Cómo diagnosticar filtros secadores parcialmente restringidos

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

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

Algunos de los materiales más comunes utilizados en la construcción de filtros secadores son la alúmina activada y los desecantes de tamiz molecular. La alúmina activada se utiliza para eliminar moléculas de ácidos orgánicos de los sistemas de refrigeración. Los ácidos inorgánicos como los ácidos fluorhídrico y clorhídrico se forman cuando ciertos refrigerantes y agua se descomponen debido a temperaturas de funcionamiento muy altas en un sistema de refrigeración. A esto se le suele denominar agotamiento del sistema. La alúmina activada se utiliza a menudo en filtros secadores de línea de succión y de líquido para limpiezas ácidas después de quemaduras del sistema.

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

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

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

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

Los síntomas de un filtro secador parcialmente obstruido incluyen:

Temperatura de descarga superior a la normal: Las altas temperaturas de descarga son causadas por altos recalentamientos del compresor y altas relaciones de compresión. Un evaporador hambriento debido a la restricción de la línea de líquido (filtro secador) provocará sobrecalentamientos elevados. Las altas relaciones de compresión debido a la baja presión del evaporador causarán altos calores de compresión, así como altas temperaturas de descarga. Esto supone que todavía hay algo de flujo másico de refrigerante a través del sistema. La gravedad de la restricción en el filtro secador determinará qué tan alta será la temperatura de descarga. Si el sistema queda completamente restringido, el compresor bombeará el sistema y permanecerá apagado o, a veces, realizará un ciclo corto en el control de baja presión.

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

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

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

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

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

Punto frío local o heladas después de la restricción: Es posible que el refrigerante líquido se convierta en vapor en el secador restringido si la restricción es lo suficientemente severa. Simplemente pasando la mano por la línea de líquido y el filtro secador puede encontrar un punto frío local. Un dispositivo de medición de temperatura en la línea de líquido aproximadamente 12 pulgadas antes de la entrada del TXV no debe estar más frío que el ambiente que lo rodea. Si es así, existe una restricción segura en algún lugar aguas arriba.

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

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

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

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

También podrían producirse burbujas durante aumentos rápidos de cargas. La TXV podría abrirse completamente durante un aumento de carga y podrían producirse algunos destellos aunque el receptor tenga suficiente líquido. Además, los cambios repentinos en los sistemas de control de presión de cabeza pueden arrojar gas caliente al receptor para aumentar la presión de cabeza, provocando que la mirilla burbujee incluso aunque haya suficiente líquido en el receptor para formar un sello en la salida del tubo de inmersión del receptor. Una mirilla en el receptor evitaría que los técnicos cobraran de más en este caso, pero inicialmente le costaría al fabricante un poco más de dinero. Una mirilla en la línea de líquido antes de la TXV también ayudaría a informar al técnico si se produce algún destello de líquido antes de la TXV. Este parpadeo podría deberse a una pérdida de subenfriamiento o a una caída excesiva de presión estática y/o por fricción en la línea de líquido antes de que llegue a la TXV.

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

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

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

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

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

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