modulo2_parte2

2.9> DEPÓSITO ANTI-LÍQUIDO

2.9.0> INTRODUCCIÓN

Es imprescindible que lleven este elemento los compresores rotativos ya que estos, en contra de los alternativos, aspiran directamente de la aspiración y no permiten ni una gota de líquido.

Funcionamiento interno del separador líquido

En los circuitos frigoríficos se producen circunstancias que pueden producir que el refrigerante a lo largo del recorrido del evaporador no termine de cambiar de estado, esto conlleva un gran peligro para el compresor que es muy susceptible a la entrada de líquidos en su cámara de comprensión. Cuando un compresor se avería por esta causa se denomina rotura por golpe de líquido.

El depósito separador de líquido es un depósito que se monta en la aspiración del compresor para evitar la posibilidad de entrada directa de refrigerante líquido en el compresor.

Es especialmente necesario el montaje del separador de partículas al final del evaporador en instalaciones de baja temperatura y que tienen como elemento de expansión tubo capilar, pues este elemento de expansión no se adapta a las condiciones climáticas repercutiendo éstas directamente sobre los cambios de estado del refrigerante.

Es imprescindible que lleven este elemento los compresores rotativos ya que éstos, en contra de los alternativos, tienen la salida del evaporador conducida a la cámara de aspiración del compresor y es más fácil que el refrigerante líquido pueda dañar los órganos de comprensión.

Se utiliza con refrigerantes muy miscibles con el aceite ya que sino se acumularía éste en el fondo del separador.

2.9.1> FUNCIÓN DEL DEPÓSITO DE LÍQUIDOS El depósito anti-líquido es un pequeño depósito con la entrada en la parte alta con curva hacia el fondo del depósito, colocada de tal forma que las gotas de refrigerante que lleguen en estado líquido se precipitan hasta el fondo por su propio peso, estando obligadas a convertirse en vapor si quieren alcanzar la salida que se encuentra en la parte mas alta del depósito. De esta forma nos aseguramos que no lleguen gotas de líquido.

En algunos casos el depósito es más sencillo aun constando de un depósito con las tomas cruzadas: entrada en la parte de abajo y salida en la parte superior

Algunos fabricantes ya incorporan este tipo de depósito en la aspiración del compresor, esto está generalizado especialmente en los compresores rotativos, ya que éstos tienen la salida del evaporar conducida a la cámara de aspiración del compresor, no entrando en contacto con el cuerpo del compresor como ocurre en los alternativos donde sí habría posibilidades de que cambiara de estado.

EJEMPLO de funcionamiento que puede provocar golpe de líquido: Tomamos como ejemplo un aparato de aire convencional doméstico, estos aparatos tienen un filtro en el evaporador que retiene la suciedad para que no se ensucie la batería evaporadora. Si por alguna razón el filtro se ensucia en exceso o no se limpia la cantidad de aire que pasamos por la batería, es tan pequeña que no tiene energía suficiente para producir el cambio de estado de todo el líquido pudiendo llegar partículas líquidas al compresor.

Montaje de depósito anti-líquido sobre el circuito frigorífico

Aquí vemos cuál es el punto más correcto para la colocación del depósito separador de líquido.

Anti-líquido

2.10> VÁLVULAS ANTI - RETORNO


Las válvulas antirretorno se utilizan cuando queremos que por alguna razón el refrigerante solamente pueda circular en una dirección. Su utilización más extendida es en equipos frigoríficos con sistema de bomba de calor por inversión de ciclo, sirviendo para marcar la dirección de circulación del refrigerante y para proteger algunos elementos, como la válvula de expansión, de sufrir sobre presiones excesivas.

Válvula antirretorno

2.10.1> FUNCIONAMIENTO DE LAS VÁLVULAS Su construcción es muy sencilla, recurriéndose en la mayoría de los casos a un elemento plano o esférico que por efecto de la presión de circulación de un fluido vence la presión, producido por un muelle que tapona la circulación a través de la válvula, dejando paso al refrigerante mientras se mantiene la condición de la circulación del refrigerante. Cuando cesa la circulación del refrigerante el muelle tapona la tubería. En el caso de que la circulación se produzca en la dirección contraria el muelle es apoyado en su función de cierre por la propia presión del refrigerante.

Válvula antirretorno de asiento plano

Válvula antirretorno de asiento esférico

Cerrada por efecto de presión en contra dirección

Válvula abierta por efecto de la presión.

(La presión del muelle es inferior a la presión del refrigerante)

2.11> VÁLVULAS DE SERVICIO


Las válvulas de servicio son unas válvulas de tres vías comandadas por un vástago externo. Mediante la actuación de este vástago podemos combinar la apertura y cierre de dos de las vías con respecto a una tercera. Aunque hace tiempo su uso era exclusivo en instalaciones de gran potencia, actualmente las encontramos en casi todas las máquinas sean de mediana o gran potencia.

La forma de unión de las válvulas de tres vías al circuito dependerá del lugar donde se encuentren instaladas, existiendo tres posibles montajes que son:

Válvulas soldadas al circuito. Es el sistema más seguro para evitar fugas, pero sólo se utiliza cuando la instalación es en un elemento que nunca necesitará su desmontaje.

Válvulas roscadas al circuito. Mediante una rosca se consigue que podamos conectarlas o desconectarlas a una parte del circuito. Este sistema puede producir fugas si no se aprietan los acoplamientos con la fuerza necesaria.

