Manual de Refrigeracion Valyc

INTRODUCCION

El MANUAL TECNICO VALYCONTROL ha sido publicado como respuesta a la inquietudde muchas personas en VALYCONTROL que han tenido en el transcurso de los aos ensu desarrollo profesional el deseo de aportar sus conocimientos y experiencias en bene-ficio de nuestro medio de refrigeracin y aire acondicionado.

No pretende en ninguna forma ser un libro de texto, ni un curso de refrigeracin y aireacondicionado. El nfasis principal se hace en los diferentes componentes y accesoriospara proteccin y control de flujo de los sistemas, as mismo se tratan otros temas com-plementarios con el objetivo de proporcionar un conocimiento a fondo de una maneradetallada; tales como el manejo de tablas, la carta psicromtrica, aceites para refrigera-cin, mtodo para la limpieza de un sistema, propiedades y caractersticas de los refrige-rantes CFC's, HFC's, HCFC's y mezclas (blends).

La metodologa seguida en el desarrollo de los captulos fue el de definir en principio elproducto en cuestin, mencionar los diferentes tipos, sus caractersticas as como suubicacin recomendada, capacidades y mtodo de seleccin.

En este MANUAL TECNICO VALYCONTROL hemos tratado de incluir la informacintcnica ms actualizada a la fecha que consideramos pueda ayudar en esta poca decambios tecnolgicos tanto a estudiantes como a tcnicos e ingenieros especializados.Desde luego mucha informacin con la que cuenta VALYCONTROL ha sido imposibleincluirla por lo que invitamos a nuestros amigos a dirigirse a nuestro departamentotcnico enviando sus consultas.

Este manual es el resultado de muchos aos de trabajo, por lo que nuestro mejor reco-nocimiento es el que su consulta sea til al medio de refrigeracin y aire acondicionado

VALYCONTROL, S.A. DE C.V.

1Filtros Deshidratadores

PrlogoEn los principios de la refrigeracin mecnica, los siste-mas no eran tan sensibles a los materiales extraos comolo son ahora. Los sistemas modernos estn diseadospara operar a temperaturas ms altas, usando compreso-res que trabajan a mayor velocidad y que son construidoscon espacios ms reducidos. Bajo estas condiciones, loscontaminantes pueden causar problemas serios y sobretodo, reparaciones muy costosas.En cualquier sistema de refrigeracin, el refrigerante y elaceite recorren el circuito cientos de veces cada da.Si existen contaminantes dentro del sistema, stos circu-larn con el refrigerante y el aceite y, tarde o temprano, sepresentarn problemas como fallas en el funcionamientode la vlvula de expansin, obstruccin del tubo capilar odaos al compresor, ya que estos componentes son losmas afectados por los contaminantes. El refrigerante y elaceite deben mantenerse todo el tiempo limpios, libres dehumedad o de cualquier otro contaminante. La mejormanera, y la nica, de proteger estos componentes, esinstalando filtros deshidratadores en el sistema. Esto esparticularmente ms importante con los motocompresores,en los cuales el embobinado del motor y las partes internasdel compresor estn expuestas a los contaminantes quepueda haber en el sistema.

ContaminantesLos contaminantes son sustancias presentes en los siste-mas de refrigeracin, los cuales no tienen ninguna funcin

til y son dainos para el funcionamiento adecuado delequipo. Pueden existir en cualquiera de los tres estados:slido, lquido y gaseoso. Los contaminantes ms comunesen los sistemas de refrigeracin son:Slidos: Polvo, mugre, fundente, arena, lodo, xidos de

fierro y cobre, sales metlicas como cloruro de hierro ycobre, partculas metlicas como soldadura, rebabas,limaduras, etc...

Lquidos: Agua, resina, cera, solventes y cidos.Gaseosos: Aire, cidos, gases no condensables y vapor

de agua.Adems del estado en que se encuentran, los contaminan-tes pueden clasificarse como orgnicos e inorgnicos ypueden ser solubles o insolubles en el refrigerante, en elaceite o en una mezcla de ambos.Los contaminantes inorgnicos son principalmente laspartculas metlicas, xidos, arena, sales, cidos y gasesno condensables. Los orgnicos estn compuestos ma-yormente de carbono, oxgeno e hidrgeno, tales comoresinas, ceras, fundentes, lodos, solventes, etc.

Cmo entran los Contaminantes a los Sistemasde RefrigeracinUno o varios de los contaminantes mencionados anterior-mente, pueden de alguna manera introducirse al sistemadurante un servicio, la instalacin en el campo, su ensam-ble o inclusive durante la fabricacin, aunque se hayantomado las precauciones necesarias.

Captulo 1

FILTROS DESHIDRATADORES

Prlogo .............................................................................. 1Contaminantes .................................................................. 1Cmo entran los Contaminantes a los Sistemas

de Refrigeracin ......................................................... 1Equipos Nuevos. ......................................................... 2Instalacin y Servicio. ................................................. 2Durante la Operacin. ................................................ 2

Efectos de los Contaminantes .......................................... 2Contaminantes Slidos. .............................................. 2Gases no Condensables. ........................................... 3Contaminantes Orgnicos. ......................................... 3cidos. ........................................................................ 3Humedad. .................................................................... 3

Humedad en los Sistemas de Refrigeracin ..................... 3Procedencia. ............................................................... 3Efectos. ....................................................................... 4Control ........................................................................ 4

Solubilidad en los Refrigerantes ....................................... 4Solubilidad. ................................................................. 4Concentracin Relativa. ............................................. 5

Desecantes ....................................................................... 6Introduccin. ............................................................... 6Definicin .................................................................... 6Tipos. .......................................................................... 6Caractersticas. ........................................................... 7Capacidad y Eficiencia. .............................................. 7

Filtros Deshidratadores .................................................... 9Definicin. ................................................................... 9Descripcin. ................................................................ 9Tipos de Filtros Deshidratadores ............................... 10Clasificacin. ............................................................... 10Capacidad de Retencin de Agua. ............................. 11Capacidad de Flujo. .................................................... 11Seguridad ................................................................... 11Capacidad de Acidos. ................................................. 12Remocin de Ceras. ................................................... 12Filtracin. .................................................................... 12Capacidad del Sistema. .............................................. 13

Cundo se debe Instalar un Filtro Deshidratador ........... 13Dnde se debe Instalar un Filtro Deshidratador ............. 13

Lnea de Lquido. ........................................................ 14Lnea de Succin. ....................................................... 15

Cundo se debe Cambiar un Filtro Deshidratador .......... 16Cmo se debe eleccionar un Filtro Deshidratador ........... 16

Contaminantes. ........................................................... 17Presin de Operacin. ................................................ 18Temperatura de Operacin. ....................................... 18Humedad Total del Sistema. ....................................... 18

Cmo se debe Instalar un Filtro Deshidratador ................ 20Lnea de Lquido. ........................................................ 20Lnea de Succin. ....................................................... 20

Consideraciones de Seguridad para FiltrosDeshidratadores ......................................................... 21


Algunos otros contaminantes se forman dentro del sistemacomo consecuencia del efecto de otros contaminantes,cuando el sistema est en operacin y las condiciones sonpropicias.

Equipos NuevosAlgunos contaminantes permanecen en los equipos nue-vos durante su manufactura o ensamble, debido a unalimpieza deficiente; tal es el caso de la arena de fundicinen los compresores. Grasas y aceites utilizados en elcorte, estirado y doblado de tubos para la fabricacin deserpentines. Rebabas, fundente y pasta durante el proce-so de soldadura. Pedazos desprendidos de empaques deasbesto o hule y otros materiales.

Instalacin y ServicioOtros contaminantes entran al sistema durante su instala-cin o al efectuar un servicio, debido a la falta de concien-cia o habilidad del contratista o del tcnico.La unin o soldadura de tubos, si no se hace con cuidado,es la mayor fuente de contaminantes como: xidos,rebabas, fundente, pasta y humedad. Esto se debe a nocortar los tubos con la herramienta adecuada, usar excesode fundente y recalentar demasiado al soldar.Tambin al cargar el refrigerante y/o aceite, cuando stosno son de la calidad necesaria o no se han manejadoapropiadamente, se pueden introducir junto con elloscontaminantes como humedad, aire y otros gases nocondensables. Estos mismos contaminantes pueden entraral sistema si existe alguna fuga en el lado de baja presin,cuando esta presin es negativa; es decir, menor que laatmosfrica (vaco). Una vez dentro, estos contaminantesdeben ser expulsados por medio de una bomba de vaco.Si el vaco no es el adecuado o si se hace con el mismocompresor, lo ms probable es que queden cantidadessuficientes de aire y humedad para causar problemas a losequipos.

Durante la OperacinLos refrigerantes son solventes excelentes y al arranquedel compresor, todos los contaminantes en el sistema sonbarridos y arrastrados a travs de las tuberas hacia elcrter del compresor.La estabilidad qumica de un sistema se ve afectada porlas altas temperaturas, siendo ste un factor que casinunca se toma en consideracin.Si el sistema est operando en condiciones anormales depresin y temperatura, y existe la presencia de humedad yaire, es casi segura la formacin de otros tipos de conta-minantes debido a la descomposicin qumica del aceiteo del refrigerante. Esto es ms comn con compresoreshermticos y semihermticos. Estos sistemas son peque-os reactores qumicos comparables a los utilizados enplantas qumicas; ya que tienen todos los ingredientescomo calor, presin, reactivos (refrigerante, aceite, hume-dad y oxgeno), catalizadores (acero y cobre), xidos (dehierro y cobre) y algunas veces, sales metlicas.

Los refrigerantes halogenados son compuestos muy esta-bles; esto es, no se descomponen fcilmente con calor.En recipientes de acero (o el compresor) son estableshasta alrededor de 260C, pero en presencia de salesmetlicas u xidos, su lmite de estabilidad con respecto ala temperatura se reduce drsticamente. Si por algunarazn la temperatura de operacin aumenta arriba de lanormal, se produce una reaccin qumica entre el refrige-rante y la humedad llamada hidrlisis, produciendo cidosclorhdrico y fluorhdrico y bixido de carbono. Tambin hayproduccin de cidos en grandes cantidades cuando elaislamiento del embobinado del motor est daado, gene-rando chispazos y constantes arcos elctricos.Est demostrado que por cada 10C que aumente latemperatura del sistema, la velocidad de las reaccionesqumicas aumenta al doble.Los cidos producidos se presentan en forma de gascuando el sistema est seco, y son inofensivos, pero enpresencia de humedad se vuelven lquidos y son altamen-te corrosivos.Por otra parte, los aceites minerales para refrigeracin,aunque sean cuidadosamente refinados y seleccionados,se descompondrn bajo condiciones adversas encombinacin con el refrigerante, aire y humedad. Loscidos orgnicos que contienen los aceites son cidosdbiles e inofensivos, pero en presencia de sales metli-cas y altas temperaturas, contribuyen a la descomposicindel aceite mediante una reaccin qumica llamadapolimerizacin.Adems, si hay aire en el sistema, la deterioracin delaceite se acelera. El principal producto de la descomposi-cin del aceite es el lodo. Los otros subproductos sonresinas y barnices. La apariencia fsica de estos materialesva desde un aceite espeso, luego ms denso como resinao goma, posteriormente espeso como lodo, y finalmenteun slido en forma de polvo. La reaccin entre el aceite yel refrigerante tambin causar la formacin de lodo y mscido.La peor condicin posible para la formacin de grandescantidades de cido y otros contaminantes como carbn,es cuando se quema el motocompresor debido a la altatemperatura que alcanza, acelerando las reacciones qu-micas entre refrigerante, aceite y barniz del aislamiento delembobinado.

