Trabajar dentro del rango de operaciones en compresores puede hacer la diferencia en lo que se refiere a una larga vida útil y correcta operación del mismo, no hacerlo, puede acarrear graves consecuencias. Por: Santiago Jaramillo H.
Durante la sexta versión de Refricolombia, efectuada el pasado mes de julio en la ciudad de Bogotá, una de las charlas académicas con mayor impacto en el público asistente fue la orientada por el ingeniero Fernando Becerra Ariza, gerente de ventas de la compañía Danfoss en Colombia y Ecuador, y que se denominó “Consecuencias de trabajar fuera del rango de operación en compresores”. Dada esa positiva aceptación, la revista ACR LATINOAMÉRICA compartirá en la presente edición con todos sus lectores un completo informe de lo que fue ésta, gracias a la colaboración especial del conferencista.
Para iniciar el compendio de la charla, nuestro invitado advierte sobre cuáles son los principales problemas que pueden afectar a un compresor cuando se trabaja fuera del rango. Además asegura que el trabajo dentro del rango de presiones y temperaturas en un compresor es la garantía para asegurar una operación óptima y larga vida útil.
Según Becerra, los principales daños que se presentan en estos equipos son “las altas presiones en succión forzando el motor eléctrico a cargas altas fuera de diseño, provocando su avería. La baja presión de succión, en unos casos excede las relaciones de compresión del refrigerante provocando altas temperaturas en descarga, causando además quema de aceite y creación de ácidos que atacan el barniz del motor y terminan con su quema eléctrica. En el caso de compresores tipo scroll el rango de operación de algunos modelos debe ser respetado para operar solo en alta según lo indique su fabricante. Otro daño son las altas presiones de descarga, causado por una mala condensación o alta carga de refrigerante, ocasionando un aumento del consumo de energía. Así mismo, las bajas presiones de descarga, producto de bajas temperaturas ambientales, incurren en caída de presión en la válvula de expansión disminuyendo, de paso, su capacidad de llenado”.
Retorno de líquidos
Ya pasando a temas puntuales como los son las causas del retorno de líquidos y sus posibles soluciones, el representante de la compañía Danfoss indicó que “en primer lugar se debe verificar que efectivamente hay un retorno de líquido al compresor, se debe medir el sobrecalentamiento total del sistema (temperatura de evaporación - temperatura 30 centímetros antes del compresor) si su valor es cero el refrigerante llega líquido al compresor (constatarlo con el visor de aceite del mismo, el cual presentará espuma)”.
Ya en lo que concierne a la determinación de los motivos de un retorno de líquido, nuestro experto recomienda seguir, en su orden, los siguientes procedimientos de descarte:
- Verificar que no esté bloqueado de hielo el evaporador.
- Constatar que los ventiladores del evaporador estén operando.
- Descartar alta carga de refrigerante, confirmar que la presión de alta sea la correcta de acuerdo al tipo de condensador y temperatura ambiente. En este caso el visor estará 100% lleno de líquido.
- Verificar si la válvula de expansión es grande, esto se determinará de acuerdo a las condiciones de operación y carga térmica.
- Revisar la baja carga térmica en el sistema, si éste tiene todos sus elementos dimensionados para una carga térmica dada y se somete a una de 20 ó 30% por debajo de su diseño, la válvula termostática no mantendrá un sobrecalentamiento en el evaporador generando retorno de líquido, no siendo así si se usa válvula de expansión electrónica.
Si todo lo anterior está correcto, la conclusión es que el evaporador está subdimensionado. Antes de completar la carga de refrigerante el sistema sacará retorno de líquido al compresor.
Sobrecalentamiento en los compresores
Como lo reconoce Becerra, “las consecuencias de un alto sobrecalentamiento son las altas temperaturas en descarga y un aumento del consumo de energía del sistema. Si el refrigerante se sobrecalienta el enfriamiento del motor eléctrico del compresor es deficiente, provocando su disparo por térmico repetidas veces. Así mismo, la descarga aumenta su temperatura, si estamos cerca de la relación de compresión máxima del refrigerante, se excederá los 120°C en la descarga provocando la quema y formación de acidez en el aceite”.
Entre tanto, y según advierte nuestro invitado, “el aumento del consumo de energía se debe a la disminución de la densidad del refrigerante al ser sobrecalentado, como consecuencia la masa desplazada es menor y el compresor debe operar más tiempo para cumplir la temperatura del sistema”.
En cuanto a las características que se deben dar para una buena relación de compresión, el gerente de ventas de Danfoss asegura que “respetar los límites de cada refrigerante para evitar altas temperaturas de descarga, siendo crítico el R22, y no exceder la relación de compresión de diseño del compresor, generalmente suelen estar en 12:1”, serían unas buenas prácticas.
De otro lado, Becerra opinó que para mantener el rango de operación del compresor de acuerdo al refrigerante usado “lo primordial es conservar su diseño inicial, pero es muy importante que el mantenimiento lo garantice. Además, se deben mantener las presiones en su rango de operación del compresor y, a su vez, el sobrecalentamiento total controlado dentro del evaporador en 5°C y fuera del evaporador lo más pequeño, de tal manera que el SH total sea menor a 20°C”.
Problemas de lubricación
Otra temática que destacó Becerra Ariza durante su conferencia en Refricolombia 2009 fueron los factores que pueden ocasionar problemas de lubricación y de paso disminución de la vida útil del compresor, por eso nuestro invitado expuso las siguientes problemáticas.
- Nivel muy alto o bajo de lubricación, mantener el nivel en 1/2-3/4 del visor y garantizar la limpieza y calidad del aceite son claves.
- El mal diseño de tuberías o el mal diseño de sistemas de control de nivel en racks ocasionan carencia o excesos de aceite en el compresor.
- Carencia de aceite: producto de no retorno por diámetros de succión o descargas grandes, alto sobrecalentamiento, trampas de retorno grandes, etc.
- Exceso de aceite: por alta carga de aceite, por retornos de aceites repentinos en sistemas que lo acumulan en los evaporadores o tuberías, o por mala instalación del sistema de control de nivel en racks, etc.
Como consecuencia de los anteriores factores habrá una disminución de la vida útil del compresor o un daño inmediato.
Mala limpieza y humedad en el sistema
Al ser indagado sobre las consecuencias de una mala limpieza del compresor, Becerra destacó que las más frecuentes son “el oxido cuproso producido al momento de soldar sin flujo de nitrógeno, más todas las partículas de corte y sucios que van a la carcaza del compresor rayando y frenando sus partes móviles, por eso es necesario que se instale siempre filtro en succión para eliminar este problema que es muy frecuente en nuestro medio”.
En el caso de las recomendaciones para evitar humedad en el sistema, el representante de Danfoss indicó que la clave está en la “limpieza inicial de intercambiadores y tuberías, uso de filtros secadores y no exponer los aceites y sistema al ambiente por más de cinco minutos”.
