Manual Práctico de Reconversión Gases Hidrocarburos
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Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos LIMITE DE RESPONSABILIDAD La información y procedimientos técnicos contenidos en el presente manual práctico están estructurados para cubrir el entrenamiento de técnicos a nivel nacional en “Reconversión de equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos”. Los procedimientos técnicos aquí descritos solamente los podrán ejecutar personas que tengan las habilidades y capacidad técnica previa requerida. Es responsabilidad del técnico seleccionar y aplicar el procedimiento adecuado para realizar el mantenimiento, reparación, reconversión y adecuación de cualquier sistema de refrigeración y aire acondicionado. Asimismo, es responsabilidad del técnico seguir y respetar las recomendaciones y procedimientos establecidos por los fabricantes de equipos de refrigeración, aire acondicionado, compresores y componentes utilizados para los servicios. 1 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos PROLOGO El presente Manual tiene por objetivo brindar los conocimientos básicos para el uso de refrigerantes naturales alternativos, específicamente el R600a y R290, y reconversión de equipos utilizados en el campo de la refrigeración y aire acondicionado doméstico. La SEAM, con el apoyo de PNUD y PNUMA, en el marco de los proyectos del Protocolo de Montreal, comprometida a evitar la destrucción de la capa de ozono causada por la emisión de diferentes sustancias a la atmósfera, donde algunas de las principales son las que se utilizan en el campo de la refrigeración y el aire acondicionado, promueve la utilización de sustancias refrigerantes alternativas a los HCFC y la reconversión de equipos utilizando métodos y procedimientos adecuados orientados al manejo correcto y seguro de dichas sustancias, con la Implementación del Plan de Eliminación de HCFC. Una de las actividades más desafiantes del Plan de Eliminación de los HCFC en Paraguay es la de promover los conocimientos técnicos sobre los sustitutos de los HCFC con bajo potencial de calentamiento global (PCG) y del uso de otros agentes de limpieza, considerando el desconocimiento casi absoluto del uso de los refrigerantes naturales. Para el efecto, se requiere capacitación y entrenamiento a través de las escuelas de formación, siendo la modalidad de los mismos la formación de formadores con consultores internacionales y la posterior difusión masiva a los técnicos y trabajadores del sector. Debido a las condiciones climáticas del país, se impulsó el desarrollo de pruebas, ensayos e investigaciones técnicas, orientadas a producir validaciones y factibilidad técnica para la adaptación (“retrofitting”) de los equipos de aire acondicionado de baja carga así como de conversiones de equipos domésticos y comerciales para usar refrigerantes naturales o tecnologías alternativas a la expansión directa. En este sentido, se contó con la participación de las escuelas técnicas de formación, así como universidades del área de ingeniería y centros de investigación, cuyos resultados aportaron los insumos necesarios para la elaboración de esta herramienta de consulta. Este manual está orientado especialmente para la capacitación de técnicos y trabajadores del sector de refrigeración y aire acondicionado de todos los niveles y ha sido elaborado por el Ing. Vicente Arricobene, consultor nacional, habiendo sido validado en el ámbito del Comité Técnico de Buenas Prácticas en Refrigeración, con los conocimientos de docentes y la experiencia profesional de técnicos nacionales. Unidad de Ozono Secretaría del Ambiente 2 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos ÍNDICE DE CONTENIDO ÍNDICE DE CONTENIDO ............................................................................................ 3 ÍNDICE DE FIGURAS ................................................................................................. 6 ÍNDICE DE TABLAS ................................................................................................... 6 ACERCA DEL AUTOR ................................................................................................ 7 INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 8 CAPITULO 1 ............................................................................................................... 9 Breve Reseña .......................................................................................................... 9 Características Principales de los Refrigeradores que usan Refrigerante R-600a 10 Comparación entre Refrigerantes R-12, R-134a con el R-600a ............................ 13 TABLA PRESIÓN - TEMPERATURA DEL R-600a ............................................... 14 RECONVERSION DIRECTA (DROP-IN) DE REFRIGERADORES QUE TRABAJAN CON R-12 o R-134a A HIDROCARBURO R-600a ........................ 14 Sistemas de Seguridad ...................................................................................... 15 Situaciones que se pueden presentar para realizar una reparación .................. 15 EQUIPOS Y HERRAMIENTAS.............................................................................. 16 Manifold o juego de manómetros ....................................................................... 16 Balanza Digital ................................................................................................... 17 Bomba de Vacío ................................................................................................. 18 Manguera para evacuar gas .............................................................................. 19 Cilindro de R-600a ............................................................................................. 20 Adaptador para carga de gas R-600a ............................................................... 20 METODOLOGÍA A SEGUIR PARA UNA RECONVERSIÓN A GAS R-600A ...... 21 Elementos de Seguridad .................................................................................... 22 Los elementos mínimos de protección personal son, guantes y antiparras. ..... 22 APLICACIÓN PRÁCTICA N° 1 ............................................................................. 22 3 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos REPARACIÓN DE REFRIGERADOR CON EVAPORADOR PERFORADO O CON ABOLLADURAS .................................................................................................... 22 1) Revisión del circuito eléctrico .................................................................... 22 2) Sistema Frigorífico .................................................................................... 25 APLICACIÓN PRACTICA N° 2 .............................................................................. 38 COMPRESOR NO FUNCIONA, BOBINADO ELÉCTRICO QUEMADO ............... 38 APLICACIÓN PRACTICA N° 3 .............................................................................. 39 COMPRESOR NO LEVANTA PRESIÓN............................................................... 39 INFORMACIÓN PARA TENER EN CUENTA ........................................................ 40 REOPERACIÓN CON GAS R-600a.......................................................................... 40 1. Extraer el refrigerante R-600a de la instalación ........................................ 40 2. Presurización del Sistema......................................................................... 44 3. Vacío en el Sistema .................................................................................. 44 4. Carga de gas R-600a, con balanza .......................................................... 44 IDENTIFICACIÓN DEL EQUIPO RECONVERTIDO A REFRIGERANTE R-600a 45 NOTAS DE INTERÉS ............................................................................................ 46 CONCLUSIONES .................................................................................................. 46 CAPITULO 2 ............................................................................................................. 