Componentes estrictamente necesarios

Este articulo tambien se puede descargar en PDF  

1. Componentes estrictamente necesarios o innecesarios

1.1 Parte 1ª Evaluación

En el ejercicio de nuestra actividad como instaladores y mantenedores-reparadores de instalaciones frigoríficas, nos encontramos ante situaciones que nos obligan a determinar que componentes tengo que poner en instalación nueva o tengo que sustituir o añadir en instalaciones existentes que presentan anomalías.

Algunos saben de mi insistencia en la valoración de la necesidad imperativa de su uso para poner o añadir componentes en una instalación en base a estos tres conceptos.

1.- Todo componente no estrictamente necesario, a la larga puede generar una avería innecesaria.

2.- Toda instalación, cuanto más sencilla es, es más eficaz.

3.- Solo se pondrán los componentes que sean estrictamente necesarios y su uso sea imperativo y no otros.

Estas afirmaciones entran en conflicto con algunos “técnicos”, que consciente o inconscientemente, piensan que una instalación cuantos más automatismos de regulación y control tenga, será mejor o, piensan que no está de más ponerlos “por si acaso” y otros, en el peor de los casos, que al mismo tiempo “engordo la factura”, que no viene mal en los tiempos que corren, haciendo un flaco favor a este oficio y al cliente.

Afortunadamente estos casos no se dan con mucha frecuencia y menos en climatización, por la sencilla razón, que los equipos vienen ensamblados de fábrica con todos sus componentes (estrictamente necesarios) ya instalados y dudo que cuando comprobéis un equipo podáis ver alguna válvula de más o pieza sin sentido en algún lugar y si esto ocurre, analizad con detalle el componente que seguro que le encontráis la aplicación, es más normal que echéis en falta alguno, que a vuestro criterio debería de estar, a que sobre (la excepción confirma la regla).

Quiero dejar claro, que mi exposición de los hechos no va en detrimento de las instalaciones ni de los componentes de última generación, la instalación de los componentes es obligatoria en cuanto su uso sea imperativo, y para determinarlo tendremos en cuenta estos factores:

NOTA: factores de carácter general. En instalaciones especificas se tendrán en cuenta sus peculiaridades (procesos de laboratorios, investigación, industriales etc.)

1.2 En instalaciones Nuevas

1.- Se tienen que conocer las condiciones de diseño de la instalación y entendemos por condiciones de diseño:

a)  La temperatura y humedad requeridas en el recinto.

b) El tipo de género a que está destinado el recinto.

c) La cantidad de carga de género, si esta es escalonada o única y su temperatura de entrada

d) El uso del recinto en aperturas de puertas y tiempo de apertura de las mismas, durante la jornada laboral

e) Las condiciones de temperatura y humedad en el exterior del recinto y si hay corrientes de aire que nos puedan afectar en las aperturas de las puertas.

2.- Se tiene que conocer la ubicación exacta del la unidad condensadora exterior (compresor y condensador, teniendo presente los siguientes puntos:

a) Tipo de compresor a instalar (hermético o semihermético), su potencia y voltaje.

b) Tipo de condensación (aire, agua o mixta)

c) Condensador a distancia o junto a compresor (grupo de compresión o unidad condensadora)

e) Situación de la unidad condensadora (en el exterior o interior del local).

f) Condiciones atmosféricas exteriores durante todo el año (verano e invierno).

g) Nivel y distancia del compresor, con respecto al evaporador (sobre el recinto, junto al recinto etc.)

1.3 En instalaciones Existentes

Cuando la instalación ya está funcionando durante un tiempo, es más fácil detectar los componentes innecesarios o los que imperativamente tenían que estar instalados.

Esto viene motivado, porque el proyecto, diseño e instalación de los componentes está determinada por las condiciones antes expuestas de funcionamiento y sobre estas se realiza todo el proyecto, sin embargo en la práctica estas condiciones se alteran por motivos ajenos al proyectista o instalador, cambiando estas condiciones la propiedad y lo que antes era para un uso, ahora se le dedica otro distinto o no se cumplen las condiciones del proyecto.

Ante una petición de asistencia por “avería”, hay que distinguir con claridad, si realmente es una avería o es una incorrecta utilización de los equipos.