Efectos de los ContaminantesContaminantes SlidosLos contaminantes slidos, principalmente las partculasmetlicas, pueden causar en un sistema de refrigeracinproblemas como:1. Rayar las paredes de los cilindros y los cojinetes.2. Taponeo en el cedazo de la vlvula de termo expansin

o del tubo capilar.3. Alojarse en el devanado del motocompresor y actuar

como conductores, creando corto circuito, o actuarcomo abrasivos en el aislante del alambre.


4. Depositarse en los asientos de las vlvulas de succino descarga, reduciendo significativamente la eficienciadel compresor.

5. Tapando los orificios de circulacin de aceite en laspartes mviles del compresor, provocando fallas porfalta de lubricacin.

6. Sirven como catalizadores (aceleradores) de la des-composicin qumica de refrigerante y aceite.

Aunque el aceite tiene alta resistencia dielctrica, lapresencia de partculas metlicas o humedad disminuyenesa resistencia, volvindolo un conductor de corrienteelctrica, pudiendo causar falla o quemadura.

Gases no CondensablesSon un tipo de contaminantes frecuentemente encontra-dos en los sistemas de refrigeracin. El que sean dainoso no al sistema, depende del tipo de gas y la cantidadpresente. Los qumicamente reactivos, tales como clorurode hidrgeno, atacarn otros componentes en el sistemay en casos extremos producirn fallas. Los que sonqumicamente inertes como el aire, el hidrgeno, el oxge-no, el bixido de carbono, el nitrgeno, etc., que no selican en el condensador, reducen la eficiencia de enfria-miento. Su presencia contribuye a incrementar la presinde condensacin y, por lo tanto, la temperatura, aceleran-do las indeseables reacciones qumicas.El aire en particular, como ya se mencion, incrementa ladescomposicin del aceite. Su presencia en los sistemasde refrigeracin es debida a:1. Evacuacin incompleta del sistema.2. Algunos materiales lo liberan o se descomponen a alta

temperatura durante la operacin.3. Fugas en el lado de baja.4. Reacciones qumicas durante la operacin del sistema.Los gases no condensables se eliminan purgando elsistema durante la operacin, o creando un buen vacoantes de cargar el sistema con refrigerante.

Contaminantes OrgnicosComo ya vimos, estos contaminantes son parcialmentesolubles en la mezcla de refrigerante y aceite, pero puedenvolverse completamente solubles mediante la accin delcalor; por lo tanto, circularn por todo el sistema dondecada uno causar problemas en distintas partes, principal-mente en la vlvula de expansin o el tubo capilar. Comolas resinas o ceras, que se precipitan a bajas temperatu-ras como las que se tienen en estos dispositivos, acumu-lndose en el orificio hasta obstruirlo.

AcidosTal como se mencion anteriormente, los cidos, particu-larmente los inorgnicos, son ms corrosivos en presenciade humedad. Atacan principalmente las partes metlicasde acero y cobre. Por ejemplo, el cido clorhdrico (HCl)reacciona con estos metales formando las indeseablessales que sirven de catalizadores para otras reaccionesqumicas. El cido fluorhdrico (HF), es an ms corrosivo,llegando inclusive a atacar al vidrio.

Otra parte del sistema donde los cidos tienen un efectodeteriorante, es sobre el barniz aislante del alambre delembobinado del motocompresor, disolvindolo y creandola posibilidad de un corto circuito.

HumedadDe acuerdo a todo lo expuesto hasta ahora, podemosdarnos cuenta que la mayor parte de los problemas decontaminantes son debido a la presencia de la humedaden los sistemas de refrigeracin. Por esto, se le consideramundialmente como el enemigo No. 1 de los sistemas derefrigeracin; por lo que vamos a dedicar una seccinaparte sobre su procedencia, sus efectos y cmocontrolarla.

Humedad en los Sistemas de RefrigeracinEs bien conocido el peligro que representa un exceso dehumedad en los sistemas de refrigeracin; ya que lahumedad combinada con altas temperaturas, da origen afenmenos complejos, sobresaliendo la formacin dehielo en la vlvula de termo expansin o en el tubo capilar,cidos en refrigerante y aceite, lodo y hasta quemaduradel motocompresor. Aun cuando el contenido de humedadno sea excesivo como para congelarse en la vlvula determo expansin o en el tubo capilar, de todos modospuede causar algunos de los otros problemas previamentemencionados y, puesto que todos estos efectos no puedenser detectados de manera ordinaria, es importante el usode filtros deshidratadores para mantener la humedad enun nivel seguro.

ProcedenciaLas principales fuentes de humedad son:1. Mal secado del equipo en su fabricacin.2. Introduccin durante la instalacin o servicio en el cam-

po.3. Como producto de la combustin de una flama de gas.4. Retencin en los poros de la superficie de los metales.5. Fugas en el lado de baja cuando la presin es menor que

la atmosfrica (vaco).6. Fugas en los condensadores enfriados por agua.7. Reacciones qumicas (oxidacin) de algunos refrigeran-

tes o aceites.8. Mezclada con el refrigerante o el aceite al cargarlos al

sistema.9. Descomposicin del aislante de los motocompresores.10. Condensacin de la humedad del aire que ha entrado

en el sistema.Aunque el contenido de humedad en cada uno de lospuntos anteriores no tendra efecto por si sola, s se debede considerar al determinar el contenido global del sistematerminado. Por ejemplo, el aceite a granel contiene entre20 y 30 partes por milln (ppm) de humedad. Los refri-gerantes, tambin a granel, tienen una tolerancia acepta-ble de 10 a 15 ppm. Cargar el refrigerante al sistema atravs de un filtro deshidratador, siempre ser una prcticasegura.


EfectosSi se permite que circule por el sistema demasiada hume-dad mezclada con el refrigerante, puede conducir a cual-quiera de los siguientes efectos:1. Formacin de hielo en la vlvula de termo expansin, en

el tubo capilar o el evaporador, restringiendo el flujo derefrigerante y en algunos casos, obstruyndolo porcompleto.

2. Oxidacin y corrosin de metales.3. Descomposicin qumica del refrigerante y del aceite.4. Cobrizado.5. Dao qumico al aislamiento del motor u otros materia-

les.6. Hidrlisis del refrigerante formando cidos y ms agua.7. Polimerizacin del aceite, descomponindolo en otros

contaminantes.

ControlEs imperativo que la humedad sea removida de los com-ponentes de los sistemas de refrigeracin durante la ma-nufactura y ensamble de equipos nuevos, y que se tomenlas precauciones necesarias para evitar que se quede enel sistema durante la instalacin, o al hacerle un servicio.La humedad est presente siempre en todos los sistemasde refrigeracin, pero sta deber mantenerse por debajodel nivel mximo permisible, para que el sistema operesatisfactoriamente.Qu tanta agua es segura? Nadie lo sabe con certeza,pero en algo estamos todos de acuerdo, y eso es, quemientras menos agua haya presente, es mejor, y que nodebe haber agua libre (suelta) dentro del sistema.

Solubilidad en los RefrigerantesAunque los fabricantes de refrigerantes hacen un granesfuerzo por obtener sus productos secos; es decir conun mnimo contenido de humedad, es muy frecuente que,al momento de introducirlo al sistema lleve ms humedadde la mxima permisible, por diversas causas ajenas alfabricante y que, generalmente, son debidas a descuidosen la operacin de traspasar varias veces el refrigerantede un recipiente a otro, y sobre todo, cuando los recipien-tes no han sido limpiados adecuadamente.Si la concentracin de humedad es alta y la temperatura essuficientemente baja, el agua en forma de hielo se separadel refrigerante. Tambin se puede formar lo que se llamahidrato slido, que es una molcula compleja de refrige-rante y agua, la cual puede formarse a temperaturasmayores que las requeridas para que se forme el hielo. Porotra parte, tambin se puede formar agua lquida a tempe-raturas arriba de las requeridas para separar el hielo o elhidrato slido. La pregunta aqu es Qu tan seco debeestar un refrigerante para que el agua disuelta en l no sesepare? El refrigerante debe estar lo suficientementeseco para que an a la ms baja temperatura de diseo, noocurra esta separacin.La separacin del agua como hielo o como lquido, estrelacionada a la solubilidad del agua en el refrigerante.

SolubilidadLos refrigerantes tienen cierta afinidad con el agua; esdecir, tienen cierta capacidad para mezclarse con el aguatanto en fase lquida como en fase de vapor. Esta caracte-rstica se llama solubilidad. La solubilidad del agua en losrefrigerantes vara con cada tipo de refrigerante y con latemperatura, o sea que, el agua se disuelve ms fcilmen-te en unos refrigerantes que en otros, y la cantidad de aguaque se puede disolver en un refrigerante es mayor aaltas temperaturas y disminuye a bajas temperaturas.En la tabla 1.1 se presentan datos sobre la solubilidad delagua en fase lquida de algunos refrigerantes halogena-dos a diferentes temperaturas. Esta solubilidad est ex-presada en partes por milln (ppm) en peso. Una ppmequivale a 1 miligramo de agua disuelta en 1 kilogramo derefrigerante. Los valores de la tabla 1.1 indican la cantidadmxima de agua que se disolver en el refrigerante a unatemperatura dada. Ejemplo: la solubilidad del agua enel R-12 a -10C es 13.7 ppm, esto significa que a esatemperatura, el R-12 puede contener disueltos comomximo, 13.7 miligramos de agua por cada kilogramo derefrigerante. Si hay un exceso de agua presente, staexistir como agua libre (suelta), y si la temperatura es muybaja, se congelar.Quiz los valores de la tabla 1.1 no sean de mucha impor-tancia para los tcnicos o ingenieros en refrigeracin; yaque es muy difcil determinar la cantidad de agua presenteen un sistema en operacin. Sin embargo, se puedeobtener informacin til de esta tabla.Mientras mayor sea la solubilidad del agua en un refrige-rante, menor ser la posibilidad de que se separe el hieloo el agua en un sistema de refrigeracin. La solubilidad delagua en el amonaco, en el bixido de carbono y en elbixido de azufre es tan alta, que no hay problemas de

TEMP.C R-12 R-22 R-502 R-134a

605550454035302520151050-5-10-15-20-25-30-35-40-45-50

440.0359.0286.0228.0183.0147.0116.091.069.057.044.033.025.018.613.710.07.35.13.52.41.71.20.8

3,1502,7542,4702,1901,8961,6901,4881,2781,106

9568307065965024193462822291861491209473

1,4001,2381,108

975862750646553472394335284236194160131105846652403124

2,1171,9281,7161,6111,4781,3591,2261,100

978857783680591531470407341300252214183158132

Tabla 1.1 - Solubilidad del agua en fase lquida para algunos refrigeranteshalogenados (ppm).


separacin de hielo o agua lquida. Pero en otros refrige-rantes como el R-12, en el que la solubilidad del agua estan baja, es de esperarse que los problemas de congela-cin sean mayores, y de hecho, as es. Los sistemas conR-12 debern ser secados con mayor intensidad paraevitar restricciones debidas al hielo a bajas temperaturas,o problemas de corrosin debidas al agua lquida.Aunque en refrigerantes como el R-22, el R-502 y elR-134a, la solubilidad del agua es mayor que en el R-12,cuando operan a bajas temperaturas, tambin puedentenerse los mismos problemas de formacin de hielo y deagua lquida.