47 RECONVERSIÓN DE EQUIPOS DE AIRE ACONDICIONADO TIPO SPLIT ........... 47 DOMICILIARIOS ....................................................................................................... 47 Utilización de Refrigerante R-290 (Gas Propano) como sustitución directa del Refrigerante R-22 .................................................................................................. 47 Refrigerante (HC) R-290 o Propano ......................................................................... 47 Tabla comparativa del R-290 (propano) con respecto al R-22 .............................. 48 INVESTIGACIÓN Y ESTUDIOS EN PARAGUAY ................................................. 48 Inflamabilidad......................................................................................................... 49 Condiciones de Seguridad ..................................................................................... 49 Ejemplo de Cálculo del Límite Práctico de Inflamabilidad ..................................... 49 CONSIDERACIONES A TENER EN CUENTA ...................................................... 50 4 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos RECONVERSIÓN DIRECTA (DROP-IN)............................................................... 51 Factores a tener en cuenta en una reconversión ............................................... 51 Cuando se justifica una reconversión? .............................................................. 51 APLICACIÓN PRÁCTICA ..................................................................................... 51 Caso A: El equipo perdió todo el Refrigerante ....................................................... 51 1) Verificación de las Condiciones de Seguridad .......................................... 51 2) Verificación de los Componentes Eléctricos ............................................. 52 3) Interconexión de tuberías entre unidades ................................................. 53 4) Barrido con Nitrógeno de los Componentes ............................................. 54 5) Interconexión y Prueba de Hermeticidad .................................................. 54 6) Vacio en el Sistema .................................................................................. 54 7) Carga de gas con Balanza ........................................................................ 55 8) Estabilizar el Sistema ................................................................................ 56 Dato orientativo a nivel práctico ......................................................................... 57 9) Placa de Seguridad ................................................................................... 57 APLICACIÓN PRÁCTICA ..................................................................................... 58 Caso B: Equipo con Refrigerante Contaminado .................................................... 58 APLICACIÓN PRÁCTICA ...................................................................................... 59 Caso C: Equipo que trabajaba con R-290 y se debe abrir el Sistema para un cambio de compresor o reemplazo de válvula de la U.C. ...................................... 59 Importante .......................................................................................................... 60 DATOS PARA TENER EN CUENTA ................................................................. 61 TENDENCIAS Y ALTERNATIVAS AL R-22 ....................................................... 61 5 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Opciones de Evaporadores ........................................................................ 12 Figura 2. Manifold exclusivo para R-600a ................................................................. 16 Figura 3. Manómetro de baja .................................................................................... 16 Figura 4. Balanza digital ............................................................................................ 17 Figura 5. Bomba de vacío. ........................................................................................ 18 Figura 6. Manguera con conector.............................................................................. 19 Figura 7. Cilindro descartable de R-600 a ................................................................. 20 Figura 8. Adaptador de Carga R-600a ...................................................................... 20 Figura 9. Componentes eléctricos. ............................................................................ 22 Figura 10. Esquema de Instalación-Hermeticidad .................................................... 31 Figura 11. Esquema de Instalación-Vacio ................................................................ 32 Figura 12. Esquema de Instalación-Carga ................................................................ 34 Figura 13. Síntomas de buen funcionamiento. ......................................................... 37 Figura 14. Elementos para Estabilizar Sistema ......................................................... 38 Figura 15. Válvula perforadora con la manguera de evacuación del gas conectada.41 Figura 16. Parámetros de Confort. ............................................................................ 50 Figura 17. Prueba de Hermeticidad ........................................................................... 54 Figura 18. Prueba de Vacio ....................................................................................... 55 Figura 19. Carga de gas con Balanza ....................................................................... 55 Figura 20. Ubicación del bulbo del termómetro. ........................................................ 56 Figura 21. Placa de Seguridad .................................................................................. 57 Figura 22. Equipos y Conexionado para Recuperación de Gas ................................ 58 Figura 23. Conexionado para Barrido ...................................................................... 59 Figura 24. Tendencia de los gases en el futuro......................................................... 61 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Comparación de datos entre refrigerantes .................................................. 13 Tabla 2. Tabla Presión vs. Temperatura del R-600a ................................................. 14 Tabla 3. R-290 vs. R-22 ............................................................................................ 48 Tabla 4. Tabla Presión vs. Temperatura ................................................................... 56 6 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos ACERCA DEL AUTOR Vicente Arricobene es Ingeniero Mecánico, egresado de la Universidad Tecnológica Nacional de Buenos Aires-Argentina. Se ha especializado en Termodinámica, específicamente en cálculo diseño y construcción de intercambiadores de calor - Radiadores Industriales, Evaporadores Industriales, Enfriadores de líquidos, Condensadores por agua y Evaporativos. En los últimos 10 años ha trabajado en el área de refrigeración y aire acondicionado. Actualmente es profesor y encargado de área de refrigeración y aire acondicionado, en el Instituto de Formación Profesional Adolfo Kolping. Miembro del Comité Técnico de la SEAM (Secretaria del Ambiente) en buenas prácticas en refrigeración. Trabajos de desarrollo e investigación sobre gases hidrocarburos, para reconversión de refrigeradores y aire acondicionado domiciliarios. Evaluador de competencias laborales para técnicos en refrigeración y aire acondicionado. 