recuperar, reciclar y regenerar un gas refrigerante

recuperar, reciclar y regenerar un gas refrigerante

Debido a que la industria HVAC&R no se puede acabar ya que ocupa una parte fundamental en la economía mundial y cada día tiene más demanda, las compañías han puesto toda la voluntad de sus conocimientos e investigaciones para adaptarse a las exigencias medioambientales de los nuevos tiempos, por tal razón han aplicado considerables modificaciones a sus productos, haciéndolos cada días más amigables con la naturaleza y eficientes energéticamente.
Del mismo modo han  desarrollado tecnologías que posibiliten la continuidad del negocio, una de estas innovaciones es haber logrado el proceso de Recuperación, Reciclaje y Regeneración (Reclaim) de gas refrigerante.
De acuerdo a la guía 3-1990 de ASHRAE, se tienen las siguientes definiciones:
Recuperar: Significa remover el gas refrigerante, en cualquier condición, de un sistema y almacenarlo en un contenedor externo, sin analizarlo ni procesarlo.
Reciclar: Es limpiar el gas refrigerante para volverlo a utilizar, retirándole el aceite o haciéndolo pasar por múltiples dispositivos, tales como filtros deshidratadores, que reducen la humedad, la acidez y la presencia de sólidos. Este término usualmente se aplica a los procedimientos que se pueden implementar en sitio o en el taller de servicio.
Regenerar (Reclaim): Es el reproceso del gas refrigerante hasta que alcance las especificaciones de un gas nuevo. Este proceso utiliza destilación. Se requiere de un análisis químico del gas para determinar que alcanzó las especificaciones. Regenerar implica el uso de procesos y procedimientos que solamente se pueden ejecutar en un equipo reprocesador o en la planta del fabricante.
PROCEDIMIENTO DE RECUPERACIÓN DE GAS
Verter el refrigerante en los tanques recuperadores es un procedimiento arriesgado. Se debe hacer usando el método descrito por el fabricante del refrigerante.
Hay que tener mucho cuidado de:

• No llenar el cilindro en exceso.
• No mezclar refrigerantes de diferente graduación ni poner refrigerante de un tipo en un cilindro cuya etiqueta está marcada para otro tipo.
• Utilizar únicamente cilindros limpios, exentos de toda contaminación de aceite, ácidos, humedad, etc.
• Verificar visualmente cada cilindro antes de usarlo y asegurarse de que se compruebe regularmente la presión de todos los cilindros.
• Que el cilindro de recuperación tenga una indicación específica según el país a fin de no confundirlo con un recipiente de refrigerante virgen.
• Que los cilindros tengan válvulas separadas para líquido y gas, y estén dotados de un dispositivo de alivio de la presión.

Para hacer más rápida la recuperación de gas, hay que mantener frío el tanque recuperador durante todo el proceso. Esto se puede lograr colocándolo en una cubeta con hielo. Mientras más frío esté el tanque, la presión del gas disminuye, pero si el equipo de donde se está recuperando el gas está a una temperatura ambiente, entonces el proceso de recuperado es más lento.
Como procedimiento previo a la recuperación de gas debe revisarse la posición de todas las válvulas y, si aplica, se debe verificar el nivel del aceite del compresor de la recuperadora. Es aconsejable recuperar el refrigerante líquido en un tanque recibidor. Debe recuperarse el líquido primero y después el vapor. Recuperar el refrigerante en fase gaseosa deja aceite en el sistema, minimizando la pérdida del mismo.
Cuando el compresor del sistema en mantenimiento no funciona, hay que entibiar el cárter del compresor. Esto contribuye a liberar el refrigerante atrapado en el aceite.

Recuperación por método Push/Pull

   