Concentracin RelativaLo que nos indican los valores de la tabla 1.1, es la mximacantidad de agua que el refrigerante puede aceptar enfase lquida a una temperatura dada, es una condicin desaturacin. Si el refrigerante contiene ms humedad quela indicada en la tabla a la misma temperatura, se tiene unlquido sobresaturado de humedad, a lo que se le conocecomo saturacin relativa y se expresa como un porcentajede la humedad en condiciones de saturacin. Por ejemplo,si en un sistema con R-12 a una temperatura de 40C conun contenido de humedad de 15 ppm, de la tabla 1.1 lasaturacin relativa ser 15/183 X 100 = 8.19%.En la fase de vapor tambin se puede presentar estasobresaturacin, y tambin se expresa en porcentaje.Cuando en una mezcla de vapor y lquido se tiene hume-dad, sta estar en equilibrio en las dos fases, pero laconcentracin es diferente en el lquido que en el vapor.Se puede calcular la distribucin de la humedad entre lasdos fases, expresada como una relacin de porcentaje enpeso. En la tabla 1.2 se muestran las relaciones de ladistribucin de humedad para varios refrigerantes. Losvalores de esta tabla indican la concentracin relativa deagua en el vapor comparada con la concentracin en ellquido. Las relaciones de distribucin para el R-22, elR-502 y el R-134a son menores de 1, lo que significa quela concentracin de agua en el equilibrio, es mayor en lafase lquida que en la fase vapor. En el caso del R-12sucede lo contrario.Por ejemplo, en un cilindro cerrado de refrigerante 22,cualquier contenido de humedad presente estar distribui-do entre las dos fases de acuerdo a la relacin de la tabla1.2; as que, cuando se extraiga vapor del cilindro, steestar ms seco que el lquido. Al extraer ms y ms vapor,el lquido remanente contendr ms humedad. Para elR-12 sucede lo contrario, y el vapor estar ms hmedoque el lquido.Los valores de la tabla 1.2, pueden usarse para calcular laconcentracin del agua en equilibrio en el refrigerante enfase lquida, si se conoce la concentracin en la fase vapory viceversa.En un sistema de refrigeracin en operacin, que conten-ga una cierta cantidad constante de humedad circulando atravs del sistema con el refrigerante, la saturacin relativavariar con la temperatura y con los cambios de fase delrefrigerante.

Si se permite que el vapor y el lquido en el recibidoralcancen el equilibrio (lo que puede ocurrir en el ciclo deparo), de la tabla 1.2, el contenido de humedad del vaporser:60 X 0.40 = 24 ppm a una S.R. de 3.55%Cuando comience a trabajar el sistema y el lquido con 60ppm sea transferido del recibidor a la vlvula de expansin,la humedad en el lquido se evapora junto con el refrigerantehacia el evaporador. Si suponemos que todo el lquido seevapora en el evaporador a 4C, la cantidad de humedaden el evaporador por metro cbico, ser 60 ppm por ladensidad del vapor de refrigerante a 4C.

kg agua kg R-22 kg aguakg R-22 m R-22 m R-22

El peso de un m de humedad acuosa saturada a 4C,es igual a 40.7 x 10 kg. La saturacin relativa en elevaporador es:

9.125 X 1040.7 X 10Al retornar el vapor de succin al compresor a una tempera-tura de 18C, la densidad del vapor ser 1.42 kg/m.

El peso de un m de vapor de agua a 18C es

60 x 10 x 1.42 kg/m = 8.52 x 10 kg/m

Consideremos un sistema con R-22 a 35C (fig. 1.3). Si enel tanque recibidor existe una mezcla de lquido y vapor, yel lquido contiene 60 ppm de humedad, la saturacinrelativa del lquido ser: 60 .1690

Tabla 1.2 - Distribucin de agua entre las fases lquida y vapor delos refrigerantes halogenados.Agua en vapor (% en peso)Agua en lquido (% en peso)

x 100 = 3.55%

60 x 10 x 1.5208 =9.125 x 10-5-6

x 100 = 22.4%-5

-5

- 5

TEMP.C R-12 R-22 R-502 R-134a

35302520151050-5-10-15-20-25-30-35-40

5.856.487.087.648.289.009.99

10.9811.6912.3212.9513.7014.6015.5016.2917.10

0.4000.4000.4010.4030.4000.3910.3900.3800.3590.3360.3130.2910.2680.2460.2240.210

0.6350.6440.6510.6560.6600.6600.6600.6400.6170.5860.5500.5180.4910.4630.4310.400

0.360.390.420.450.480.500.530.57

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-6 -5


El peso de un m de vapor acuoso saturado a 18C es96.8 x 10 kg/mLa saturacin relativa en el compresor es

8.52 x 1096.8 x 10

Para las condiciones mostradas en la fig. 1.3, la saturacinrelativa vara de 3.55% en la lnea de lquido a 35C, a22.4% en el evaporador a 4C, y a 8.8% en el vapor a 18Cen la lnea de succin. Cuando la saturacin relativa delvapor llega a 100% a temperaturas de 0C o ms bajas,hay formacin de hielo durante la evaporacin delrefrigerante.La humedad requerida para que ocurra un taponamientocon hielo, es en funcin a la cantidad de vapor que seforme durante la expansin, y de la distribucin del aguaentre las fases lquida y vapor a la salida de la vlvula determo expansin o el tubo capilar. Por ejemplo, en unsistema de R-12 con lquido a una temperatura de 45C yuna temperatura en el evaporador de -30C, despus de laexpansin, el refrigerante ser 41.3% vapor y 58.7% lqui-do en peso.

Si se mantiene el nivel de humedad abajo de su valorcrtico, se evita que haya agua libre en el lado de baja delsistema.El anlisis anterior puede utilizarse para todos los refrige-rantes y todas las aplicaciones. Un sistema de R-22 contemperaturas de 45C en el lquido y -30C en el vapor,alcanza la saturacin cuando la humedad en circulacin esde 135 ppm. Ntese que este valor es menor que lasolubilidad en el lquido a -30C (186 ppm); por lo que nose presentar agua en forma libre.El entendimiento de esta relacin qumica entre el refrige-rante y la humedad en un sistema de refrigeracin, nosayuda a controlar el problema. Debe considerarse tam-bin que este entendimiento de la solubilidad del agua enlos refrigerantes, puede preparar el camino para mejoresprocedimientos de secado.

Desecantes

IntroduccinPor todo lo visto hasta ahora, la conclusin es, que paracontrolar y eliminar los contaminantes en los sistemas derefrigeracin, es indispensable hacer uso de algn mate-rial que tenga esta capacidad. Pero esto no debe serpreocupacin nuestra, ya que este problema lo han resuel-to otras personas desde hace varias dcadas en base aestudios, investigaciones y experiencias. Se comenz porprobar con materiales que ya se empleaban satisfactoria-mente en otras ramas de la industria, como la qumica.Algunos tuvieron que ser desechados y otros dieron bue-nos resultados despus de probarlos y evaluarlos cuida-dosamente. A estos materiales se les conoce como dese-cantes.

DefinicinLos desecantes son materiales usados principalmentepara remover la humedad excesiva contenida en la mez-cla refrigerante-aceite, tanto en forma de vapor comolquida, ya sea en equipos nuevos o ensamblados en elcampo.La eliminacin de humedad se logra de dos maneras: poradsorcin y por absorcin. En el proceso de absorcin, eldesecante reacciona qumicamente con la humedad,combinando sus molculas para formar otro compuesto yremoviendo de esta manera la humedad. En el proceso deadsorcin, no hay reaccin qumica entre el desecante y lahumedad. El desecante es muy poroso, y por lo tanto,tiene una superficie muy grande expuesta al flujo.Y es en estos poros donde de una manera mecnica seatrapa y se retiene la humedad.Por lo anterior, en un sistema de refrigeracin convienems usar desecantes que remuevan la humedad por elproceso de adsorcin.

TiposExisten muchos materiales que tienen la capacidad deservir como agentes desecantes o deshidratantes, perono todos son adecuados para utilizarse en refrigeracin,

x 100 = 8.8%

Figura 1.3 - Sistema con R-22 contenido de humedad del refrigerantelquido = 60 ppm

De la tabla 1.1, a -30C el R-12 tiene un contenido de aguasaturada en fase lquida de 3.5 ppm. De la tabla 1.2 sepuede determinar el contenido de agua saturada en la fasevapor:3.5 X 15.50 = 54.25 ppmCuando el vapor contiene ms de la cantidad de satura-cin (100% h.r.), se presentar agua libre como una terce-ra fase. Si la temperatura es menor de 0C, se formarhielo. Usando estos valores y los porcentajes de lquido yvapor, puede calcularse el contenido de agua crtico delrefrigerante en circulacin:lquido 3.5 X 0.587 = 2.05vapor 54.25 X 0.413 = 22.40

24.45 ppm

-5

-5

-5


ya que en estos sistemas, se requiere un material queremueva la humedad de la mezcla refrigerante-aceite, sincausar reacciones indeseables con estos compuestos ocon otros materiales del sistema.De entre los diferentes desecantes que remueven la hume-dad por el proceso de adsorcin, los ms comnmenteempleados en refrigeracin son: slica gel, almina activa-da y tamiz molecular.

