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Capítulo 14
CONTROLES DE FLUJO DE FLUIDOS
PARA REFRIGERACION Y GUIA DE
PROBLEMAS Y SOLUCIONES DEL SISTEMA
Problemas y Soluciones
ALTO SOBRECALENTAMIENTO
(a la Salida del Evaporador) .......................... 209
Gas Instantáneo en la Línea de Líquido. ............... 209
Restricciones en la Línea de Líquido. .................... 210
Diseño Inadecuado de Tubería .............................. 2 10
Subenfriamiento Inadecuado .................................. 211
Baja Presión de Condensación ............................... 211
Restricción en el Tubo Capilar o en el Distribuidor
de la Válvula Termo Expansión ........................ 212
Carga Excesiva en el Evaporador, Arriba de las
Condiciones de Diseño ..................................... 212
Contaminación en el Sistema ................................ 212
VTE de Menor Capacidad ...................................... 214
VTE con Igualador Interno ..................................... 214
VTE con Carga Gaseosa (MOP) ............................ 215
Falla del Elemento de Poder o Pérdida de Carga.. 215
Carga Termostática Equivocada ............................ 216
Medición y Ajuste del Sobrecalentamiento de
Operación.......................................................... 216
Evaporador de Mayor Capacidad o Compresor
de Menor Capacidad......................................... 216
Ajuste muy Alto del Sobrecalentamiento ............... 217
Tabla Temperatura-Presión .................................... 217
BAJO SOBRECALENTAMIENTO
(a la Salida del Evaporador) .......................... 218
Sobrecarga de Refrigerante y/o Aceite .................. 218
Compresor de Mayor Capacidad ........................... 218
Carga en el Evaporador Inadecuada o Dispareja .. 21 8
Acumulación Excesiva de Aceite en el
Evaporador........................................................ 219
Ubicación Deficiente del Bulbo y del Igualador...... 219
Línea del Igualador Externo Tapada ...................... 22 0
Diafragma o Fuelle Agrietado - Válvula de
Expansión Automática ...................................... 220
Contaminación en el Sistema
el Sistema de Alto Sobrecalentamiento").................................
Aspas del Ventilador del Evaporador Invertidas
o Girando en Sentido Opuesto ......................... 220
Condensador de Mayor Capacidad........................ 220
Subenfriamiento Excesivo ...................................... 221
Pobre Distribución a Través de los Circuitos del
Evaporador........................................................ 221
VTE Defectuosa o Carga Equivocada en el Bulbo
Sensor ............................................................... 221
Interrupción de la Reducción de Presión en el
Evaporador (Pump Down) ................................ 221
(vea "Contaminación en
220
VTE de Mayor Capacidad ...................................... 221
Línea de Succión Fría o la Ubicación del
Compresor Propicia la Emigración de Líquido
al Lado de Baja, Durante el Ciclo de Paro ....... 221
Fuga en el Asiento de la VTE, Fuga en el Asiento
de la Solenoide de la Línea de Líquido, o Fuga
en la Válvula de Descarga del Compresor
Durante el Ciclo de Paro................................... 22 2
Excesivo Escarchamiento del Serpentín................ 222
Línea de Succión Larga y de Libre Drenaje hacia
el Compresor ..................................................... 222
Ajuste Demasiado Bajo del Sobrecalentamiento
de la Válvula Termo Expansión ........................ 222
PRESION DE DESCARGA .................................... 223
Alta Presión de Descarga ....................................... 223
Falla del Sistema de Control de Presión de
Condensación Tipo Inundado (Desvío Constante) 223
Baja Presión de Descarga ...................................... 224
Falla del Sistema de Control de Presión de
Condensación Inundado (Sin Desvío) .............. 225
Presión de Descarga Fluctuante ............................ 225
PRESION DE SUCCION ........................................ 226
Alta Presión de Succión - Alto Sobrecalentamiento
(Salida del Evaporador) .................................... 22 6
Alta Presión de Succión - Bajo Sobrecalentamiento
(Salida del Evaporador) .................................... 22 6
Baja Presión de Succión - Alto Sobrecalentamiento
(Salida del Evaporador) .................................... 22 6
Baja Presión de Succión - Bajo Sobrecalentamiento
(Salida del Evaporador) .................................... 22 7
Presión de Succión Fluctuante............................... 227
MISCELANEO ........................................................ 228
El Compresor Arranca, pero el Protector de
Sobrecarga Detiene el Motor ............................ 228
La Unidad Arranca, pero Periódicamente Para y
Arranca.............................................................. 228
La Unidad Trabaja Continuamente - la Capacidad
es Adecuada, el Enfriamiento es Inadecuado .. 229
La Unidad No Arranca ............................................ 229
Controles Defectuosos ........................................... 229
Alto Consumo de Amperaje ................................... 229
Pérdida de Aceite, Pérdida de Presión de Aceite
o Control de Presión de Aceite Disparado ....... 230
207
Problemas y Soluciones
Clasificaciones Nominales de las Válvulas Termo Expansión
¿Que significa la clasificación nominal de una válvula termo expansión? ALCO, al igual que otros fabricantes de
válvulas termo expansión, publica extensas tablas de capacidad para las válvulas de termo expansión (VTE). Estas
tablas se basan en las siguientes condiciones (para usarse como punto de referencia):
• Líquido libre de vapor entrando a la válvula termo expansión a 38
• Temperatura de evaporación de 4
o
C (40oF).