Válvulas embridadas. La unión es mediante bridas con tornillos. Es un sistema muy seguro que permite un fácil desmontaje.

Las zonas posibles en las que podemos encontrar estas válvulas son tres: Dependiendo de las válvulas de servicio de que dispongamos podemos tener más o menos número de actuaciones a realizar en el circuito frigorífico, consiguiendo en la mayoría de los casos no perder ni la menor cantidad de refrigerante y mejorando las condiciones de seguridad a la hora de trabajar con el refrigerante.

2.11.1> POSICIONES DE LA VÁLVULA DE SERVICIO A continuación vemos las tres posibles posiciones que pueden tener las válvulas de servicio, estas posiciones dependiendo de donde se encuentren montadas las válvulas nos permitirán una serie de actuaciones que veremos mas adelante.

Válvulas de servicio en posición cerrada

Válvula servicio en posición abierta

Válvula servicio en posición intermedia

2.11.2> INTERVENCIONES A TRAVÉS DE LA VÁLVULA

Las válvulas de servicio permiten que podamos intervenir desde el exterior, a través de la toma de obús (toma pequeña) sobre el circuito frigorífico para la realización de diversas reparaciones y operaciones de mantenimiento. Las actuaciones que podemos realizar a través de estas válvulas y sus diversas posiciones son:

Comprobaciones de funcionamiento.

Análisis de presiones - temperatura: Si disponemos de válvulas de servicio en baja y alta presión (aspiración y descarga de compresor) es relativamente sencillo el comprobar las presiones de funcionamiento, es suficiente con colocar el puente de manómetros en ambas válvulas y proceder a dejarlas en posición intermedia para comprobar su funcionamiento. Especialmente interesante es la zona de alta presión pues nos permite colocar y quitar las mangueras de conexión sin presión en ellas gracias a que podemos pasar las válvulas a posición completamente abiertas con lo que queda la toma de obús (toma pequeña) libre de presión, evitando posibles quemaduras por gas caliente y pérdidas de refrigerante.

Con las llaves del puente de manómetros cerradas tendríamos lectura de las presiones en ambos lados del circuito frigorífico.

Equipo en funcionamiento. Medición de parámetros en funcionamiento

Conectamos los manómetros a los obuses y colocamos las válvulas de servicio en posición intermedia para que el manómetro lea los valores de presión en las dos zonas del circuito frigorífico.

Sustitución de elementos manteniendo la carga de refrigerante.

Sustitución del compresor: Cuando debido a alguna avería necesitamos cambiar el compresor, si disponemos de válvulas de servicio en aspiración y descarga del mismo

podemos posicionar las válvulas en la posición cerrada, dejando el compresor incomunicado del circuito para su extracción y sustitución, pudiendo, cuando posteriormente se produzca el montaje del nuevo compresor, realizar el montaje del mismo sin haber perdido nada de carga de refrigerante. Como indicación comentar que algunos fabricantes colocan estas válvulas de otra forma para permitir hacer vacío al nuevo compresor, así como su carga de refrigerante por la toma de obús, pues en la posición cerrada mantienen comunicación los obuses con el compresor.

Válvulas de servicio en posición intermedia en aspiración y descarga de compresor

Sustitución de compresor con válvulas de servicio con equipo parado

Conectamos los manómetros a los obuses y colocamos las válvulas de servicio en posición cerrada, solamente perderíamos el refrigerante que quede dentro del compresor, la presión que indican es la correspondiente a la temperatura ambiente.

Sustitución de filtros deshidratadores: Algunos filtros deshidratadores cambiables montan una válvula de servicio a su entrada en combinación con una llave convencional a su salida. Al tener estos dos elementos nos permite, utilizando la posición de cerrada de la válvula de servicio y el cierre de la válvula convencional, el retirar los filtros sin tener que tirar toda la carga de refrigerante; permitiendo una vez hemos terminado de realizar el cambio, la posibilidad de realizar el vacío a los filtros a través de la toma de obús que se encuentra en ese caso en comunicación con la zona del circuito intervenida.

Sustitución de otros elementos o realización de reparaciones: La única opción que tenemos cuando algún otro elemento del circuito necesita ser sustituido o cambiado es recoger todo el refrigerante en el depósito de líquido o en el condensador, evitando así tener que perder la carga de refrigerante. El proceso es el siguiente (para más detalles del depósito de líquido volver al capitulo correspondiente):

Una vez tenemos recogido el refrigerante en el depósito de líquido solamente deberemos de cerrar la válvula de servicio de la entrada al depósito para mantener retenido el refrigerante en el interior del depósito teniendo acceso a realizar reparaciones a todo el circuito sin que se produzcan pérdidas de refrigerante.

Introducción de refrigerante al circuito:

Introducción en estado gaseoso: Si nuestro circuito necesita que le introduzcamos refrigerante en estado gaseoso, podemos hacerlo posicionando las válvulas en posición intermedia lo que permite comprobar como va evolucionando la carga de refrigerante con los progresivos aportes que le vamos haciendo. El punto mas común para poder introducir refrigerante en estado gaseoso es en la válvula de servicio de la aspiración del compresor, por estar este punto sujeto a presiones menores a la presión que tenemos en la botella en la que guardamos el refrigerante. Este sistema es muy lento pues el refrigerante líquido se tiene que ir evaporando para poder salir de la botella lo que termina por congelarla, ya que no es capaz a través de las paredes de robar energía suficiente para mantener un aporte constante de refrigerante gaseoso al circuito. Cuando tenemos necesidad de introducir el refrigerante pero la botella se encuentra congelada la única opción es calentar la botella artificialmente para que se produzca la evaporación del refrigerante en estado líquido. Este calentamiento puede realizarse de diversas formas estando totalmente prohibido el calentamiento directo por efecto de llama, pues podría causar si se aplica en la zona de gas de la botella un aumento de la presión rápido que puede llegar a causar la explosión de la botella, la forma recomendada es sumergir la parte baja de la botella en un recipiente con agua caliente.

