DETERMINACIÓN DE LA TEMPERATURA DE FIN DE COMPRESIÓN

Determinacion de la Temperatura de Fin de Compresion

La temperatura de fin de compresion es un parametro critico en el funcionamiento de los sistemas frigorificos. Su valor influye en la eficiencia del compresor, la estabilidad del fluido refrigerante y la durabilidad de los componentes del sistema. Para determinar esta temperatura, es necesario conocer la relacion de compresion, la entalpia del fluido en las distintas etapas y el rendimiento volumetrico del compresor.

Calculo de la Temperatura de Fin de Compresion

Tomemos como referencia los siguientes valores de un sistema con refrigerante R22:

• Entalpia antes de la compresion: hb = 410 kJ/kg
• Entalpia despues de la compresion: he = 454 kJ/kg
• Temperatura de aspiracion: 0 as = 0 ºC
• Temperatura de descarga teorica: 0 r = 82 ºC

Relacion de Compresion y Rendimiento Volumetrico

Para calcular la relacion de compresion, utilizamos la ecuacion:

C = pr/pa = 15/3 = 5

El rendimiento volumetrico del compresor, que mide la eficiencia en el transporte del refrigerante, se estima como:

ηv = 1 - 0,05 x C = 1 - (0,05 x 5) = 0,75

Trabajo de Compresion

El trabajo teorico de compresion se obtiene restando las entalpias antes y despues de la compresion:

Wth = he - hb = 454 - 410 = 44 kJ/kg

Dado que el rendimiento indicado se aproxima al rendimiento volumetrico, el trabajo real de compresion es:

Wr = Wth / ηv = 44 / 0,75 = 58,6 kJ/kg

Calculo de la Entalpia Final y la Temperatura de Descarga

La entalpia del vapor en la etapa final de compresion es:

he' = hb + Wr = 410 + 58,6 = 468,6 kJ/kg

Ubicando este punto en el diagrama de Mollier, podemos determinar que la temperatura de fin de compresion es de 100 ºC.

Para mantener un funcionamiento seguro, la temperatura de descarga no debe superar los 120 ºC, y la temperatura de fin de compresion debe mantenerse por debajo de 140 ºC.

Consecuencias de una Temperatura de Fin de Compresion Elevada

Cuando la temperatura de fin de compresion sobrepasa los valores limites, se pueden generar fallas graves en el sistema frigorifico, incluyendo:

1. Descomposicion del fluido refrigerante: A temperaturas excesivas, los refrigerantes pueden descomponerse quimicamente, generando subproductos acidos y residuos solidos que contaminan el circuito.
2. Degradacion del aceite lubricante: Un aumento en la temperatura reduce la viscosidad del aceite, impidiendo una lubricacion eficiente y acelerando el desgaste de las piezas moviles del compresor.
3. Deterioro de las juntas anulares: Las altas temperaturas pueden endurecer y fracturar las juntas, causando fugas de refrigerante y disminuyendo el rendimiento del sistema.
4. Formacion de acidos en el circuito frigorifico: La combinacion de humedad y temperaturas elevadas puede generar acidos corrosivos, deteriorando tuberias y componentes internos del sistema.
5. Sobrecalentamiento del compresor: Un compresor operando a temperaturas elevadas genera calor adicional en el aceite, lo que compromete su capacidad lubricante y provoca fallos prematuros.

Medidas Preventivas

Para evitar estos problemas, se deben adoptar las siguientes medidas:

• Mantener la carga adecuada de refrigerante: Un exceso o deficit de refrigerante afecta la presion y temperatura del sistema.
• Instalacion de dispositivos de proteccion: Sensores de temperatura y presion pueden evitar sobrecargas y activarse en caso de valores anormales.
• Mantenimiento del sistema de lubricacion: Verificar la calidad del aceite y reemplazarlo periodicamente para asegurar su correcta funcion.
• Limpieza del circuito frigorifico: Si se detecta contaminacion acida, se deben emplear productos disolventes especializados y realizar pruebas de acidez.

Procedimiento de Limpieza de un Circuito Contaminado

En caso de contaminacion acida, es fundamental limpiar el sistema antes de reemplazar el compresor. El procedimiento incluye:

1. Descarga del refrigerante: Se recupera el refrigerante en un recipiente especial para su eliminacion o reciclaje.
2. Limpieza con un disolvente especial: Se emplea un producto quimico para eliminar residuos acidos y humedad del circuito.
3. Secado con nitrogeno: Se insufla nitrogeno comprimido para eliminar cualquier residuo del disolvente.
4. Recarga del refrigerante original: Una vez limpio el sistema, se recarga con refrigerante nuevo.
5. Instalacion de un deshidratador anti-acido: Se coloca un filtro especial para absorber restos de acidos y evitar futuras contaminaciones.
6. Prueba de acidez: Despues de 10 dias de operacion, se realiza un test de acidez. Si los resultados no son satisfactorios, se reemplaza el deshidratador y se repite la prueba entre 15 y 30 dias despues.

Si no se eliminan los restos de acido en el circuito, el problema persiste y puede ocasionar la averia prematura del compresor. Ademas, es crucial identificar y corregir la causa inicial del sobrecalentamiento para evitar futuras fallas.

Conclusion

La determinacion precisa de la temperatura de fin de compresion y su control dentro de los limites recomendados es esencial para garantizar la eficiencia y durabilidad del sistema frigorifico. Un mantenimiento adecuado, el uso de protecciones termicas y la limpieza regular del circuito pueden prevenir fallos costosos y prolongar la vida útil del equipo.