7 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos INTRODUCCIÓN La finalidad de este manual es capacitar a los técnicos en refrigeración y aire acondicionado, especialmente en el área de refrigeradores y aire acondicionado tipo Split domiciliarios, que operan con refrigerantes que atacan la capa de ozono y contribuyen al calentamiento global, y reconvertirlos a refrigerantes hidrocarburos. Para ello se describen la metodología y procedimientos adecuados para el manejo de dichas sustancias. Es importante mencionar que los resultados obtenidos y volcados en este material es producto de investigaciones a nivel mundial, y a ensayos realizados en Paraguay en el marco del Plan de Eliminación de HCFC, impulsado por la Secretaria del ambiente SEAM. 8 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos CAPITULO 1 Breve Reseña A partir de confirmarse el ataque y destrucción de la capa de ozono por parte de los CFC, en el año 1996 la utilización de estos gases fue prohibida en los países desarrollados, conforme al acuerdo firmado por el protocolo de Montreal. En los países en desarrollo, y específicamente en Paraguay, la eliminación del consumo CFC, en particular el R-12, fue fijada en diciembre del año 2009, por lo tanto a esa fecha fue prohibida la importación. Varias opciones han sido desarrolladas y utilizadas como alternativa del R-12, especialmente en la fabricación de nuevos equipos. Una de ellas es el refrigerante R-134a (HFC), debido a sus características físicas, termodinámicas similares al R-12. El gas R-134a no ataca la capa de ozono, pero tiene un factor de calentamiento global muy importante, más conocido como efecto invernadero. No obstante gran parte de Europa y en especial Alemania se inclino por la fabricación de refrigeradores y congeladores domésticos utilizando gases hidrocarburos, específicamente R-600a o Isobutano. Este refrigerante ejerce efecto despreciable sobre el calentamiento global y no ataca la capa de ozono, además es una sustancia que forma parte de gases del petróleo, proveniente de fuentes naturales. El Isobutano ha sido utilizado en el pasado hasta fines del año 1940, después de la aparición y producción en amplia escala de los refrigerantes (CFC), más conocidos como R-11, R-12, en función de que estos presentaban bajos costos, son atóxicos y por no presentar características de inflamabilidad. Los refrigeradores modernos que utilizan R-600a, fueron diseñados y fundamentalmente, por ser un gas inflamable se han tenido en cuenta algunos aspectos, sobre normas que contienen una especificación general sobre la seguridad de los hidrocarburos. 9 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos Características Principales de los Refrigeradores que usan Refrigerante R-600a Compresor El compresor de tipo alternativo, ha sido diseñado para trabajar con gas R-600a, este compresor tiene un volumen de desplazamiento mayor que los compresores que trabajan con R-12 y R-134a, para una misma capacidad de refrigeración. Por sus características termodinámicas el R-600a necesita un menor flujo de masa (menos cantidad de gas), para que se obtenga una misma capacidad de refrigeración. Por lo tanto los compresores para R-600 a fueron ajustados en su diseño para trabajar con este gas. Condensador y Evaporador Estos componentes que operan con R-12 y R-134a, funcionan perfectamente con R-600a. Tubo Capilar No se necesita ninguna alteración de sus dimensiones de los que fueron proyectados para R-12, también puede ser utilizado con R-600a. Filtro Secador Los productos que absorben la humedad, utilizados para R-12 y R-134a, son plenamente compatibles con R-600a. Carga de Refrigerante La carga será aproximadamente un 40% a 50% de la utilizada con R-12. Aceite Refrigerante. Los aceites minerales y sintéticos, actualmente usados para R-12 y R-134a, son compatibles con el R-600a. 10 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos Gabinete y componentes eléctricos. Tratándose de un refrigerante inflamable, aspectos relativos a la seguridad de los sistemas se deben tener en cuenta, para evitar peligros de explosión o fuego. Por tal motivo los fabricantes de refrigeradores han tenido en cuenta todas estas cuestiones, para garantizar la seguridad de sus productos. Riesgo de explosión dentro del gabinete. Si hubiere pérdida dentro del compartimiento interno de R-600a, el evaporador que este en contacto con el aire podrá formar una mezcla inflamable. Para este caso las fuentes de ignición posibles son por ejemplo: termostato, perillas de encendido de foco (microswich), resistencias eléctricas etc., cualquier falla en una de ellas puede ser fuente de ignición. Por lo tanto el fabricante a optado por evaporadores, tipo “COLD-WALL” (evaporadores envueltos en espuma aislante), muy utilizados en el mercado europeo, que reduce significativamente la probabilidad de que una perdida alcance el interior del gabinete. En estos casos no existe ninguna alteración de los dispositivos eléctricos internos que hemos mencionado. Otro tipo de sistema con evaporador de doble espesor metálico de seguridad, también es recomendado pues reduce la posibilidad en caso de fuga, de disminuir notablemente los riesgos de ignición. En caso de utilizar evaporadores convencionales, todos los dispositivos eléctricos deben ser colocados en el lado externo del gabinete, salvo que se utilicen dispositivos antiexplosivos (hay fabricantes que los utilizan). En resumen podemos definir tres opciones, según podemos observar en la Figura 1. 11 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos Figura 1. Opciones de Evaporadores Opción 1: Evaporador, termostato, interruptor de luz, todos en el interior del gabinete. Esta es una situación crítica–no se debe utilizar. Opción 2: Evaporador dentro del gabinete, termostato, interruptor de luz en el exterior del gabinete. Solución bastante aceptable. Opción 3: Evaporador incrustado en el aislante del gabinete, termostato, interruptor de luz dentro del gabinete, esta solución es la más aplicada en la fabricación actual. Además de todas las consideraciones que hemos mencionado, cada aplicación de R-600 a deben ser probadas y homologadas según procedimientos estipulados en las normas existentes, sobre cuidados y precauciones en el manejo de estos refrigeradores por parte de los usuarios, por ejemplo no utilizar elementos punzantes para descongelar el compartimiento del congelador, todas estas consideraciones y otras más se incluyen en la placa de instrucciones y manual del fabricante. 12 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos Comparación entre Refrigerantes R-12, R-134a con el R-600a Tabla 1. Comparación de datos entre refrigerantes Como podemos observar la gran diferencia entre R-600a y los dos gases mencionados, se encuentra en el nivel de presión, por lo tanto la presión de baja a la misma temperatura de evaporación (-25°C), es aproximadamente un 55 % más baja que la de R-12 y R-134a. Esto significa que los refrigeradores domésticos que trabajan con R-600a, la presión de baja esta por debajo de la atmosférica, es decir trabajan en vacío. 13 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos TABLA PRESIÓN - TEMPERATURA DEL R-600a T ( ºC) -40 -33 -29 -28 -24 -22 -17 -11,7 -7 -3 +1 +4 +7 +10 P ( barg) -0,7 -0,6 -0,5 -0,49 -0,4 -0,34 -0,3 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 T ( ºC) +13 +15 +18 +20 +25 +30 +34 +38 +45 +51 +55 P ( barg) 1,4 1,6 1,8 2 2,5 3 3,5 4 5 6 6,8 Tabla 2. Tabla Presión vs. Temperatura del R-600a T = temperatura en grados centígrados. P = Presión, en barg = significa medición en bar directamente en el manómetro. RECONVERSIÓN DIRECTA (DROP-IN) DE REFRIGERADORES QUE TRABAJAN CON R-12 o R-134a A HIDROCARBURO R-600a Desarrollaremos a continuación como proceder en los refrigeradores antiguos que trabajan con refrigerante R-12 (CFC), en caso de reparación, se utilice el refrigerante R-600 a como sustituto. Reconversión directa significa que el equipo original que trabajaba con R-12, hacerlo funcionar con R-600a. Se debe tener en cuenta que no se recomienda la reconversión de aquellos equipos que funcionan correctamente, hasta que exista la necesidad de abrir el sistema de refrigeración para una reparación, como ya hemos mencionado. 