Válvulas de servicio en posición intermedia en aspiración y descarga de

compresor

Introducción en estado líquido: Si tenemos que introducir gran cantidad o la totalidad de la carga en un equipo frigorífico, el hacerlo en estado gaseoso puede llegar a ser desesperante, pues se suele dilatar mucho en el tiempo. Tengamos siempre presente que el refrigerante se encuentra en estado líquido en la botella de almacenamiento necesitando robar energía a través de las paredes de la botella para que el refrigerante pueda llegar a evaporarse, saliendo así en estado gaseoso hacia la máquina que queremos cargar. Este robo de energía llega a congelar la botella externamente debido a la baja temperatura que alcanzan las paredes de la misma. Para evitar el tedioso proceso de carga por gas antes descrito, en algunas ocasiones podemos realizar la carga en estado líquido, pero este tipo de carga tiene una serie de condicionantes que son los siguientes: Si sabemos la cantidad de refrigerante que necesita el equipo que nos disponemos a cargar (indicado siempre en su placa de características) y además el circuito en cuestión dispone de válvula de servicio antes del elemento expansor, podemos introducir el refrigerante en estado líquido, para lo que deberemos de mantener la válvula en posición cerrada manteniendo el refrigerante retenido en la zona de alta presión. Sustituimos el refrigerante retenido por el que introducimos procedente de nuestra botella, aportando a través del obús de la válvula de servicio, llegando al expansor en condiciones de expansionar, esta práctica no puede causar ningún perjuicio al circuito pues el líquido antes de llegar al compresor tiene que pasar por el expansor y el evaporador llegando en completo estado gaseoso. Para la realización de este proceso tendremos que prestar atención a los presostatos de nuestro circuito pues al actuar sobre esta válvula de servicio para efectuar la carga las presiones en las dos partes del circuito se desplazan mucho de lo que son sus valores normales de funcionamiento, produciendo los presostatos la parada del circuito por entender que puede haberse producido alguna avería. El proceso mas común es anular la actuación temporalmente del presostato de baja presión si el equipo a cargar lo posee.

Si la posición de la válvula de servicio no es la indicada nunca podemos introducir refrigerante en estado líquido en el circuito pues podríamos causar daños graves al circuito, especialmente al compresor. Las dos posibles localizaciones que los distintos fabricantes dan a esta válvula de servicio para carga por líquido son a la salida del depósito de líquido o en la entrada del filtro deshidratador. Los montajes correctos son los que se indican en los esquemas.

Una vez tenemos recogido el refrigerante en el depósito de líquido solamente deberemos de cerrar la válvula de servicio de la entrada al depósito para mantener retenido el refrigerante en el interior del depósito teniendo acceso a realizar reparaciones a todo el circuito sin que se produzcan perdidas de refrigerante.

2.12> ANTI-VIBRATORIOS Y SILENCIADORES


Gran cantidad de las averías que se producen en los circuitos frigoríficos son por estar sometidos a constantes vibraciones. Las averías producidas son principalmente la pérdida del refrigerante por falta de apriete en algún elemento roscado, producido al aflojarse alguno de sus elementos, o grietas en los puntos críticos que soportan los pequeños esfuerzos de la vibración, que acumulados durante años de funcionamiento, terminan por agrietar especialmente codos y puntos de unión.

El antivibrador o silenciador tienen como misión el amortiguar las pulsaciones producidas por el movimiento del compresor para comprimir el refrigerante. Es especialmente necesario en los circuitos frigoríficos que utilizan compresores alternativos.

2.12.1> FUNCIONAMIENTO DEL ANTIVIBRADOR En la mayoría de los casos son sencillos laberintos que hacen que el refrigerante cambie de dirección obligado por los propios orificios que tienen los paneles de amortiguación, estos cambios de dirección hacen que las vibraciones sean absorbidas por el cuerpo del antivibrador, evitando se transmitan a todo el circuito frigorífico.

SECCIÓN DE UN ANTI-VIBRADOR

Recorrido a realizar por el refrigerante en el interior del

antivibrador. Su montaje se realiza en la descarga del compresor punto por el que se transmiten la mayoría de las vibraciones. Debe de tenerse en cuenta la perdida de carga que producen en el conjunto del circuito pues podrían suponer un sobre esfuerzo para el compresor, es especialmente importante tener este factor presente cuando la potencia del compresor de nuestro circuito esta muy ajustada al trabajo que realiza o cuando se trata de montarlo en máquinas con muchas horas de funcionamiento que en origen carecían de este elemento.

