28 diciembre 2010

Eficiencia energética estimando pérdidas de refrigerante


La gestión del refrigerante en los equipos de enfriamiento es el mantenimiento preventivo más importante para mantener el equipo en máxima eficiencia. Es importante decir que siempre debe funcionar el equipo con la cantidad correcta de refrigerante. Ni mucho ni poco. También debe asegurarse que nada entra en el sistema de refrigeración sino un refrigerante. En este capítulo explicamos medidas comunes para gestionar estas actividades.

Estas medidas pueden también reducirá fallos costosos en los equipos, y extenderá la vida útil del equipo. Mantener la eficiencia y evitar daños en el equipo son cuestiones relacionadas con la gestión de refrigerantes.
Las pérdidas son la principal causa de problemas relacionados con los refrigerantes. No es usual en las enfriadoras perderá grandes cantidades de refrigerante. Las viejas centrales de refrigeración no bien mantenidas pierden una fracción sustancial de carga de refrigerante a lo largo del año. Los equipos nuevos quieren una cantidad menor pero todos pueden desarrollar pérdidas que necesitan ser reparadas. Sólo los sistemas pequeños completamente herméticos son inmunes a las pérdidas,  e incluso estos pueden sufrir fallos de uniones soldadas que permiten pérdidas.

TIPOS DE PÉRDIDAS

Hay tres modos para controlar las pérdidas del sistema: pérdidas de refrigerante, pérdidas de aire y vapor de agua en el sistema, y pérdidas de agua en el sistema. Estos problemas pueden ocurrir o no según las características de presión del refrigerante y el diseño del sistema.
Pérdidas de refrigerante
La localización de pérdidas de refrigerante tiene un importante efecto en el consumo energético de la instalación frigorífica, veamos en qué partes del circuito suelen producirse en la práctica.
Si la presión del refrigerante en el interior del sistema es mayor que la presión atmosférica, el sistema puede perder refrigerante. La pérdida de refrigerante causa una operación ineficiente de todo el sistema de enfriamiento.
Para incrementar la presión, los refrigerantes comunes son siempre de alta presión. Las presiones de vapor de estos refrigerantes están por encima de la atmosférica incluso en el lado de succión del compresor.
Algunos refrigerantes de baja presión operan a presiones superiores a la atmosférica en el lado de descarga del compresor, lo cual incluye al condensador. Por tanto, el lado de alta presión de estos sistemas puede perder refrigerante.
Los refrigerantes de baja presión ser pierden en el sistema por la acción de las unidades de purgado, que se requieren en todos los sistemas que usan refrigerantes de baja presión. Esto no es una pérdida que en el sentido, pero tienen el mismo efecto. La operación de las unidades de purgado está relacionada con las pérdidas de aire en el sistema.
El coste de sustituir el refrigerante perdido es significativo, por no hablar de las connotaciones ambientales de estas pérdidas. Y lo peor aún es que si no se controla el refrigerante, perdemos cantidades caras del mismo tendremos problemas de rendimiento en la instalación.
Pérdidas de aire y vapor de agua
El sí la presión del refrigerante en el interior del sistema es inferior a la atmosférica, puede entrar aire por las grietas del sistema, y el aire transporta a vapor de agua. La presencia de gases no refrigerantes reduce la eficiencia.
En las plantas frigoríficas que utilizan refrigerantes halocarbonados, la humedad y el aire pueden causar también serios daños. El aire y la humedad comienzan a daña el circuito de enfriamiento tan pronto como entran en el sistema, incluso aunque se hayan instalado unidades de purga para eliminarlos.
Pérdidas de agua en el sistema
En el caso de las enfriadoras de agua con condensadores de agua fría hay problemas adicionales provocados por las pérdidas de agua en el lado del refrigerante del sistema. Los daños provocados por el agua son los mismos que los generados por el vapor. Con pérdidas de líquidos de cualquier tamaño, los efectos pueden ser mucho más severos.
La ruta más probable de pérdidas de agua es a través del evaporador de una enfriadora de agua. Esta parte del sistema tiene una presión interna más baja. El factor crítico es el diferencial de presión en el evaporador cuando el compresor está funcionando. Incluso con algunos refrigerantes de alta presión, la presión del agua en el evaporador puede ser mayor que la presión del refrigerante. Esto se debe a que el evaporador puede estar sujeto a grandes presiones hidrostática del sistema alto de distribución de agua fría.
El agua puede también entrar en el sistema a través de un condensador de agua fría. Este riesgo existe principalmente en sistemas que usan refrigerantes de baja presión. La mayor parte de los refrigerantes de alta presión tienen una presión que es lo bastante alta como para resistir la entrada de pérdidas de agua en el condensador.
Para localizar pérdidas en el sistema de enfriamiento, recomendamos las siguientes localizaciones:
·         Sellado de ejes de compresores con motores de transmisión externa.
·         Ejes de operación para las aletas de vía de admisión en enfriadoras centrífugas.
·         Cualquier mecanismo de movimientos que se transmita a través de la carcasa.
·         Cajas de cableado que pasan a través del lado del refrigerante del sistema para motores internos, descargador es de cilindros, sensores, etc.
·         Conexiones de carga.
·         Huecos de medidores.
·         Accesorios roscados.
·         Juntas.
·         Aletas de serpentinas de refrigeración, especialmente en conexiones soldadas.
·         Uniones soldadas, especialmente en viejas unidades donde la corrosión interna puede haber penetrado al a través de las imperfecciones de la soldadura.