14 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos Sistemas de Seguridad Para realizar el servicio y reparación de refrigeradores que trabajan con HC (hidrocarburos), el técnico debe contar con la capacitación adecuada para manipular refrigerantes inflamables. Esto implica conocimientos de componentes, herramientas y precauciones de seguridad. Situaciones que se pueden presentar para realizar una reparación - Perforación o abolladura del evaporador. - Equipo con filtro obstruido. - Compresor no funciona. - Compresor no levanta presión. - Otro tipo de avería que haya dejado el refrigerador sin gas. Al comienzo mencionamos que los compresores fabricados para R-600a tienen variante con respecto a los compresores que operan con R-12 y R-134a, no obstante en los estudios y ensayos realizados, se ha podido comprobar que esta variante de un mayor desplazamiento volumétrico del compresor, solamente reduce como máximo un 10% la capacidad de enfriamiento dentro del refrigerador, este porcentaje permite perfectamente estar entre los valores de temperatura que deben tener los refrigeradores en su compartimiento congelador, es decir -12 a -15°C, para heladeras de una puerta y -18°C o más, para heladeras de 2 puertas (con freezer). Lo más sobresaliente es que al trabajar el gas con presión de baja en zona de vacio, nos permite tener una buena capacidad de enfriamiento aún con temperaturas de condensación elevadas (45°C a 50°C). Considerando lo anterior, estamos en condiciones de poder realizar una reconversión directa, teniendo en cuenta, la metodología, procedimientos y sistemas de seguridad que desarrollaremos a continuación. 15 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos EQUIPOS Y HERRAMIENTAS Manifold o juego de manómetros Hay en el mercado local manifold para R-600a, no obstante pueden utilizarse los convencionales, en estos casos se sugiere cambiar los manómetros, para tener una mayor apreciación, especialmente de la lectura de baja (No olvide que la presión de baja se mide en vacio). Figura 2. Manifold exclusivo para R-600a Figura 3. Manómetro de baja 16 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos Balanza Digital La balanza debe ser de precisión, su tolerancia debe estar dentro de 1 gramo en más o en menos, su capacidad de peso en lo posible no debe exceder los 2 Kg. La precisión de la balanza es muy importante, pues los refrigeradores que trabajan con R-600a requieren cargas en general menores a 100gr., además como veremos más adelante, una leve variación en la carga, afecta el funcionamiento del refrigerador. Para tener en cuenta la carga máxima de gas de acuerdo a las normas de seguridad es de 150 gr., por refrigerador lo cual corresponde aproximadamente a 360 gr. de R-12 o 340 gr. de R-134a. Figura 4. Balanza digital 17 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos Bomba de Vacío Si bien existen bombas de vacio para R-600a, los modelos que existen para otros gases pueden utilizarse, con la recomendación de cambiar el aceite de la bomba cada veinte operaciones. Figura 5. Bomba de vacío. 18 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos Manguera para evacuar gas Es una manguera de ¼” de diámetro, de material “poliamida“ (Plástico transparente) que se utiliza en circuitos neumáticos, con una longitud de 4 mts aproximadamente y debemos instalar en un extremo un conector hembra para conectar a la válvula de servicio del tipo “pin “ o perforadora. Figura 6. Manguera con conector Esta manguera se utiliza en caso de tener que evacuar el gas R-600a del refrigerador para realizar una recuperación. De esta manera el gas se evacua fuera del ambiente de trabajo. Debemos tener en cuenta que el R-600 a es más pesado que el aire y el mismo se concentra en el suelo, quedando expuesto a llamas de soplete o fallas de elementos eléctricos que pueden provocar una explosión. Utilizando la manguera como hemos dicho el gas es evacuado lejos de la zona de trabajo. 19 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos Cilindro de R-600a Por el momento en el país vienen en envase de 420 gr. descartables. Figura 7. Cilindro descartable de R-600 a Adaptador para carga de gas R-600a El mismo permite la conexión desde el cilindro al manifold o juego de manómetros. Figura 8. Adaptador de Carga R-600a 20 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos METODOLOGÍA A SEGUIR PARA UNA RECONVERSIÓN A GAS R-600A Lugar de trabajo, con elementos de seguridad básicos, como extintores, zona de trabajo razonable para trabajar cómodamente, ventiladas y sin elementos que puedan provocar chispas, etc. 21 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos Elementos de Seguridad Los elementos mínimos de protección personal son, guantes y antiparras. APLICACIÓN PRÁCTICA N° 1 REPARACIÓN DE REFRIGERADOR CON EVAPORADOR PERFORADO O CON ABOLLADURAS 1) Revisión del circuito eléctrico Realizar revisión rigurosa de los componentes eléctricos, para asegurar que no se conviertan en posible fuente de ignición. Los elementos que deben ser verificados son, capacitores, relé, protector térmico, borneras de conexión, termostato, interruptor de foco. Figura 9. Componentes eléctricos. 22 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos Procedimiento: a) Desconectar la parte eléctrica del compresor. b) Aislar los terminales del protector, relé y borneras existentes cerca del compresor c) No deje cables o terminales a la vista. d) Colocar las tapa protectora original, no deje las conexiones sin la tapa. 23 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos Interior del Refrigerador Si el foco se encuentra suelto o a la vista, con el porta foco, se debe realizar una adaptación utilizando repuestos de otras marcas de refrigeradores, que poseen focos encapsulados, con termostato incluido. Veremos en las figuras siguientes las soluciones no viables en forma directa y la solución recomendada para poder realizar la reconversión. No viable Solución viable No viable El interruptor (microswich) de foco, en los modelos antiguos está montado en la parte interior del gabinete (zona de aislación térmica), en este caso aislar los terminales si es necesario. 24 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos No viable Si el refrigerador tiene el circuito eléctrico fuera del gabinete no es necesario adaptaciones. 2) Sistema Frigorífico Antes de realizar cualquier operación de desmontaje, desconectar la parte eléctrica del compresor. 25 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos Desmontar el evaporador averiado: a) Cortar el capilar a la salida del filtro. b) Desconectar el filtro del condensador. c) Retirar las conexiones soldadas al compresor, tanto del condensador como del evaporador. Todas estas operaciones pueden realizarse con el equipo de soldadura, previamente pulir las conexiones con tela esmeril. 26 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos Luego de las desconexiones sellar los tubos conectores del compresor con tapones de goma o tela adhesiva, para evitar entrada de polvo y humedad. Antes de instalar el evaporador equivalente al original, procedemos a realizar un barrido en el condensador. Para ello soldamos una válvula de servicio tipo schrader en la salida del condensador e inyectamos nitrógeno a una presión de 200 PSI, colocamos una hoja blanca en el extremo de la entrada del condensador hasta observar la salida limpia del nitrógeno. Luego de este barrido, realizamos el montaje del evaporador. 27 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos Nota: si existe la posibilidad instalar un evaporador con la tubería montada fuera del armazón (ver figura), en este modelo la posibilidad de ser averiado es casi nula. Evaporador con tubería exterior al armazón. Instalación del Compresor: a) Quitar los tapones o tela adhesiva que tiene el compresor. 28 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos b) Verificar el aceite del compresor, si es necesario cambiarlo. c) Retirar la válvula tipo schrader del condensador que fue utilizada para el barrido. d) Conectar el tubo de succión y el tubo de salida del compresor al condensador y realizar las soldaduras correspondientes. e) Soldar la válvula tipo schrader en el conector de servicio del compresor. Nota: Para todas estas uniones usar soldadura de plata con pasta flux. f) Instalar un filtro nuevo soldado a la salida del condensador. (usar soldadura de plata con pasta flux) Si bien se puede volver a instalar el mismo filtro, en caso de dudas de humedad, es conveniente hacer el cambio de filtro para evitar contaminar el sistema con impurezas y humedad de cargas anteriores. 