Recuperación por método Push/Pull

TECNOLOGÍAS DE RECICLAJE
El reciclaje siempre ha sido parte de las prácticas de servicio en refrigeración. Los diversos métodos varían del bombeo del refrigerante hacia un recipiente, con mínima pérdida, hasta la limpieza del refrigerante quemado mediante filtros secadores. Hay dos tipos de equipos en el mercado: el primero se denomina de paso simple y el otro es de pasos múltiples.
Máquinas recicladoras de paso simple: Estos aparatos procesan el refrigerante a través de filtros secadores y/o mediante destilación. En muchos casos la destilación no conviene y la separación sería mejor. En este método se pasa de una vez del proceso de reciclaje a la máquina y de ésta al cilindro de depósito.
Máquinas de pasos múltiples: Éstas recirculan el refrigerante recuperado muchas veces a través de filtros secadores. Después de cierto tiempo o de cierto número de ciclos, el refrigerante se transfiere a un cilindro de almacenamiento. El tiempo no constituye una medida fiable para determinar en qué grado el refrigerante ha sido bien reacondicionado, debido a que el contenido de humedad puede variar.
TECNOLOGÍAS DE REGENERACIÓN
La regeneración consiste en tratar un refrigerante para llevarlo al grado de pureza correspondiente a las especificaciones del refrigerante virgen, todo ello verificado por un análisis químico. A fin de lograr esto, como la máquina que se utilice debe cumplir con la norma ARI 700-93 (Tabla 3). Todos los fabricantes de refrigerantes así como de equipo recomiendan que el nivel de pureza del refrigerante regenerado sea igual al del refrigerante virgen. El elemento clave de la regeneración es que se efectúe una serie completa de análisis y que el refrigerante sea sometido a reprocesamiento hasta poder satisfacer las especificaciones correspondientes al refrigerante virgen.
Hay muchos tipos diferentes de equipos que pueden lograr el nivel de pureza pero es importante recordar, y esto debe verificarse con los fabricantes del equipo, que el refrigerante regenerado satisfaga las especificaciones correspondientes al refrigerante virgen.
Existen unidades comerciales para utilizar con el R-12, R-22, R-500 y R-502 que están diseñadas para el uso continuo exigido en un procedimiento de recuperación y reciclaje de larga duración.
Unidad de regeneración
Este tipo de sistema puede describirse así:

• El refrigerante es admitido en el sistema ya sea gaseoso o líquido.
• El refrigerante entra en una gran cámara única de separación donde la velocidad se reduce radicalmente, esto permite que el gas a alta temperatura se eleve. Durante esta fase, los contaminantes (astillas de cobre, carbón, aceite, ácido y otros) caen al fondo del separador para que se extraigan durante la operación de "salida" del aceite.
• El gas destilado pasa al condensador enfriado por aire y cambia a líquido.
• El líquido pasa a la(s) cámara(s) de depósito incorporada(s), donde se le baja la temperatura en aproximadamente unos 56º C (100º F) a una temperatura de subenfriamiento de 3º C a 4º C (38º F a 40º F).
• Un filtro secador reemplazable en el circuito elimina la humedad mientras continúa el proceso de limpieza para eliminar los contaminantes microscópicos.
• Si se enfría el refrigerante, la transferencia puede facilitarse cuando se efectúa a cilindros externos que se encuentran a la temperatura ambiente.

Sistema en purga mejorado para remover gases no-condensables de refrigeracion

La presente invecion se refiere a sistema de purga mejorado para remover gases no-condensables de refrigeracion, tales como agua, desde un sistema de refrigeracion del tipo que utiliza mas de un condensador, cada uno de los cuales opera a una presion diferente, que comprende: una camara de purga con un serpentin de enfriamiento situado en la camara para condensar el vappor de refrigerante condensado al sistema de refrigeracion; una valvula para remover los contaminantes condensados en la camara; una linea principal de purga conectada a la camara de purga para conducir vapor de refrigerante; gases no condensables y contaminantes; un reductor de presion situado en la linea; y una bomba conectada a la camara de purga; caracterizado por una serie de linea principal de refrigerante de purga dispuesta para conectar a la linea principal de refrigerante de puga para evitar que fluya el vapor desde un condensador a otro condensador; un medidor de diferencial de presion conectado por una primera linea de muestreo de presion con la linea principal de refrigerante de purga en un punto adealnte del reductor de presion, el reductor de diferencial de presion esta conectado en forma operativa con la bomba, para activarla, cuando el diferencial de presion entre la camara de purga y la linea principal de refrigerante de purga cae de una cantidad previamente fija.

AISLAMIENTO TERMICO DE TUBERIAS CON ACOMPAÑAMIENTO DE VAPOR
Se exponen las peculiaridades del cálculo del espesor del aislamiento térmico de una tubería principal con acompañamiento de vapor y se presenta la metodología que permite determinar dicho espesor. 

soldadura electrica

La idea de la soldadura por arco eléctrico fue propuesta a principios del siglo XIX por el científico inglés Humphrey Davy pero ya en 1885 dos investigadores rusos consiguieron soldar con electrodos de carbono.