CaractersticasLa principal caracterstica de un desecante, es que debetener una gran capacidad para adsorber humedad. Algu-nos tambin adsorben cidos. No deben ser solubles nicon el agua, ni con el refrigerante, ni con el aceite.No deben romperse al saturarse de humedad. Debentener una alta resistencia mecnica para mantener suintegridad fsica y resistir la presin del flujo de refrigerantey las vibraciones.La slica gel ( Si 0 ) es un material no cristalino. La alminaactivada (Al 0 ) no es totalmente cristalina. Ambos dese-cantes tienen su red de poros de tamao variable, y comosu estructura no es uniforme, estos materiales son clasifi-cados como adsorbentes amorfos.El tamiz molecular es un silicato sinttico. Su configuracinmolecular consiste de una serie de componentes de tama-o definido, dando como resultado un material uniforme,altamente cristalino.El proceso de adsorcin mediante el cual estos tres dese-cantes atrapan y retienen la humedad, consiste en que lasmolculas del agua se adhieren a las paredes interioresde los poros o conductos capilares. Puesto que la super-ficie de estos poros o capilares es enorme, y las molculasde agua son de tamao pequeo, pueden retener cantida-des relativamente grandes de agua.A continuacin se da una breve descripcin de los tresdesecantes ms comunes.Almina Activada.- Un slido duro de color blanco,comnmente en forma granular que no es soluble en agua.Adems de su capacidad para retener agua, tambintiene una excelente capacidad para retener cidos. Gene-ralmente no se utiliza en forma granular, sino que se trituray se moldea en forma de bloque poroso, combinada conotro desecante para incrementar su capacidad de agua.As, adems de una gran capacidad para retener agua ycidos, se proporciona filtracin.Slica Gel.- Un slido con aspecto de vidrio que puedetener forma granular o de perlas. No se disuelve en aguay tiene poco desprendimiento de polvo cuando se utilizasuelta. Tiene una capacidad aceptable para retener hu-medad. Tambin se puede usar mezclada con otrosdesecantes para incrementar su capacidad de retencinde agua, en forma granular (suelta) o moldeada en formade bloque poroso.Tamiz Molecular.- Es el ms nuevo de los tres desecan-tes y ha tenido muy buena aceptacin en la industria. Es unslido blanco que no es soluble en agua. Su presentacin

comn es en forma granular o esfrica. Tiene una excelen-te capacidad de retencin de agua, aunque menor que lade la almina activada para retener cidos. Debido a loanterior, es muy comn combinar estos dos desecantespara balancear estas dos caractersticas: retener agua ycidos. Esta mezcla generalmente es en forma de bloquesporosos moldeados.

Capacidad y EficienciaPor capacidad se entiende como la cantidad de humedadque un desecante puede adsorber y retener. La eficienciaes la habilidad que un desecante tiene para deshidratar unrefrigerante, hasta el ms bajo contenido de humedadcorrespondiente a una temperatura. A esto ltimo se leconoce como Sequedad en el Punto de Equilibrio o EPD(Equilibrium Point Dryness).Si un desecante recientemente activado (sin ningncontenido de humedad) se pone en contacto con unrefrigerante que contiene humedad, el desecante comen-zar a adsorber humedad del refrigerante. Cuando estosucede, el refrigerante tendr menos humedad y eldesecante contendr algo de humedad. A partir de estemomento, el desecante a su vez pasar la humedad alrefrigerante, aunque, como hay mas humedad en elrefrigerante que en el desecante, es mayor la velocidadcon que el desecante adsorbe agua del refrigerante, quela velocidad con que la vuelve a traspasar. Conforme sereduce la cantidad de agua en el refrigerante y aumenta lavelocidad con que el desecante la pasa, la velocidad deadsorcin disminuye. Cuando las dos velocidades seigualan, se dice que los contenidos de humedad en eldesecante y en el refrigerante alcanzan un equilibrio.La cantidad de agua que adsorbe un desecante de unrefrigerante, para llegar a este punto de equilibrio dependede:1. El tipo de refrigerante.2. La cantidad de agua en el refrigerante.3. La temperatura del refrigerante.4. El tipo de desecante (volumen y tamao de los poros y

superficie).En algunos desecantes la capacidad de adsorcin deagua, se ve afectada por la cantidad de aceite presente enel refrigerante.De acuerdo a las normas 35 y 63 de ASHRAE, en estepunto de equilibrio, el contenido de agua en el refrigerantese conoce como Sequedad en el Punto de Equilibrio(EPD) y al agua retenida por el desecante se le conocecomo capacidad de agua. Las unidades en que se midenestos dos valores son partes por milln para el EPD yporciento en peso para la capacidad de agua (o bien,gramos de agua por 100 gramos de desecante).Las curvas de equilibrio de humedad entre los tres dese-cantes comunes y los refrigerantes R-12, R-22 y R-134a semuestran en las figuras 1.4, 1.5 y 1.6, respectivamente.Estas curvas (isotermas de adsorcin) indican que paracualquier cantidad especificada de agua en un refrigeran-te en particular, cada desecante retiene una cantidad

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Figura 1.6 - Curvas de equilibrio de humedad para R-134a para tamizmolecular y slica gel a 52C

especfica de agua correspondiente. Por ejemplo, si en unsistema con R-12 (figura 1.4), se desea un EPD de 5 ppm,el tamiz molecular adsorber y retendr 17% en peso deagua, la almina activada 7% y la slica gel 4%. Estosignifica que cada 100 gramos de tamiz molecular, reten-drn 17 gramos de agua del R-12 a 24C y la almina y laslica retendrn 7 y 4 gr. respectivamente. Desde luego, seseleccionara el tamiz molecular; aunque se puede utilizarcualquiera de los tres desecantes si se emplean cantida-des suficientes. Esto significar usar 4.25 veces ms slicao 2.43 veces ms almina.En la figura 1.7 se puede observar como vara la capaci-dad de agua con el tipo de refrigerante; ya que siendo elmismo desecante, la misma temperatura y a un mismoEPD, digamos 15 ppm, el desecante podr remover aproxi-madamente un 6.2% en peso del R-12, mientras que delR-22 slo podr remover aproximadamente un 3.4% enpeso de humedad.

Figura 1.4 - Curvas de equilibrio de humedad para R-12 y tresdesecantes comunes a 24C


cin adecuada, que en aquellos en los que el agua esmenos soluble, como en el R-12.Como se mencion previamente, la capacidad retencinde agua de los desecantes, tambin se ve afectada por latemperatura. La figura 1.8 muestra las mismas curvas paralos tres desecantes y el R-22, similar a las mostradas en lafigura 1.5, pero a una mayor temperatura, 52C.Si nuevamente nos referimos al ejemplo anterior, a un EPDde 5 ppm a 52C, el tamiz molecular adsorber y retendr6 gr de agua por cada 100 gr de desecante, que es unacantidad mucho menor que 10.5 que retiene a 24C.Similarmente, la almina activada y la slica gel retendrn1.0 y 0.4 gramos, respectivamente.Obviamente, la capacidad de retencin de agua de undesecante es mayor a temperaturas ms bajas. Esto seilustra en la figura 1.9, donde se puede apreciar que abajas temperaturas se obtiene mayor capacidad de reten-cin de agua. De aqu se deduce que es una ventajadeshidratar el refrigerante en un punto del sistema, donderelativamente la temperatura del lquido es ms baja.Aunque todas las grficas (Figs. 1.4 a 1.8) muestran queel tamiz molecular tiene una capacidades de retencin deagua ms alta que la almina activada o la slica gel a unmismo valor de EPD, los tres desecantes son adecuadossi se utilizan cantidades suficientes.

Figura 1.7 - Curvas de equilibrio de humedad para R-12 y R-22 a 24C

De esto se concluye que los refrigerantes en los que elagua es ms soluble, como en el R-22 y R-134a (vertabla 1.1), requieren ms desecante para una deshidrata-


La reactivacin de desecantes, ya sea sueltos o en formade bloque, slo se recomienda hacerla cuando no hay otrorecurso. Nunca se debe tratar de reactivar un desecanteque ya haya sido usado en el sistema. Por otro lado,suponiendo que se cuenta con el equipo adecuado, elcosto real del proceso es excesivo, quiz ms de los quecueste uno nuevo, adems del tiempo invertido para ello.

Filtros Deshidratadores

DefinicinUn filtro deshidratador por definicin, es un dispositivo quecontiene material desecante y material filtrante para remo-ver la humedad y otros contaminantes de un sistema derefrigeracin (figura 1.10).Valycontrol, S.A. de C.V. fabrica una gran variedad dedeshidratadores para sistemas de refrigeracin domsti-ca, comercial, industrial y aire acondicionado.

DescripcinLa aplicacin de los desecantes en los sistemas de refri-geracin, se hace encapsulndolos en unos dispositivosmecnicos llamados filtros deshidratadores. Un filtro des-hidratador est diseado para mantener seca la mezcla

Lo que hace que el tamiz molecular tenga ms capacidadpara retener agua que la almina o la slica, es el tamaode sus poros. Como ya se mencion, la almina y la slicatienen el tamao de sus poros muy variable y son muchoms grandes que los poros del tamiz molecular. Estopermite que en esos poros se introduzcan adems deagua, refrigerante y aceite. En los poros del tamiz molecularslo entran molculas de agua. Las molculas del refrige-rante y el aceite son mucho ms grandes que las del aguay por eso no penetran. De aqu su nombre de tamizmolecular.

Debido a que los desecantes son muy sensibles a lahumedad, debern protegerse todo el tiempo hasta queestn listos para usarse. Los desecantes se obtienen enenvases sellados de fbrica, y debern manejarse encondiciones a prueba de humedad.Los desecantes que no hayan sido usados y que poralguna razn hayan adsorbido humedad, pueden serreactivados calentndolos de 4 a 8 horas a alta tempera-tura en un horno de preferencia al vaco, de acuerdo con lasiguiente gua:Almina activada ________ de 200 a 315 CSlica gel ______________ de 175 a 315 CTamiz molecular_________ de 260 a 350 C

Figura 1.9 - Curvas de equilibrio de humedad para almina activada avarias temperaturas en R-12


Figura 1.10 - Diferentes tipos de filtros deshidratadores

de refrigerante y aceite, adsorbiendo los contaminanteslquidos disueltos, tales como humedad y cidos; y tam-bin, para retener por medio de filtracin todas las partcu-las slidas que estn siendo arrastradas a travs delsistema por la mezcla de refrigerante aceite. No debehaber ningn misterio asociado con la operacin de unfiltro deshidratador. Todas las funciones de diseo ycompuestos que se integran para fabricar estos dispositivos,son conceptos claros y fciles de entender.El uso de los filtros deshidratadores en los sistemas derefrigeracin, es la mejor manera de proteger los compo-nentes en el muy probable caso de que estos contaminan-tes estuvieran presentes en el sistema, ya que la vlvula determo expansin, el tubo capilar y el compresor , son loscomponentes ms afectados por los contaminantes.

A B C

D

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Tipos de Filtros DeshidratadoresToda la amplia variedad de filtros deshidratadores pararefrigeracin, se puede resumir en dos tipos: los que tienenel material desecante suelto, y los que tienen el desecanteen forma de un bloque moldeado (figura 1.11). En los filtrosdeshidratadores de desecantes sueltos, la carga de dese-cante se encuentra en su estado original en forma degrnulos, y generalmente, se encuentra compactada poralgn medio de presin mecnica (como la de un resorte)entre dos discos de metal de malla fina, o entre cojincillosde fibra de vidrio (figura 1.12). En los filtros deshidratado-res del tipo de bloque moldeado, el bloque es fabricadogeneralmente por una combinacin de dos desecantes,uno con una gran capacidad de retencin de agua y el otrocon una gran capacidad de retencin de cidos.

