Cómo diagnosticar filtros secadores parcialmente restringidos

FIGURA 1: Un corte de un filtro secador de línea de líquido. (Cortesía de la División Sporlan, Parker Hannifin Corp.)

Los filtros secadores están diseñados para eliminar materiales extraños de los sistemas de refrigeración o aire acondicionado. Son conocidos por restringirse debido a la humedad, lodo, suciedad o aceite que ha ingresado al sistema debido a una mala práctica de servicio o condiciones de operación extremas. De todos estos problemas, es la humedad excesiva la que hace que la mayoría de los filtros secadores se restrinjan. Algunas fuentes de humedad en los sistemas de refrigeración y aire acondicionado incluyen:

Algunos de los materiales más comunes utilizados en la construcción de filtros secadores son la alúmina activada y los desecantes de tamiz molecular. La alúmina activada se utiliza para eliminar moléculas de ácido orgánico de los sistemas de refrigeración. Los ácidos inorgánicos como los ácidos fluorhídrico y clorhídrico se forman cuando ciertos refrigerantes y agua se descomponen a temperaturas de funcionamiento muy altas en un sistema de refrigeración. Esto a menudo se denomina agotamiento del sistema. La alúmina activada se usa a menudo en filtros secadores de línea de succión y líquido para limpiezas ácidas después de que el sistema se quema.

Los desecantes de tamiz molecular tienen estructuras de panal con cavidades de tamaño uniforme. Pueden absorber moléculas selectivamente en función de su polaridad (carga) o tamaño. La selección adecuada del filtro secador permite que el agua se absorba, mientras que al mismo tiempo permite que las moléculas más grandes, como el refrigerante y los aceites, pasen libremente. La superficie del desecante está cubierta con una carga positiva llamada ión catiónico, que atrae moléculas polarizadas como el agua. Los filtros secadores con tamices moleculares mantienen al mínimo los congelamientos, la corrosión del sistema y la formación de ácidos.

En el escenario de ejemplo a continuación, el sistema de refrigeración tiene un filtro secador parcialmente restringido. El filtro secador está ubicado en la línea de líquido del sistema de refrigeración, que se encuentra entre el receptor y el dispositivo de medición. Debido a que el filtro secador está ubicado en la línea de líquido, un filtro secador restringido puede denominarse restricción de la línea de líquido. La Figura 1 (arriba) ilustra un corte de un filtro secador de línea de líquido. Es importante tener en cuenta que cualquier restricción o daño a la línea de líquido desde la salida del receptor hasta la entrada del dispositivo de medición tendrá síntomas similares a los de un filtro secador restringido. En este ejemplo, suponga que el sistema de refrigeración es un sistema TXV/receptor que emplea un filtro secador y una mirilla. El sistema tiene R-134a como refrigerante de trabajo.

Observe la baja presión de cabeza y la baja división del condensador en la verificación del sistema anterior. Muchos técnicos de servicio creen que cuando cualquier parte del lado alto del sistema está restringida o tapada, las presiones de cabeza se elevan. Este simplemente no es el caso, especialmente en un sistema TXV/receptor. Una línea de líquido restringida privará al evaporador de refrigerante, causando bajas presiones en el evaporador.

Con un evaporador hambriento, el compresor también estará hambriento de refrigerante y habrá poco calor para que el condensador lo rechace. Esta pequeña cantidad de calor a rechazar provocará una baja presión y temperatura de condensación. La mayor parte del refrigerante se almacenará en el receptor, simulando un sistema de refrigeración bombeado.

Los síntomas de un filtro secador parcialmente obstruido incluyen:

Temperatura de descarga superior a la normal: Las altas temperaturas de descarga son causadas por altos recalentamientos del compresor y altas relaciones de compresión. Un evaporador hambriento debido a la restricción de la línea de líquido (filtro secador) provocará sobrecalentamientos elevados. Las altas relaciones de compresión debidas a la baja presión del evaporador provocarán altos calores de compresión, así como también altas temperaturas de descarga. Esto supone que todavía hay algún caudal másico de refrigerante a través del sistema. La severidad de la restricción en el filtro secador determinará qué tan alta será la temperatura de descarga. Si el sistema se restringe por completo, el compresor bombeará el sistema y permanecerá apagado o, a veces, hará un ciclo corto en el control de baja presión.