Principios Fundamentales. Soldar es unir dos o más metales, asegurando la continuidad de la materia. Para realizar este proceso es necesario producir calor a través del paso de una corriente eléctrica que genera un arco entre el electrodo y la pieza, alcanzando una temperatura que varia entre 4000 y 5000 °C. Existen dos tipos de soldadura, homogénea, la cual se realiza cuando el metal de aporte es igual al metal de base y, heterogénea, cuando el metal de aporte es diferente al metal de base. El arco produce la unión del metal de aporte en forma instantánea y progresiva y del metal base. Durante esta tarea, si se quiere calentar más se aportara más metal y no abra calentamiento sin aporte. En soldadura un circuito simple esta formado por una maquina de soldar con dos terminales, uno que corresponde a un porta electrodo y el otro a tierra. La corriente circula a través del cable porta electrodo, el electrodo forma el arco y retorna por el cable de tierra cerrando el circuito.

Las Torres de refrigeración son estructuras para refrigerar agua y otros medios a temperaturas próximas a las ambientales. El uso principal de grandes torres de refrigeración industriales es el de rebajar la temperatura del agua de refrigeración utilizada en plantas de energía, refinerías de petróleo, plantas petroquímicas, plantas de procesamiento de gas natural y otras instalaciones industriales.

descongelacion por gas caliente

La presente invención se refiere a un sistema de descongelación por gas caliente, que comprende un compresor, un condensador y un evaporador, cada uno teniendo entradas y salidas interconectadas por pasajes para que el refrigerante fluya en secuencia a través del compresor, el condensador, el evaporador y hacia el compresor durante un ciclo de refrigeración, y para que fluye en secuencia a través del compresor, el evaporador, el condensador y hacia el compresor durante un ciclo de descongelación, el sistema además comprende: una primera válvula de inversión para dirigir el flujo del refrigerante desde el compresor hacia el condensador y desde el evaporador hacia el compresor durante el ciclo de refrigeración, la válvula de inversión dirige el flujo del refrigerante desde el compresor hacia el evaporador y desde el condensador hacia el compresor durante el ciclo de descongelación; una válvula de descongelación dispuesta en el pasaje en comunicación de flujo con la entrada del condensador; una válvula de expansión y una válvula solenoide en comunicación serial en una entrada del evaporador; un receptor dispuesto entre la válvula de descongelación y la válvula solenoide; y una segunda válvula de inversión que permite que el refrigerante fluya dentro del receptor desde el condensador durante el ciclo de refrigeración, y dentro del receptor desde el evaporador durante el ciclo de descongelación.

válvula solenoide

Este tipo de válvulas es controlada variando la

corriente que circula a través de un solenoide (conductor

ubicado alrededor de un émbolo, en forma de bobina). Esta

corriente, al circular por el solenoide, genera un campo

magnético que atrae un émbolo móvil. Por lo general estas

válvulas operan de forma completamente abierta o

completamente cerrada, aunque existen aplicaciones en las

que se controla el flujo en forma lineal.

Al finalizar el efecto del campo magnético, el émbolo

vuelve a su posición por efecto de la gravedad, un resorte o

por presión del fluido a controlar.

timer

Un temporizador de refrigerador, también conocido como un temporizador de descongelar, es un dispositivo que sirve para regular la cantidad de las heladas en el refrigerador. Resulta periódicamente para permitir que las heladas en la nevera para derretir para que no se produce una acumulación de las heladas. Refrigeradores más modernos utilizan un temporizador de refrigerador para mantener sus niveles de las heladas relativamente estable.Si una nevera comienza a acumular las heladas, no enfriar adecuadamente, o es demasiado frío, que estos pueden ser signos de que el temporizador es defectuoso y debe sustituirse.

Este dispositivo puede ubicarse en un número de diferentes ubicaciones dentro de la nevera, incluyendo detrás del panel de control o la rejilla en el congelador. Es un reloj de crudo que cambia de ida y vuelta entre un modo de descongelar y un modo de refrigeración regular. Cuando el temporizador de refrigerador se convierte en modo de descongelar, se desactivan las funciones de enfriamiento de la nevera y el calentador de descongelar se activa para derretir las heladas que ha creado en el congelador.Cuando el temporizador se vuelve al modo de refrigeración, se permite la nevera para enfriar una vez más y se apaga el calentador de descongelar. La temperatura global interna del frigorífico se mantiene en un rango de seguro.

Congelación

Congelación.

