Indice de contenido
En cualquier instalación frigorífica necesitaremos de elementos auxiliares para su funcionamiento como pueden ser los separadores de aceite, depósitos separadores de aspiración, electroválvulas, filtros, etc.
En esta sección explicaremos las piezas principales que te puedes encontrar en un sistema frigorífico.
Separador de partículas
También llamado como separador de aspiración o recipiente anti golpe de líquido, se encuentra al final del evaporador en instalaciones de baja temperatura y que están alimentados por tubo capilar. En el resto de instalaciones se coloca en el tubo de aspiración, antes del compresor o la central frigorífica.
Como en las instalaciones con tubo capilar no existe ningún elemento de regulación, con este elemento evitamos que lleguen gotas de líquido al compresor, sobre todo en las arrancadas.
El funcionamiento es el siguiente:
- Nos entra el refrigerante en el depósito de aspiración en forma de gas con algunas gotas de líquido.
- El líquido cae por gravedad al fondo del depósito, donde se va acumulando.
- El tubo de salida hacia el compresor aspira desde la parte superior del depósito y por lo tanto solo aspira gas.
- Un orificio situado en la parte inferior del tubo de salida, nos aspirará pequeñas partes de líquido (no nocivas para el compresor) y acumulaciones de aceite que puedan quedar en el depósito.
El depósito debe de forrarse con aislamiento del grosor adecuado para evitar su degradación prematura porque al estar siempre frío, condensa y puede oxidar el material del cual está formado.
Separador de aceite
El separador de aceite se emplea para separar el gas refrigerante del aceite a la salida del compresor y recuperar la mayor cantidad de aceite posible para llevarlo al carter del compresor que es donde es realmente útil.
Actualmente los aceites son muy miscibles con el gas refrigerante, pero en algunas aplicaciones es necesario su montaje. Con el amoniaco es imprescindible. puesto que no llega a homogeneizarse con el aceite. Con el resto de gases actuales, es muy aconsejable montarlo en aplicaciones de baja temperatura o en sistema de caudal variable, como por ejemplo centrales frigoríficas.
Se coloca en la descarga del compresor, lo más cercano posible a éste.
Su funcionamiento es el siguiente:
- Cuando el gas a alta presión entra en el separador se golpea contra una pared, desprendiéndose el aceite del gas.
- Después entra en una cavidad donde el gas pierde velocidad para evitar que se lleve el aceite.
- Se hace pasar el gas por otra cavidad en forma de malla, donde obligamos al gas a continuos cambios de dirección donde se acaba de desprender el aceite.
- El aceite se acumula en la base del separador donde hay una boya. Cuando se levanta la boya a causa de la acumulación de aceite, se abre para enviar este aceite otra vez al cárter del compresor.
En caso de centrales frigoríficas con varios compresores, el aceite se envía a un depósito acumulador para almacenarlo y solo enviarlo al compresor que le falte.
Existen separadores con filtros coalescentes con un alto nivel de separación. Estos separadores no tienen boya y la línea de aceite siempre está a la presión de descarga del circuito.
Los separadores los encontraremos del tipo no-desmontable y del tipo desmontable. Estos últimos tienen accesible el sistema de la boya para su reparación o mantenimiento.
Válvula de solenoide
Las válvulas de solenoide las podemos encontrar de varios tipos:
- De vástago. Se utilizan en válvulas pequeñas y algo antiguas.
- De membrana. Son las más utilizadas.
- De pistón. Admiten mayores presiones diferenciales y altas temperaturas.
- Pilotadas. Exclusivamente válvulas industriales. Una válvula principal que es comandada por un pequeño piloto que le da la orden de abrir o cerrar.
Todas tienen sentido de circulación y se aconseja su montaje en posición horizontal, con la bobina hacia arriba y su consumo es muy pequeño.
Cuando la bobina del solenoide no tiene tensión, la válvula está cerrada mediante un muelle y separa la presión de la entrada con la de salida.
Cuando excitamos la bobina, hacemos subir un vástago interno que provoca la apertura del sistema de la válvula (membrana, pistón, etc.)
La bobina no hace ningún esfuerzo, ya que no tiene que vencer ninguna presión.
Podremos encontrar modelos de solenoides del tipo «normalmente abierta», donde su funcionamiento es al revés de lo explicado anteriormente y puede ser útil en algunas automatizaciones.
Filtro deshidratador
La cantidad de humedad que puede haber en la instalación depende del tipo de refrigerante y de la temperatura de evaporación.
La cantidad máxima de humedad que son capaces de absorber los refrigerantes viene dada en «partes por millón» (ppm).
Para detectar la humedad se coloca un detector de humedad, el cual lleva un visor formado por sal de cobalto, que es una substancia que tiene la particularidad de cambiar de color al absorber humedad. Aparte, el visor nos permite ver la carga de refrigerante de la instalación
Los refrigerantes actuales son muy higroscópicos y absorben bastante humedad:
- CFC: 12-25 ppm
- HFC: 150-300 ppm
Existen básicamente dos tipos de filtro deshidratador:
- Los que se descomponen, que son bastante absorbentes, pero tienen el inconveniente que se descomponen cuando se saturan.