Una avería en la desviación del funcionamiento normal de un aparato y se supone que en un momento anterior este aparato cumplía con todas las condiciones de funcionamiento exigidas para lo que fue instalado, si estas condiciones se cambian, no estaremos ante una avería, mas bien ante un uso inadecuado, y en el caso que el cliente nos comente que siempre tuvo problemas, estaremos ante una incorrecta o inadecuada instalación de algún aparato o componente.

El usuario de la instalación nos puede facilitar una información muy valiosa, haciéndole unas preguntas como, ¿cuánto tiempo lleva en esta situación?, ¿ha notado con anterioridad algo anormal?, ¿este problema viene de atrás?, o ¿siempre ha funcionado correctamente?, ¿ha habido alguna incidencia en el suministro de luz o agua? Etc., preguntar no cuesta nada y el cliente con tal de que le solucionemos el problema nos contara su vida si hace falta, también nos podemos encontrar con el “cliente borde”, que a nuestras preguntas nos dice que nosotros somos los técnicos y lo tenemos que averiguar, a lo que le podemos contestar, que cuando el acude al médico, si el médico, tiene que adivinar lo que le pasa sin decirle nada.

Si realmente estamos ante una avería de un aparato o componente porque la instalación ha estado funcionando correctamente hasta el momento de la incidencia, no nos limitaremos a analizar el componente en exclusiva, la instalación es un conjunto de elementos que repercute el funcionamiento de unos con otros y la incidencia se puede encontrar en un elemento anterior o de otra parte del circuito.

Ante una situación de funcionamiento aparentemente normal, provocaremos el funcionamiento de los componentes del sistema y analizaremos su comportamiento, cono son: el ciclo de desescarche, recogida de gas por paro de temperatura e incluso provocar situaciones adversas de funcionamiento, como obstrucción parcial del condensador etc. (esto se hará con mucha precaución, sin quitarle el ojo al manómetros de alta presión y habiendo comprobado la existencia de presostato de alta presión y que este actúa), la comprobación del recalentamiento y subenfriamiento deberían de ser practicas comunes como la conexión de manómetros (alta y baja) y pinza eléctrica para comprobación del voltaje y consumo.

Los factores a tener en cuenta son los mismos que para instalaciones nuevas, con la diferencia de que en este caso son reales (no las del proyecto) ya que la cámara esta en uso y podemos ver cuál es su utilización, no solo son suficientes las indicaciones del cliente, debemos de verificar que estas son acertadas.

NOTA MUY IMPORTANTE: Si usted no es técnico y no está familiarizado con los componentes de su instalación, no manipule ningún componente, puede provocar un avería mayor con riesgo de daños materiales y físicos a su persona y los que estén a su alrededor, independientemente de estar manipulando un equipo para el que no esta habilitado.

2. Parte 2ª Selección

2.1 Selección de componentes

En este apartado debemos distinguir tres tipos de instalaciones.

1.- instalaciones de pequeña potencia con compresores herméticos hasta 1,5 cv. y carga de gas no superior a 1,5 Kg. del grupo primero y que la unidad condensadora está situada en el mismo mueble frigorífico o recinto, no superando los 2 metros aproximadamente de recorrido de tuberías, como pueden ser enfriadores de bebidas, armarios frigoríficos, vitrinas expositoras etc.

Estas instalaciones funcionan correctamente con capilar (correctamente calculado e instalado) y conexión-desconexión directa.

El instalar válvulas de expansión, recipiente de liquido, solenoide de recogida de gas y presostatos así como cualquier otro componente que se nos ocurra, NO mejora el funcionamiento del mismo y estos no son estrictamente necesarios, lo único que hacen es encarecer la instalación y darles un balón de oxigeno a la competencia, que pasaran mejores precios.

2.- instalaciones especificas para laboratorios, procesos industriales, ensayos, pruebas etc.

Estas instalaciones llevaran todos los componentes específicos para la cual han sido diseñadas, como pueden ser controles de temperatura y humedad de alta precisión, reguladores proporcionales de presión, caudal etc. y cualquier componente necesario para la aplicación que se pueda imaginar el ser humano. Aquí estarán también comprendidas las instalaciones de amoniaco, CO2, enfriadoras de glicol, compresores de tornillo, centrífugo, doble etapa etc., en definitiva potencias de accionamiento considerables.