La congelación de alimentos es una forma de conservación que se basa en la solidificación del agua contenida en éstos. Por ello uno de los factores a tener en cuenta en el proceso de congelación es el contenido de

 agua del producto. En función de la cantidad de agua se tiene el calor latente de congelación. El calor latente del agua es la cantidad de calor necesario para transformar 1 kg de líquido en hielo, sin cambio detemperatura, en este caso es de 80 kcal/kg. Otros factores son la temperatura inicial y final del producto pues son determinantes en la cantidad de calor que se debe extraer del producto.

En alimentación se define la congelación como la aplicación intensa de frío capaz de detener los procesos bacteriológicos y enzimáticos que alteran los alimentos

Por aire: una corriente de aire frío extrae el calor del producto hasta que se consigue la temperatura final

• Por contacto: una superficie fría en contacto con el producto que extrae el calor
• Criogénico: se utilizan fluidos criogénicos, nitrógeno o dióxido de carbono, que sustituyen al aire frío para conseguir el efecto congelador.

Efectos de la congelación

Aproximadamente el 80% del peso total de un animal e incluso más de una planta corresponde al agua. El agua es el componente mayoritario de los alimentos que derivan de animales y plantas.

Al congelar un alimento, el agua se transforma en hielo y se produce un efecto dedesecación.

Nucleación

Al congelar un alimento a presión atmosférica normal, su temperatura desciende a 0 °C, en ese momento el agua comienza a convertirse en hielo. Permanece un cierto tiempo a esta temperatura y cuando la cristalización es completa, la temperatura sigue descendiendo hasta que se equilibra con la temperatura ambiental.

Este periodo durante el cual no ha habido disminución de temperatura es el tiempo necesario para extraer el calor latente de congelación (80 kcal/g). Durante este periodo el efecto del frío se equilibra con el calor liberado por el agua al estar ésta sometida a un cambio de estado. La temperatura se mantiene constante, y da en una gráfica un tramo horizontal cuya longitud depende de la velocidad a la que se disipa el calor. En este periodo hay un equilibrio entre la formación de cristales y su fusión.

Al inicio de este tramo horizontal se observa una ligera depresión que indica el sobreenfriamiento que sufre el agua antes del inicio de la cristalización (esto es más apreciable en volúmenes pequeños como células y microorganismos). Esto ocurre cuando hay una gran velocidad de eliminación de calor y asegura que, cuando se inicie la formación de cristales, será rápida.

Dado que el agua en los alimentos no es pura sino que está formada por una solución de sales, azúcares y proteínas solubles, además de un complejo de moléculas proteicas que están en suspensión coloidal, su punto de congelación es más bajo. Este descenso es proporcional al nivel de concentración de los elementos disueltos

Los alimentos más comunes se congelan entre 0 y -4 °C. A esta zona se la conoce como zona de máxima formación de cristales.

Al convertirse el agua en hielo, se incrementa de manera gradual la concentración de elementos disueltos en el agua restante lo que origina un mayor descenso del punto de congelación

Cristalización

Helado de chocolate.

Para que la cristalización se produzca más fácilmente se necesita la existencia de alguna partícula o sal insoluble que actúe como núcleo de cristalización. Cuanto menor es la temperatura, más fácilmente ocurre el fenómeno, formándose un mayor número de agregados cristalinos y, consecuentemente, el tamaño de los cristales es menor. Por el contrario a una temperatura próxima al punto de fusión, la nucleación es lenta, los núcleos cristalinos son pocos y, por tanto, resultan cristales relativamente grandes.

Al estudiar al microscopio las formas de los cristales de hielo se observa que la congelación rápida produce cristales pequeños más o menos redondeados mientras que la congelación lenta da lugar a cristales mayores, alargados o en agujas. Esta congelación lenta tiene como consecuencia la rotura de las fibras y paredes celulares perdiendo el alimento parte de sus propiedades.

En alimentos sólidos o de viscosidad elevada el tamaño de los cristales varía en una zona u otra del alimento. En las zonas periféricas los cristales se forman rápidamente y son de pequeño tamaño, mientras que en el interior la transferencia de calor es más difícil y los cristales crecen más lentamente alcanzando un mayor tamaño.

Al ir reduciendo la temperatura se alcanza un punto en el que agua restante conjuntamente con los solutos que han ido concentrándose se solidifican juntos en un punto de saturación llamado punto eutéctico. Este punto es muchas veces inferior al que son capaces de alcanzar muchos congeladores comerciales, lo que permite que queden pequeñas cantidades de agua no congelada que permite sobrevivir a algunos microorganismos, aunque no es posible su crecimiento y reproducción.