• Caída de presión de 60 psi a través de la válvula termo expansión para R-12, R-500 Y R-134a.
• Caída de presión de 100 psi a través de la válvula termo expansión para R-22 y R-502.
o
• Se requiere un cambio de sobrecalentamiento de 2
a 3 oC (4o a 6oF),
para mover la aguja de la válvula a través de su carrera «clasificada».
NOTA: Las tablas de capacidad extendida en este catálogo de válvulas termo expansión, están resaltadas por un
margen negro grueso. Ejemplo: El modelo TER22HW, por las tablas de capacidad extendida, es una válvula de 22
ton. Esta válvula de R-22 producirá 22 tons si:
• Se ve líquido libre de vapor a 38
• Está trabajando a una temperatura de evaporación de 4
• La caída de presión a través de la válvula es de 100 psi.
Tan pronto como alguna de las condiciones de arriba cambie de lo nominal, la capacidad de la válvula también
cambiará. Las tablas de capacidad extendida se hacen necesarias, cuando las condiciones de operación del
sistema difieren de las condiciones nominales.
o
C (100oF).
o
C (100 oF) en su entrada.
o
C (40oF).
208
Problemas y Soluciones
ALTO SOBRECALENTAMIENTO (Salida del Evaporador)
Gas Instantáneo en la Línea de Líquido
El gas instantáneo a la entrada de la válvula termo expansión obstruirá el flujo de refrigerante líquido, y por lo tanto, no
alimentará lo suficiente al evaporador. Nota: Si la presión sobre un refrigerante líquido disminuye mientras la temperatura
permanece igual, o la temperatura aumenta mientras la presión permanece igual, algo del refrigerante se evaporará
instantáneamente. Si esto ocurre y el gas instantáneo entra a la válvula termo expansión:
a) la válvula operará ineficientemente.
b) el sistema pierde algo de su capacidad.
c) aumenta el sobrecalentamiento.
Causa probable:
• Insuficiente carga de refrigerante.
• Excesiva caída de presión en la línea debido a la fricción
del fluido, o una excesiva altura vertical de la línea de
líquido (vea "Diseño Inadecuado de Tubería").
Si no hay mirilla en la línea de líquido, a la entrada
de la válvula termo expansión:
a) el gas instantáneo algunas veces puede detec-
tarse, por un silbido continuo característico, en la
válvula termo expansión.
b) el gas instantáneo también puede detectarse
instalando una trampa de presión en, o cerca de,
la entrada de la válvula termo expansión. Tome
la lectura de presión y temperatura en este
punto. Si la temperatura medida está arriba de
su temperatura de saturación (tomada de una
tabla de presión-temperatura), entonces hay presente gas instantáneo.
• La falta de un control de presión de condensación
positiva, causará presiones de alta erráticas.
Solución:
• Agregue refrigerante al sistema - esto aumenta la presión
de descarga. Hay varios métodos a seguir para cargar
un sistema:
a) en un sistema con válvulas termo expansión y sin
recibidor, subenfriando el refrigerante líquido unos
o
C (a plena carga si es posible).
6
b) en un sistema con válvulas termo expansión y recibi-
dor, cargue de la manera usual , hasta que no se vean
burbujas a través de la mirilla (ubicación de la mirilla
a la entrada de la válvula termo expansión).
c) en un sistema que tenga condensador, recibidor y
válvulas de presión ajustables, el diferencial de presión mínimo debe ser 10 psi, entre la válvula de
entrada al condensador (IPR) y la válvula de presión
del recibidor (OPR). Sin embargo, el diferencial generalmente se fija en 20 psi o,
d) se puede subenfriar el líquido, lo suficiente para
asegurar refrigerante líquido a la entrada de la válvula
termo expansión.