Estas instalaciones por su carácter “especifico” no las trataremos en este apartado.

3.- instalaciones comerciales con compresores herméticos, semiherméticos o abiertos de cualquier potencia media y uso cotidiano.

Aquí iremos desglosando los factores que inciden en la instalación y los componentes a instalar, partiendo de que todas estas instalaciones ya tienen instalados los componentes básicos y estrictamente necesarios como, recipiente de liquido, Válvula de seguridad (T), válvula de expansión (N), válvulas de servicio, presostato de alta y baja presión (A), filtro deshidratador (J), indicador de humedad (K visor) y solenoide de recogida de gas (L), para paro del compresor por temperatura.

NOTA: no vamos a analizar el funcionamiento de los componentes para conocer todas sus posibilidades, se da por sentado que se conocen, y si no fuese el caso antes de instalar cualquier componente adicional se deberá de conocer su funcionamiento y posibles aplicaciones, consultando los manuales del mismo, ante la duda NO SE INSTALARA y se consultara las aplicaciones en su manual.

A continuación expondremos en un esquema los componentes más comunes que nos podremos encontrar en una instalación y que son los que instalaremos en función a los factores expuestos.

2.2 Factores a tener en cuenta y componente asociado en recintos refrigerados

2.2.1 1.a) Temperatura y humedad requeridas en el recinto.

Este dato nos determina el tipo de evaporador a instalar en función de las tres gamas de temperatura de aplicación, alta temperatura (recintos de +2 a +7 ºC), media temperatura (recintos de -5 a +2 ºC), baja temperatura (recintos de -18 a -25 ºC), con una separación menor de las aletas en los de alta temperatura y mayor en los de baja temperatura.

Esta separación nos aconsejara de la utilización de un control de desescarche automático o no, si bien los de alta temperatura no requieren de desescarche automático (en una instalación bien calculada se debe de eliminar el hielo en las paradas del compresor por temperatura), al ser la separación de aletas menor es más proclive a la obstrucción por el hielo formado y si a esto le sumamos un uso intensivo de aperturas de puerta y entrada de género, nos encontramos con la necesidad imperativa, del uso de un sistema de desescarche por aire (sin resistencias, ni retardo de ventiladores), el que sea mecánico o electrónico no es influyente, hoy en día los controladores electrónicos aunque tengan más funciones que no se usen son más precisos y en ocasiones económicos.

En recintos de baja temperatura aunque la separación de aletas es mayor para que el hielo tarde mas en obstruir el paso de aire y evitar desescarches muy próximos, es inevitable la formación de hielo y por consiguiente es imprescindible un desescarche automático con aportación de calor, el más común, son las resistencias eléctricas (O), aunque se puede utilizar según criterio del proyectista o instalador, gas caliente, rociadores de agua, nichos de aire etc. En estos desescarches será imprescindible el retardo de ventiladores y control de fin de desescarche por termostato si son mecánicos o sonda si son electrónicos, estos últimos también tienen la opción de tiempo de goteo, que no es despreciable.

En este tipo de recintos de baja temperatura será estrictamente necesario la instalación de una válvula (o varias según volumen) equilibradora de presión, para contrarrestar la sobre presión o depresión provocada por aperturas de puertas y ciclos de desescarches.

La instalación de subenfriamiento de liquido (M), es aconsejable en baja temperatura.

Cuando un recinto de baja temperatura disponga de dos evaporadores o mas alimentados por un único compresor, los desescarches sean alternativos y el uso de apertura de puertas y carga de género sea intenso, será imprescindible la instalación de un separador de líquido en la aspiración del compresor (Q).

Cuando un mismo compresor de servicio a dos recintos de utilización a distintas temperaturas, o centrales frigoríficas con un conjunto de cámaras de distintos usos, en los recintos que trabajen a mayor temperatura/presión es imperativo el uso de una válvula reguladora de presión de evaporación (P).

2.2.2 1.b) Tipo de género a que está destinado el recinto

Este dato es necesario para determinar el tipo de evaporador, estático o circulación de aire forzada.

Hoy en día los fabricantes de evaporadores de tiro forzado ofrecen una amplia gama de evaporador con distintas velocidades del aire o condiciones de humedad especificas, podemos encontrarnos con recintos para pescados frescos o de venta al detalle de carnes que requieran de una nula corriente de aire y serán los evaporadores estáticos los utilizados para este fin.