Cambios de volumen

El paso de agua a hielo comporta un aumento de volumen cercano al 9%. Debido a este fenómeno los alimentos más ricos en agua se expanden más que aquellos cuyo contenido es menor. Esto puede dar lugar a fracturas o agrietamientos. Es importante tenerlo en cuenta a la hora de fabricar el envase si este puede ir muy ajustado.

Velocidad de congelación

La calidad de un producto congelado depende de la velocidad a la que éste es congelado. Dicha velocidad se define como la distancia mínima entre la superficie y el punto crítico partida por el tiempo en el que el punto crítico ha pasado desde 0 °C a -15 °C.

• Lenta: < 1cm/h, por ejemplo un congelador doméstico con el aire inmóvil a -18 °C
• Media: 1-5 cm/h, en un túnel de aire frío a 20 km/h y -40 °C
• Rápida: > 5 cm/h, en la inmersión en nitrógeno líquido

Tiempo de congelación

El tiempo de congelación de un producto depende de su naturaleza y del procedimiento empleado. El cálculo del tiempo empleado en congelar un producto es muy complejo.

Gracias a la fórmula del tiempo de congelación de Plank, se puede determinar éste tiempo, excepto guisantes.

TIPO DE EVAPORADORES!

TIPO DE EVAPORADORES!


-Tubo descubierto

Evaporador de tubo descubierto de cobre para enfriamiento de aguaLos evaporadores de tubo descubierto se construyen por lo general en tuberías de cobre o bien en tubería de acero. El tubo de acero se utiliza en grandes evaporadores y cuando el refrigerante a utilizar sea amoníaco (R717), mientras para pequeños evaporadores se utiliza cobre. Son ampliamente utilizados para el enfriamiento de líquidos o bien utilizando refrigerante secundario por su interior (salmuera, glicol), donde el fenómeno de evaporación de refrigerante no se lleva a cabo, sino más bien estos cumplen la labor de intercambiadores de calor.

- De superficie de Placa 

Existen varios tipos de estos evaporadores. Uno de ellos consta de dos placas acanaladas y asimétricas las cuales son soldadas herméticamente una contra la otra de manera tal que el gas refrigerante pueda fluir por entre ellas; son ampliamente usados en refrigeradores y congeladores debido a su economía, fácil limpieza y modulación de fabricación. Otro tipo de evaporador corresponde a una tubería doblada en serpentín instalada entre dos placas metálicas soldadas por sus orillas. Ambos tipos de evaporadores, los que suelen ir recubiertos con pintura epóxica, tienen excelente respuesta en aplicaciones de refrigeración para mantención de productos congelados.



-Evaporadores Aleteados


Evaporador de serpentín aleteado y convección forzada para baja temperatura, sin bandeja de condensados.


Evaporador de serpentín aleteado al interior de equipo de aire acondicionado tipo Split.Los serpentines aleteados son serpentines de tubo descubierto sobre los cuales se colocan placas metálicas o aletas y son los más ampliamente utilizados en la refrigeración industrial como en los equipos de aire acondicionado. Las aletas sirven como superficie secundaria absorbedora de calor y tiene por efecto aumentar el área superficial externa del intercambiador de calor, mejorándose por tanto la eficiencia para enfriar aire u otros gases.



El tamaño y espaciamiento de las aletas depende del tipo de aplicación para el cual está diseñado el serpentín. Tubos pequeños requieren aletas pequeñas y viceversa. El espaciamiento de la aletas varía entre 1 hasta 14 aletas por pulgada, dependiendo principalmente de la temperatura de operación del serpentín. A menor temperatura, mayor espaciamiento entre aletas; esta distancia entre las aletas es de elemental relevancia frente la formación de escarcha debido a que esta puede obstruir parcial o totalmente la circulación de aire y disminuir el rendimiento del evaporador.




Respecto de los evaporadores aleteados para aire acondicionado, y debido a que evaporan a mayores temperaturas y no generan escarcha, estos pueden tener hasta 14 aletas por pulgada. Ya que existe una relación entre superficie interior y exterior para estos intercambiadores de calor, resulta del todo ineficiente aumentar el número de aletas por sobre ese valor (para aumentar superficie de intercambio optimizando el tamaño del evaporador), ya que se disminuye la eficiencia del evaporador dificultando la circulación del aire a través de este.

Esta circulación de aire se realiza de dos maneras: por convección forzada por ventiladores –bien sean centrífugos o axiales, mono o trifásicos, conforme la aplicación- y de manera natural por diferencia de densidades del aire, fenómeno conocido como convección natural.