Condensador sucio o bloqueado es una de las causas de fallas más
reiterativas en unidades frigoríficas. En este artículo técnico, se
explica con simplicidad cuáles son los efectos generados en un
condensador debido a la suciedad o bloqueo del mismo, y cómo repercute
en el funcionamiento de un sistema frigorífico el estado del mismo.
Con la lectura de este artículo, se
responden las siguientes interrogantes: ¿Qué efectos produce en un
sistema la suciedad o bloqueo del condensador? ¿Qué es Delta T? ¿Qué es
subenfriamiento, donde se mide? ¿Qué es el espacio neutro? ¿Cuáles son
los efectos de una alta temperatura de descarga?
Introducción
Uno de los principales componentes de cualquier sistema frigorífico
es el condensador. Es más grande que el evaporador debido a que no
solamente tiene que eliminar el calor absorbido, si no que también debe
eliminar cualquier recalentamiento absorbido a la salida del evaporador.
El condensador además, debe eliminar la energía térmica que el
compresor agrega al sistema durante el trabajo de compresión. A menudo
esto se denomina calor de compresión o trabajo de compresión.
Tal como su nombre lo describe, su principal función es la de condensar el refrigerante enviado por el compresor. Sin embargo, el condensador también tiene otras funciones. El desrecalentamianto y subenfriamiento son funciones importantes para el condensador.
En síntesis, el condensador tiene tres funciones:
Eliminar el recalentamiento
Condensar
Subenfriar
Tal como su nombre lo describe, su principal función es la de condensar el refrigerante enviado por el compresor. Sin embargo, el condensador también tiene otras funciones. El desrecalentamianto y subenfriamiento son funciones importantes para el condensador.
En síntesis, el condensador tiene tres funciones:
Eliminar el recalentamiento
Condensar
Subenfriar
Eliminación del recalentamiento
Las primeras vueltas del condensador eliminan el recalientamiento de los gases de la descarga. Esto prepara a los vapores o gases recalentados a alta presión provenientes de la descarga del compresor para su condensación, o el cambio de fase de vapor a líquido. Recuerde, estos vapores recalentados deben perder todo su recalentamiento antes de alcanzar la temperatura de condensación para cierta presión de condensación. Una vez que la fase inicial del condensador ha eliminado suficiente recalentamiento y la temperatura de condensación ha sido alcanzada, estos gases se denominan vapor saturado. Podemos decir entonces que el refrigerante ha alcanzado en un 100% el punto de vapor saturado.
Condensación
Como se mencionó enteriormente, una de las principales funciones del condensador es la de condensar el refrigerante de vapor a líquido. La condensación depende del sistema y generalmente toma lugar en las últimas dos terceras partes del condensador. Una vez que se alcanza la temperatura de condensación en el condensador y el vapor ha alcanzado en un 100% su condición de vapor saturado, la condensación puede tomar lugar si se quita mas calor.
Cuanto mas calor es eliminado del vapor saturado, esto lo obliga a convertirse en líquido (condensación). Cuando se condensa, el vapor gradualmente cambia al estado líquido hasta que solo queda un 100% de líquido.
Este cambio de fase, o cambio de estado, es un ejemplo de un proceso de eliminación de calor latente, dado que el calor eliminado es calor latente, no calor sensible.
Este cambio de estado ocurrirá a una temperatura constante incluso si el calor está siendo eliminado. Esta temperatura constante es la temperatura de saturación correspondiente a la presión de saturación en el condensador. Esta presión puede medirse en cualquier lugar del lado de alta presión de un sistema frigorífico, dado que la caída de presión debido a las líneas o válvulas son despreciables. (Nota: la excepción a esto son las mezclas casi azeotropicas. Con estas mezclas, hay un deslizamiento en la temperatura cuando esta cambia de fase.).
Subenfriamiento
La última función del condensador es la de subenfriar el refrigerante en estado líquido. El subenfriamiento se define como cualquier calor sensible quitado del refrigerante en estado 100% líquido. Técnicamente, el subenfriamiento esta definido como la diferencia entre la temperatura de la línea de líquido y la temperatura del líquido saturado a una presión dada. Una vez que el vapor saturado en el condensador ha cambiado de estado a líquido saturado, se ha alcanzado el punto de 100% de líquido saturado.