Las combinaciones de desecantes ms comnmente uti-lizadas en los filtros deshidratadores del tipo de bloqueson: almina activada ms slica gel y almina activadams tamiz molecular.En los del tipo de desecante suelto, generalmente se utilizaun solo desecante que puede ser slica gel o tamizmolecular; aunque algunas veces se utiliza una combina-cin de ambos.Tanto los filtros deshidratadores del tipo de desecantesuelto y los del tipo de bloque, pueden ser desechables orecargables (figuras 1.12 y 1.13). Los desechables sontotalmente sellados, y una vez que cumplen con su funcinde filtracin se saturan de humedad, se desechan y seinstala uno nuevo en su lugar. Los filtros deshidratadoresrecargables estn construidos de tal forma, que se puedendestapar por uno de sus extremos para retirar el materialdesecante usado y limpiar los filtros, se coloca el desecan-te nuevo activado y se cierran.En cuanto a sus conexiones, los hay soldables y roscados.Los soldables se fabrican en dimetros de conexionesdesde capilar hasta 3-1/8" (figuras 1.10 "A" y "C"), y losroscados (tipo Flare) van desde 1/4" hasta 5/8" (figuras1.10 "B"). Los metales que ms se utilizan para la fabrica-cin de los filtros deshidratadores son cobre, latn y acero;en estos ltimos, las conexiones soldables son de cobre.Su uso en general es en sistemas con refrigerantes halo-genados y casi nada con amonaco; ya que con esterefrigerante la humedad no representa gran problema, y loms comn es el empleo de filtros nicamente. Los filtrosdeshidratadores pueden aplicarse en sistemas de refrige-racin domstica, comercial, industrial y aire acondiciona-do, en cualquier rango de temperatura.

ClasificacinLa mayora de los fabricantes de filtros deshidratadorespublican tablas de capacidades y seleccin en las cajas oempaque de los mismos. Una informacin adicional y mscompleta se puede encontrar en las tablas de seleccin delos catlogos. En dichas tablas se listan datos tales comomodelo, conexiones, cantidad de desecante, rea defiltrado, capacidad de retencin de agua, capacidad deflujo de refrigerante, recomendaciones de seleccin paracada tipo de refrigerante de acuerdo al tonelaje y laaplicacin, y tambin las dimensiones.Anteriormente, estas clasificaciones las haca cada fabri-cante de acuerdo a sus propias experiencias, aunque lamayora, slo publicaban valores para competir pero queno eran los reales, sin siquiera probar y evaluar sus propiosfiltros deshidratadores.Al ir progresando la industria de la refrigeracin, sedesarrollaron mtodos adecuados para la comparacin yevaluacin de los filtros deshidratadores. Sin embargo,slo se han desarrollado tres normas de clasificacin, unapara la capacidad de retencin de agua, otra para lacapacidad de flujo de refrigerante y otra de seguridad.Hasta que no se establezcan normas para las otrascaractersticas importantes como capacidad de retencin

Figura 1.11 - Slica y bloques desecantes

Figura 1.12 - Filtros deshidratadores del tipo desecante suelto. "E"desechable y "F" recargable

Figura 1.13 - Filtros deshidratadores del tipo de bloque moldeado. "G"desechable y "H" recargable

E

F

G

H

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de cidos, filtracin, etc., los fabricantes proporcionarnsus propios datos de pruebas y evaluaciones, as comosus recomendaciones.En la actualidad, se ha generalizado en todo el mundo laclasificacin de filtros deshidratadores en base a estasnormas. Valycontrol, S.A. de C.V. lo ha venido haciendodesde hace mucho tiempo, y es el nico fabricante ennuestro pas que lo hace. Estas clasificaciones deben serconsideradas en el diseo y fabricacin de un filtrodeshidratador, y su comprensin es de gran valor para elusuario, el fabricante de equipos, as como los tcnicos deservicio. Como una ayuda para ellos, a continuacin sedescriben brevemente en que consisten estas clasificacio-nes de los filtros deshidratadores.

Capacidad de Retencin de AguaLa capacidad de retencin de agua, es la cantidad deagua (en gotas o gramos) que el filtro deshidratador reten-dr a una temperatura estndar y a una Sequedad en elPunto de Equilibrio (EPD) especificada para cada refrige-rante.

Esta capacidad se mide por mtodos descritos en lanorma 710 del Air Conditioning and Refrigeration Institute(ARI), cuando el contenido real de agua no se conoce.Esta norma especifica las condiciones a las cuales sedebe hacer la clasificacin de los filtros deshidratadores,en lo que se refiere a su capacidad para deshidratar lamezcla de refrigerante y aceite (capacidad de retencinde agua), la capacidad de flujo del refrigerante y algunasconsideraciones de seguridad.La norma 63 de ASHRAE tambin fija un procedimientode prueba para determinar las capacidades de retencinde agua y de flujo, para los filtros deshidratadores de lalnea de lquido bajo ciertas condiciones.Las temperaturas especificadas por esta norma son 75F(24C) y 125F (52C); ambas se refieren a temperaturasdel refrigerante en la lnea de lquido. Los EPD usadospara cada refrigerante son:

te; pero a un EPD de 60 ppm para el R-22 es de aproxima-damente 7.5%. La razn por la que se usan diferentes EPDpara el R-12 y el R-22, es debido a que el agua es msmiscible en unos refrigerantes que en otros a una mismatemperatura. Por ejemplo, de la tabla de la figura 1.1,vemos que a una temperatura de -20C el R-12 puedecontener disueltas 7.3 ppm como mximo; en cambio, elR-22 puede tener hasta 282 ppm, por lo que hay msprobabilidad de una congelacin con el R-12 que con elR-22. As, es evidente que la capacidad de agua de un filtrodeshidratador slo significa algo cuando se refiere a unrefrigerante en particular, a un cierto EPD y a una ciertatemperatura. Es por esto que surgi la necesidad deestablecer una norma, y as, surgi hace mucho tiempo lanorma 710 de ARI.

Capacidad de FlujoEs el flujo mximo de refrigerante lquido que permitir unfiltro deshidratador nuevo, a una cada de presin de2 lb/pulg (13.8 kPa) dada en toneladas por minuto. Estaclasificacin se hace en base a las normas 710 de ARI y63 de ASHRAE. Para filtros deshidratadores de la lnea desuccin, la capacidad de flujo se determina de acuerdo alas normas 78 de ASHRAE y 730 de ARI. Esta ltima,tambin da algunas cadas de presin recomendadaspara la seleccin de filtros deshidratadores en instalacionestemporales o permanentes.Debe observarse que la capacidad de flujo difiere,dependiendo del tipo y tamao de conexin y de loscomponentes internos. La capacidad de flujo puede redu-cirse rpidamente, cuando el filtro deshidratador hayafiltrado cantidades crticas de slidos y semislidos.La cantidad y el tiempo de cuando esto va a ocurrir, no sepuede predecir y no est indicado en la norma de ARI.El filtro deshidratador deber reemplazarse cuando sucapacidad de flujo caiga abajo de los requerimientos de lamquina. En la tabla 1.17, se muestran las cadas depresin mximas recomendadas en la lnea de lquido y enla lnea de succin, a varias temperaturas y para diferentesrefrigerantes. Ntese que hay mayor tolerancia cuando lainstalacin de los filtros deshidratadores es temporal (porejemplo en limpieza de sistemas despus de una quema-dura) que cuando la instalacin es permanente. Esto escon el propsito de aprovechar al mximo el filtro, dejndoloque colecte la mayor cantidad posible de contaminantes.Debe recordarse que las capacidades de flujo estnbasadas en una situacin ideal de un sistema completa-mente limpio.

SeguridadLa norma para esta clasificacin, est basada en lapresin de ruptura del cuerpo del filtro deshidratador.Todos los filtros deshidratadores para la lnea de lquidofabricados bajo la norma 710 de ARI, debern cumplir losrequerimientos de la norma 207 de UnderwritersLaboratories, Inc. (UL): Componentes y Accesorios NoElctricos para Contener Refrigerante. Esta norma esta-blece que la presin de trabajo segura (SWP) para un filtro

Estos puntos de referencia fueron fijados arbitrariamente,para prevenir confusiones que surgieran de determinacio-nes hechas a otros puntos. Ntese que para estableceresta capacidad de retencin de agua se consideran: el tipode refrigerante, la cantidad de desecante y la temperatura.La razn por la que se escogieron diferentes EPD paracada refrigerante es la siguiente: Refirindonos a la figura1.7 a un EPD de 15 ppm, la capacidad del desecante paraR-12 es de 6.2% y para R-22 es de 3.4% aproximadamen-

Tabla 1.14 - Valores del contenido de humedad de varios refrigerantes,que se usan para clasificar los filtros deshidratadores por su capacidadde agua.

antes del secado despus del secadoR-12 565 PPM 15 PPMR-22 1,050 " 60 "R-502 1,020 " 30 "R-134a --- 80 "R-404A / R-507 --- 50 "

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deshidratador debe ser de 500 psi (35 kg/cm), y la presinde ruptura debe ser como mnimo 5 veces la presin detrabajo; es decir, 2,500 psi (175 kg/cm). Los filtros deshi-dratadores que fabrica Valycontrol, S.A. de C.V., cumplencon esta norma y estn aprobados con el No. 20T4.Para las dems caractersticas, hasta ahora no existennormas sobre las que se puedan basar los fabricantes defiltros deshidratadores para hacer su clasificacin; por loque cada fabricante hace sus pruebas y evaluaciones, y deacuerdo a los resultados, se dan algunas recomendacio-nes. A continuacin, se mencionan el resto de las caracte-rsticas.

Capacidad de AcidosTodava no se ha establecido una norma a seguir paradeterminar la capacidad de un filtro deshidratador pararetener cidos, sin embargo, existen dos mtodos popula-res para medir la presencia de cido en un sistema.Un mtodo es mediante el uso del cido olico estndar,y el otro, es hacer una prueba en aceite de un compresorquemado. Ningn mtodo es representativo de lo querealmente ocurre en el sistema, ya que slo indican lapresencia de cido en mayor o menor cantidad, al igualque un indicador de lquido y humedad slo indica lapresencia de agua pero no la remueve. El contenido decido en el aceite de un compresor quemado es, conmucho, mayor que el que se puede encontrar en el restodel sistema, mientras que el cido olico no se encuentraen el sistema. Las pruebas en laboratorio y en el campohan mostrado que la cantidad de cido adsorbido por undesecante, es muy cercanamente proporcional al peso deldesecante. De aqu se puede hacer una comparacin dela capacidad de un filtro para recoger cidos, conociendoel peso de desecante utilizado.Como ya se mencion en el tema de desecantes, laalmina activada tiene esta gran capacidad para adsorbercidos. Los filtros deshidratadores del tipo de bloquemoldeado que fabrica Valycontrol, S.A. de C.V., contienenun gran porcentaje de este desecante.Remocin de CerasLa habilidad de un filtro deshidratador para remover cerasy resinas, se vuelve ms importante en aplicaciones debaja temperatura con R-22 o R-502. En un sistema conR-12 hay menos problemas de ceras, ya que el R-12puede retener cera disuelta a mucho ms baja temperatu-ra que el R-22 o el R-502. Mientras las ceras permanezcanen estado lquido no causan problemas, pero a bajastemperaturas pueden solidificarse, y depositarse sobrelos asientos de las vlvulas.No existe un mtodo aceptado para clasificar la habilidadde un filtro deshidratador para remover ceras. En estecaso, se realizaron pruebas con varios materiales, paraver sus caractersticas de adsorber ceras. Los resultadosmostraron que el carbn activado de un tamao de poroen particular, era el ms eficiente para la remocin deceras. El carbn activado no es un material desecante,pero debido a esa caracterstica, se incluye en combina-

cin con desecantes en los bloques moldeados queValycontrol, S.A. de C.V. fabrica exclusivamente, con elpropsito de utilizarlos en sistemas donde se tienen pro-blemas de ceras, como es el caso de los sistemas dondeha ocurrido una quemadura al compresor.