29 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos g) Soldar el tubo capilar a la salida del filtro,(usar soldadura de cobre sin pasta flux). Luego de realizar todas las soldaduras y en particular las que se utilizo pasta flux, pulirlas con tela esmeril (ver figura), pues la pasta flux se vetrifica con la llama del soplete y evita que puedan ser detectadas pequeñas fugas durante la prueba de hermeticidad. Pulido de uniones soldadas con tela esmeril grano fino. Realizadas todas estas operaciones procedemos a efectuar la prueba de hermeticidad. 30 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos Prueba de Hermeticidad Para presurizar inyectamos nitrógeno a 100 PSI, como máximo. (para evitar deformaciones en los evaporadores de placa) Figura 10. Esquema de Instalación-Hermeticidad 31 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos Verificamos si existen fugas con agua y detergente, esta operación requiere ser efectuada con atención utilizando el tiempo que sea necesario. Liberamos totalmente el nitrógeno, y nos preparamos para realizar vacio. Vacío en el Sistema Realizamos el vacío en lo posible utilizando el vacuómetro, ver esquema de instalación. Figura 11. Esquema de Instalación-Vacio 32 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos El vacio debe ser de 250 micrones de mercurio o -29.913 “ Hg. (Pulgadas de mercurio) Si no se usa vacuómetro, realizar vacio por 45 minutos. Mientras se realiza el vacio conectar el cilindro de R-600a a su adaptador, y colocarlo en posición invertida sobre la balanza. (Ver figura) Finalizado el vacio cerrar la válvula azul de baja del manifold, desconectar la manguera amarilla de servicio y apagar la bomba. Esperar 10 minutos para verificar si la aguja que marca el vacio sube. Conectar la manguera de carga del cilindro al conector de servicio del manifold, purgar brevemente la manguera. 33 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos Carga por Peso utilizando Balanza Si conocemos la carga de gas refrigerante que utiliza el refrigerador con gas R-12, debemos cargar el 40 % de esa carga en el equivalente a R-600a. Por ejemplo si el refrigerador lleva 110gr. de R-12, debemos cargar 44gr. de R-600a. Recordamos que el error de carga puede ser de un gramo más o un gramo menos, este control es muy importante, pues de ello depende el buen rendimiento del refrigerador. Figura 12. Esquema de Instalación-Carga 34 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos Metodología para la carga. a) Se ingresa la carga observando en la balanza que es la correcta, cerramos la válvula de baja del manifold y la válvula del cilindro R-600a. b) Conectamos la parte eléctrica del compresor. c) Esperamos unos 5 minutos aproximadamente, para que la presión se ecualice en el sistema, es decir se igualen la presión de baja y alta. d) Ponemos en marcha el refrigerador. e) Desconectamos el cilindro de gas. f) Al tener la carga correcta de gas, el equipo se estabilizara correctamente. Los parámetros finales luego de varias horas de trabajo, estarán aproximadamente, en los siguientes valores: Presión de baja definitiva se sitúa en zona vacio entre -0,34 a - 0,4 barg. (Observando la tabla de presión–temperatura R-600a corresponde a una temperatura de evaporación entre -22 a -24 °C) La corriente nominal (Amper) será aproximadamente un 15 % menor. Con el equipo, funcionando colocamos un vaso con agua dentro del evaporador, dentro del mismo colocamos el bulbo del termómetro, para controlar la temperatura en el compartimiento congelador. Recordamos la misma debe estar entre -12 a -15 º C, cuando el sistema se haya estabilizado. g) Estabilizado el sistema, sellamos el tubo de servicio del compresor con la pinza de aplastamiento y soldamos. 35 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos CARGA DE REFRIGERANTE SIN BALANZA Este tipo de operación se realiza cuando no se conoce la cantidad de refrigerante que lleva el equipo, no obstante use la balanza para tener registrada la carga. Metodología Los pasos iniciales son iguales a los mencionados anteriormente: a) Una vez realizado el vacio cargamos gas abriendo y cerrando la válvula de baja del manifold en forma intermitente hasta que el manómetro marque 30 PSI. b) Esperamos 5 minutos y conectamos el refrigerador. c) Al poner en marcha el equipo la presión baja y entra en vacio, en ese momento abrimos la válvula de baja e ingresamos gas, unos tres segundos y cerramos y así paulatinamente hasta que la presión de baja se estabilice en 2 PSI. De esta manera observamos y controlamos el Amper y la reacción de los primeros síntomas de buen funcionamiento. 36 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos Figura 13. Síntomas de buen funcionamiento. d) En caso de ser necesario ajustamos la carga. Cuando se realiza una carga de gas en el refrigerador, se tendrá que lograr para darla por finalizada, las siguientes condiciones: a) Que el evaporador esté totalmente escarchado. (el espesor no debe ser superior a 3mm) b) El tubo de aspiración al compresor no debe estar escarchado. c) El termostato debe parar la instalación en diferentes posiciones: mínimo, medio y máximo. Una vez que la instalación cumpla con los parámetros, desconectamos el cilindro y sellamos el servicio. Recordamos, en la puesta en marcha de un equipo debemos contar con los tres elementos básicos, manifold o juego de manómetros, pinza amperométrica y termómetro. 37 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos Figura 14. Elementos para Estabilizar Sistema IMPORTANTE Hemos mencionado que el sellado del conector de servicio, se realiza por medio de soldadura, esto no representa ningún riesgo, lo importante es verificar que el aplastamiento (sellado) del servicio sea efectivo y no presente fuga, antes de soldar. Equipo con filtro obstruido Se repiten los procedimientos descriptos en el primer caso, con la incorporación de un barrido con nitrógeno al evaporador. Procedimiento Se instala una válvula tipo schrader en el tubo de salida del evaporador, se abre el extremo del tubo capilar se inyecta nitrógeno a una presión de 100 PSI. APLICACIÓN PRACTICA N° 2 COMPRESOR NO FUNCIONA, BOBINADO ELÉCTRICO QUEMADO a) Recuperar el gas existente en la instalación. b) Un bobinado eléctrico quemado implica que el refrigerante esté contaminado, por lo tanto no se debe reutilizar. c) El compresor debe tener la misma capacidad frigorífica que el original. 38 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos d) La placa del compresor donde figura el tipo de refrigerante debe decir: “Blends” (significa gases mezcla) o R-12. e) Barrido con nitrógeno de los componentes, cambio de filtro. f) Repetir los procedimientos ya vistos. APLICACIÓN PRACTICA N° 3 COMPRESOR NO LEVANTA PRESIÓN En este tipo de avería los síntomas son similares a falta de gas o filtro obstruido, es decir el evaporador presenta un escarchado parcial. Como se determina si el compresor no levanta presión: a) Colocamos la válvula “Pin” o perforadora (ver fig.) en el conector de servicio de baja. b) Comprobamos la presión de baja existente en el circuito. (Equipo funcionando) c) Si la presión es elevada, estamos en presencia de un compresor que no comprime, se debe sustituir. Los pasos siguientes son iguales a los casos anteriores. 