MONTAJE DEL ANTI-VIBRADOR SOBRE EL CIRCUITO FRIGORÍFICO

Aquí vemos cual es el punto mas correcto para la colocación

de la electroválvula

Tuberías anti-vibratorias

2.13> ELECTROVÁLVULAS O SOLENOIDES


Es una válvula que abre o cierra el paso de refrigerante a través suyo dependiendo de si eléctricamente la alimentamos o no. Su utilización está más extendida en circuitos frigoríficos para refrigeración o congelación que en climatización. Este tipo de válvulas no permite aperturas intermedias pues solamente posee dos posiciones límite: completamente abierta o completamente cerrada.

ELECTROVÁLVULAS

2.13.1> FUNCIONAMIENTO DE LA ELECTROVÁLVULA La electroválvula también denominada solenoide tiene como misión poder realizar actuaciones sobre el circuito frigorífico de forma remota, la orden de actuación la puede recibir de equipos de control o directamente por activación manual. Su proceso de actuación es el siguiente. Por efecto del paso de la corriente eléctrica la bobina que forma la parte superior de la válvula genera un campo magnético a través del núcleo que posee en medio de la bobina, este núcleo internamente desplaza la pieza interna que una vez desplazada permite el paso del refrigerante.

2.13.2> TIPOS DE VÁLVULAS La utilidad de este tipo de válvulas dependen de su posición cuando no están activadas eléctricamente denominándose:

Normalmente abiertas las que estando sin corriente permiten el paso del refrigerante. Normalmente cerradas las que estando sin corriente no permiten el paso del refrigerante a través suyo.

Para su correcto montaje externamente las válvulas solenoides poseen un indicador que nos marca la dirección en que tiene que circular el refrigerante por su interior, de no respetar esta indicación se podría dar el caso de que la válvula no sea capaz de abrir o de cerrar, pues las válvulas necesitan para hacer el cambio de posición la ayuda de la presión del refrigerante.

2.13.3> MONTAJES MÁS USUALES Existen varias razones que propician el montaje de este tipo de válvulas en los circuitos frigoríficos, aunque todas tienen la misma secuencia de actuación, a continuación se describe paso a paso como se desarrollaría:

El circuito frigorífico a conseguido que el recinto al que da servicio llegue a la temperatura deseada.

El termostato detecta la temperatura correcta y cambia de posición su conmutador eléctrico. En los circuitos frigoríficos sencillos como un frigorífico domestico el termostato al cambiar de posición su conmutador interrumpe el caso de la corriente eléctrica al motor del compresor dejando de funcionar inmediatamente el circuito.

En los circuitos con electroválvula el termostato en vez de abrir el paso de la corriente eléctrica directamente, lo que hace es dar paso de corriente eléctrica a la electroválvula.

La válvula al recibir la corriente eléctrica actúa cerrando el paso del refrigerante (válvula del tipo normalmente abierta).

Al dejar el circuito interrumpido por la electroválvula, las presiones en la descarga del compresor suben y en el lado aspiración bajan.

Durante un corto periodo de tiempo ( 2 a 4 minutos dependiendo del tamaño del evaporador ) el compresor sigue aspirando el refrigerante del evaporador enviándolo al condensador para que se vuelva líquido.

El refrigerante se acumula en el depósito de líquido si lo tiene o se almacenara en el condensador.

La presión seguirá bajando hasta que el presostato de baja actúe en este caso es el conmutador del presostato quien interrumpe el paso de la corriente eléctrica al motor del compresor.

Las razones para hacer que el circuito funcione de esta forma pueden ser las siguientes:

Evitar se forme líquido en el evaporador: Especialmente importante en circuitos frigoríficos en los que la temperatura en el evaporador es muy baja, lo que nos podría ocurrir es que si parásemos el circuito frigorífico simplemente por temperatura el refrigerante que esta cambiando de estado en el evaporador no completaría el cambio de estado permaneciendo líquido, pues el recinto en el que se encuentra esta muy frío y es imposible completar el cambio a gas, todo ese líquido permanecería en el evaporador a la espera de la próxima arrancada del compresor en la que el líquido podría llegar a la cámara de aspiración pudiendo sufrir el compresor del circuito un golpe de líquido.

Evitar puntas de consumo en las arrancadas: Cuando un compresor se pone en marcha su consumo es mucho mayor que el consumo cuando trabaja a régimen normal, si además se encuentra con que en la arrancada además de producir su propio movimiento tiene que mover refrigerante, su consumo se dispara aun más, para evitar este exceso de consumo se utiliza el mismo montaje de electroválvulas, pues como hemos visto el evaporador se queda sin carga de refrigerante facilitando el arranque del compresor pues se encuentra al arrancar que no tiene gas que comprimir evitando que consuma más, en algunos casos la apertura de la válvula es temporizada ( espera unos segundos a que el compresor se ponga en marcha para volver a abrir) facilitando el proceso de arranque aun más.

Evitar fugas durante los periodos de parada: Algunos fabricantes montan estas válvulas para que cuando la máquina va a pasar largas temporadas sin uso pueda recogerse todo el refrigerante en el condensador o en el depósito de líquido evitando que la carga se pueda perder si tenemos alguna pequeña fuga en la zona de evaporación. En estos casos la electro válvula tiene un conmutador manual para este proceso.

Montaje de electroválvula sobre el circuito frigorífico

Aquí vemos cual es el punto mas correcto para la colocación de

la electro válvula

2.14> PRESOSTATOS


Los circuitos frigoríficos tienen que mantener sus valores de presión dentro de unos límites. Si éstos se sobrepasaran se podrían causar daños muy graves en el circuito.