- Los que no se descomponen; (silicagel, etc). Estos, cuando se saturan nos se descomponen. Simplemente no aceptan más humedad. Son los que más se emplean y tienen sentido de circulación.
Estos últimos tienen mayor capacidad filtrante cuando más baja es la temperatura.
En la línea de aspiración se suele colocar tamices moleculares. Estos suelen ser cerámicos y los pasos de estos filtros es de 4Å (1Å = 1Åx10-7mm). Gracias a este paso tan pequeño solo absorbe moléculas de agua, ya que las moléculas de los refrigerantes son más grandes.
La selección de un filtro deshidratador se puede hacer basándonos en:
- EPD (Punto de Equilibrio del Secador) que define el mínimo contenido posible de agua de un refrigerante en su fase líquida después de haber entrado en contacto con un filtro secador.
- Capacidad de secado (cap. de agua) Es la cantidad de agua que el filtro secador es capaz de absorber a 24°C y con una temp. de líquido de 52°C según estipulado por la norma ARI 710*.
- Capacidad de líquido (ARI 710*) Expresa la cantidad de líquido capaz de fluir a través de un filtro con un caída de presión de 0.07 bar a tc = +30°C, te = -15°C.
- Capacidad recomendada para el sistema Condiciones de funcionamiento: Expresada en kW para distintos tipos de sistemas de refrigeración, en función de una capacidad de líquido de ∆p = 0.14 bar y en condiciones de funcionamiento normales.
La norma ARI 710 es la establece los puntos anteriores y es en la que se basan los fabricantes para realizar sus catálogos de selección.
Válvulas presostáticas
Se emplean para controlar la presión de condensación en los condensadores de agua.
Se conecta a la presión de alta y abre o cierra la válvula, dependiendo de esta.
La presión de condensación se regula con el tornillo de forma que cuando la instalación esté parada, ha de cortar el agua.
Válvula de 4 vias
La válvula de 4 vías, o válvula inversora, es un dispositivo capaz de provocar el cambio de dirección del refrigerante de manera que el evaporador se convierte en condensador, y el condensador se convierte en evaporador, lo que completa una fase de ciclo invertido.
La válvula inversora actúa bajo la presión controlada por una válvula piloto cuando esta última recibe corriente a través de un dispositivo de conexión eléctrica.
La válvula está formada por dos partes principales: la válvula maestra, que determina el camino seguido en el sistema por el refrigerante y una válvula piloto, cuya función es la de provocar la inversión de la posición de la compuerta que resbala en la válvula maestra.
La válvula maestra tiene cuatro conexiones principales para las tuberías. De un lado está la acometida a la tubería de salida del compresor, que sigue en todo momento conservando esta función; diametralmente opuestas se encuentran tres conexiones, siendo las dos laterales las acometidas a los dos cambiadores de calor y la central, la que recibe la tubería de aspiración hacia el compresor.
La compuerta interna deslizante está construida de tal forma que pone en comunicación uno u otro de los conductos laterales con la tubería de aspiración, al mismo tiempo que aísla con relación al lado de alta presión del conjunto.
Cuando queremos enfriar en el interior del local, el gas de la descarga penetra en la válvula maestra y sigue por el conducto inferior derecho para llegar al cambiador de calor exterior que actúa como condensador. El gas de aspiración que procede del evaporador, entra a través del conducto inferior derecho, y es canalizado por la compuerta deslizante hasta la salida central y la tubería de aspiración del compresor.
La fase de calentamiento se producirá cuando el solenoide sea excitado, la fase de enfriamiento se interrumpirá y la de calentamiento empezará cuando la compuerta deslizante haya sido desplazada.
El movimiento de la compuerta deslizante obdece a la diferencia de presiones en las dos cámaras del pistón, proporcionando la fuerza motriz para la inversión. La diferencia de presión necesaria es creada por la válvula piloto.
En este caso, el gas refrigerante de salida fluye ahora a través del conducto inferior izquierdo hacia el evaporador que actúa como condensador mientras que la compuerta deslizante conecta el condensador que actúa como evaporador.
Esta válvula se emplea en los equipos de aire acondicionado para su utilización como bomba de calor y también para realizar los desescarche por gas caliente en el formato de inversión de ciclo.
Estas válvulas solo funcionan si existe presión de alta en el circuito. Sin esta presión diferencial, no son capaces de cambiar de posición.
Intercambiador de calor
Los intercambiadores de calor se empleaban mayoritariamente en R-12 y R-502, ya que aumentábamos considerablemente su rendimiento.
El intercambiador simplemente pone en contacto la tubería de aspiración y la de líquido a contracorriente de forma que incrementábamos el recalentamiento y el subenfriamiento.
Con los gases antes mencionado se incrementaba el rendimiento sin elevar demasiado la temperatura de descarga, cosa que no pasa con muchos de los gases actuales como el R-407F, R-449A, R-448A, etc.
Va colocado lo más cerca posible del evaporador, la línea de líquido se aísla una vez pasado el intercambiador. El condensador se sobredimensionaba.
En los sistemas con capilar se provoca un intercambio entre la línea de líquido y la aspiración para evitar que el gas se expansione antes de llegar al evaporador.