39 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos INFORMACIÓN PARA TENER EN CUENTA Una instalación, como en el caso nuestro que trabaja con R-600a, puede trabajar perfectamente en vacio, aunque no es normal. En esta situación en caso de fuga en el circuito de baja presión (equipo funcionando) en vez de salir refrigerante, entra aire al interior de la instalación mezclándose con el refrigerante. Al entrar aire en el circuito hará que la presión de baja aumente y con ella la temperatura de evaporación, consiguiéndose con ello una temperatura dentro del evaporador más elevada. (es decir menos negativa) Cuando la pérdida del refrigerante sea significativa la instalación desde luego, no realizará las siguientes paradas por termostato y seguirá entrando aire en el circuito mientras el compresor este en marcha. El aire que entra en el circuito será aspirado por el compresor y comprimido hacia el circuito de alta presión conjuntamente con el resto de refrigerante que queda en la instalación, comportándose como un gas incondensable. En definitiva los síntomas del equipo, será refrigeración deficiente. REOPERACIÓN CON GAS R-600a Como proceder en caso que el equipo esté funcionando con R-600a y sufra una avería, sin pérdida de gas, por ejemplo filtro obstruido. 1. Extraer el refrigerante R-600a de la instalación Procedimiento: - Desconectar la parte eléctrica del compresor. 40 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos - Conectar una válvula “Pin” o perforadora en el tubo de servicio del compresor. Figura 15. Válvula perforadora con la manguera de evacuación del gas conectada. - Es obligatorio el uso de la válvula perforadora y la manguera para evacuar el gas. 41 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos - Use un ventilador cerca del compresor, eso evita que se acumule el gas en caso de pérdida. - Conecte la manguera de poliamida a la válvula perforadora y ubique la salida de la manguera en el exterior del lugar de trabajo. - Perfore el tubo de servicio con la válvula y libere el R-600a. - Mientras libera el gas, agite el compresor, eso ayuda a que el gas que está mezclado con el aceite se desprenda más fácilmente. - Verifique que el refrigerante haya salido totalmente. - Retire la manguera y la válvula “Pin” del tubo de servicio. - Corte el capilar a la salida del filtro y déjelo sellado. - Encienda el soplete y desconecte el tubo de servicio del conector del compresor. (No olvide usar elementos de seguridad, antiparras y guantes) - Siempre usando el soplete desconecte el filtro del condensador. - Con el mismo método desconecte el tubo de succión y el tubo de descarga. - En esta operación se originan pequeñas llamas, ya que el remanente de R-600a esta mezclado con el aceite. (pero no presenta ningún peligro) 42 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos - Retire el compresor y selle los conectores con tapones de goma o cinta adhesiva. (recuerde esto evita le entrada de humedad y partículas de suciedad) - En el siguiente paso efectuamos un barrido con nitrógeno al evaporador y condensador. - Para esta operación soldamos una válvula tipo schrader a la salida del condensador e inyectamos nitrógeno. - Soldar una válvula tipo schrader en el tubo de succión (salida del evaporador), abrimos el tubo capilar en el extremo sellado e inyectamos nitrógeno por la válvula schrader y sale por el tubo capilar. - Luego de ambas barridos, desoldamos las válvulas, recordamos que los extremos del condensador y el evaporador, deben estar bien limpios y pulidos con tela esmeril, para las soldaduras con el compresor. - Retiramos los tapones de goma o cinta adhesiva de los conectores del compresor. - Instale una válvula schrader en el conector de servicio del compresor. - Colocamos el tubo de succión y el de descarga en los respectivos conectores del compresor. - Soldamos con soldadura de plata al 50 % utilizando pasta flux. - Instalamos y soldamos el filtro nuevo en la salida del condensador, utilizando soldadura de plata al 50% con pasta flux. - Conectamos el tubo capilar a la salida del filtro. (con el procedimiento habitual, realizamos la soldadura con varilla de cobre o plata -no usar pasta flux- ) - Luego de estas operaciones, con tela esmeril pulimos todas las uniones que se realizaron con pasta flux. Ya hemos mencionado que la pasta flux, puede impedir detectar fugas en forma inmediata. 43 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos 2. Presurización del Sistema - Inyectamos por el servicio del compresor nitrógeno hasta 100 PSI. - Con agua y detergente observamos minuciosamente si existen fugas .En caso de fugas, despresurice el equipo, reparamos y volvemos a realizar la prueba nuevamente. - Paralelamente observamos si la aguja del manómetro se mantiene fija. 3. Vacío en el Sistema - Si utilizamos vacuómetro el vacío debe ser de 250 micrones, o 45 minutos sin vacuómetro. - Finalizado el vacío, cerramos la válvula azul de baja del manifold, desconectamos la manguera de servicio y apagamos la bomba de vacío. 4. Carga de gas R-600a, con balanza - El cilindro es colocado en la balanza en forma invertida ya que la carga de refrigerante se tiene que hacer en estado líquido. - Con la válvula azul de baja cerrada y el equipo en vacío, conectamos la manguera de carga del gas al conector de servicio del manifold, abrimos la válvula del cilindro, purgamos en forma breve la manguera para sacar el aire. - Tomamos nota del peso inicial del cilindro, abrimos la válvula azul de baja del manifold. (Recordamos todas estas operaciones se realizan con el equipo desconectado de la red eléctrica) - Cargaremos el peso de refrigerante que corresponda. - Cuando la carga es la correcta, cerramos la válvula azul de baja, cerramos la válvula del cilindro. - Seguidamente esperamos un tiempo prudencial aproximadamente 5 minutos, para que se igualen las presiones entre el circuito de baja y alta, finalmente y una vez instalada la parte eléctrica pondremos el equipo en marcha. 44 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos - Desconectamos la manguera del cilindro y retiramos el cilindro y la balanza del lugar. - Recuerde que la instalación trabaja en vacío, por lo tanto cerrar bien la válvula del manifold, controlar el cierre de las mangueras con sus respectivos conectores, de esta forma evitamos entrada de aire en el circuito. - Una vez que el sistema se equilibra (luego de varias horas de funcionamiento), y se logran los parámetros de buen funcionamiento, presión-amper-temperatura, sellamos con la pinza de aplastamiento el tubo de servicio y soldamos. IDENTIFICACIÓN DEL EQUIPO RECONVERTIDO A REFRIGERANTE R-600a - El equipo reconvertido debe llevar una placa de identificación, en la zona del compresor adherida sobre el gabinete, de la característica de la fig. EQUIPO RECONVERTIDO Refrigerante utilizado: R-600a Carga: …… Gramos. A nominal……. Fecha:……….. Observación: Este equipo debe ser manipulado solo por personal capacitado en buenas prácticas en el uso de hidrocarburos. - Placa de en el recinto interior, zona del evaporador. NO UTILIZAR ELEMENTOS PUNZANTES PARA DESCONGELAR EL CONGELADOR. GAS DE REFRIGERACIÓN INFLAMABLE 45 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos NOTAS DE INTERÉS Utilice solamente productos tipo refrigerante. Los hidrocarburos comerciales contienen cantidades significativas de agua y otras impurezas, que pueden contribuir a la degradación del aceite y la reducción de la vida útil del compresor. Otro problema con el gas licuado de petróleo (G.L.P.) comercial, es que la composición de todo hidrocarburo especifico puede variar y cambiar drásticamente las propiedades del refrigerante cilindro a cilindro. La carga máxima de refrigerante R-600a, se fija en 150gr., de esta manera se mantiene la carga a un máximo de 25 % del nivel de explosión mínima, es decir los riesgos son bajos y los peligros de explosión mínimos. Por lo tanto para heladeras que tiene una capacidad de carga menor o igual a 150 gr. pueden instalarse en habitaciones de cualquier tamaño. CONCLUSIONES Reducción del consumo de energía entre un 10 y 12%. Se reduce la carga de refrigerante entre un 50 y 60% Se reduce la temperatura del compresor, aumentando la vida útil. El compresor es menos ruidoso. No subestime las medidas de seguridad. Se debe priorizar la capacitación de los técnicos en refrigeración. 