FiltracinComo tampoco existe una norma a seguir para clasificarun filtro deshidratador por su habilidad de filtrar y retenermaterial extrao, y mientras no se desarrolle una, la guams simple es que la capacidad de filtracin es proporcio-nal a la superficie de filtrado. Esta superficie vara muchocon las marcas y tipos de filtros deshidratadores; por lotanto, la capacidad de filtracin tambin es variable.La superficie de filtrado es muy importante, puesto que elfiltro acta como tal en la lnea de lquido para la mezclarefrigerante - aceite, y para la mezcla vapor de refrigerantey aceite en la lnea de succin. A continuacin se describenslo algunos de los mltiples tipos de filtros deshidratadores.Los de tipo de desecante granular suelto emplean diferen-tes medios de filtracin, que van desde simples telas dealambre (cedazos) de latn o acero de entre 60 y 150mallas por pulgada, a lana de acero, fibra de vidrio, fieltroy cartn (como el de los filtros de aceite automotriz).Cualquiera de estos elementos filtrantes que se emplee,se instala generalmente en el extremo correspondiente ala salida del flujo de refrigerante. Otra variante en este tipode filtros deshidratadores, son aquellos en los que lasuperficie filtrante es un bloque de material inerte (cermi-ca) hueco, y dentro de ste se coloca el desecante.A excepcin de este ltimo, la superficie de filtrado de losfiltros deshidratadores de desecante suelto, es pequeaen relacin al tamao del filtro deshidratador.Los de tipo de bloque desecante moldeado, son disea-dos de tal forma que la mezcla de refrigerante aceite, pasea travs de una capa uniforme de desecante. Esto asegurauna filtracin uniforme si la porosidad del bloque es tam-bin uniforme. El bloque es mantenido en su posicingeneralmente mediante un resorte, el cual lo presionacontra un empaque que forma el sello en el extremo de lasalida, forzando al refrigerante a pasar a travs de unbloque. Por lo regular, se instala un filtro de seguridaddespus del bloque, y consiste de una tela de metal de 100mallas por pulgada o un cojn de fibra de vidrio. Este tipode filtros deshidratadores ofrecen la mxima superficie defiltracin que se puede obtener.En cualquiera de los tipos, un filtro deshidratador debe serjuzgado por su habilidad para atrapar y retener grandescantidades de slidos, y al mismo tiempo, continuarproporcionando un flujo aceptable con una mnima cadade presin. Cualquiera de los filtros deshidratadoresretendr las partculas slidas ms grandes como reba-bas, pero no todos protegern contra los contaminantessolubles que pueden afectar la estabilidad qumica delsistema. No se ha publicado nada acerca del lmite msbajo de tamao de partculas, pero el fabricante debeadvertir la capacidad de sus filtros deshidratadores parafiltrar en el rango bajo de micrones. Los filtros deshidrata-

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dores de Valycontrol, S.A. de C.V. del tipo de bloquemoldeado, en pruebas de laboratorio, retienen partculasdel rango de 5 a 10 micrones (un micrn es una millonsi-ma parte de un metro).Mientras ms grande sea la superficie de filtrado, msampliamente se distribuirn los slidos, y slo se formaruna capa muy delgada de material sobre la superficie delbloque. Si la superficie es pequea, la capacidad de flujose reducir considerablemente con una pequea cantidadde contaminantes, y el sistema no operar a su capacidad.Por el contrario, un filtro deshidratador con una superficiede filtracin grande, al remover contaminantes slidos, sucapacidad decrece ligeramente. Por lo tanto, recogerms contaminantes y seguir manteniendo su capacidadde flujo. Sin embargo, como nadie puede estar seguro decuanta contaminacin hay en el sistema, siempre se debeseleccionar un filtro deshidratador con una superficie defiltracin tan grande como el sistema lo permita.

Capacidad del SistemaEsto aunque no est considerado en ninguna norma ni enningn texto, es importante mencionarlo. Esta caractersticadetermina la capacidad ms grande de un sistema derefrigeracin o aire acondicionado, en el que se puedeinstalar un filtro deshidratador de un tamao dado.La capacidad se refiere siempre a la conexin de mayortamao. Por ejemplo, si vemos la tabla de capacidades enel catlogo, la serie de filtros deshidratadores de 30pulgadas cbicas (TD-30), hay cuatro diferentesconexiones.

TD-303 = 3/8" flareTD-304 = 1/2" flareTD-305 = 5/8" flareTD-307S = 7/8" soldableLa mayor capacidad de refrigeracin en T.R. (toneladasde refrigeracin) la tiene el de conexin de 7/8",TD-307 S. Los de conexiones menores, su capacidad sereduce nica y exclusivamente porque de acuerdo a lasprcticas normales de refrigeracin, usualmente se insta-lan en sistemas que tienen menor capacidad de refrigera-cin. La tabla est basada en una extensa investigacin demercado, y muestra la relacin entre la capacidad del filtrodeshidratador y el tamao del sistema en T.R.El fabricante de filtros deshidratadores hace estas reco-mendaciones de seleccin, porque de acuerdo a lasinvestigaciones de mercado, el contenido real de agua enun sistema raramente se conoce; en cambio, la capacidaden T.R. siempre es conocida. Por esta razn, adicional asu clasificacin de acuerdo a normas, Valycontrol, S.A. deC.V. clasifica sus filtros deshidratadores de acuerdo a lacapacidad del sistema en T.R. La mayora de los tcnicosse refieren a la capacidad del sistema en HP, en lugar detoneladas de refrigeracin, por lo que Valycontrol, S.A. deC.V. tambin hizo una relacin entre la capacidad de susfiltros deshidratadores y la capacidad del sistema en HP.Esta tabla se encuentra en el catlogo.

Cundo se debe Instalar un Filtro DeshidratadorEn realidad, lo ms recomendable es que el sistema todoel tiempo est protegido por filtros deshidratadores. Losequipos de refrigeracin y aire acondicionado que yavienen ensamblados de fbrica (paquetes), ya traen insta-lados los filtros deshidratadores. Cuando la instalacin sehace en el campo o cuando se efecta un servicio a unequipo, cualquiera que sea el motivo, es altamente reco-mendable la instalacin de filtros deshidratadores. Lamayora de los contaminantes en un sistema son residuosde la fabricacin, instalacin o reparacin. Debido a quelos refrigerantes son excelentes solventes, estos contami-nantes son rpidamente arrastrados durante el arranque,a travs de las lneas y hacia el compresor. Por esto, losfiltros deshidratadores no solamente son una seguridad encaso de que el procedimiento de evacuacin no haya sidoel adecuado, sino que adems de la humedad, tambinremovern las partculas slidas y otros contaminantes.Por otra parte, si ocurri una quemadura del compresor, esimprescindible la instalacin de filtros deshidratadorespara una completa limpieza del aceite y del refrigerante, ypara proteger el compresor nuevo; ya que la produccin decontaminantes cuando se quema un motocompresor, esdemasiado alta.En cualquiera de los tres casos (instalaciones nuevas,servicios y quemaduras de compresores), el sistemanecesita proteccin, y mayormente durante el arranqueinicial. Aunque un filtro deshidratador es el dispositivoprincipal utilizado para remover todos los contaminantesdel sistema, debe tenerse en cuenta que no es el substitutoa un trabajo o diseo deficiente, sino la herramienta demantenimiento necesaria, para que el sistema funcione enforma apropiada y contnua por ms tiempo.

Dnde se debe Instalar un Filtro DeshidratadorDurante mucho tiempo la pregunta era: dnde es mejorinstalar un filtro deshidratador, en la lnea de lquido o enla lnea de succin? Al avanzar en esta discusin, se harevidente que slo hay dos ubicaciones prcticas para lainstalacin de los filtros deshidratadores: la lnea de succiny la lnea de lquido. Ambas tienen ventajas y desventajas,las cuales sern analizadas.Como ya se mencion anteriormente, los componentesms afectados por los contaminantes son el compresor yla vlvula de expansin o el tubo capilar. Es obvio que losfiltros deshidratadores deban de instalarse cerca de estoscomponentes.Antiguamente, la costumbre haba sido instalar un filtrodeshidratador en la lnea de lquido para proteger la vlvulade termo expansin o el capilar, y en la lnea de succin nose instalaba nada, o en algunas ocasiones se instalabanicamente un filtro de cartn o fieltro, pero sin desecante,y slo temporalmente durante el arranque inicial del siste-ma, o para limpieza despus de una quemadura, el cualera luego retirado.

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En la actualidad, se ha comprobado que para que elsistema trabaje libre de problemas durante ms tiempo,los componentes debern tener proteccin contra conta-minantes permanentemente, y no slo durante el arranqueinicial del equipo.Los filtros deshidratadores para la lnea de lquido, estndiseados para aplicarse en particular en ese lado delsistema, y de manera similar se disean los filtros deshi-dratadores para la lnea de succin. Ambos tienen materialdesecante en cantidad suficiente y tambin un elementofiltrante; por lo que realizan las dos funciones. Las conside-raciones que se toman en cuenta para estos diseos son:los tipos de desecante y la relacin entre la humedad y losdiferentes refrigerantes (ver tema de desecantes). Deacuerdo a estas relaciones, a los refrigerantes se lespuede extraer igualmente la humedad disuelta estandostos en fase de vapor o lquido; por lo que la deshidrata-cin puede llevarse a cabo tanto en la lnea de succin,como en la de lquido, y de igual manera la filtracin.A continuacin, analizaremos cada uno de los lados delsistema, para poder hacer una conclusin respecto adnde es ms conveniente efectuar la deshidratacin ydnde la filtracin.En primer trmino, se debe considerar el tipo de refrige-rante, su estado, su velocidad y su temperatura, as comoel tipo de desecante. En la lnea de lquido, la temperaturadel refrigerante es alta y la velocidad lenta. En la lnea desuccin el refrigerante est en forma gaseosa, a bajatemperatura y a mayor velocidad; se estima que la veloci-dad del vapor de refrigerante en la lnea de succin es seisveces la velocidad que tiene en la lnea de lquido. Por esto,tambin hay diferencia en el dimetro de la tubera, yconsecuentemente, la cada de presin en el lado de bajaes crtica; mientras que en la lnea de lquido se puedetolerar una mayor cada de presin, sin que repercuta en laeficiencia del sistema.Para poder predecir con precisin la capacidad de reten-cin de agua de un desecante en el refrigerante, tanto enfase lquida como en fase de vapor, se requiere recurrir alas curvas de equilibrio como las mostradas en las figuras

de la 1.4 a la 1.9. Estas son nicamente para la fase lquida.Hay muy poca informacin acerca de la capacidad deretencin de agua de los desecantes en la fase vapor delos refrigerantes. En las figuras 1.15 y 1.16 se muestran lascapacidades de retencin de agua de la almina activadacon R-22 y R-12 en la fase vapor, a un EPD de 60 ppm y 15ppm, respectivamente. Como era de esperarse, para elR-22 (figura 1.15), los desecantes tienen mayor capaci-dad de retencin de agua en la fase vapor que en la faselquida. Con el R-12 (figura 1.16) sucede a la inversa, eldesecante tiene ms capacidad de retencin de agua enla fase lquida. Con el R-502, aunque no se muestran lascurvas, hay poca diferencia en la capacidad de retencinde agua entre las dos fases.Los desecantes de tamiz molecular, debido a su altacapacidad de retencin de agua a baja saturacin relativa,son efectivos para secar todos los refrigerantes ya sea enfase vapor o lquida. La slica gel tiene un comportamientosimilar a la almina activada (figuras 1.15 y 1.16); es decir,estos desecantes son ms efectivos cuando se aplican enla fase vapor de refrigerantes, con altos niveles de solubi-lidad de agua como el R-22 y el R-134a, o en la fase lquidacon refrigerantes con bajo nivel de solubilidad de agua,como el R-12 (ver tabla 1.1). Adicional a esta considera-cin, enseguida se har un anlisis de las ventajas ydesventajas de instalar filtros deshidratadores en uno uotro lado del sistema.