• Revise o instale un control de presión de condensación
positiva (vea "Baja Presión de Condensación y Baja
Presión de Descarga" para información sobre el sistema de control de presión de condensación).
209
Problemas y Soluciones
Restricciones en la Línea de Líquido
Causa probable:
• Filtro-deshidratador de la línea de líquido parcialmente
tapado. Verifique la temperatura del deshidratador a la
entrada y salida, si la temperatura a la entrada es mayor
que a la salida, el deshidratador está restringido.
a) Esto significa que el deshidratador ha cumplido con
su trabajo. Ha retenido tanta contaminación, que la
alta caída de presión a través del mismo, está causando que el líquido dentro del deshidratador se
evapore instantáneamente.
• Si el indicador de humedad muestra que el refrigerante
contiene humedad, significa que el deshidratador está
saturado con humedad y ya no puede remover más.
a) Un exceso de humedad puede causar que se forme
hielo en el puerto de la válvula termo expansión (si
o
está operando abajo de 0
C), provocando una restricción de líquido, esto es, no alimentará suficiente
refrigerante al evaporador.
• La solenoide de la línea de líquido, no opera apropiadamente, o es de menor tamaño.
a) Una excesiva caída de presión a través de la válvula,
causará formación de gas instantáneo.
• Línea de líquido torcida.
a) Esto causará una excesiva caída de presión-gas
instantáneo.
• Válvula de servicio en el recibidor de líquido instalada en
el campo, la válvula manual puede ser muy pequeña o
no estar totalmente abierta.
• Unión de tubería en la línea de líquido, parcialmente
tapada con soldadura.
Solución:
• Reemplace el filtro-deshidratador de la línea de líquido
por un TD sellado, o los bloques desecantes de
VALYCONTROL.
Un filtro-deshidratador saturado con humedad, tiene
poco efecto en el aumento de la caída de presión a
través de la cápsula (vea "Contaminación en el
Sistema").
• Repare o reemplace con una válvula solenoide ALCO
del tamaño correcto, e instálela en la dirección
apropiada del flujo de refrigerante.
• Reemplace la sección dañada.
• Asegúrese que todas las válvulas estén totalmente
abiertas, sean del tamaño correcto y que estén limpias
internamente.
Diseño Inadecuado de Tubería
Causa probable:
• Una excesiva altura vertical de la línea de líquido.
a) Generalmente, por cada 30 cm (un pie) de altura
vertical, utilizando R-22, hay aproximadamente una
caída de ½ psi.
b) Si un sistema tiene una altura vertical excesiva,
entonces se formará gas instantáneo.
• Línea de líquido demasiado larga, línea de líquido de
diámetro muy pequeño, o demasiadas conexiones. Las
tres causan una caída de presión excesiva en la línea de
líquido.
210
Remedios:
• Asegúrese que el refrigerante se subenfríe lo suficiente,
antes de subir por la línea vertical, para evitar que se
evapore cuando su temperatura disminuya a la que
existe en la parte alta de la tubería vertical.
o
a) En la práctica, un subenfriamiento de 5
C (10 oF) es,
generalmente, suficiente para elevaciones hasta de 8
metros (25 pies). Para estar seguros, revise las
especificaciones del fabricante.
• Reemplace las secciones de tubería con el tamaño
correcto de línea.
Diseño Inadecuado de Tubería (continúa)
Causa probable:
• Al dimensionar las líneas del refrigerante, el diseñador de
tuberías debe resolver dos problemas: caída de presión
y velocidad. Esto significa que el sistema de tubería,
debe tener el diámetro suficiente, para reducir la caída
de presión.
• En sistemas con múltiples evaporadores o con deshielo
por gas caliente, en cada caso, tenga cuidado con la
costumbre de diseñar incorrectamente la tubería. En la
válvula termo expansión del primer evaporador, puede
haber una línea llena de líquido, pero no en las demás
sobre la misma alineación.
• En condensadores remotos, la salida de líquido del
condensador, debe caer abajo del bloque de tubos del
condensador (vea figura A).
Problemas y Soluciones
Subenfriamiento Inadecuado
Causa probable:
• Si el sistema ha sido diseñado para proporcionar equis
cantidad de grados de subenfriamiento, para compensar las pérdidas de presión del sistema, y el líquido no es
subenfriado adecuadamente, ocurrirá una evaporación
instantánea en la válvula termo expansión.
Solución:
• Aumente el subenfriamiento a los niveles deseados, para
un funcionamiento adecuado del sistema.