46 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos CAPITULO 2 RECONVERSIÓN DE EQUIPOS DE AIRE ACONDICIONADO TIPO SPLIT DOMICILIARIOS El 99% de los equipos de aire acondicionado tipo Split, instalados en el país usan refrigerante R-22. La cuota de importación del R-22 (HCFC) va disminuyendo año tras año, hasta llegar a la eliminación total prevista para el año 2030. La disminución de la importación, traerá aparejado un aumento de precio considerable del producto que puede incluir escases. Por lo tanto la alternativa de la reconversión es fundamental para que las instalaciones existentes puedan seguir funcionando. Recordamos que además trabajar con hidrocarburos representa un ahorro energético muy importante. Utilización de Refrigerante R-290 (Gas Propano) como sustitución directa del Refrigerante R-22 Al igual que la reconversión de refrigeradores domésticos a gas hidrocarburo, los estudios y ensayos realizados a nivel mundial y en particular en Paraguay para reconversión de A.A. tipo Split, que funcionan con refrigerante R-22 a refrigerante hidrocarburo (HC) R-290 (Propano) han dado resultados satisfactorios. Las variantes que requieren máximo cuidado son de índole eléctrico, como ya hemos mencionado en refrigeración domiciliaria. Refrigerante (HC) R-290 o Propano Es un gas de la familia de los hidrocarburos, su clasificación A3 de seguridad (igual al R-600a), nos dice que es un gas inflamable. Su comportamiento con el ambiente, igual que el R-600a no ataca la Capa de Ozono y genera un calentamiento global insignificante comparado en este caso con el R-22. 47 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos Las propiedades termodinámicas, en cuanto a presiones de trabajo y eficiencia frigoríficas son comparables con el R-22. Estos datos preliminares nos permiten sostener que su aplicación en reconversión directa con equipos que usan R-22, es perfectamente factible. Tabla comparativa del R-290 (propano) con respecto al R-22 Tabla 3. R-290 vs. R-22 INVESTIGACIÓN Y ESTUDIOS EN PARAGUAY Los estudios y ensayos realizados en Paraguay coinciden con las bibliografías internacionales, lo cual se resume en los siguientes datos: a) Disminución de la capacidad frigorífica un promedio de 10%, con respecto al R-22. b) Reducción del consumo energético aproximado de un 10 a 12% c) Se utiliza menos refrigerante R-290, comparado con el R-22. Los valores oscilan entre un 50 a 60% menos de gas con respecto al R-22. d) Menor temperatura de descarga del compresor, lo que significa una mayor vida útil. 48 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos e) Los aceites usados para R-22, son compatibles con R-290. f) El dimensionamiento de las serpentinas tanto del condensador como del evaporador, son compatibles para funcionar con R-290. g) Tubo capilar compatible para trabajar con R-290. h) Compresor compatible. Inflamabilidad La desventaja fundamental de los hidrocarburos es que crean mezclas combustibles con el aire, a partir de ciertas concentraciones. Los hidrocarburos puros en sistemas de refrigeración sellados (sin aire) no se encienden. Condiciones de Seguridad Tanto el refrigerante R-600a, como el R-290, pueden ser inflamables en caso de pérdida, en función del volumen del ambiente donde se encuentran. El límite practico que se acepta son 8 gramos de gas por cada metro cubico de aire ambiente. Un aspecto muy importante para tener en cuenta antes de reconvertir un equipo, es que el volumen calculado debe ser menor que el volumen real del ambiente donde se encuentra el equipo. Ejemplo de Cálculo del Límite Práctico de Inflamabilidad Volumen del ambiente a climatizar = 4m x 3,5 m x 3 m de altura. = 42 m3. El equipo a reconvertir tiene una carga de 580 gr. de R-22. Para usar con R-290 la carga se reduce a un 40% de los 580 gr., es decir ahora la carga con R-290 pasa a ser 232 gr. Veremos a continuación los 232 gr. Que volumen mínimo del ambiente requiere. Teniendo en cuenta que el límite es de 8 gr. por metro cubico (m3). El volumen del ambiente debe ser 232 gr. dividido 8 gr. /m3 lo que da 29 m3. Nuestro ambiente tiene 42 m3, es decir satisface plenamente el límite de inflamabilidad. 49 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos Es importante dejar en claro que la inflamabilidad se produce si existe algún tipo de ignición. CONSIDERACIONES A TENER EN CUENTA Hemos mencionado que el rendimiento de la capacidad frigorífica de un equipo trabajando con R-290, es aproximadamente un 10% menor que si trabaja con R-22. No obstante a pesar del menor rendimiento, la temperatura que se logra en el espacio a climatizar usando R-290 está dentro del confort humano. Los parámetros de confort se representan en la figura 16. Figura 16. Parámetros de Confort. Vemos en el gráfico que la temperatura oscila entre 20 y 30ºC, con una humedad relativa del 35 y 65% aproximadamente. La zona de máximo confort, las temperaturas oscilan entre 24 y 25ºC, con una humedad relativa del 40% y con temperaturas entre 21 a 24ºC, con una humedad relativa aproximada del 60%. En síntesis, si un equipo con refrigerante R-22, alcanza en el ambiente 20ºC, el mismo equipo con R-290, alcanza en el ambiente entre 21,5 a 22ºC. 50 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos RECONVERSIÓN DIRECTA (DROP-IN) Factores a tener en cuenta en una reconversión a) Verificación de las condiciones de seguridad. b) Verificación de los componentes eléctricos c) Interconexión entre unidades con tubería de cobre. d) Barrido con nitrógeno de los componentes. e) Presurización del sistema. f) Vacio. g) Carga de gas. h) Estabilizar el sistema. i) Placa de seguridad. Cuando se justifica una reconversión? 1) El equipo perdió todo el refrigerante. 2) Contaminación del refrigerante. 3) Equipo trabajando con R-290 al cual se debe cambiar el compresor o una de las válvulas de la unidad condensadora. APLICACIÓN PRÁCTICA Caso A: El equipo perdió todo el Refrigerante Procedimiento: 1) Verificación de las Condiciones de Seguridad - Cálculo del límite practico de inflamabilidad. (Aplicar los cálculos que ya hemos visto al respecto) - El lugar de trabajo debe estar bien ventilado, si bien en la mayoría de los casos la Unidad Condensadora se encuentra el ambiente exterior, es importante la señalización del sector de trabajo. 51 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos 2) Verificación de los Componentes Eléctricos - Controlar las borneras de la unidad condensadora aislar adecuadamente los terminales. Incluye los del capacitor. - No dejar la parte metálica de los terminales de la bornera sin aislar. - Verificar el cable a tierra. La unidad condensadora es la que mayor probabilidad de perdidas puede presentar. Las pérdidas más comunes se originan en: - Válvulas o robinetes de la línea de baja y línea de líquido, en la zona del conector de servicio (válvula schrader), vástago de apertura y cierre de las válvulas, rosca de unión, de la tubería de cobre de interconexión entre unidades. 52 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos - Perforación del tubo capilar por rozamiento interno con la tubería de la unidad. Observación: La ventaja que toda pérdida que se puedan originar en la unidad condensadora, se libera en el ambiente exterior, lo que no presenta un peligro latente. Unidad evaporadora: Utilizar el mismo criterio con las borneras y conexiones que la Unidad condensadora. La posibilidad de pérdidas en la unidad evaporadora son poco probables. 3) Interconexión de tuberías entre unidades La conexión de las tuberías de cobre en el evaporador, debe realizarse en el ambiente exterior. Si la tubería original de entrada y salida del evaporador por su longitud no sale al exterior de la pared, debemos prolongarla soldando el tramo necesario de tubería. Luego de la soldadura (esta operación se realiza con el evaporador sin instalar), se verifica las uniones soldadas con prueba de hermeticidad, inyectando nitrógeno a 200 PSIg. En la figura observamos en la zona del circulo donde debe soldarse las tuberías para ser prolongadas Las conexiones en las válvulas o robinetes de la unidad condensadora, se realizan normalmente. 53 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos 4) Barrido con Nitrógeno de los Componentes Esta operación se realiza en forma individual, en el evaporador, condensador y la tubería, antes de la reinstalación del equipo. 