Otros tipos de evaporadores de placas, inundados, contracorriente, enfriamientos de líquidos etc., estará en función del uso del sistema y no los consideramos por su carácter especifico.

2.2.3 1.c) La cantidad de carga de género, si esta es escalonada o única y su temperatura de entrada

Este dato nos incide directamente sobre el evaporador y deberá de evitarse introducir en el recinto género caliente, como mucho a temperatura de ambiente y escalonadamente, llenar un recinto de golpe con productos a temperatura de ambiente nos provoca un funcionamiento del compresor fuera de “rango” con rotura inminente debido a la apertura de la válvula de expansión y fluctuaciones del refrigerante.

Si esta condición es dañina en recintos de alta temperatura, en los de baja temperatura es desastrosa y si esta condición fuese inevitable o no tuviéramos las garantías de que se cumplen, seria de necesidad imperativa la instalación de una válvula reguladora de presión de aspiración (R).

Los recintos de baja temperatura, son para conservación de género congelado (-18ºC para productos congelados y -22 para helados), se tiene que conocer si el diseño del recinto esta acondicionado para congelar genero o para conservar genero congelado, en el primer caso estaríamos hablando de un túnel de congelación y en el segundo caso, aunque sea capaz de congelar genero, este nunca se introducirá en grandes cantidades ya que afectaría al funcionamiento del equipo y a todo el genero existente, llegándolo a descongelar.

Hay que hacer comprender al cliente que la congelación del género en una cámara normal de congelación es lenta y en consecuencia la cristalización del agua que contienen todos los productos es grande (volumen del cristal), lo que provoca un desgarro de la fibra del producto y en consecuencia cuando se descongelan, con el cristal convertido en agua se pierden las propiedades del producto, dando la sensación de estar comiendo una “alpargata tierna” y no un filete de ternera en el caso de la carne.

2.2.4 1.d) El uso del recinto en aperturas de puertas y tiempo de aperturas de las mismas durante la jornada laboral

Este dato en caso de aperturas prolongadas o muy frecuentes, nos pueden provocar los síntomas que mencionamos en el apartado anterior (1.c), aunque en este caso lo podemos neutralizar, con la instalación de cortinas de aire o de lamas.

En recintos pequeños con evaporadores con ventiladores tipo armario frigorífico, expositor con puertas de cristal etc., se puede neutralizar con un micro interruptor instalado en la puerta que paren los ventiladores.

2.2.5 1.e) Las condiciones de temperatura y humedad en el exterior del recinto y si hay corrientes de aire que nos puedan afectar en las aperturas de las puestas.

Estas condiciones nos afectan igual que las dos anteriores y el uso de cortinas de aire o lamas mitigan el problema e imprescindibles si hay corrientes de aire.

En recintos de congelación, será necesario instalar un sistema de ventilación o sistema de calefacción, en el suelo antes de la barrera de vapor y aislamiento, para evitar la condensación de la humedad del ambiente y en casos extremos la congelación y posterior levantamiento del suelo del recinto.

2.3 Factores a tener en cuenta y componente asociado en unidades condensadoras

2.3.1 2.a) Tipo de compresor a instalar (herméticos o semihermérticos) su potencia y voltaje

.- En instalaciones con compresores herméticos monofásicos (220V) de una potencia máxima de 1,5 cv los clasificamos en grupo 1 de tipo de instalaciones, compresores de mayor potencia a 220v., se tendrá en cuenta la instalación de un relé o contactor de potencia para evitar la sobrecarga de los contactos del termostato o automatismos existentes, estos compresores ya incorporan su sistema de arranque (relé y condensadores).

.- Los compresores herméticos trifásicos, tendrán la misma consideración en cuanto a los automatismos y a sus conexiones eléctricas, que los semiherméticos.

.- Compresores semiherméticos o herméticos trifásicos.

Estos compresores incorporan en termistor de protección térmica de bobinado que se tiene que conexionar imperativamente y disponer en el cuadro eléctrico de una protección contra exceso de consumo (relé térmico o automático regulable), en previsión ante fallos de tensión (falta de fase, subida o bajada de tensión en exceso).