Siempre tiene que existir un desequilibro de presiones entre la zona de evaporación y de condensación para facilitar los cambios de estado. Como vimos en los primeros capítulos las presiones altas facilitan la condensación de los gases, mientras que las presiones bajas facilitan la evaporación. Pero este desequilibrio tiene que ser estable, salvo las pequeñas variaciones en la presión que puedan producir los cambios térmicos del ambiente del local que vamos a climatizar o del exterior. Al ser dos presiones distintas que fluctuarán entre valores distintos necesitamos dos elementos de control independientes capaces de controlar por separado la evolución de la presión en las dos zonas que conforman el circuito frigorífico.

Como sabemos que van a existir cambios de la temperatura tanto de los ambientes en los que funciona nuestra máquina como en el exterior, tendremos que dejarle un margen de funcionamiento, que llamaremos campo de funcionamiento. Este campo de funcionamiento está delimitado por los presostatos y tendrá un margen de funcionamiento algo mayor que los parámetros de funcionamiento normales.

En los últimos años los fabricantes tienden especialmente en todas las máquinas de aire acondicionado de tipo doméstico (baja potencia frigorífica)a la eliminación de todo elemento de protección de los mismos, garantizando así que el equipo nunca pare de funcionar por pequeñas averías hasta que llega una avería grave que en la mayoría de los casos es más costosa la reparación que una nueva máquina.

PRESOSTATO

EJEMPLO recordatorio de relación presión-temperatura en funcionamiento normal: Una máquina de climatización que trabaja con R22, situada en un local a una temperatura ambiente de 24 ºC estando parada tendrá una presión interna de 9 kg/cm², por ser esta la presión que le corresponde en su tabla de características del gas a esa temperatura ambiental, al ponerla en marcha, la presión en el evaporador empieza a bajar llegando a una presión de 5 kg/cm² equivalente a una temperatura de evaporación de 6ºC a la vez en la zona de condensación se produce un aumento de presión que llega a los 15 kg/cm² equivalente a 42ºC y estas condiciones se mantendrán estables en el tiempo mientras no se produzcan variaciones en la condiciones ambientales. Resumiendo: En este ejemplo el margen de funcionamiento del equipo seria de 5 kg/cm² en baja presión y 14 kg/cm² alta presión, debiendo de mantenerse estables estas presiones.

2.14.1> PRESIONES EN EL CIRCUITO FRIGORÍFICO Los valores de presión que tendremos en nuestro circuito dependerán de tres factores:

Refrigerante utilizado ( R22, R407C,etc. ): Cada refrigerante trabaja a unas temperaturas-presiones características. Ejemplo: Los nuevos gases refrigerantes trabajan como mínimo un 10% más altos de presión para conseguir las mismas temperaturas de refrigeración.

Uso del equipo (climatización, refrigeración o congelación): Dependiendo de las temperaturas de enfriamiento que queremos conseguir tendremos que trabajar en unos márgenes de presión establecidos para esas temperaturas. Ejemplo: Si queremos que un equipo llegue a enfriar a -20ºC con R22 , la presión en el evaporador del circuito tendrá que llegar a bajar por debajo de 1.5 kg/cm² (comprobar en la tabla de características).

Condiciones de temperatura existentes en la zona interior y exterior. En función de las temperaturas que tengamos en cada una de estas zonas así será el valor que obtendremos en las mismas. Ejemplo: La presión de alta será mayor cuanto más elevada sea la temperatura exterior pues, para poder condensar el equipo, tendrá que aumentar la temperatura de condensación por encima del valor ambiental en al menos 10ºC. Ejemplo: La presión de baja será menor cuanto más disminuya la temperatura interior pues, para poder evaporar el equipo, tendrá que disminuir la temperatura de evaporación por debajo del valor térmico interior en al menos 10ºC.

En los circuitos frigoríficos se pueden dar numerosos defectos que causan fluctuaciones anormales que exceden el campo de funcionamiento característico de cada refrigerante, en un uso específico y con unas condiciones térmicas estables.

Los defectos que con respecto a la presión se pueden dar pudiendo causar daños al equipo frigorífico y el elemento necesario para controlar que no llegue a suceder son:

Exceso de presión en el condensador. (Se controla con un presostato de Alta en esa zona). Defecto de presión en el evaporador. (Se controla con un presostato de baja en esa zona). 2.14.2> FUNCIONAMIENTO INTERNO

Esquema de funcionamiento en presostato mixto

Los presostatos internamente son conmutadores eléctricos que son accionados por la lectura de presión que realizan a través del tubo de comunicación con el circuito frigorífico que han de controlar y que se ve amplificada por un fuelle, que es el encargado de cambiar de posición el conmutador eléctrico. La regulación realizada dependerá de la tensión que demos a un muelle antagonista que opone su fuerza al fuelle antes mencionado.

Los puntos de actuación dependerán de los valores de presión que nosotros fijemos en sus escalas de regulación. Las escalas que poseen los presostatos se denominan Tara (Punto de actuación) y Diferencial (Margen de funcionamiento sobre la tara.). Las escalas son orientativas y se debe comprobar con un manómetro que los valores indicados por las escalas del presostato corresponden a los valores de presión del circuito, pues en muchas ocasiones el valor indicado en la escala de regulación del presostato no coincide con el valor real al que actúa.