Si se elimina mas calor, el líquido experimentará un proceso de eliminación de calor sensible y perderá temperatura y al mismo tiempo calor. Cuando el líquido es mas frio que el líquido saturado en el condensador, se dice que es un líquido subenfriado.
El subenfriamiento es un proceso importante debido a que este comienza a descender la temperatura del líquido a la temperatura de evaporación. Esto reduce la posibilidad de la presencia de flash gas en el evaporador, de manera que mas cantidad de líquido en estado de evaporación puede aumentar la eficiencia para el enfriamiento de la carga.
Condensador sucio o bloqueado
Si un condensador se presenta sucio, se reduce la transferencia de calor desde el refrigerante hacia el agente condensante (aire o agua). Los condensadores sucios o bloqueados son una de las causas de problemas con mayor frecuencia vistas en el rubro de refrigeración comercial y aire acondicionado en verano. Si se reduce la transferencia de calor hacia el ambiente en un condensador enfriado por aire, el calor comenzará a acumularse en el condensador. Esta acumulación de calor en el condensador provocará que aumente la temperatura de condensación. Ahora que la temperatura de condensación comienza a aumentar, habrá un punto en que la diferencia de temperatura entre la temperatura de condensación y la del ambiente exterior (Delta T) será suficientemente alta para quitar calor del condensador.
Recordemos, la diferencia de temperatura es un factor potencial para que tome lugar la transferencia de calor entre dos elementos cualquiera. Cuanto mayor es la diferencia de temperatura, mayor es la transferencia de calor. El condensador ahora estará eliminando suficiente calor a una Delta T elevada para mantener el sistema en funcionamiento con un condensador sucio. Sin embargo, el sistema ahora estará funcionado muy ineficientemente ya que una alta temperatura y presión de condensación provocan un alto radio de compresión.
Las primeras vueltas del condensador eliminan el recalientamiento de los gases de la descarga. Esto prepara a los vapores o gases recalentados a alta presión provenientes de la descarga del compresor para su condensación, o el cambio de fase de vapor a líquido. Recuerde, estos vapores recalentados deben perder todo su recalentamiento antes de alcanzar la temperatura de condensación para cierta presión de condensación. Una vez que la fase inicial del condensador ha eliminado suficiente recalentamiento y la temperatura de condensación ha sido alcanzada, estos gases se denominan vapor saturado. Podemos decir entonces que el refrigerante ha alcanzado en un 100% el punto de vapor saturado.
Condensación
Como se mencionó enteriormente, una de las principales funciones del condensador es la de condensar el refrigerante de vapor a líquido. La condensación depende del sistema y generalmente toma lugar en las últimas dos terceras partes del condensador. Una vez que se alcanza la temperatura de condensación en el condensador y el vapor ha alcanzado en un 100% su condición de vapor saturado, la condensación puede tomar lugar si se quita mas calor.
Cuanto mas calor es eliminado del vapor saturado, esto lo obliga a convertirse en líquido (condensación). Cuando se condensa, el vapor gradualmente cambia al estado líquido hasta que solo queda un 100% de líquido.
Este cambio de fase, o cambio de estado, es un ejemplo de un proceso de eliminación de calor latente, dado que el calor eliminado es calor latente, no calor sensible.
Este cambio de estado ocurrirá a una temperatura constante incluso si el calor está siendo eliminado. Esta temperatura constante es la temperatura de saturación correspondiente a la presión de saturación en el condensador. Esta presión puede medirse en cualquier lugar del lado de alta presión de un sistema frigorífico, dado que la caída de presión debido a las líneas o válvulas son despreciables. (Nota: la excepción a esto son las mezclas casi azeotropicas. Con estas mezclas, hay un deslizamiento en la temperatura cuando esta cambia de fase.).