.- Los compresores semiherméticos superiores a 5 cv que incorporen bomba de aceite, es imperativamente necesario de la instalación de un control de presión de aceite (B), y resistencia de cárter (S).

.- En compresores (de cualquier potencia) de baja temperatura que no admitan su funcionamiento en media temperatura, se instalara una válvula reguladora de presión de aspiración (R). Independiente del caso expuesto en 1.c.

.- Compresores de arranque en dos fases, como devanado partido, estrella-triangulo u otro, se instalara imperativamente, un arranque descargado (E+F), La función es la de arranque sin carga en los segundos que dura un ciclo de arranque en dos tiempos y para ello entrara a funcionar la solenoide F, al mismo tiempo que el compresor, provocando una comunicación entre la aspiración y la descarga, esta fase no será superior a 5 segundos y la válvula de retención E evitara la presión de alta durante este periodo.

.- Este sistema de arranque descargado (E+F) será necesario en compresores de una potencia de 5 cv o más, de arranque directo, que se quiera atenuar el pico de consumo en el arranque del compresor.

.- En compresores montados en paralelo sobre bancada (centrales frigoríficas), será imperativo la instalación de una válvula de retención (E) por cada compresor. En estos casos se dispondrá de un sistema global de separación de aceite (D+G), con deposito nodriza y control individual de nivel de aceite por compresor.

2.3.2 2.b) Tipo de condensador (aire, agua o mixto).

En condensadores de aire de un ventilador, no suele ser necesario el control de condensación por su escasa potencia, este control se instalara en estos condensadores en casos extremos, como lo que mencionaremos en factores siguientes.

Los condensadores de agua que no sea de torre de recuperación y sean de agua de red perdida, deberán de llevar una válvula presostatica de agua (control de condensación, regulando automáticamente por presión, el paso del agua).

Esta circunstancia se tiene que poner en conocimiento del cliente por la posibilidad de contravenir alguna normativa sobre el consumo de agua local, aunque se pueda aprovechar descargando en una pila para el lavado de platos, vasos etc. Este agua es sanitaria, solo contiene el aporte de calor del condensador.

Condensadores mixtos: se les llama así a las unidades condensadores de aire que se les incorpora un condensador de agua en serie con el de aire y normalmente a contracorriente.

Este invento (sin sentido), se le ocurrió a alguien, que para suplir la falta de condensación incorporo un condensador de agua a contracorriente y no se molesto en buscar alternativas más viables, cuando el consumo de agua no estaba restringido y el despilfarro era la norma.

Está muy extendido en equipos de poca potencia instalados en hostelería y alimentación (por lo menos en mi ubicación que es Madrid).

Estos equipos deberían de llevar una válvula presostatica de agua como los anteriores, siendo muy común verlos funcionar con electroválvulas y encargándose el cliente de mantener el “chorrito de agua tibia en la pila”, en el mejor de los casos, para controlar el consumo, en otros ni se sabe.

Otra incongruencia es la conexión de estos condensadores con relación a los de aire, siendo estos de apoyo para suplir la falta de condensación del aire, las conexiones están entre el compresor y el condensador de aire, de tal forma que el compresor descarga en el condensador de agua, este condensa en liquido y pasa al condensador de aire, (entonces para que queremos el de aire). Lo más normal es que primero condensa el aire y si falta condensación al pasar por el de agua abra la presostatica y suministre estrictamente el agua necesaria para suplir la falta de condensación, que esto será en momentos puntuales y no las 24 horas.

De esta forma podemos controlar el subenfriamiento de líquido a nuestra voluntad y no depender de las condiciones del aire de ambiente, con un consumo mínimo de agua.

Las quejas de los camareros y empleados de que suelta mucho calor el motor y se les calientas los pies, “es harina de otro costal”.

Me gustaría que esto fuese un chiste, pero no lo es, y su uso esta tan extendido que es el propio cliente, el que te exige que sea mixto, sin llegar a explicarle nada y en algunos almacenes distribuidores, no tienes que decir nada, ya te lo preguntan ellos ¿condensación mixta? Y cuando dices SI, pero primero aire y después agua, te miran como un bicho raro.

Hay mas tipos de condensación como evaporativos, torres de recuperación, de placas etc., estos los consideraremos de aplicaciones específicas.