Baja Presión de Condensación
Para unidades de condensación enfriadas por aire, cuando el sistema de control de presión de condensación está
defectuoso o mal ajustado. Todos los condensadores enfriados por aire, están dimensionados para una cierta
temperatura del aire ambiente, usualmente 32 a 35 oC (90 a 95 oF). Cuando la temperatura ambiente cae abajo de
10oC (50oF), el condensador estará sobredimensionado, y se necesitará algún tipo de control de presión de
condensación (vea "Baja Presión de Descarga").
Causa probable:
• Ventilador cicleando/el ventilador de velocidad variable
ya no es efectivo, debido a la baja temperatura ambiente
y/o a los vientos predominantes.
a) Ajuste inadecuado (cicleando, ajuste de velocidad
muy retrasado o muy alto).
b) Mal conectado.
Solución:
• Encuentre el origen del problema y corríjalo.
• Instale un control de presión de condensación tipo
inundado.
a) Ajuste el ciclo del ventilador, basándose en la tempe-
ratura ambiente, con la presión prevaleciente.
b) Encuentre el origen del problema y corríjalo.
211
Problemas y Soluciones
Baja Presión de Condensación (continúa)
Causa probable:
• Control del humidificador.
a) Mal conectado.
b) Componentes defectuosos.
Solución:
• Encuentre el origen del problema y corríjalo. .
Nota: No se recomienda para usarse en unidades de
refrigeración, cuando el condensador está expuesto a
temperaturas ambiente abajo de 0
c) Abierto por falla mecánica (roto o algo trabado que lo
mantiene abierto).
d) Ajuste incorrecto (empieza a cerrar demasiado
tarde).
• Sistema de control de presión de condensación inundado.
a) Ajuste de presión demasiado bajo.
b) Componentes defectuosos.
c) La cabeza de la válvula de presión constante, pierde
su carga.
d) En un sistema de dos válvulas, la válvula de retención
• Encuentre el origen del problema y corríjalo.
a) Fije el ajuste de presión al nivel deseado.
b) Reemplace los componentes defectuosos.
c) Método de carga (vea "Gas Instantáneo en la Línea
de Líquido").
d) Instale las válvulas en el sentido correcto.
diferencial (check), está instalada en posición invertida.
e) Pérdida del sello de líquido en el recibidor, debido a
carga insuficiente para operación en invierno.
e) Agregue refrigerante adicional para un funcionamien-
to apropiado del sistema (vea "Gas Instantáneo en la
Línea de Líquido").
Restricción en el Tubo Capilar o en el Distribuidor de la VTE
Causa probable:
Solución:
o
C (32 oF).
• Restricción del flujo hacia el evaporador debido a contaminación en el sistema.
• El orificio de flujo es demasiado pequeño.
• Reemplace los componentes tapados, incluyendo los
filtros deshidratadores.
• Reemplace con un orificio del tamaño apropiado.
Carga Excesiva en el Evaporador, Arriba de las Condiciones de Diseño
Causa probable:
• La válvula termo expansión está limitada a la cantidad de
flujo que puede pasar por el tamaño de su orificio, por lo
tanto, si la carga aumenta arriba de los límites de diseño,
resultará un alto sobrecalentamiento.
Solución:
• Utilice una válvula termo expansión ALCO de puerto
balanceado. Las válvulas de puerto balanceado ALCO
modulan abajo de un 20% de sus clasificaciones nominales.
Contaminación en el Sistema
Causa probable:
• La humedad dentro del sistema puede ser causada por
el aire húmedo el cual ha entrado al sistema por cargarlo
con refrigerante húmedo o aceite refrigerante de pobre
calidad, o por humedad en las partes internas y/o fugas.
• Mangueras de carga y manómetros internamente húmedos.
• El filtro deshidratador tapado causará una excesiva caída
de presión, resultando gas instantáneo.
Solución:
• La manera efectiva de eliminar humedad de un sistema,
es deshidratarlo adecuadamente, antes de cargar y de
instalar filtros deshidratadores VALYCONTROL, para la
línea de líquido y de succión. (Vea la tabla 1 para los
puntos de ebullición del agua a diferentes temperaturas).
• Reemplace como sea necesario.
• Mantenga su recipiente de aceite para refrigeración
sellado de la atmósfera todo el tiempo. El aceite para
refrigeración atrae por la humedad; si se deja abierto a
la atmósfera, el aceite absorberá la humedad rápidamente.