EJEMPLO de desfase entre escalas: regulamos en un presostato las escalas para que actúe a una presión de 20 bar pero realmente actúa cuando la presión llega a 18 bar, lo que puede afectar el campo de funcionamiento del equipo. 2.14.3> TIPOS DE PRESOSTATOS

En muchos presostatos los tornillos de regulación y botones de rearme están protegidos por una tapa, no siendo visibles.

Para poder adaptarse a todas las necesidades de los circuitos los fabricantes ofrecen diversas presentaciones de presostatos dependiendo de las características de cada uno. A continuación hacemos una reseña de las distintas posibilidades que tenemos a la hora de elegir qué termostato es el más indicado para una instalación.

Todos los presostatos tienen una estrangulación para evitar golpes de presión en el fuelle que cumple la función de zona sensora.

Presostatos según presión controlada:

Presostato de alta. Presostatos especialmente pensados para trabajar en la zona de alta presión (condensador).

Presostatos de Baja. Presostatos especialmente pensados para trabajar en la zona de baja presión (evaporador).

Presostatos mixtos de alta - baja. Presostatos que pueden controlar simultáneamente presiones de alta y baja presión.

Presostatos diferenciales. Presostatos que comparan dos valores de presión especialmente diseñados para controlar presiones diferenciales de aceite.

También existen otras consideraciones que afectan a la denominación del tipo de presostato. Estas consideraciones son complementarias a las indicadas anteriormente, pudiendo dentro de los tipos indicados con anterioridad seleccionar el tamaño del presostato, la forma de rearme y el tipo de diferencial.

Presostatos por su tamaño:

Presostatos normales. Permiten un amplio margen de regulación, permitiendo internamente el accionamiento manual simulando variaciones en la presión. Son los más caros pero facilitan mucho la localización de averías, permiten ajustarse a cualquier necesidad de funcionamiento.

Presostato normal

Presostatos compactos. Son de pequeño tamaño. Permiten la regulación de la escala de tara pero no la de diferencial. Su regulación es difícil, pues carecen de una escala que nos sirva de referencia para saber a qué presión actúan. Son más económicos y su pequeño tamaño los hace ideales para máquinas de pequeña potencia.

Presostato Compacto

Presostatos tipo mini. Son los presostatos más pequeños de los existentes. Son extraordinariamente baratos pero no permiten ninguna regulación, pues es una cápsula hermética que viene regulada de fabrica teniéndonos que adaptar a las escalas de presiones existentes en los distintos fabricantes.

Presostato tipo mini

Presostatos por su rearme:

Presostatos de rearme manual. Cuando alguna anomalía de funcionamiento rebasa los márgenes establecidos y bloquea por completo el funcionamiento requieren que una persona físicamente presione un botón situado en el propio presostato. Su finalidad es proteger al máximo la instalación en la que se monta. Este tipo de rearme se suele utilizar en los presostatos de alta por ser las presiones altas mucho más peligrosas. Como contrapunto este tipo de presostatos puede provocar paradas más frecuentes en la instalación si no se regulan convenientemente. El rearme manual no actúa hasta que la presión en el circuito no baja de un valor de seguridad al que denominamos valor de rearme. Presostatos de rearme automático. Cuando alguna anomalía de funcionamiento rebasa los márgenes establecidos bloquea por completo el funcionamiento, pero no requiere actuación por parte de un técnico para su puesta en marcha sino que de forma automática, cuando las condiciones de presión vuelven a sus parámetros normales, el presostato vuelve a permitir el funcionamiento del equipo. Su finalidad es proteger el equipo sin que se puedan provocar paradas frecuentes por defectos en las presiones. Este tipo de rearme se suele utilizar en los presostatos de baja aunque cada día está más extendido su uso en la zona de alta presión para evitar las continuas averías debidas a fluctuaciones en la presión. Presostatos por su diferencial:

Presostatos de diferencial variable: El valor diferencial es posible adaptarlo a nuestras necesidades utilizando aquel valor que sea de nuestro interés. Son más complejos de regular pero más exactos a lo hora de mantener el funcionamiento de un equipo entre unos límites establecidos.

Presostatos de diferencial fijo: El valor diferencial viene fijado en el presostato por el fabricante sin que sea posible modificar este valor. Son mas fáciles de ajustar que los anteriores pero su ajuste es menos personalizado. Ejemplo: El valor de diferencial fijo para los presostatos de alta suele oscilar entre 3 kg/cm² y 3.5 kg/cm²

2.14.4> PRESOSTATO DE BAJA

Presostato con rearme manual

Sección interna presostato

El presostato de baja se monta en la zona de baja presión (evaporador) y es el responsable de parar el compresor antes de que éste pueda llegar a hacer el vacío en la instalación y pueda contaminarse de forma grave todo el circuito al introducir aire del exterior en el circuito, proceso que ocurriría si tenemos una fuga en el en la zona de aspiración del circuito. También es importante en el control del enfriamiento interno del compresor, en muchos compresores la refrigeración de los bobinados del motor se realiza con el refrigerante que circula por él si tenemos una presión muy baja indicaría que no llega refrigerante suficiente para poder garantizar la refrigeración del motor.

Conexión del presostato de baja al circuito frigorífico.

EJEMPLO de elementos protegidos del descenso de presión en zona de baja: Tenemos una pequeña fuga de refrigerante que ha producido la perdida de gran parte del refrigerante esta avería que no tiene mayor importancia si el presostato de baja lo detecta bloqueando su funcionamiento, podría llegar en caso de no tener presostato a producir la avería que se indica a continuación:

El compresor se refrigera con el paso del propio refrigerante a su través, pero si este sigue funcionando teniendo fuga perderá todo el refrigerante y comenzará a absorber aire del ambiente, no sirviendo este aire para refrigerar el compresor, éste se calentaría hasta llegar a

quemarse contaminando además todo el circuito con la humedad absorbida junto con el aire exterior.