SÍNTOMAS DE PÉRDIDAS

El primer paso para gestionar las pérdidas es conocer dónde está el problema. En primer lugar debe mantenerse un registro continuo de la cantidad de refrigerante que debe usarse para rellenar el sistema. En sistemas con refrigerantes de presión positiva, las pérdidas de refrigerante es indican la existencia de grietas. En sistemas con refrigerantes de presión negativa, las pérdidas de refrigerante se indican una ineficiencia o disfuncionamiento de la unidad de purgado, o una pérdida de aire importante en el sistema.
En sistemas con unidades de purgado, debe registrarse el tiempo que la unidad de purga opera. Esto se debe a la presión parcial que los gases no refrigerantes añaden a la presión parcial de los gases del refrigerante.
Sí en el sistema cae la carga, la falta de refrigerante puede crear una caída de presión que enmascara la elevación de la presión causada por la presencia de aire. Esta es una condición de ineficiencia.

MÉTODOS PARA DETECTAR PÉRDIDAS

La mayoría de las pérdidas de refrigerante se producen muy lentamente, lo cual hace difícil su detención. Los métodos que pueden usarse para detectar pérdidas dependen del tipo de refrigerante y de la localización de la pérdida en el sistema. Algunos de los métodos comunes que podemos mencionar para detectar pérdidas son los siguientes:
·         Apariencia visible de corrosión. Cuando el refrigerante se escapa se combina con vapor de agua en el aire y forman ácidos altamente corrosivos. Una estrategia es localizar componentes de acero con óxido y corrosión de color verde en aleaciones de cobre.
·         Burbujas jabonosas: el uso de burbujas jabonosas puede ser interesante para detectar pérdidas de cualquier tipo de refrigerante. El procedimiento es humedecer el agua sospechosa y buscar burbujas. Incluso las grietas más pequeñas crean burbujas si la solución jabonosa proporciona suficiente cobertura. Este método puede fallar si la solución jabonosa drena o puede caer.
·         Detector de ionización electrónico (electronic ionization detector): Es un nuevo tipo de ensayador de refrigerantes halocarbonados. Funciona y analizando el gas halocarbonado entre electrodos de platino cargados y sintiendo la ionización de la corriente. Es muy sensible.
·         Tintes en el aceite refrigerante: es un viejo método que puede ser conveniente para refrigerantes que transportan aceite en el sistema. El cliente se desplaza con el aceite, y aparece en los puntos de pérdida. Hay tintes fluorescentes disponibles que pueden ser tan pequeños como una lámpara ultravioleta portátil.
·         Olor: En refrigerantes, el amoniaco y otros gases de fuerte olor, pueden detectarse por este sistema la existencia de grietas lo bastante grandes.

PÉRDIDAS EN CONDENSADORES Y EVAPORADORES DE ENFRIADORAS

El refrigerante puede perderse en el agua del evaporador o condensador, y la primera pista será indirecta. Sí añadimos refrigerante y no encontrar pérdidas externas, sospecharemos que las pérdidas están en el lado del agua. Para localizar las pérdidas, se vaciará el evaporador o condensador y ensayará buscando pérdidas de refrigerante.
Un primer control de pérdidas en el evaporador puede hacerse usando detectores de pérdidas en el tanque el sistema de agua de venteo de agua fría. Este ensayo no puede detectar pequeñas pérdidas, y tampoco detectar refrigerantes que estén completamente disueltos o químicamente alterados por el agua.
Como un primer control de pérdidas en el condensador, puede usarse un detector de refrigerante sensible en el punto en donde el agua de enfriamiento o se bombea al a la torre de enfriamiento o en el punto de succión. Este ensayo no puede revelar pequeñas pérdidas.
Aplicando los diferentes sistemas de control de pérdidas puede conseguirse una mejora en la eficiencia que en promedio irá del 5 al 20 %
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