Lnea de LquidoLa instalacin de un filtro deshidratador en la lnea delquido, antes del dispositivo de expansin, se ha vuelto laubicacin ms aceptada por todos los que estninvolucrados con la fabricacin, instalacin y servicio deequipos de refrigeracin. Esto tiene las siguientes venta-jas y desventajas:Ventajas. Primero que todo, la humedad es removida delrefrigerante justo antes que el punto ms bajo de tempera-tura del sistema alcance al dispositivo de expansin,limitando as la posibilidad de congelacin. Adems, elfiltro deshidratador tambin remover contaminantes sli-

Figura 1.16 - Capacidad de retencin de humedad de la alminaactivada en R-12 @ 15 ppm fase lquida vs. fase vapor

Figura 1.15 - Capacidad de retencin de humedad de la alminaactivada en R-22 @ 60 ppm fase lquida vs. fase vapor

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dos, evitando tambin que se tape el dispositivo deexpansin.Otra consideracin importante es que en esta ubicacin, elrefrigerante est en forma lquida y a alta presin, lo quepermite que el filtro deshidratador disponga de esa pre-sin para proporcionar un adecuado flujo, y esto a su vez,permita tener el tamao del filtro deshidratador dentro delos lmites econmicos. Aun ms, la velocidad del refrige-rante es lenta y los dimetros ms pequeos, lo quepermite que est ms tiempo en contacto con el desecan-te, y por lo tanto, el EPD se consigue ms rpidamente.Desventajas. Tal como se vio anteriormente (figura 1.9),la capacidad de retencin de agua de un filtro deshidrata-dor disminuye a alta temperatura. Si el refrigerante lquidoque llega al filtro deshidratador est caliente, se reduce laeficiencia del desecante. Sin embargo, los fabricantes defiltros deshidratadores tomamos esto en cuenta, y com-pensamos esa reduccin de capacidad agregando msdesecante. Aqu cabe mencionar que se han instaladofiltros deshidratadores dentro del espacio refrigerado,como en cmaras de congelacin, con excelentes resulta-dos; mejores que si se instalaran a la salida del condensa-dor o del recibidor. Claro, siempre y cuando exista dispo-nible una de tubera con longitud suficiente.Una gran desventaja al instalar un filtro deshidratador en lalnea de lquido, es cuando ste es del tipo de desecantesuelto, el cual tiene que montarse en forma vertical con elflujo de abajo hacia arriba. Con este arreglo, las pulsacionesdel refrigerante pueden levantar y dejar caer el desecanterepetidamente, dando como resultado la formacin de polvoen exceso. Esto puede entonces tapar la malla de salida, yan los tubos capilares.Otra desventaja es que si existen sales metlicas en elsistema, no sern retenidas por el filtro deshidratador de lalnea de lquido; ya que estas sales son solubles en elrefrigerante lquido caliente, y pasarn junto con stehacia otros componentes, donde pueden causar los daosya mencionados en el tema de contaminantes.

Lnea de SuccinEn sistemas nuevos que van a arrancarse por primera vez,despus de efectuado un servicio, donde hubo una que-madura del compresor, o cuando se sospecha que contie-nen contaminantes slidos, se debe de instalar un filtrodeshidratador en la lnea de succin, adems del de lalnea de lquido. Aunque el uso de un filtro deshidratadorpara la lnea de succin estaba reservado nicamentepara estos propsitos, se ha comprobado que en estaubicacin tambin se pueden retener adems de partcu-las slidas, otros contaminantes empleando los materia-les desecantes adecuados.Ventajas. En primer trmino, al instalar el filtrodeshidratador justo antes del compresor, se protege stede los contaminantes slidos que puedan causar abrasina las partes mviles. Con una combinacin de desecantesapropiada, tambin se pueden retener otros contaminan-tes como cidos, humedad y sales metlicas. Estas lti-mas son solubles en el refrigerante en la lnea de lquido,

pero en el vapor fro se precipitan, y ya como slidos, sonretenidos sobre la superficie del filtro deshidratador.Desventajas. De acuerdo con el principio de que lacapacidad de retencin de agua de un filtro deshidratadores mayor a baja temperatura, originalmente se pensabaque su instalacin en la lnea de succin lo hara mseficiente en cuanto a eliminacin de humedad. Sin embar-go, las pruebas han revelado que ste no es el caso, y queen realidad, de hecho tiene menor capacidad de retencinde agua, especialmente con R-12 y R-502. Solamente conel R-22 un filtro deshidratador en la lnea de succin, tendraaproximadamente igual capacidad que en la lnea delquido.Otra desventaja para su instalacin en la lnea de succines la cuestin del tamao. Un filtro deshidratador para lalnea de succin debe ser lo suficientemente grande, parapoder manejar la capacidad de flujo total de vapor delsistema y mantener una mnima cada de presin; ya que,como sabemos, una cada de presin alta en la lnea desuccin implica una disminucin de capacidad en el sistemacompleto y, probablemente, una falla del compresor si larestriccin es muy severa. Adems, con la alta velocidaddel vapor de refrigerante, se tiene un contacto muy pobreentre ste y el desecante.Si bien es cierto que el filtro deshidratador en la lnea desuccin proteger al compresor de los contaminantes delsistema, no debe ser el nico filtro en el sistema, ya que nopodr proteger al dispositivo de expansin u otros acceso-rios. El filtro deshidratador en la lnea de succin debeusarse "adems de", y no "en lugar de" un filtro deshidra-tador para la lnea de lquido.Las conclusiones de esta discusin sobre dnde es mejorinstalar un filtro deshidratador son, como ya se mencion,que los componentes debern estar todo el tiempo prote-gidos.En la actualidad, con las ms modernas tcnicas y proce-sos de fabricacin disponibles, as como con los mejoresdesecantes, Valycontrol, S.A. de C.V. en base a muchosaos de investigacin y experiencia prctica, disea yfabrica filtros deshidratadores con las caractersticas ade-cuadas para las necesidades de cada lado del sistema,brindando proteccin a los componentes. La recomenda-cin es que para tener esta proteccin, lo mejor esemplear filtros deshidratadores del tipo de bloque dese-cante, que ofrecen una gran superficie de filtracin y unacombinacin balanceada de desecantes, para reteneradems de partculas slidas, los contaminantes solublescomo agua, ceras, cidos y sales metlicas. La combinacinde desecantes proporciona una proteccin total del sistema,mejor que cualquiera de los desecantes solos.Solamente en sistemas pequeos como refrigeradoresdomsticos, unidades de aire acondicionado de ventana,enfriadores de bebidas, congeladores, etc., se recomien-da el uso de filtros deshidratadores con un slo desecante.Adems, en este tipo de sistemas, por razones de econo-ma, no se justifica el uso de un filtro deshidratador en lalnea de succin y no es indispensable. En sistemas msgrandes que usen compresores semihermticos o abier-

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tos, lo ms recomendable es instalar filtros deshidratado-res tanto en la lnea de lquido como en la de succin.

Cundo se debe Cambiar un Filtro Deshidra-tadorHay dos razones principales para cambiar un filtro deshi-dratador estando el sistema en operacin:1. Cuando haya una cada de presin arriba del lmite

recomendado.2. Cuando el desecante se haya saturado de humedad.Respecto al punto No. 1, la capacidad de flujo de un filtrodeshidratador para la lnea de lquido, se determina entoneladas por minuto a una cada de presin de 2 lb/pulg(psi) a travs del mismo, segn los procedimientos deASHRAE y ARI. Esta capacidad de flujo se ve rpidamen-te disminuida cuando grandes cantidades de slidos ysemislidos son retenidos por el filtro. No hay forma depredecir qu cantidad se acumular ni cuando va a ocurrir,pero es obvio que cuando la capacidad de flujo del filtrodeshidratador caiga abajo de los requerimientos del equi-po, ste deber ser reemplazado. En la Tabla 1.17 semuestran las mximas cadas de presin permisibles atravs de los filtros deshidratadores de la lnea de succiny de la de lquido, respectivamente, tanto para instalacio-nes permanentes como temporales para los diferentestipos de refrigerante. Como se puede observar en la tabla1.17, las cadas de presin son menores en la lnea desuccin que en la lnea de lquido, y si por ejemplo, los filtrosdeshidratadores se estn utilizando para la limpieza de unsistema despus de una quemadura (instalacin temporal),se puede permitir que la cada de presin sea muchomayor de la normal, con el objeto de aprovechar almximo la capacidad de filtracin, antes de retirar losfiltros y cambiarlos por otros nuevos, o que se cambien losbloques desecantes, en el caso de filtros deshidratadoresrecargables. Los filtros deshidratadores para la lnea desuccin, estn provistos de vlvulas de acceso para podermedir la cada de presin. Si slo tiene vlvula de accesoen la conexin de entrada, se puede usar sta y la de lavlvula de servicio de succin del compresor.En relacin al punto 2, la capacidad de retencin de aguade un deshidratador, depende de la cantidad y tipo dedesecante, del tipo de refrigerante y de la temperatura.Si el contenido de agua en el sistema rebasa la capacidaddel filtro deshidratador, ste deber reemplazarse por otronuevo; o bien, si es del tipo recargable, se debern cam-biar los bloques desecantes.

En ambos casos, es de gran utilidad instalar un indicadorde lquido y de humedad, de buena calidad, inmediata-mente despus del filtro deshidratador de la lnea delquido. Este dispositivo permite observar la presencia deburbujas en el lquido, lo que puede ser una indicacin decada de presin. Tambin se puede observar el conte-nido de humedad por el color del indicador (ver captulode indicadores de lquido y humedad).Por otra parte, es norma que los filtros deshidratadorestambin deban de cambiarse cada que se abra el sistemapor cualquier razn.Si despus de cambiar una vez los filtros deshidratadoressigue habiendo indicios de exceso de humedad o de cadade presin, deben reemplazarse por segunda vez, y anuna tercera vez, si es necesario, hasta que el tcnicoquede convencido de que el nivel de contaminantes en elsistema, se haya reducido a un lmite seguro.Normalmente cuando se va a cambiar un filtro deshidratadoro a reemplazar el desecante, se requiere vaciar la lnea derefrigerante y aislar el filtro, cerrando las vlvulas de pasoo de servicio en la lnea.