En la escala de tara marcamos la presión mínima de rearme a la que queremos que llegue el circuito para que el presostato permita que el compresor se ponga en marcha después de que hayamos tenido algún problema y el presostato hay parado el funcionamiento del compresor y en la escala del diferencial indica el valor de presión que restado al valor de presión de tara podremos alcanzar antes de que el presostato pare el funcionamiento del compresor.

Como referencia para posicionar las escalas del presostato de baja: La presión de arranque a la cual ha de arrancar el compresor será la correspondiente a la temperatura que ha de haber en el recinto a enfriar para el refrigerante que estemos utilizando, si es superior el compresor no arrancará hasta que la temperatura del local no se eleve no garantizando una temperatura estable, esto es especialmente importante en los circuitos frigoríficos de congelación como cámaras frigoríficas.

La presión de parada mínima estará en 0.5 bar y 0.1 bar para garantizar que no lleguen nunca a producirse presiones de vacío en la aspiración del compresor.

Temporización de presostatos de baja: En algunos casos lo presostatos de baja van temporizados, que consiste en un margen de tiempo de un par de minutos para que la presión de baja vuelva a los márgenes normales antes de parar el funcionamiento del compresor, esto es debido a que especialmente en la arrancada de grandes compresores se les hace arrancar sin refrigerante para facilitar su puesta en funcionamiento, en estos casos la presión de parada se debe de regular en un valor mas alto para evitar que en el tipo de temporización llegue a hacer vacío.

EJEMPLO resuelto de regulación presostato de baja: Por ejemplo para que un compresor arranque a 1,5 bar y pare a 0,1 bar. En las escalas correspondientes tendríamos que indicar los valores siguientes

Principal o tara: 1.5 bar Diferencial: 1.4 bar

La secuencia de funcionamiento sería la siguiente:

El circuito cuando está parado las presiones están igualadas entre el lado de alta y baja, aproximadamente serían 8 bar para una temperatura ambiente normal.

El presostato conectado en la zona de baja detecta esta presión que al ser mayor de 1.5 bar no afecta negativamente al circuito permitiendo el presostato la arrancada del compresor.

Con la puesta en marcha del compresor la presión en el evaporador comienza a disminuir, en condiciones normales la presión se quedaría fluctuando sobre 5 bar de forma estable.

Debido a algún defecto en el evaporador la presión desciende hasta 1.5 bar cuando la presión llega a este punto el presostato no hace nada, en cierta forma podríamos decir que el presostato le deja un margen de confianza a la presión por debajo de ese punto para que vuelva a subir, por si la bajada en la presión fue debida a un problema puntual sin importancia.

En el momento que la presión llega a los 0.1 bares ( 1.5 bar de tara menos 1.4 bar del diferencial ) el presostato interrumpe el funcionamiento del compresor, pues con esa bajada se estima que ya no es un fallo puntual y sí que tiene importancia. Al parar el compresor las presiones de alta y baja se empiezan a igualar a través del expansor.

Cuando la presión vuelva a subir hasta 1.5 bar ( valor de tara ) el presostato permitirá que el compresor se ponga en marcha nuevamente.

Si el problema en el evaporador está solucionado la presión de baja en el momento de la arrancada del compresor empezara a subir poco a poco hasta llegar a su valor correcto de funcionamiento que fijamos en unos 5 bares manteniéndose constante con pequeñas variaciones siempre sin llegar a presiones inferiores a 0.1 bar.

Si por el contrario el problema persiste el presostato seguirá repitiendo la interrupción del funcionamiento del circuito cada vez que este se ponga en marcha y la presión llega al valor de corte, como estos presostatos suelen ser de rearme automático, el ciclo se repetirá continuamente hasta que el usuario se percate de que la máquina no produce el cambio térmico deseado en el local a climatizar.

EJEMPLOS de regulación de presostatos de baja: Los ejercicios propuestos en este ejercicio son solamente para comprobar la asimilación de los contenidos en ningún caso se tienen que tomar como valores válidos para la regulación de un equipo frigorífico

Indicar cuándo cortarán y rearmarán los siguientes presostatos de baja a la vista de los valores indicados de Tara y Diferencial.

Presión de tara 4 bar y diferencial 2 bares Presión de tara 2 bar y diferencial 3 bares Presión de tara 8 bar y diferencial 0.5 bares Presión de tara 7 bar y diferencial 7.5 bares Presión de tara 10 bar y diferencial 0.5 bares Presión de tara 8 bar y diferencial 3 bares Soluciones a los ejercicios.

Presión de paro o corte 2 bar y rearme 4 bar. Presión de paro o corte -1 bar y rearme 2 bar. Presión de paro o corte 7.5 bar y rearme 8 bar. Presión de paro o corte 0.5 bar y rearme 7 bar. Presión de paro o corte 9.5 bar y rearme 10 bar. Presión de paro o corte 5 bar y rearme 8 bar.

EJEMPLOS de avería por regulación incorrecta de presostato de baja: En un presostato los valores que ponemos en tara y diferencial tienen que ser correctos para el corte se realice a presiones por encima de 0 bar pues de lo contrario nos arriesgamos a que el presostato no corte nunca.

