntroducción

La válvula de expansión termostática es uno de los dispositivos más importantes de un sistema frigorífico. El conocer las principales causas que provocan su mal funcionamiento ayudará al técnico a resolver problemas con la rapidez necesaria. En este artículo técnico, analizaremos los distintos problemas que suelen presentarse y la metodología a seguir para resolver los mismos.

Para determinar si el funcionamiento de la válvula de expansión termostática es la correcta, es necesario hacer la medición del recalentamiento de la misma. Hay que recordar que los pasos fundamentales en el análisis sistemático son los siguientes: