Cuál es la función de la bomba de vacío para refrigeración

La bomba de vacío se usa para quitar la humedad y el aire de un sistema frigorífico. Es importante destacar, que la bomba de vacío no puede ser usada como unidad para recuperar refrigerante. Debe emplearse una unidad de recuperación de refrigerante antes de que se efectúe el vacío del sistema.

Importancia de la bomba de vacío

La bomba de vacío además protege al sistema de aquellos contaminantes y gases no condensables, que podrían dañar los componentes del sistema, provocar una baja eficiencia e inclusive desencadenar una falla posterior. La bomba de vacío “aspira” el aire, la humedad y demás contaminantes y los expulsa fuera del sistema luego de que éste es reparado, y antes de que sea cargado con refrigerante. Cuanto más profundo y mejor es el vacío, se quitará la mayor cantidad de contaminantes atrapados en un sistema. Para el profesional de la refrigeración, esta herramientas es indispensable si desea garantizar la calidad de sus trabajos.

Antes de emplear la bomba de vacío

Antes de realizar el vacío de un sistema frigorífico, debe recuperarse el refrigerante, reparar y verificar la inexistencia de fugas en el sistema. Asumiendo que todas estas condiciones se cumplan, estaremos listos para realizar el vacío al sistema. Es importante recalcar, que es necesario que el sistema esté libre de fugas, ya que si hacemos vacío con presencia de fuga, estaremos ingresando más aire y humedad producto de la aspiración de la bomba. 

Cómo elegir la bomba de vacío adecuada para mis trabajos

Cuando tenemos pensado adquirir una bomba de vacío, tenemos que tener en cuenta tres cosas: su calidad, su tamaño y su potencia. La mayoría de los profesionales de la refrigeración y del aire acondicionado compran la bomba de mayor tamaño que su bolsillo les permita. Aunque esto no es una mala idea, muchas veces no es necesario. Es cierto que una bomba de mayor tamaño hará su trabajo de manera más rápida, permitiéndonos ahorrar tiempo, pero esto también depende del tamaño del sistema que estemos atendiendo.

Las bombas de vacío para refrigeración, suelen traer impresa en sus características el valor o rapidez con que realizan su trabajo. Las siglas CFM (pies cúbicos por minuto), ó L/M (Litros por minuto) nos dirán cuán rápido nuestra bomba elimina el aire y la humedad. A continuación, te detallo las capacidades recomendadas para distintas potencias frigoríficas:

1 a 10 TR: usar bomba de  1.5 CFM ó 42 L/M

10 a 15 TR: usar bomba de  2.0 CFM ó 57 L/M

15-30 TR: usar bomba de  4.0 CFM ó 113 L/M

30-45 TR: usar bomba de  6.0 CFM ó 170 L/M

45-60 TR: usar bomba de  8.0 CFM ó 226 L/M

60 o más: usar bomba de 11.0 CFM ó 311 L/M

* TR= Tonelada de refrigeración

* 1 TR = 3.000 kcal/h = 12.000 BTU/h

 

Experiencia personal con bombas de vacío para refrigeración

A lo largo de mi experiencia en esta profesión, he utilizado una bomba de vacío de 95 litros por minuto. Esta herramienta me permite realizar el servicio tanto de heladeras o neveras familiares, comerciales de potencia fraccionaria y acondicionadores de aire del tipo hogareño o unidades divididas del tipo piso - techo. Es decir, que con esta bomba, alcanza para cubrir un segmento bastante amplio de unidades de distintas potencias.

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Consultas técnicas realizadas en el Foro de Soporte Técnico sobre este tema:

 

 

 

 

Aplicación

Refrigerantes

tradicionales

Retrofit / Refrigerantes Drop-In

Refrigerantes para

nuevos sistemas

Transicional
Largo término
Refrigeración doméstica R12 R401A, R401C, R405A, R406A, R414A, R414B, R415B R426A, R430A, R435A, R436A, R436B, R437A R134a, R600a*

Vitrinas y máquinas

autocontenidas

R12 R401A, R401C, R405A, R406A, R409A (HT), R414A, R414B, R4145B, R416A (HT), R420A (HT) R426A, R429A (HT), R430A, R435A*, R436A, R436B*, R437A (LT)

R600a*, R134a, R423A,

R435A,R436A*,R436B*, R510A

R22, R502 R408A (HT), R411A, R411B, R412A, R415A, R418A R290*, R417A, R419A (HT), R422B, R422D, R424A, R431A, R438A R290*, R404A, R407A/B/D/E, R421A, R421B, R427A, R433A/B/C, R507A, R744
Unidades condensadoras R502 R408A (HT), R411A, R411B, R412A, R415A, R418A R417A, R419A (HT), R422B, R422D, R424A, R431A, R438A

R404A, R407A/B/D/E, R421A,

R421B, R427A, R433A/B/C, R507A, R744

Sistemas de

supermercado

R22

R502

R408A (HT), R411A, R411B, R412A, R415A, R418A R417A, R419A (HT), R422B, R422D, R424A, R431A, R438A

R404A, R407A/B/D/E, R421A,

R421B, R427A, R433A/B/C, R507A, R744, Sistemas indirectos (emplean R290*, R1270*, R717*)

Almacenamiento frío

R502

R22

R717

R408A (HT), R411A, R411B, R412A, R415A, R418A R417A, R419A (HT), R422B, R422D, R424A, R431A, R438A

R404A, R407A/B/D/E, R421A,

R421B, R427A, R433A/B/C, R507A, R744, Sistemas indirectos (emplean R290*, R1270*), R717*

Refrigeración Industrial

R22

R502

R717

R290 / R1270

R408A (HT), R411A, R411B, R412A, R415A, R418A R417A, R419A (HT), R422B, R422D, R424A, R431A, R438A

R404A, R407A/B/D/E, R421A, R421B, R427A, R433A/B/C, R507A.

R744, Sistemas indirectos (emplean R290*, R1270*), R717*

Transporte

R12

R401A, R401C, R405A, R406A, R409A (HT), R414A, R414B, R415B, R416A (HT), R420A (HT) R426A, R429A (HT), R430A, R435A, R436A*, R436B*, R437A (LT) R134a, R423A, R435A, R436A*, R436B*, R510A*
R502, R22 R408A (HT), R411A, R411B, R412A, R415A, R418A R290*, R417A, R419A (HT), R422B, R422D, R424A, R431A, R438A R404A, R407A/B/D/E, R421A, R421B, R427A, R433A/B/C, R507A, R744, R290*, R1270*

Aire acondicionado

Split y Ductos

R22 R408A, R411A, R411B, R412A, R415A, R418A R290*, R417A, R419A, R422B, R422D, R424A, R431A, R438A R407A/C/D/E, R421A, R427A, R433A/B/C, R290*, R1270*, R410A

Aire compacto

y portátiles

R22 R408A, R411A, R411B, R412A, R415A, R418A R290*, R417A, R419A, R422B, R422D, R424A, R431A, R438A R407A/C/D/E, R421A, R427A, R433A/B/C, R290*, R1270*, R410A
Bombas de calor R22 R408A, R411A, R411B, R412A, R415A, R418A R290*, R417A, R419A, R422B, R422D, R424A, R431A, R438A R407A/C/D/E, R421A, R427A, R433A/B/C/, R744, R290, R1270*, R410A
Chillers

R11

R123

Ninguno Ninguno R236ea, R236fa, R245fa
R12 R401A, R401C, R405A, R406A, R409A, R414A, R414B, R415B, R416A, R420A R426A, R429A, R430A, R435A R134a, R423A, R435A
R22 R408A, R411A, R411B, R412A, R415A, R418A R290*, R417A, R419A, R422B, R422D, R424A, R431A, R438A R407A/C/D/E, R421A, R427A, R433A/B/C, R744, R290*, R1270*, R410A

Aire acondicionado

móvil

R12 R401A, R401C, R405A, R406A, R409A, R414A, R414B, R415B, R416A, R420A R426A, R429A, R430A, R435A, R436A*, R436B* R134a, R744

 

 

Por cada aplicación, existen cuatro listas de refrigerantes:

* Refrigerantes tradicionales, los que usualmente se emplearon antes del Protocolo de Montreal.

* Retrofit / Refrigerantes Drop-in, son refrigerantes que han sido desarrollados, o pueden ser usados en sistemas existentes que contengan los refrigerantes tradicionales, y generalmente contengan componente HC de manera que son solubles con el aceite mineral existente.

Estos han sido divididos en dos categorías:

* Refrigerantes transicionales que están compuestos por algunos HCFC, y por lo tanto aún son controlados por el Protocolo de Montreal, y debería ser solamente considerados para uso en corto término en sistemas que contienen CFC.

* Refrigerantes de largo término que no comprometen la capa de ozono, y pueden ser considerados sin ninguna restricción.

* Refrigerantes de nuevos sistemas, los cuales incluyen refrigerantes que no poseen restricción por el Protocolo de Montreal y se espera que se apliquen por un largo término.

Deben hacerse un número de observaciones adicionales:

* Muchos de los refrigerantes blends catalogados como de "largo término" y "sistemas nuevos" contienen HFC y PFC, que están incluídos en el Protocolo de Kyoto, y son regulados en varios países de Europa.

* Refrigerantes Inflamables -señalados con asterisco (*)- deben ser apropiadamente manipulados, es decir, los sistemas deben ser diseñados y mantenidos acorde a las leyes específicas. Si son usados como refrigerantes drop-in, el técnico debe asegurarse de que la conversión se haga de acuerdo a la reglamentación vigente.

* Las siglas (HT)t y (LT) implican que el refrigerantes está diseñado para alta temperatura o baja temperatura respectivamente.

* Además de los refrigerantes nombrados anteriormente, existen muchos otros productos en el mercado que no poseen la letra R- en su denominación. De forma similar, muchos de los refrigerantes nombrados tienen otro nombre en el mercado, en vez de ser conocidos por su nombre R-. Por ejemplo, el Suva MP39 equivale a R401A.

* Los sistemas que emplean dióxido de carbono necesitan ser diseñados de manera particular debido a sus propiedades termodinámicas.

Fuente consultada: Manual for refrigeration servicing technicians - Copyright © United Nations Environment Programme 2010

 

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La entrada de refrigerante en estado líquido al evaporador es lo que produce el efecto frigorífico en el mismo. Es muy importante controlar la cantidad del refrigerante que ingresa en estado líquido al evaporador, para que de esta manera se evite la entrada de este en el compresor. El compresor no está diseñado para comprimir líquidos. En el peor escenario, la entrada de líquido al compresor, significará su rotura. Además, se debe controlar la correcta alimentación del evaporador con refrigerante en estado líquido para poder aprovechar toda la superficie del mismo.

Las válvulas de expansión termostáticas (VET) y los tubos capilares son los dispositivos de control principales que se utilizan en refrigeración. A continuación, examinaremos el funcionamiento de los dispositivos de control y de qué manera controlan las presiones y temperaturas en un sistema frigorífico.

 

Diagnostico de aire acondicionadoEn el diagnóstico de sistemas, el técnico deben tener presente que las unidades destinadas al acondicionamiento del aire desarrollan fallas que en la mayoría de las veces se pueden clasificar en dos categorías: Problemas con el flujo de aire, y problemas con el ciclo frigorífico. En este artículo, cubriremos las fallas ocasionadas por problemas con el flujo de aire.

 

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.

 

Válvula de expansión termostáticaEl cuerpo humano, maravillosa creación, puede ser simplemente visto como una máquina biológica. Aunque todavía hoy en día hay mucho por aprender sobre este complejo organismo viviente, existen algunas similitudes entre el cuerpo humano y un sistema frigorífico. El corazón es nada más y nada menos que una bomba, mientras que las venas son las "œtuberías" que transportan la sangre hacia las distintas partes del organismo. El sistema nervioso  es el equivalente al complejo circuito eléctrico, con el cerebro como procesador central que controla todo.

 

Es importante tener una idea de la relación que el refrigerante tiene entre la presión y la temperatura. Debemos recordar que: mientras haya una mezcla de refrigerante líquido y vapor en un sistema, y se mide ya sea su temperatura o presión, podemos predecir el otro valor dentro del sistema. Si se conoce la temperatura, se conoce la presión

 

La termodinámica, como la mayoría de los conceptos de la ciencia y la física, se describe con mayor exactitud mediante el uso de ecuaciones matemáticas. Sin embargo, explicaciones simples aunque no sean perfectamente exactas, son suficientes para comprender la información necesaria para las experiencias diarias. Este artículo pretende simplificar estos conceptos.

 

La mayoría de las personas generalmente asocian el término refrigeración con el frío y el enfriamiento, aunque en la práctica en refrigeración tiene más que ver con la transferencia del calor. Esta aparente paradoja es uno de los conceptos fundamentales que debe comprenderse para trabajar con un sistema frigorífico. El frío es en realidad la ausencia de calor, tal como la oscuridad es la ausencia de la luz.

Termodinámica

Termodinámica es la rama de la ciencia que estudia la acción mecánica del calor. Hay ciertos principios fundamentales de la naturaleza, muy a menudo denominados leyes de la termodinámica, las cuales gobiernan nuestra existencia en la Tierra, algunas de ellas son principios básicos para el estudio de la refrigeración.

 

La primera y más importante de estas leyes es el hecho de que la energía no puede ser creada ni destruida, pero puede convertirse de uno a otro tipo. El estudio de las teorías de la termodinámica no estará contemplado en este tratado, pero los ejemplos que a continuación se publicarán ilustrarán la aplicación práctica de la ley de la energía.


Calor

El calor es una forma de energía, creada principalmente por la transformación de otros tipos de energía calórica. Por ejemplo, la energía mecánica que hace girar una rueda provoca la fricción lo cual crea el calor.

El calor se define muy a menudo también como energía en transferencia, siempre se mueve de un objeto más caliente hacia otro más frío. Gran parte del calor de la Tierra deriva de la radiación solar. Una cuchara dentro de un recipiente con agua helada pierde su calor hacia el agua y se enfría; una cuchara en una taza de café absorbe el calor del café y se calienta. Pero los términos caliente y frío son solo comparativos. El calor existe en cualquier temperatura por sobre el cero absoluto, incluso puede existir en muy pequeñas cantidades. El cero absoluto es el término usado por los científicos para describir la temperatura más baja posible, la temperatura en la cual no existe el calor, la cual es aproximadamente de 238º Centígrados por debajo de cero.

Temperatura

Es la escala que se usa para medir la intensidad del calor, es el indicador que determina en cual dirección se moverá el calor. Existen varias escalas para medir el calor, entre las cuales podemos mencionar: escala Fahrenheit (ºF), usada en algunos países (EEUU, Inglaterra) y la escala en grados Centígrados (Celsius, ºC) muy usada en otros países del mundo. Ambas escalas tienen dos puntos básicos en común, el punto de congelación del  agua, y el punto de ebullición del agua a nivel del mar. El agua se congela a 32º F y 0º C y hierve a nivel del mar a 212º F y 100º C. En la escala Fahrenheit, la diferencia de temperatura entres estos dos puntos se divide en 180 partes iguales, mientras que en la escala de grados Centígrados la diferencia entre estos puntos se divide en 100 partes o unidades iguales. La relación entre las escalas Fahrenheit y Celsius pueden ser establecidas por medio de las siguientes fórmulas:

Fahrenheit 9/5 (grados Centígrados + 32º)

Centígrados 5/9 (grados Fahrenheit "“ 32º)

Es importante resaltar, que la temperatura es una magnitud física que indica qué tan caliente o fría está una sustancia y la misma se mide con un termómetro. La temperatura deun cuerop no depende de la cantidad de materia, pero si del estado o agitación o el movimiento desordenado de las moléculas, es decir de la energía cinética de las partículas.

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1º Caso: El equipo tiene una falla, pero tiene su compresor intacto, y se elije el reemplazo por un blend (mezcla) como refrigerante, seguir los siguientes pasos: 

A. Fuga en el equipo: si la unidad ha perdido su carga, debe localizarse la fuga y repararla.

B. Recuperar el refrigerante: Colocar una válvula de servicio, preferentemente en el tubo de proceso, y recuperar el refrigerante de la unidad. Con nitrógeno seco, equilibre la presión del sistema a la presión atmosférica.

C. Reemplaze el filtro deshidratador: Quite el filtro deshidratador. Haga un barrido al sistema con nitrógeno. Repare la unidad. Coloque un nuevo filtro deshidratador que contenga desecante XH9 o H3R.

D. Cambie el aceite (si es necesario). Si el compresor original estaba cargado con aceite del tipo alkylbenceno, puede usarse sin ningún cambio. Si el compresor estaba cargado con aceite mineral, deberá ser removido en la mayor proporción posible. Si es necesario, desconecte el compresor de la unidad con el fin de purgar todo el aceite. Mida la cantidad de aceite removido.

Nota: en los pequeños compresores, una pequeña cantidad de aceite permanecerá en los devanados del motor y en otras superficies.

Recargue el compresor con aceite alkylbenceno con la mima cantidad que se quitó. Instale el compresor en el equipo.

E. Evacuación y carga: evacúe y cargue el sistema con rerigerantes blends (mezcla). Introduzca el refrigerante al sistema solo en estado líquido. Debido a que la carga de refrigerante de un blends es menor que la carga original con R-12, se recomienda cargar usando solo un 75% de la cantidad original de refrigerante. El sistema luego puede cargarse hasta que esté balanceado.

F. Fin de la reparación. Cierre el tubo de proceso. Verifique que no hayan quedado fugas. Marque el equipo con la fecha de la reparación, tipo de refrigerante y cantidad, y eltipo de aceite en el compresor.

2º Caso: El equipo tiene una falla y tiene su compresor defectuoso, y se elije el reemplazo por un blend (mezcla) como refrigerante, seguir los siguientes pasos:

A. Recuperar el refrigerante: Colocar una válvula de servicio, preferentemente en el tubo de proceso, y recuperar el refrigerante de la unidad. Con nitrógeno seco, equilibre la presión del sistema a la presión atmosférica.

B. Quite el compresor y el filtro deshidratador. Haga un barrido al sistema con nitrógeno seco.

C. Selección del compresor: Seleccione un nuevo compresor con la capacidad correspondiente al compresor original. Puede ser un compresor para R12 cargado con aceite alkylbenceno o un compresor para R-134a con aceite POE (polyolester).

D. Instale el nuevo compresor y el filtro deshidratador nuevo: coloque el compresor nuevo. Instale un filtro deshidrator que contenga UOP XH9 o Siliporite H3H.

E. Evacuación y carga: evacúe y cargue el sistema con rerigerantes blends (mezcla). Introduzca el refrigerante al sistema solo en estado líquido. Debido a que la carga de refrigerante de un blends es menor que la carga original con R-12, se recomienda cargar usando solo un 75% de la cantidad original de refrigerante. El sistema luego puede cargarse hasta que esté balanceado.

F. Fin de la reparación. Cierre el tubo de proceso. Verifique que no hayan quedado fugas. Marque el equipo con la fecha de la reparación, tipo de refrigerante y cantidad, y eltipo de aceite en el compresor.

3º Caso: El equipo tiene una falla y tiene su compresor defectuoso, y se elije el reemplazo por R-134a como refrigerante, seguir los siguientes pasos:

A. Daño en el compresor: Si el defecto se debe a la "quema" del motor el compresor, el sistema deberá ser descartado.

B. Fuga en el equipo: si la unidad ha perdido su carga, debe localizarse la fuga y repararla.

C. Recuperar el refrigerante: Colocar una válvula de servicio, preferentemente en el tubo de proceso, y recuperar el refrigerante de la unidad. Con nitrógeno seco, equilibre la presión del sistema a la presión atmosférica.

D. Quitar el compresor y el filtro deshidratador: haga un barrido de todo el sistema con nitrógeno seco. Nota: es importante mantener al mínimo posible los niveles de residuos de aceite mineral o alkylbenceno.

E. Selección del compresor: Seleccione el compresor para trabajar con R-134a (no se puede usar el compresor original para trabajar con R134a). La capidad frigorífica del nuevo compresor debe corresponder al compresor original.

F. Instale el filtro y el compresor nuevo: coloque el nuevo compresor y el filtro deshidratador con desecante del tipo XH7, XH9 ó H3R.

G. Evacuación y carga: evacué y cargue el sistema con R-134a. Para sistemas LBP (baja presión de evaporación) la carga óptima de R134a será menor que la carga original con R12. Por lo tanto, inicie la carga usando solo un 75% de la carga original con R12 y luego ajuste gradualmente la carga hasta que el sistema esté balanceado.

H. Fin de la reparación. Cierre el tubo de proceso. Verifique que no hayan quedado fugas. Marque el equipo con la fecha de la reparación, tipo de refrigerante y cantidad, y eltipo de aceite en el compresor.

Fuente: Service on Household Refrigerators and Freezers Using New Refrigerants - Danfoss