212
Contaminación en el Sistema (continúa)
Problemas y Soluciones
Causa probable:
• La formación de hielo o cera, restringiendo el flujo de
refrigerante, puede ser indicada por un repentino
aumento en la presión de succión después de un
paro, cuando el sistema se calienta.
a) Para verificarlo mientras el sistema está trabajando,
utilice algún medio para calentar la válvula termo
expansión (esto derretirá el hielo), y notará el aumento en la presión de succión.
b) Ese calentamiento, generalmente no derrite la cera,
lo que hace que la cera sea difícil de descubrir.
c) La formación de cera puede ocurrir en unidades
de baja temperatura, que operan abajo de -32
o
F) de evaporación.
(-25
o
d) La cera formada, usualmente se licúa y fluye de
o
nuevo cerca de -18
C (0 oF) o más.
• La humedad puede ser creada por el aire. El aire con su
oxígeno libre, puede oxidar el aceite y combinarse con el
hidrógeno liberado en el serpentín para formar agua.
• La humedad puede combinarse con los refrigerantes
para formar ácidos (un calor excesivo acelera la formación de ácidos).
a) Los ácidos corroen todo lo que tocan, y eventualmen-
te, causan una descomposición química del sistema.
Solución:
• La cera en el sistema puede indicar que se está utilizando
un aceite equivocado. Recupere/recicle el refrigerante,
haga vacío, recargue con refrigerante limpio y seco y con
aceite de refrigeración apropiado.
C
TABLA 1 - PUNTOS DE EBULLICION DEL AGUA
Punto de
Presión Absoluta
Ebullición
del Agua
kPa psia
101.3 14.7 760 760,000 100 212 0.0 0.0 2.1 0.30 15.7 15,748 18.3 65 99.2 29.30
84.4 12.24 633 632,968 81.6 179 16.9 5.0 1.8 0.26 13.2 13,208 15.5 60 99.5 29.40
67.4 9.78 5.6 505,968 88.8 192 33.8 10.0 1.5 0.21 10.7 10,668 12.2 54 99.9 29.50
50.5 7.33 379 378,968 81.6 179 50.8 15.0 1.1 0.16 8.1 8,128 8.3 47 100.2 29.60
33.6 4.88 252 251,968 71.6 161 67.7 20.0 0.8 0.11 5.6 5,558 2.8 37 100.6 29.70
16.6 2.41 125 124,968 56.1 133 84.7 25.0 0.4 0.06 3.0 3,048 -5.0 23 100.9 29.80
6.6 0.95 48.7 48,768 37.8 100 94.8 28.0 0.3 0.04 2.0 2,000 -9.4 15 101.0 29.84
3.1 0.45 23.4 23,368 25.0 77 98.2 29.0 0.2 0.03 1.5 1,500 -12.8 9 101.1 29.86
2.8 0.41 20.8 20,828 23.3 74 98.5 29.10 0.1 0.02 1.0 1,000 -17.2 1 101.2 29.88
2.4 0.35 18.3 18,288 20.5 69 98.8 29.20 0.07 0.01 0.5 500 -24.4 -12 101.3 29.90
La tabla de arriba claramente ilustra la reducción del punto de ebullicióndelaguaconlareduccióndepresión.Está claro que a temperaturas ambientes normales, la
necesitan presiones mucho más bajas para crear una diferencia de temperatura al agua en ebullición para que se pueda llevar a cabo la transferencia de
calor y también, para compensar la caídade presiónenlaslíneas de conexión, lo cual es extremadamente crítico a muy bajas presiones. Se requieren presiones
trabajode alto vacío. Se deberá aplicar calor a los sistemas en los cuales se sabe que contienen agua libre para ayudar en la evacuación. La tabla 1 se reimprime con
mm
micrones °C °F kPa
Hg
deshidrataciónpor evacuación requiere presionesabajo de 2.76 kPa (0.4 psia), lo que significa una lectura de vacío correspondient eal nivel
del mar de 18.288 mm Hg (29.2 pulg.Hg). A presiones mayores, la ebullición simplementeno se llevará a cabo. Desde un punto de vista práctico, se
desde 1,500 a 2,000 micrones para una deshidratación efectiva y el equipo para realizar esto normalmente se describe como designado para
permiso de Copeland Corporation de: Copeland RefrigerationManual-Installationand Service, Part 5.
Presión
Manométrica
Correspondiente
al Nivel del Mar
pulg
Vacío
Presión Absoluta
kPa psia
Punto de
Ebullición
del Agua
mm
micrones °C °F kPa
Hg
Presión
Manométrica
Correspondiente
al Nivel del Mar
pulg
Vacío
213
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