5) Interconexión y Prueba de Hermeticidad Una vez realizada la conexión de las tuberías, realizamos la prueba presurizando con nitrógeno a 430 PSIg, este valor corresponde a un 10% más de la presión de prueba del fabricante. (Así lo establecen las normas) Como se puede apreciar es mayor a las presiones de prueba que se realizan normalmente, en este caso influye el factor seguridad para este tipo de gas. Figura 17. Prueba de Hermeticidad Tener en cuenta al realizar esta operación que la unidad condensadora no tiene carga de gas, por lo tanto la presurización incluye la unidad condensadora, para tal efecto las válvulas de líquido y baja deben estar totalmente abiertas. 6) Vacio en el Sistema Esta operación incluye toda la instalación. (No olvidar válvulas de líquido y baja totalmente abiertas) Si realiza vacío con vacuómetro, se debe llegar a 500 micrones, tratándose de aceite mineral. Sin vacuómetro aproximadamente 45 minutos. 54 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos Figura 18. Prueba de Vacio 7) Carga de gas con Balanza a) Cálculo de la cantidad de gas. Ejemplo: Si la carga con R-22 es de 580 gramos, el 40 % de 580 son 232 gramos, esa es la cantidad de R-290, que debemos ingresar en la instalación. b) Colocamos el cilindro invertido sobre la balanza, la manguera de carga se conecta en el manifold, se purga brevemente. Figura 19. Carga de gas con Balanza c) Tomamos nota del peso inicial del cilindro sobre la balanza. d) Abrimos la válvula azul del manómetro de baja, que está marcando vacío y comenzamos a inyectar gas, hasta el valor calculado. e) Se espera aproximadamente 10 minutos para que se ecualice la presión. 55 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos 8) Estabilizar el Sistema a) Ponemos en marcha el equipo. b) Colocamos la pinza amperométrica–control de “A”. c) Control de la presión de baja. T ºC TABLA PRESIÓN – TEMPERATURA R-290 PSIg T ºC PSIg T ºC PSIg -40 1,51 -10 35,5 12 83 -38 3,02 -8 38,9 14 89 -36 4,56 -6 42,4 18 100 -34 6,19 -4 46,17 28 134 -30 9,8 -2 50 32 149,5 -26 13,85 0 54,2 40 183,7 -24 16,07 2 58,5 44 202,7 -22 18,41 4 62,3 46 212,7 -20 21 6 67,6 48 223 -18 23,5 8 72,5 50 233 -16 26,2 10 77,7 54 256 Tabla 4. Tabla Presión vs. Temperatura d) Síntomas de buen funcionamiento, luego de 15 minutos se deben verificar los siguientes parámetros. (Para este control usamos el termómetro). e) El aire a la salida del evaporador debe estar entre 13 a 14ºC más frio que el aire que entra. f) El aire que entra al evaporador es el que corresponde a la temperatura de la habitación. Figura 20. Ubicación del bulbo del termómetro. 56 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos g) En caso de ser necesario se puede ajustar la carga inyectando gas en forma paulatina (con el mismo criterio utilizado para el gas R-600a). Una vez estabilizado el sistema, y luego como mínimo de una hora de funcionamiento, cerramos la válvula del cilindro de gas, tomamos nota de carga definitiva retiramos el cilindro y la balanza. Dato orientativo a nivel práctico Para tener en cuenta en el control de la presión de baja: Si mide 62 PSIg con Gas R-22 corresponde a 58,5 PSIg para R-290. Si mide 67 PSIg con Gas R-22 corresponde a 62 PSIg para R-290. Si mide 72,5 PSIg con Gas R-22 corresponde a 67,5 PSIg. para R-290. Si mide 78 PSIg con Gas R-22 corresponde a 72,5 PSIg para R-290 Si mide 84 PSIg con Gas R-22 corresponde a 77,5 PSIg para R-290. Estos valores se obtienen comparando las tablas de presión–temperatura de ambos gases. 9) Placa de Seguridad Debemos pegar en la unidad condensadora la placa de seguridad cuyo diseño se muestra en la figura. Figura 21. Placa de Seguridad 57 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos APLICACIÓN PRÁCTICA Caso B: Equipo con Refrigerante Contaminado El primer paso es proceder a recoger el refrigerante, y almacenarlo en cilindro de recuperación. Metodología: 1-El equipo debe estar sin funcionar. 2-Las válvulas de unidad condensadora, totalmente abiertas. 3-Se instala el manifold en el servicio de la válvula de baja presión. 4-Se realizan las conexiones con la maquina recuperadora y el cilindro. Figura 22. Equipos y Conexionado para Recuperación de Gas 58 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos Nota: La operación de la maquina depende del modelo o marca que se dispone, por lo tanto se debe consultar el manual del fabricante. 5- Una vez recuperado el gas, se etiqueta con datos del peso- gas-tipo de contaminación-fecha. 6- Los pasos siguientes para la reconversión se deben ajustar a los procedimientos que hemos visto, para el primer caso. APLICACIÓN PRÁCTICA Caso C: Equipo que trabajaba con R-290 y se debe abrir el Sistema para un cambio de compresor o reemplazo de válvula de la U.C. Procedimiento: 1) Equipo sin funcionar. 2) Liberar el gas R-290 a la atmosfera con precaución, en forma lenta a través del servicio de la válvula de la unidad condensadora. (Encontrándose la unidad en el ambiente exterior no representa un riesgo de gravedad) 3) Colocar un ventilador cerca del de la unidad condensadora, eso evita que se acumule gas en el sector. 4) Una vez liberado el gas, desconectar las tuberías de baja y líquido, en la parte de la unidad condensadora. 5) Realizar un barrido con nitrógeno a la unidad condensadora, con las válvulas de líquido y baja totalmente abiertas. Para esta operación el nitrógeno se inyecta por el servicio de la válvula de baja, previamente se coloca un tapón en el conector de la válvula que corresponde a la tubería. En la figura, círculo nos muestra donde colocar el tapón en el conector. Figura 23. Conexionado para Barrido 59 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos 6) Hacer vacío a la unidad condensadora, con la válvula de líquido cerrada, durante 10 minutos o 500 micrones. Romper el vacio nuevamente con nitrógeno. Las operaciones de barrido y vacio nos permiten asegurar una mejor evacuación del gas. 7) Cortar las tuberías de entrada y salida al compresor. 8) Instalamos el compresor nuevo, la unión por soldadura se debe realizar con las válvulas de líquido y baja totalmente abiertas. 9) Luego de efectuar las soldaduras, presurizamos la unidad condensadora para verificar la hermeticidad. La presión de prueba debe ser de 430 PSIg. 10) Interconectamos las unidades y efectuamos todos los procedimientos ya vistos. Recordamos: -Prueba de hermeticidad. -Vacio. -Carga de gas R-290. -Puesta en marcha. Nota: El mismo procedimiento se aplica si se debe cambiar una válvula de la unidad condensadora. De acuerdo a todo lo expuesto, el refrigerante Propano R-290 es una buena opción como sustituto del R-22 en sistemas pequeños de aire acondicionado en condiciones de climas tropicales. Importante En la reconversión, NO debe omitirse ninguno de los procedimientos señalados. Recuerde las Normas de Seguridad para estos gases así lo requiere. 60 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos DATOS PARA TENER EN CUENTA -El recorrido de la tubería entre el evaporador y la unidad condensadora debe ser lo más corta posible. -El gas debe ser almacenado en lugar fresco y adecuado. -Si la instalación requiere limpieza de componentes, usar desengrasante R-141b o refrigerante R-134a. -Según las normas que establecen los requisitos de capacidad de carga, no se debe sobrepasar 1,5 Kg de gas para el tipo de reconversión que hemos tratado, siempre que no haya fuentes de ignición asociadas al sistema de refrigeración. TENDENCIAS Y ALTERNATIVAS AL R-22 Figura 24. Tendencia de los gases en el futuro 61 Manual Práctico de Reconversión de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado a Hidrocarburos BIBLIOGRAFÍA I. www.ra.danfos.com II. Prueba de reconversión de hidrocarburos - SEAM III. www.gtzde/proklima IV. Refrigerantes naturales la alternativa 2. Fernando del Castillo Uribe. V. Experiencia de conversión de A.A. Split. R-22 a R-290. Silvia Giménez /Mariela González - SEAM VI. Manual práctico de refrigeración y aire acondicionado. Francesc Buqué. VII. www.embraco.com.br 62
