Gases incondensables en sistemas de refrigeración con amoníaco
Traducido por Félix Sanz (AEFYT)
Los gases no condensables en los sistemas de refrigeración industrial son comunes y, aunque esos gases pueden tardar años en acumularse, deben abordarse. De lo contrario, la acumulación constante puede volverse problemática y tener un efecto adverso en los sistemas.Tony Lundell, director de normas y seguridad de IIAR, organizó un web-seminar para ayudar a los propietarios, diseñadores, operadores de refrigeración internos y técnicos a comprender los efectos adversos que pueden tener los gases incondensables en los sistemas de refrigeración industrial.
“A menos que se tomen medidas directamente para controlar la cantidad de infiltraciones, habrá un aumento continuo de la contaminación en el sistema durante un período de tiempo.”
-Tony Lundell, director de normas y seguridad de IIAR
Lundell explicó que los gases incondensables son vapores que se acumulan y tienen su propia presión. Si los gases incondensables se acumulan en un sistema, la presión de descarga aumenta debido a las propiedades aislantes de los gases incondensables en las superficies del condensador, lo que restringe el proceso de intercambio de calor.
Agregó que la presión de condensación total es aditiva porque la presión de condensación total es igual a la presión debida al refrigerante más la presión debida a los gases incondensables.
Las presiones de descarga más altas provocan temperaturas de descarga del compresor más altas, mayor tiempo de funcionamiento del ventilador del condensador y del compresor, y mayor desgaste del equipo. También pueden provocar un posible aumento de las fugas del sistema o que sean fugas más grandes, una reducción de la eficiencia del sistema, un riesgo de reducción de las capacidades de producción de las instalaciones y un aumento general de los costos de energía del sistema.
El agua se infiltra en el sistema con la infiltración del aire y, al igual que los gases no condensables, debe eliminarse. Sin embargo, existe una diferencia en las técnicas entre un purgador que elimina la contaminación del gas incondensable y un destilador que elimina la contaminación del agua.
Lundell dijo que un purgador enfría el gas contaminado, el término de refrigerante contaminado con gases incondensables, por lo que el refrigerante se condensa y se separa de los incondensables, lo que permite eliminar el gas viciado del sistema. Un destilador calienta el refrigerante para hervirlo, separándolo del agua para que el agua pueda aislarse y eliminarse.
En general, esto da como resultado un aumento en el mantenimiento del sistema. “La eliminación de cualquier gas incondensable existente en el sistema de refrigeración de amoníaco reducirá el consumo de energía. Este genera un rápido retorno de la inversión”, dijo Lundell.
Durante el web-seminar, Lundell revisó la infiltración de gases incondensables por evacuaciones inadecuadas y fugas de vacío, la disociación del refrigerante y la avería del aceite del compresor.
Se indicó que hay varias fuentes que pueden exponer las superficies internas a los elementos: lluvia, nieve, aguanieve, alta humedad, construcción, realización de vacíos inadecuados después de la instalación y antes de la puesta en marcha, así como después del servicio de mantenimiento en el que el circuito cerrado del sistema necesitaba abrirse.
Lundell dijo que la “pureza” del amoníaco es crítica y dijo que se producen reacciones químicas complejas entre el aceite, el oxígeno, el agua y el amoníaco del sistema.
Pueden surgir problemas si un sistema se llena inadvertidamente o si la carga del sistema se repone con amoníaco contaminado o no apto para refrigeración.
“A menos que se tomen medidas directamente para controlar la cantidad de infiltraciones, habrá un aumento continuo de la contaminación en el sistema durante un período de tiempo”, advirtió Lundell.
El web-seminar analizó como aumenta la diferencia entre la presión de condensación observada y la presión de saturación correspondiente a la temperatura del refrigerante líquido que sale del condensador, así como la realización de la medida del exceso de presión.
Los operadores deben eliminar la contaminación de gases incondensables utilizando alguna técnica de purga. Lundell dijo que las salidas de la batería del condensador con trampas de drenaje apropiadas suelen ser la ubicación más utilizada para las conexiones del punto de purga.
La purga se puede realizar de forma manual o automática. Lundell dijo que la purga manual es problemática y desperdicia refrigerante. Además, las descargas pueden causar molestias y problemas normativos, y la contaminación se pasa por alto fácilmente hasta que surgen los problemas.
Con la purga automática, no se desperdicia tiempo ni refrigerante, dijo Lundell. Fácilmente se puede proporcionar una formación sencilla con riesgos mínimos y no se descuida la contaminación.
Un purgador automático cuenta el punto de purga y los tiempos de purga. El ciclo de purga y los tiempos se reducen automáticamente con la eliminación del gas contaminado y se evitan molestias y problemas normativos.
Lundell dijo que el uso de un “barboteador” diluye cualquier cantidad residual de amoníaco en el agua antes de su salida al exterior, y contiene la contaminación de dichos gases contaminados en una línea de drenaje.
Se revisó y discutió la estimación de la cantidad de refrigerante perdido por el purgador utilizando un gráfico desarrollado. Las tasas de purga se pueden verificar por el fabricante del purgador y usadas para estimar la cantidad de refrigerante perdido. Los resultados de la estimación se pueden utilizar para las presentaciones anuales del Formulario de Refrigerante.
“Los efectos adversos de los gases incondensables en un sistema de refrigeración con amoníaco pueden [ocurrir] años antes de que se reconozca y aborde el problema”, dijo Lundell.
Mientras tanto, es posible que la temperatura de la cámara se haya visto comprometida, que hayan operado más compresores, que se hayan reducido las presiones de aspiración y que se haya consumido y desperdiciado energía eléctrica adicional.
Como consecuencia de la contaminación, aumenta el costo de la energía y se pierde capacidad. “Si existe un exceso de presión de 20 psi (1,38 bar) manometricos, hay un aumento del consumo del 10 por ciento y la capacidad del compresor se reduce aproximadamente en un 5 por ciento”, dijo Lundell.
Durante la sesión, Lundell entró en detalles sobre cuáles podrían ser los ahorros estimados en costos de energía más bajos al eliminar la contaminación. Los miembros del IIAR pueden acceder al seminario web de Lundell a través del sitio web para miembros del IIAR en la sección exclusiva para miembros.
