Gases incondensables en un sistema de refrigeración con amoníaco
BY TONY LUNDELL, CIRO, PMP, IIAR SENIOR DIRECTOR OF STANDARDS AND SAFETY Traducido por Félix Sanz (AEFYT)
La verificación del sistema en busca de gases incondensables se puede realizar identificando la presión del condensador y la temperatura del refrigerante que sale del condensador.
Aunque pueden pasar muchos años hasta que los gases incondensables se acumulen lo suficiente como para que las operaciones anormales sean evidentes en un circuito cerrado de un sistema de refrigeración mecánica de amoníaco, es casi seguro que esa acumulación ocurrirá si no se controla.Los gases incondensables son gases contaminados y no debe considerarse como contaminación de agua, porque son vapores que no se licuarán en el sistema de refrigeración a sus presiones y temperaturas de funcionamiento.
Los gases incondensables pueden introducirse en un sistema durante el funcionamiento o como resultado de la apertura del sistema para el mantenimiento y servicio.
Los sistemas que en el lado baja funcionan en vacío proporcionan fuentes para que los contaminantes se infiltren en el sistema. Estas fuentes de fuga pueden ocurrir en los empaques del vástago de la válvula, los sellos del eje del compresor, las juntas de tapas, las conexiones no soldadas (roscadas), las soldaduras incorrectas y los transductores de control.
Si las tuberías y/o los tubos no están debidamente asegurados, se pueden producir movimientos que causan puntos de fricción, deterioro de la tubería o grietas en la soldadura, lo que da como resultado una fuga que se convierte en fuente de incondensables.
Los sistemas nuevos deben tener un vacío completo antes de la carga para garantizar que se eliminen todos los gases incondensables. De manera similar, cuando se abre un sistema para el servicio, se debe realizar un vacío completo antes de la carga y el arranque para eliminar todos los contaminantes.
Aunque es una cantidad relativamente pequeña, el refrigerante de amoníaco que con el tiempo se descompone, conduce a la acumulación de hidrógeno y nitrógeno en el sistema. La descomposición de los aceites lubricantes genera hidrocarburos gaseosos.
A medida que estos gases incondensables se acumulan en el sistema, deben eliminarse mediante purga para garantizar un funcionamiento eficiente del sistema.
Los gases incondensables acumulados reducen la capacidad del condensador y aumentan las presiones de descarga de operación. El resultado es una mayor potencia de entrada en los compresores y el funcionamiento de ventiladores de condensador adicionales para mantener el rendimiento del sistema.
Los costes de energía continúan aumentando en un intento de mantener las temperaturas de funcionamiento del sistema.
El sistema de refrigeración general disminuye en eficiencia y puede llegar a una situación en la que puede ocurrir la probabilidad de un apagado no planificado.
A medida que aumenta el recalentamiento de la descarga del compresor, se acelera el desgaste del compresor, se descompone el refrigerante y el aceite, y con todos estos factores se aumenta el riesgo de incrustaciones en los tubos del condensador evaporativo.
La acumulación de incrustaciones en los tubos del condensador puede generar costes de mantenimiento adicionales y disminuir la vida útil del condensador.
Por cada cuatro libras (0,27 bar) de exceso de presión de descarga causada por gases incondensables en el sistema, el coste de energía para operar la capacidad del compresor del sistema de refrigeración aumenta un 2 por ciento, mientras que la capacidad del compresor disminuye un 1 por ciento. La instalación de un purgador (del tipo y tamaño adecuados) es esencial para eliminar los gases incondensables y reducir los costes del sistema a corto y largo plazo.
La eliminación de los gases incondensables se puede realizar manualmente o con un purgador automático correctamente conectado y operado.
La purga manual puede evitar el coste inicial del purgador y su instalación, pero requiere mano de obra para realizar cada servicio.
La purga manual generalmente libera más refrigerante por purga, es un riesgo de exposición al amoniaco, puede ser un problema de cumplimiento local y el seguimiento de la cantidad de purga (recuentos de puntos de purga y tiempos abiertos totales) no es tan consistente ni preciso.
Se recomienda encarecidamente instalar un purgador automático multipunto que funcione continuamente para barrer y eliminar los gases incondensables. Aunque se puede usar un purgador para eliminar los gases incondensables que están presentes debido a las evacuaciones inadecuadas del sistema, se recomienda realizar el vacío adecuadamente antes de la carga y el arranque.
Algunos sistemas que no funcionan por debajo de la presión atmosférica (no funcionan en vacío).
Los gases incondensables eventualmente se acumularán en estos sistemas debido a la descomposición del refrigerante y el aceite. Los contaminantes también pueden estar presentes en el sistema debido a un vacío inadecuado. Se recomienda enfáticamente instalar un purgador (del tipo y tamaño adecuados) en estos sistemas.
La ubicación para instalar los puntos de conexión de purga en la tubería del sistema es crítica. La purga durante la operación del sistema se puede lograr de manera efectiva si los puntos de purga se instalaron en las salidas de la batería del condensador y se instalaron las trampas de drenaje adecuadas.
Las trampas de drenaje del tamaño adecuado ayudan a capturar los gases incondensables en los puntos de purga de salida de la batería del condensador para que el purgador reciba gases incondensables en lugar de líquido condensado.
Los gases incondensables se transportan a través de la batería de condensación con el líquido refrigerante y el vapor y tienden a acumularse en el cabezal de salida de la batería del condensador.
Todas las conexiones de purga instaladas (puntos múltiples) en las salidas del serpentín del condensador se pueden conectar de forma cruzada a una sola línea de purga que se conecta a un purgador automático.
Es fundamental que solo se abra una válvula solenoide de purga a la vez. Al abrir dos o más válvulas unidas, se igualan las presiones de salida de las baterías de condensación y se pierde el efecto de la caída vertical.
La verificación del sistema en busca de gases incondensables se puede realizar identificando la presión del condensador y la temperatura del refrigerante que sale del condensador.
Utilizar un gráfico de presióntemperatura para convertir la temperatura identificada en la presión de condensación teórica que debería ser.
Si la lectura de la presión manométrica real tomada de la presión del condensador es más alta que lo que indica la comparación de la presión de condensación teórica, entonces la diferencia indica que hay gases incondensables.
Como ejemplo, si se indica una diferencia de 10 libras (0,7 bar), se está produciendo un aumento del 5 por ciento en los costes de energía y una disminución del 2 ½ por ciento en la capacidad del compresor. O, si se indica una diferencia de 20 libras (1,38 bar), se está produciendo un aumento del 10 por ciento en los costes de energía y una disminución del 5 por ciento en la capacidad del compresor. Los gases incondensables deben gestionarse y eliminarse para evitar mayores costes operativos generales.
