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Jun 03, 2023

Razones por las que los TXV no suministran suficiente refrigerante

Cuando una TXV no suministra suficiente refrigerante, todo el sistema de refrigeración se ve afectado. El evaporador se quedará sin refrigerante, lo que a su vez dejará sin refrigerante al compresor. El condensador

Cuando una TXV no suministra suficiente refrigerante, todo el sistema de refrigeración se ve afectado. El evaporador se quedará sin refrigerante, lo que a su vez dejará sin refrigerante al compresor. El condensador también se quedará sin refrigerante, porque el compresor alimenta el vapor refrigerante sobrecalentado del condensador. La mayor parte del refrigerante estará en el receptor y en la línea de líquido, y el flujo másico de refrigerante en todo el sistema se reducirá considerablemente. El bajo caudal másico también dará como resultado un refrigerante líquido estancado en el fondo del condensador, lo que puede dar al sistema mediciones de subenfriamiento del condensador ligeramente más altas.

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Cuando una TXV no suministra suficiente refrigerante, puede deberse a una restricción, que puede deberse a lo siguiente:

Algunos de los síntomas principales de una alimentación insuficiente de refrigerante TXV incluyen:

Los altos sobrecalentamientos del compresor y las bajas presiones de succión harán que entren vapores de succión de baja densidad al compresor, y el compresor también se verá parcialmente privado debido a la restricción de la TXV. Estos factores supondrán una carga muy ligera para el compresor, y los bajos caudales másicos de refrigerante provocarán que el consumo de amperaje sea bajo.

Los altos recalentamientos del compresor y las temperaturas de descarga se deben a que el evaporador y el compresor carecen de refrigerante. El compresor verá una gran cantidad de calor sensible proveniente del evaporador y la línea de succión, junto con el calor de compresión y el calor del motor. Si está enfriado por refrigerante, el compresor probablemente se sobrecalentará debido a la falta de refrigeración por refrigerante.

Las temperaturas de descarga del compresor reflejan todo el calor latente absorbido en el evaporador, el sobrecalentamiento del evaporador, todo el sobrecalentamiento de la línea de succión y todo el calor de compresión y el calor generado por el motor en el compresor. Es a la temperatura de descarga donde se acumula todo este calor y ahora debe empezar a ser rechazado en la línea de descarga y el condensador. Es de suma importancia que los técnicos de servicio midan esta temperatura al realizar el mantenimiento y solucionar problemas de un sistema de refrigeración o aire acondicionado. Tome la temperatura de la línea de succión que ingresa al compresor y la presión de succión en ese punto, y conviértala a una temperatura de saturación. La diferencia entre los dos es el sobrecalentamiento del compresor.

El sobrecalentamiento del compresor a menudo se denomina sobrecalentamiento total, porque consta del sobrecalentamiento de la línea de succión y del evaporador. Los compresores enfriados por refrigerante dependen de que el gas de retorno esté lo suficientemente frío como para enfriar los devanados del motor y las paredes del cilindro. Los compresores deben tener suficiente sobrecalentamiento para garantizar que cuando la TXV se active, no regrese líquido al compresor. Sin embargo, algunos fabricantes de compresores exigen que la temperatura del gas de retorno del compresor no supere los 65 °F o el gas no será lo suficientemente denso para el devanado del motor y el enfriamiento del cilindro. Consulte siempre con el fabricante del compresor para conocer las temperaturas máximas del gas de retorno.

Cuando el evaporador y el compresor se quedan sin refrigerante, el condensador también lo estará, debido a que estos componentes están en serie entre sí (consulte la Figura 1). Habrá poco calor para expulsar al ambiente que rodea al condensador, lo que permitirá que el condensador funcione a una temperatura y presión más bajas. Esto se debe a que no necesita una gran diferencia de temperatura entre la temperatura ambiente y la de condensación para rechazar la pequeña cantidad de calor que recibe del evaporador, la línea de succión y el compresor.

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FIGURA 1: Cuando el evaporador y el compresor se quedan sin refrigerante, el condensador también lo estará, porque estos componentes están en serie entre sí. (Cortesía de John Tomczyk)

Esta diferencia de temperatura se conoce como división del condensador. Si hubiera grandes cantidades de calor para rechazar en el condensador, el condensador acumularía calor hasta que la división del condensador fuera lo suficientemente alta como para rechazar esta gran cantidad de calor. Las altas cargas de calor en el condensador significan grandes divisiones del condensador, mientras que las bajas cargas de calor en el condensador significan bajas divisiones del condensador.