Ejemplo: Tara 4 bar diferencial 5 bar, en este caso el funcionamiento cesará cuando la presión llegue a -1 bar (4 bar menos 5 bar ) pero hay muchos compresores que no pueden llegar a hacer una presión de vacío de -1bar lo produciría que el compresor podría coger aire de la calle contaminando el circuito.

2.14.4.1> Presostatos de alta. Control de condensación

Conexión del presostato de alta al circuito frigorífico. para controlar la condensación

Esta aplicación está muy extendida para solucionar el problema que plante las grandes variaciones en las temperaturas exteriores, el presostato se emplea para mantener una presión de alta constante durante todo el año mediante la parada y puesta en marcha de los ventiladores del condensador, este sistema es especialmente interesante cuando tenemos una máquinas de frío que va a funcionar durante todo el año. Ejemplo: Salas de ordenadores, cámaras de refrigeración, salas blancas, etc.

En verano cuando la temperatura exterior es alta la presión de condensación es alta también, el presostato pone en marcha todos los ventiladores del condensador desconectándolos en cascada cuando la presión de alta va disminuyendo, este sistema solamente está indicado para equipos que en el condensador dispongan de varios ventiladores, pues si montamos este sistema en equipos con un solo ventilador solamente conseguiremos que la máquinas tengan un funcionamiento muy inestable pues las variaciones de presión cuando paramos o encendemos el único ventilador que el equipo posee son muy grandes, además se somete al ventilador a un sufrimiento continuo con constantes arrancadas y paradas.

Las características de la regulación del presostato para que funcione correctamente son que el valor de arranque de la secuencia de ventilador se estudie detenidamente para evitar continuas arrancadas /paradas y que el presostato por su puesto sea de rearme automático.

EJEMPLO de regulación de presostato de alta para control de condensación: Por ejemplo queremos que el segundo ventilador del condensador arranque si en algún momento la presión llega a 18 bar y pare a 15 bar

Principal: 18 bar. Diferencial: 3 bar. La secuencia de funcionamiento seria la siguiente:

El circuito frigorífico en su funcionamiento normal está trabajando a 14 bar pero debido a un aumento de la temperatura exterior la presión sube a 18 bar (al tener mayor temperatura es mas difícil condensar y la presión sube).

Se pone en marcha el segundo ventilador como nosotros en el condensador lo que estamos haciendo es enfriar el refrigerante lo que conseguimos al aumentar la cantidad de aire es que la temperatura del refrigerante baja y en consecuencia la presión. Cuando la temperatura exterior vuelva a bajar la presión también descenderá de los 15 bar parando el presostato el funcionamiento del segundo ventilador.

Como podemos observar en este ejemplo el presostato se utiliza para conectar algo en vez de para desconectarlo como es el funcionamiento típico que vimos en el presostato de alta que actúa sobre el compresor, eso es debido a que el conmutador eléctrico que poseen los presostatos lo podemos utilizar como mas nos convenga . 2.14.5> PRESOSTATOS MIXTOS

Presostato con rearme manual

Los presostatos mixtos no son más que dos presostatos unidos dentro de la misma carcasa y que comparten el conmutador eléctrico lo que hace que se conecten mas fácilmente porque la conexión interna entre ellos ya viene realizada. Están especialmente indicados cuando los presostatos actúan directamente sobre la alimentación eléctrica del propio compresor. Como principal inconveniente tenemos que si en algún momento se estropea alguno de los dos presostatos tendremos que cambiar el conjunto pues no pueden ser reparados. 2.14.6> PRESOSTATOS DIFERENCIALES

Presostato diferencial

Los presostatos diferenciales lo que hacen es estar continuamente comprobando que existe una diferencia entre dos medidas de presión, si esta diferencia de presión es menor que el valor que tenemos marcado en la escala del presostato, éste actúa cambiando de posición su conmutador.

Una de las aplicaciones más comunes en refrigeración es utilizarlo como elemento de seguridad que garantice que la bomba de aceite este funcionando, denominándose el presostato para este uso presostato diferencial de aceite.

La bomba de aceite se encuentra en compresores grandes que necesitan un sistema de lubricación que lleve el aceite a todas las partes de la zona de compresión, en compresores pequeños no es necesario pues simplemente con el chapoteo del aceite sería suficiente.

Para realizar esta comprobación las conexiones hidráulicas que tendríamos que realizar serian presión en aspiración de bomba y presión en descarga, la presión a la que aspira la bomba el aceite es la presión a la que se encuentra el aceite en el carter del compresor, que coincide con la presión de aspiración del compresor.

Conexión del presostato de diferencial de aceite al circuito frigorífico.

Si las dos presiones fueran iguales significa que la bomba no funciona y el presostato diferencial para el compresor.

El presostato tiene un retardo en las arrancadas ya que la bomba aparte de aceite también registra las presiones, cuando la máquinas esta parada las presiones son iguales lo que impediría que el circuito se pusiera en marcha, pues el presostato detectaría que la bomba de aceite no funciona correctamente, este retardo se consigue con un temporizador que anula la actuación del presostato durante los primeros segundos de la arrancada.

Estos presostatos llevan rearme manual para que no puede producirse de forma cíclica este defecto de funcionamiento, pues un funcionamiento sin lubricación produciría el agarrotamiento del compresor por falta de lubricación.

modulo2_parte2

Documents