Cmo se debe Seleccionar un Filtro Deshidra-tadorAntiguamente, en base a la experiencia, lo recomendableera seleccionar un filtro deshidratador que tuviera mayorcantidad de desecante de la necesaria, para efectuar ladeshidratacin y, en aquellas situaciones donde un solodeshidratador no era suficiente, era cuestin de instalar unsegundo, y si se requera, hasta un tercero.En la actualidad es muy fcil seleccionar un filtrodeshidratador para que cumpla con el trabajo de secado,ya que la mayora de los fabricantes de filtrosdeshidratadores publican en sus catlogos tablas deseleccin, en las cuales los clasifican de acuerdo a lanorma 710 de ARI. Como ya sabemos, esta norma sedesarroll para proporcionar un mtodo preciso de prueba,y adems, especifica cmo un fabricante debe clasificarsus filtros deshidratadores. De esta manera, a los tcnicosy fabricantes de equipos, se les facilita seleccionar un filtrodeshidratador y pueden estar seguros que realizar eltrabajo para el que fue seleccionado.Algunos fabricantes en el mundo, entre ellos Valycontrol,S.A. de C.V., van un paso adelante de las normas de ARI,

Tabla 1.17 - Cadas de presinmximas recomendadas a travsde los filtros deshidratadores de lalnea de succin y lnea de lquido,para instalacin permanente otemporal.

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rio, ser ms alta que las fijadas para uso en condicionesen el campo. Cuando se selecciona por capacidad, debe-r usarse la clasificacin del fabricante. La razn es queesta clasificacin es ms baja que la de laboratorio, y suuso asegurar que el filtro deshidratador sea lo suficiente-mente grande para cumplir con el trabajo. Todos los filtrosdeshidratadores seguirn la regla de que mientras msgrandes son, ms contaminacin detienen. Tambin sa-bemos que en los de mayor tamao, la cada de presin esmenor, y puesto que es necesario que los filtros deshidra-tadores mantengan una cada de presin baja, lo mssensato es, seleccionar un filtro deshidratador tan grandecomo el espacio y la economa lo permitan.En el lado de baja del sistema, el proceso de seleccin esmuy similar. Mientras son la humedad y las ceras lo quepueden detener el funcionamiento una vlvula de expan-sin, el cido y los contaminantes insolubles son los quepueden matar un compresor. En la lnea de succin sedebe seleccionar un filtro deshidratador ms por su capa-cidad de filtracin y remocin de cidos, que para removerhumedad. Tambin deber seguirse la regla de que mien-tras ms grande mejor.Otra opcin en el proceso de seleccin de filtros deshidra-tadores, es entre los de tipo sellado y los recargables y sedebe considerar tambin el tipo de sistema; es decir, si setrata de refrigeracin domstica, comercial, industrial oaire acondicionado, y si es de baja, media o alta tempera-tura.

En base a toda la informacin expuesta en este captulo,hemos aprendido cmo poder calcular la capacidad deretencin de agua de un filtro deshidratador, para unsistema y refrigerante determinados. Pero esto no esnecesario hacerlo, ya que el fabricante ha hecho todosesos clculos para que la seleccin sea simple. En elcatlogo en las Tablas de Seleccin de Filtros Deshidra-tadores, aparecen los valores de las diferentes clasifica-ciones para cada modelo de filtro deshidratador. De cual-quier manera, veremos algunos ejemplos de cmo calcu-lar esa capacidad, y cmo seleccionar un filtro deshidrata-dor.Debido a la diversidad de modelos y aplicaciones de losfiltros deshidratadores, y a que existen tambin una varie-dad de sistemas en cuanto al tamao y temperaturas detrabajo, haremos un ejemplo representativo de cada uno.Para la seleccin de un filtro deshidratador, generalmentedeben considerar varios parmetros de diseo.1. Contaminantes presentes en el sistema2. Presin mxima de operacin3. Temperatura mxima de operacin4. Humedad total en el sistema5. Tipo y cantidad de refrigerante6. Tipo y tamao de sistemaContaminantesEsta informacin es necesaria para determinar el rea defiltracin total requerida.

en el hecho de que no solamente publican los datosapegados a estas normas, sino que tambin hacen suspropias Recomendaciones de Seleccin para los tcni-cos. Por ejemplo, se hacen recomendaciones para equi-pos domsticos y comerciales, para fabricantes de equi-pos originales de refrigeracin y aire acondicionado, ypara ensamble y reemplazo en el campo. En estas reco-mendaciones se considera un exceso de suciedad en elsistema, lo que significa que el filtro deshidratador puederetener una cantidad considerable de suciedad, y anproporcionar un flujo adecuado para mantener la capaci-dad del sistema.El tamao de un filtro deshidratador puede variar de acuer-do al sistema y al refrigerante que se utilice. Al seleccionarun filtro deshidratador para una instalacin de cierto tama-o, nosotros podemos suponer que el filtro debiera serms grande si el sistema es con R-22, a que si es con R-12. Pero esto no es as, ya que si recordamos, de acuerdoa la norma 710 de ARI, el R-22 debe deshidratarse a unEPD de solo 60 ppm y el R-12 debe deshidratarse hastaun EPD de 15 ppm. Por otro lado, en el sistema con R-22,se requerira circular menos cantidad de refrigerante queen el sistema con R-12, para obtener aproximadamente lamisma capacidad. En conclusin, si las condiciones sonsimilares, se requerir un filtro deshidratador de mayortamao si el sistema es con R-12, que si fuese con R-22.Si echamos un vistazo a las tablas de seleccin de filtrosdeshidratadores en el catlogo de Valycontrol, veremosque los diferentes modelos estn clasificados de acuerdoa la norma 710 de ARI, pero adems, aparecen unos datosde Capacidades Recomendadas tanto para fabrican-tes de equipo como para reemplazo en el campo.Si observamos, un cierto modelo de filtro se recomiendapara una cierta capacidad cuando se instala en un equipooriginal, pero para un reemplazo en el campo, se requeririnstalarle uno ms grande para que d la misma capaci-dad.Lo anterior, se debe principalmente a que un fabricante deequipo original, puede determinar el contenido de hume-dad dentro de sus equipos, haciendo esto ms fcil selec-cionar con precisin el tamao de filtro deshidratador quedebe instalar en cada unidad. Cuando se hace una insta-lacin nueva, o cuando se repara un equipo en el sitio detrabajo, no hay una manera sencilla de que el contratista oel tcnico determinen el contenido de humedad, a menosque se hagan complicados clculos o pruebas de labora-torio. Debido a esto, lo ms comn es que se seleccioneun filtro deshidratador con una capacidad algo mayor de larequerida; as, se tendra una cantidad adicional de dese-cante para retener el exceso de humedad que entrara alsistema, en caso de abrirlo por cualquier razn.La clasificacin de los filtros deshidratadores se hace bajodos condiciones diferentes: primero, una clasificacin delaboratorio, en base a condiciones de operacin ideales;la segunda clasificacin, se basa en una exageracin desu funcionamiento a las condiciones reales en el campo.Como regla, la clasificacin en condiciones de laborato-

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Presin de OperacinSe necesita esta informacin para determinar la mnimapresin de ruptura requerida. Como ya se haba mencio-nado, la presin de ruptura mnima requerida por un filtrodeshidratador est dada por la norma 207 de UnderwritersLaboratories (UL). Esta norma establece que la presin deruptura, debe ser mnimo 5 veces la presin de trabajo(500 psi) o sea, 2500 psi (175 kg/cm). Los filtros deshidra-tadores que fabrica Valycontrol, S.A. de C.V. cumplenampliamente con esa norma.

Temperatura de OperacinEsta informacin sirve para determinar el tipo de desecan-te. Como ya se vio en el tema de desecantes, el tamizmolecular es generalmente el desecante de ms acepta-cin para usarse en la lnea de lquido, debido a su altacapacidad de retencin de agua an en temperaturasaltas. La slica gel se emplea con mejor resultado en lalnea de succin. Si se va a utilizar slica gel en la lnea delquido, se deber emplear un volumen aproximadamentetres veces mayor. Algunas veces se emplean mezclas deestos dos desecantes. Esto es en lo que se refiere a laaplicacin de desecante suelto.La almina activada, generalmente no se utiliza sola.La mayora de las veces se emplea combinada con tamizmolecular o con slica gel y en forma de bloque moldeado,para darle a estos bloques, adems de capacidad deretencin de agua, la capacidad de retener cidos ytambin mayor rea de filtrado. De esta forma, se puedeninstalar tanto en la lnea de lquido como en la de succin.

Humedad Total del SistemaCon esta informacin se determina la cantidad de dese-cante necesario para mantener la humedad en un nivelseguro. La norma 710 de ARI establece el mtodo paracomparar diferentes desecantes y filtros deshidratadores.Este mtodo sirve ms bien como una gua para pruebasde laboratorio. La experiencia ha demostrado que unamanera ms significativa para dar el tamao a los filtrosdeshidratadores, es basndose en la cantidad dedesecante, la capacidad del sistema y la cantidad y tipo derefrigerante. Es decir, el filtro deshidratador deber tenerel tamao suficiente para mantener la humedad del siste-ma por debajo del nivel permitido, a la temperatura deoperacin.Ejemplo 1. Clculo y seleccin de un filtro deshidratadorpara refrigeracin domstica.Datos:Carga de refrigerante = 900 gTipo de refrigerante = R-12EPD (Nivel de humedad en R-12) = 15 ppmTemperatura de evaporacin = -15CHumedad en el sistema* = 250 mg*(dato del fabricante)Nota: Para efecto de clasificacin de filtros deshidratado-res, su capacidad de retencin de agua se expresa engramos o en gotas de agua. Debe recordarse que 1g deagua = 20 gotas de agua.

Clculos:Primero debe calcularse la humedad total del sistema,para lo cual, todos los valores deben estar en las mismasunidades.Peso del agua en el R-12 = 15 ppm = 15 mg de agua/kg deR-12como son 900 g de R-12:

0.015 g agua1000 g R-12

El agua total es: la del refrigerante ms la del sistema =0.0135 + 0.250 = 0.2635 g de agua.

0.2635g 900 g

De la tabla 1.1 podemos ver que el R-12 a -15C retendr10 ppm a esta temperatura, el resto del agua (292.8 - 10 =282.8 ppm) se congelar. Por lo tanto, el filtro deshidrata-dor deber ser capaz de remover 282.8 ppm de agua.Para calcular los gr de desecante requerido, expresamosla humedad en gramos y luego en gotas.

__g de agua__1000 g de R-12

20 gotas1 gramo

De la figura 1.4 tomamos los valores de la slica gel y eltamiz molecular, que son 9% y 20.5% en peso, respectiva-mente. Aqu cabe mencionar que tod

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Manual de Refrigeracion Valyc