En este caso, hay una baja carga de calor en el condensador debido a que el evaporador se queda sin refrigerante y no absorbe ninguna carga de calor para dársela al condensador. La mayor parte del refrigerante estará en el receptor y una parte en el condensador. El subenfriamiento del condensador será un poco alto debido a esto y el caudal de refrigerante será bajo a través del sistema debido a la restricción. Esto hará que el refrigerante que hay en el condensador permanezca allí por más tiempo y obtenga más subenfriamiento. Tenga en cuenta que una carga insuficiente de refrigerante provocará un subenfriamiento bajo.

Cuando la TXV está restringida y el evaporador se queda sin refrigerante, el evaporador quedará inactivo y funcionará con un sobrecalentamiento alto. Como se mencionó anteriormente, esto hará que el sobrecalentamiento del compresor sea alto. El punto de vapor 100% saturado en el evaporador subirá por el serpentín del evaporador, provocando altos sobrecalentamientos en el evaporador. El compresor también se quedará sin refrigerante y entrará en una situación de baja presión. Es la cantidad y velocidad de vaporización del refrigerante en el evaporador lo que mantiene la presión de succión. Una pequeña cantidad de refrigerante que se vaporiza en este escenario provocará una presión de succión más baja.

El compresor puede realizar un ciclo corto en el LPC dependiendo de la gravedad de la restricción en la TXV. Las bajas presiones de succión pueden apagar el compresor prematuramente. Después de un breve período de tiempo apagado, la presión del evaporador aumentará lentamente debido a las pequeñas cantidades de refrigerante que contiene, y esto hará que el compresor vuelva a encenderse. Este breve ciclo puede seguir ocurriendo hasta que el compresor se sobrecaliente. Los ciclos cortos son perjudiciales para los controles, los condensadores y los devanados del motor.

Los síntomas de un sistema TXV con alimentación insuficiente son muy similares a los de un sistema con carga insuficiente de refrigerante; sin embargo, el sistema con carga insuficiente tendrá niveles bajos de subenfriamiento del condensador.

Los técnicos de servicio a menudo confunden un sistema con poca carga con un dispositivo de medición restringido. Agregar refrigerante a un sistema con un dispositivo de medición restringido solo aumentará las cantidades de subenfriamiento del condensador a un nivel en el que la presión de cabeza seguirá aumentando. Esto se debe a la falta de volumen interno en el condensador para contener el refrigerante agregado. Incluso el receptor puede llenarse excesivamente si se agrega demasiado refrigerante. El receptor está diseñado para tener una carga de vapor de refrigerante del 25% por razones de seguridad. Si un sistema receptor alguna vez se sobrecarga excesivamente, el receptor puede llenarse con 100% o casi 100% de refrigerante líquido y, por lo tanto, convertirse en un recipiente a presión peligroso con presiones de cabeza excesivamente altas. Si luego se bombea el sistema por cualquier motivo, se experimentarán presiones de cabeza aún más peligrosas.

Un sistema con un dispositivo de medición restringido también tiene los mismos síntomas que un sistema con una restricción en la línea de líquido. Esto se debe a que la TXV es en realidad parte de la línea de líquido, que comienza en la salida del receptor e incluye el filtro secador, la mirilla y cualquier otro componente ubicado entre el receptor y la TXV.

El filtro secador es un componente muy probable que se vea restringido por humedad y/o acumulación de desechos y dará los mismos síntomas que un TXV restringido. Sin embargo, si el filtro secador está lo suficientemente restringido, a veces se sentirá frío al tacto del técnico. Este fenómeno se produce cuando parte del refrigerante líquido experimenta una ligera caída de presión y se expande hasta convertirse en vapor a medida que viaja a través del filtro secador. Si se produce este fenómeno, también se pueden observar burbujas de vapor en la mirilla situada detrás del filtro secador. Por eso es de suma importancia tener la mirilla de líquido aguas abajo, no aguas arriba, del filtro secador.

Todas estas restricciones en la línea de líquido hacen que el evaporador, el compresor y el condensador se queden sin refrigerante. Esto causará síntomas de bajas presiones de succión, altos recalentamientos del evaporador y del compresor, bajos consumos de amperaje del compresor y bajas presiones de cabeza.

John Tomczyk es profesor emérito de HVACR de la Ferris State University, Big Rapids, Michigan, y coautor de Refrigeration & Air Conditioning Technology, publicado por Cengage Learning. Contáctelo en [email protected].