Recalentamientos altos: Tanto el sobrecalentamiento del evaporador como el del compresor serán altos. Esto se debe a que la TXV, el evaporador y el compresor carecen de refrigerante debido a la restricción de la línea de líquido. La mayor parte del refrigerante estará en el receptor, con algo en el condensador.

Baja presión del evaporador: La baja presión del evaporador se debe a que la VET y el compresor carecen de refrigerante. El compresor está tratando de sacar refrigerante del evaporador a través de la línea de succión, pero la restricción de la línea de líquido impide que el refrigerante ingrese al evaporador. Esto hará que el compresor coloque el evaporador en una situación de baja presión.

Baja presión de condensación: Dado que tanto el evaporador como el compresor están privados de refrigerante, también lo estará el condensador. La reducción de refrigerante al evaporador hará que se entregue una carga de calor reducida al condensador. El condensador, a su vez, no tiene que elevar su temperatura y presión para rechazar el calor. La mayor parte del refrigerante estará en el receptor.

Subenfriamiento del condensador de normal a un poco alto: Dado que el condensador tiene una baja carga de rechazo de calor, no está condensando mucho vapor a líquido. Todo el líquido en el condensador probablemente se quedará allí por un tiempo y se subenfriará debido al bajo flujo de refrigerante causado por la restricción en el filtro secador. El receptor también tendrá un flujo reducido de entrada y salida, ya que la mayor parte del refrigerante estará en el receptor y algo en el condensador. Si el receptor se encuentra en un ambiente caliente, es posible que se pierda el subenfriamiento debido a que el refrigerante se asienta en el receptor. Esta es la razón por la cual algunos sistemas comerciales tienen derivaciones de receptor para ciertas situaciones. Las derivaciones del receptor no son más que una válvula solenoide de línea de líquido controlada por un termostato, que desviará el líquido alrededor del receptor a la línea de líquido.

Divisiones bajas del condensador: Debido a que el condensador está pasando algo de hambre, no hay mucho calor para rechazar del evaporador que está pasando hambre. Esto provocará divisiones bajas en el condensador. Recuerde, la división es la diferencia de temperatura entre la temperatura de condensación y la temperatura ambiente.

Punto frío local o helada después de la restricción: El refrigerante líquido puede pasar a vapor en el secador restringido si la restricción es lo suficientemente severa. Simplemente pasar la mano por la línea de líquido y sobre el filtro secador puede encontrar un punto frío local. Un dispositivo de medición de temperatura en la línea de líquido a unas 12 pulgadas antes de la entrada de la TXV no debe estar más frío que el ambiente que lo rodea. Si es así, hay una restricción segura en algún lugar río arriba.

Hay muchos escenarios en los que un filtro secador puede estar parcialmente tapado y el técnico no puede sentir una diferencia de temperatura con las manos. La verdad es que los humanos solo pueden distinguir una diferencia de temperatura de más de 10 °F en algo. Un filtro secador en un sistema R-134a con una temperatura de condensación de 110 °F necesitaría una caída de presión de aproximadamente 20 psi para exhibir una diferencia de temperatura de 10 °F. Muchas restricciones de los filtros secadores no son revisadas por los técnicos porque son difíciles de detectar al tacto. Es por eso que el uso de una mirilla puede ser de gran ayuda para diagnosticar este problema (más sobre esto más adelante).

Bajo consumo de amperaje: Debido a que el compresor se está quedando sin refrigerante debido a la restricción en la línea de líquido, no tendrá que trabajar tan duro para comprimir los vapores que pasan a través de él. La baja densidad de los vapores de la baja presión del evaporador requerirá menos trabajo del compresor, lo que requerirá un bajo consumo de amperaje.

Ciclo corto del control de baja presión: El LPC apagará y encenderá el compresor desde las presiones bajas del evaporador (succión). Una vez apagado, el refrigerante entrará lentamente en el evaporador y volverá a encender el compresor. Este encendido y apagado del compresor continuará hasta que se solucione el problema.

El uso de una mirilla después del filtro secador ayudará al técnico, y esta misma mirilla puede ayudar en la carga del sistema. Una mirilla indicadora de humedad alertará al técnico si el sistema está contaminado con humedad cambiando de color. Con una restricción en la línea de líquido antes de la mirilla, es seguro que se producirán burbujas en la mirilla. Muchos técnicos creen que una mirilla burbujeante no significa más que una carga insuficiente de refrigerante, pero esto simplemente no es cierto. En el arranque con algunos sistemas de refrigeración, si hay una gran carga en el sistema, podrían aparecer burbujas y destellos en la mirilla corriente abajo del receptor. Este burbujeo se produce por una caída de presión en la entrada del tubo de salida del receptor.