Subenfriamiento
La última función del condensador es la de subenfriar el refrigerante en estado líquido. El subenfriamiento se define como cualquier calor sensible quitado del refrigerante en estado 100% líquido. Técnicamente, el subenfriamiento esta definido como la diferencia entre la temperatura de la línea de líquido y la temperatura del líquido saturado a una presión dada. Una vez que el vapor saturado en el condensador ha cambiado de estado a líquido saturado, se ha alcanzado el punto de 100% de líquido saturado.
Si se elimina mas calor, el líquido experimentará un proceso de eliminación de calor sensible y perderá temperatura y al mismo tiempo calor. Cuando el líquido es mas frio que el líquido saturado en el condensador, se dice que es un líquido subenfriado.
El subenfriamiento es un proceso importante debido a que este comienza a descender la temperatura del líquido a la temperatura de evaporación. Esto reduce la posibilidad de la presencia de flash gas en el evaporador, de manera que mas cantidad de líquido en estado de evaporación puede aumentar la eficiencia para el enfriamiento de la carga.
Condensador sucio o bloqueado
Si un condensador se presenta sucio, se reduce la transferencia de calor desde el refrigerante hacia el agente condensante (aire o agua). Los condensadores sucios o bloqueados son una de las causas de problemas con mayor frecuencia vistas en el rubro de refrigeración comercial y aire acondicionado en verano. Si se reduce la transferencia de calor hacia el ambiente en un condensador enfriado por aire, el calor comenzará a acumularse en el condensador. Esta acumulación de calor en el condensador provocará que aumente la temperatura de condensación. Ahora que la temperatura de condensación comienza a aumentar, habrá un punto en que la diferencia de temperatura entre la temperatura de condensación y la del ambiente exterior (Delta T) será suficientemente alta para quitar calor del condensador.
Recordemos, la diferencia de temperatura es un factor potencial para que tome lugar la transferencia de calor entre dos elementos cualquiera. Cuanto mayor es la diferencia de temperatura, mayor es la transferencia de calor. El condensador ahora estará eliminando suficiente calor a una Delta T elevada para mantener el sistema en funcionamiento con un condensador sucio. Sin embargo, el sistema ahora estará funcionado muy ineficientemente ya que una alta temperatura y presión de condensación provocan un alto radio de compresión.
Espacio neutro
Los compresores del tipo pistón tienen un espacio neutro entre el plato de válvulas y la parte superior del pistón para evitar la colisión entre estos dos. Los compresores con tecnología moderna tienen este espacio mas reducido, pero siempre existe algo. Cuando el pistón se encuentra en la posición media, los gases de la descarga quedan atrapados en este espacio. Cuando el pistón comienza a descender, este gas atrapado de la descarga debe re-expandirse hacia la línea de succión antes de que se habra la válvula de succión. Si el condensador estuviese funcionando con una alta presión de descarga, el gas a alta presión quedará atrapado en el espacio muerto. Esto requerirá una mayor re-expansión del gas que deberá tomar lugar antes de que su presión alcance la presión de la línea de succión, lo que permitirá que se abra la válvula de succión. Esto provocará baja eficiencia volumétrica. El sistema funcionará por más tiempo, será menos eficiente, y aumentará el valor del amperaje.
Altas temperaturas del líquido subenfriado
Con un condensador sucio o bloqueado, incluso la temperatura del líquido subenfriado que sale del condensador tendrá una alta temperatura. Esto significa que la temperatura del líquido que sale del condensador será mayor que la temperatura de evaporación. Esto provocará mas flash gas un bajo efecto frigorífico en el evaporador.
Altas temperaturas de descarga.
La temperatura de descarga del compresor también será caliente debido a la alta temperatura y presión de condensación provocando altos radios de compresión. El compresor ahora tendrá que poner mas energía en comprimir los vapores de la succión a la alta presión de condensación o presión de descarga. Esta energía agregada es reflejada en las altas temperaturas de descarga y altos consumos de corriente (amperaje). La temperatura de descarga del compresor nunca debería exceder los 107º C medida a unos 15 centímetros del compresor. Una temperatura de descarga mayor a 107º C provocará un futuro fallo del compresor.
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