2.3.3 2.c) Condensador a distancia o junto a compresor (grupo de compresión o unidad condensadora)

La instalación de estos condensadores a distancia se suele dar en potencias medianas y grandes con condensadores de varios ventiladores y su ubicación es en el exterior, con lo que es imperativo la instalación de un control de condensación (H+I), este puede ser simple como el del esquema o mas sofisticado, como regulación proporcional en escalonamiento de ventiladores, variadores de velocidad, conjunto de válvulas de regulación de presión etc.

En este tipo de instalaciones, los recintos también suelen estar a una distancia considerable de la situación del compresor lo que unido a la distancia del condensador nos exige la instalación de un separador de aceite (D+C), con la válvula de retención (G), esta válvula evitara que retorne liquido condensado procedente de la línea de descarga hasta el condensador en las paradas del motor, con la consiguiente apertura de la boya del separador de aceite e ingreso de refrigerante liquido en el cárter del compresor y en caso de equipos sin bomba de aceite también llevaran la resistencia de cárter (S).

En instalaciones de baja temperatura la instalación del separador de aceite (D+C) y válvula de retención (G) será imperativo, con resistencia de cárter (S) aun en el caso de que sea unidad condensadora (condensador junto al compresor).

2.3.4 2.e) Situación de unidad condensadora (en el exterior o interior del local)

La situación en el exterior de la unidad condensadora, tendrá las mismas consideraciones que los condensadores a distancia, incluso con un solo ventilador, a excepción del separador de aceite (D+C) y válvula de retención (G) en equipos de alta temperatura, estos dispositivos, se deberán de instalar, en caso de recorridos largos y desniveles con relación al evaporador.

Cuando la unidad condensadora se sitúe en el interior del local, se tendrá muy en cuenta el volumen del local, la ventilación del local, si este dispone de huecos de entrada y salida de aire, ventilación forzosa o posibilidad de instalar y si la unidad condensadora la podemos situar junto a un hueco de entrada de aire con el condensador junto al hueco para que nos coja el aire del exterior etc.

En caso de que no se cumpla ninguna de estas circunstancias de ventilación o sean deficientes, tendremos problemas de condensación, viéndonos en la necesidad de recurrir a la condensación “mixta”, con las incidencias que mencionamos en el apartado 2.b.

En tal caso el condensador de apoyo o de agua no será superior al 50 % de la potencia del equipo. A no ser, que “por si acaso” se averían los ventiladores o se ensucia el condensador, lo ponemos del 100% de la potencia, con lo que en este caso, mejor vamos a un grupo de condensación por agua directamente.

2.3.5 2.f) Condiciones atmosféricas exteriores durante todo el año (verano e invierno)

En climas extremos, la instalación de control de condensación (H+I) será imperativa, independientemente de uno o más ventiladores en el condensador.

Las unidades condensadores, se protegerán de las inclemencias del tiempo, respetando la correcta circulación del aire con espacios para mantenimiento y en cualquiera de los casos será imperativo el uso de resistencias de cárter (S).

2.3.6 2.g) Nivel y distancia del compresor, con respecto al evaporador (sobre el recinto, junto al recinto etc.)

Si estos equipos están sobre el recinto con distancias cortas, será suficiente con instalar sifones y contra sifones para garantizar el retorno del aceite al compresor, lo mismo y más favorable es si la unidad condensadora se encuentra en el suelo junto al recinto, aunque estas sean de baja temperatura.

Si la unidad condensadora se sitúa a un nivel superior al evaporador con recorrido de tubería considerable, además del cálculo correcto de las tuberías para garantizar el retorno de aceite con la instalación de sifones y contra sifones necesarios, se tendrá en cuenta la instalación de separador de aceite (D+C), y con mayor necesidad si esta es de baja temperatura.

NOTA DEL AUTOR: Todas estas consideraciones sobre la instalación de componentes estrictamente necesarios o innecesarios más comunes, no son “dogmas de fe”, el instalador deberá de evaluar los factores necesarios en su conjunto y no por separado.

En todo caso priman las recomendaciones de los fabricantes de los equipos ante cualquier otra.

Entender el funcionamiento de los componentes, es fundamental, para el buen funcionamiento de la instalación, la no instalación de elementos no estrictamente necesarios y el buen hacer de este oficio.