El burbujeo también podría ocurrir durante aumentos rápidos en las cargas. La TXV podría abrirse completamente durante un aumento de la carga, y podrían producirse destellos aunque el receptor tenga suficiente líquido. Además, los cambios repentinos en los sistemas de control de la presión de cabeza pueden descargar gas caliente en el receptor para acumular presión de cabeza, lo que hace que la mirilla burbujee aunque haya suficiente líquido en el receptor para formar un sello en la salida del tubo de inmersión del receptor. Una mirilla en el receptor evitaría que los técnicos cobraran de más en este caso, pero inicialmente le costaría al fabricante un poco más de dinero. Una mirilla en la línea de líquido antes de la TXV también ayudaría a que el técnico sepa si se está produciendo un destello de líquido antes de la TXV. Este parpadeo podría ser por pérdida de subenfriamiento o demasiada caída de presión estática y/o fricción en la línea de líquido antes de que llegue a la TXV.

Hay una gran diferencia entre una mirilla burbujeante y una mirilla de caudal bajo. Si se arrastran burbujas en el líquido, esto es una señal de una caída de presión que causa el destello del líquido, o una carga insuficiente de refrigerante que hace que el vapor y el líquido salgan del receptor debido a que no hay subenfriamiento. Recuerde, el subenfriamiento del condensador será bajo si una carga insuficiente provoca el burbujeo en la mirilla. De lo contrario, la mirilla burbujeante podría significar una línea de líquido restringida, un filtro secador restringido, pérdida del receptor o subenfriamiento de la línea de líquido debido a un ambiente caliente o estática y las pérdidas por fricción en la línea de líquido son demasiado grandes.

Por otro lado, una mirilla de flujo de refrigerante bajo es una indicación de que el sistema está listo para apagarse porque la temperatura de la caja ha bajado lo suficiente. Es en estos momentos cuando el sistema se encuentra en sus cargas de calor más bajas y la tasa de flujo de refrigerante a través del sistema será la más baja. La mirilla puede estar llena solo de ¼ a ½ sin burbujas arrastradas. Esta situación es especialmente cierta con las líneas de líquido horizontales. No agregue refrigerante en esta situación porque sobrecargará el sistema. La sobrecarga se notará en las cargas de calor más altas. Las bajas cargas de calor hacen que el sistema tenga la presión de succión más baja, por lo que la densidad de los vapores de refrigerante que ingresan al compresor será la más baja. Debido a las presiones más bajas del evaporador, la relación de compresión será alta, lo que provocará eficiencias volumétricas bajas y, por lo tanto, tasas de flujo de refrigerante bajas. Por lo general, hay mucho subenfriamiento en el condensador, pero la mirilla solo se llenará parcialmente. Por lo tanto, no confunda una mirilla con un índice de flujo de refrigerante bajo con una mirilla burbujeante que tiene burbujas atrapadas en el líquido.

Una mirilla después del filtro secador es un buen método para saber si el secador está comenzando a obstruirse debido al flash de refrigerante debido a la caída de presión adicional en el secador restringido. Los filtros secadores se pueden comprar con válvulas Schrader (tomas de presión) en sus entradas y salidas.

Una caída de presión de más de 2 psi medida con el mismo manómetro significa que el secador ha comenzado a restringirse. Además, como se mencionó anteriormente, una mirilla justo antes de la TXV seguramente le indicará al técnico si se está produciendo un destello de líquido allí. El hecho de que la mirilla esté burbujeando no significa necesariamente una carga insuficiente, por lo tanto, no agregue refrigerante automáticamente. Muchos sistemas se encuentran con el receptor completamente lleno de líquido, porque el técnico de servicio siguió cargando refrigerante tratando de limpiar la mirilla. Además, muchas mezclas de refrigerantes a menudo pueden burbujear ligeramente en la mirilla porque contienen dos, tres, cuatro o incluso cinco refrigerantes diferentes en la misma mezcla, todos con propiedades y características diferentes. Consulte siempre con el fabricante de la mezcla de refrigerante para obtener información más detallada sobre el comportamiento de la mezcla de refrigerante.

Los técnicos de servicio siempre deben recordar que la solución sistemática de problemas es la única forma segura de encontrar la causa real de cualquier problema del sistema.

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