Boletín 3
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1. a El Est ndar del Fr o REIMPRESO EN FEBRERO 2002 BOLETIN DE INGENIERIA DE APLICACION BOLETIN No 3 MAYO 1998 PROBLEMAS DE LA PRESION DE ACEITE EN EL SISTEMA DE REFRIGERACI N TEMA Controles de Seguridad de Aceite 2 Lista de Chequeo para el Control de la Presi n de Aceite 2 3 e Nivel de Aceite en el Compresor 3 e Tuberia Vertical de Succi n y Trampas de Aceite 3 4 e Sistemas Nuevos e Migraci n e Controles del Sistema e El ctrico e Problemas del Compresor e Comentarios Finales 2 BOHN El Est ndar del Fr o Problemas de la Presi n de Aceite en el Sistema de Refrigeraci n Muchos de los compresores de refrigeraci n en servicio actual tienen bombas de aceite de desplazamiento positivo para ayudar a la lubricaci n de las partes internas del compresor La mayor a de los compresores que tienen bombas de aceite de desplazamiento positivo tambi n tienen un control el cual registra la presi n de aceite y act a como un dispositivo de seguridad siempre que la presi n de aceite caiga por abajo de un cierto nivel cr tico Esta es la acci n del control de seguridad de aceite que discutiremos en este texto Controles de Seguridad de Aceite Existen demasiados tipos de dispositivos de controles de seguridad de aceite en el mercado hoy en d a Los dos controles b sicos con los que estamos m s familiarizados son el control diferencial mec nico y control elect2. es la m s cr tica La tuber a de succi n debe inclinarse hacia el compresor y debe dimensionarse para un m nimo de ca da de presi n y velocidades propias del refrigerante Un m nimo en la ca da de presi n y las velocidades propias del gas pueden chocar una con otra por su naturaleza as que se debe tener cuidado en las dimensiones de la tuber a Si el di metro de la tuber a seleccionada es demasiado grande la velocidad del refrigerante ser insuficiente para conducir aceite en la l nea de tuber a vertical Las bajas velocidades de refrigerante resultar n como un retorno pobre de aceite al compresor El aceite debe pasar libremente a trav s del sistema completo y alcanzar un estado de equilibrio para mantener estable los niveles de aceite en el compresor Frigus Bohn p blica las Tablas para el c lculo de las tuber as en numerosos documentos incluyendo el manual de instalaci n A Elevadores de Succi n y Trampas de Aceite Igual de importante en el dise o de las tuber as del sistema es el uso de las trampas en la l nea de succi n Una trampa tipo P debe usarse en la base de cualquier elevador de succi n mayor de tres o cuatro pies de longitud Una elevador de succi n es cualquier l nea vertical la cual tiene un flujo de refrigerante hacia arriba En grandes elevadores de succi n las trampas tipo P deben usarse cada 20 pies de elevaci n vertical Adem s es una buena pr ctica el ins
3. las tuber as donde circula el refrigerante Este sobrecalentamiento asegura que el gas refrigerante que retorna al compresor este seco y fr o Existen varios problemas los cuales pueden impedir al usuario de conseguirlas condiciones de operaci n estables El distribuidor y la esprea insertada dentro de ste han llegado a ser partes vitales del sistema de refrigeraci n que afectan adversamente la operaci n del sistema sino son seleccionados correctamente Los par metros que afectan estas partes son capacidad del evaporador temperatura del l quido refrigerante temperatura de succi n y tipo de refrigerante Usualmente una esprea est ndar es empacada con el evaporador de dimensiones particulares para una capacidad est ndar del serpent n a temperaturas del l quido refrigerante normales de 90 a 100 F y tipo de refrigerante Si cualquiera de las condiciones mencionadas var an de lo est ndar como el subenfriamiento mec nico del l quido refrigerante abajo de 80 F el distribuidor y la esprea no funcionaran adecuadamente Cuando existe un problema el sistema no puede mantener los requerimientos de temperatura fijados y o el sobrecalentamiento de succi n es escaso e inestable En casos m s cr ticos si el sobrecalentamiento de succi n es demasiado bajo esto ocasionara retorno de l quido al compresor Como se mencion previamente el l quido refrigerante que regresa al compresor no es bienvenido Cambios Estaciona
4. que sale del compresor debe ser igual al que retorna 3 El Est ndar del Fr o comience a hervir ocasionando que la mezcla de aceite refrigerante genere espuma violentamente y fuerce el aceite a que salga del compresor y se vaya al sistema Una vez en el sistema el aceite debe viajar por todo el circuito del mismo antes de que este pueda retornar al compresor La bomba de aceite tambi n fuerza la mezcla de aceite refrigerante dentro de los cojinetes del compresor dando como resutado la muerte del compresor debido a la pobre calidad de lubricaci n de la mezcla del aceite Una gran cantidad de mezcla aceite refrigerante en la bomba de aceite usualmente resulta como una baja presi n neta de aceite Esta condici n ocasionar que el control de seguridad se dispare Una condici n que provoca elevado sobrecalenta miento en el sistema resultara en una velocidad baja del gas hacia el compresor y a veces presi n de succi n baja Como se discuti en la secci n de Tuber as del Sistema las bajas velocidades del gas dificultan m s que el aceite sea conducido por las tuber as verticales de succi n hacia arriba Si persisten estas condiciones el sistema podr ser eventualmente interrumpido en el flujo de aceite y el compresor lo bombeara por si mismo provocando una falla por aceite Frigus Bohn recomienda un sobrecalentamiento del compresor de 30 F Este puede variar dependiendo de las condiciones locales y de la longitud de
5. caliente m s que el compresor durante los deshielos La migraci n puede ser controlada con el uso del sistema de bombeo completo mediante una solenoide Esto requiere una v lvula solenoide instalada en la l nea del l quido del sistema Siempre que el sistema est en deshielo o satisface la temperatura correspondiente la v lvula solenoide de l quido debe estar cerrada Esto ayudar a reducir la migraci n potencial de refrigerante hacia el compresor Controles del Sistema Es importante que los controles en el sistema de refrigeraci n est n propiamente instalados y ajustados Esto incluir controles de baja presi n controles de la presi n de alta controles de ciclaje de los ventiladores del condensador y cualquier otro tipo de control que sea requerido en sistemas y circuitos especiales Todas las v lvulas que pueden cambiar la presi n del sistema tambi n deber n ser incluidas en esta secci n Verificar las especificaciones de los fabricantes para el ajuste adecuado de todas las v lvulas y controles Ajustes inadecuados podr n resultar en disparos del control de aceite cuando menos se espera El ctrico Los disparos del control de aceite pueden ser provocados por problemas el ctricos Cualquier problema el ctrico que ocasione que el devanado del motor dentro del compresor provoque sobrecalentamiento del compresor puede ocasionar sobrecargas internas en el compresor provocando una apertura o disparo En lo
6. e en el compresor o no hay suficiente En la mayor a de los compresores el nivel de aceite en la mirilla de cristal debe estar entre Y y Ye mirilla de cristal Muy poco aceite en el compresor resulta como un disparo obvio por aceite Demasiado aceite en el compresor tambi n puede ocasionar un disparo por aceite Excesivo aceite puede causar suficiente turbulencia en el c rter para resultar en una presi n neta de aceite baja En otra alteraci n de demasiado aceite en la mirilla de cristal el alto nivel de aceite puede ser ocasionado por el refrigerante en el c rter El l quido refrigerante puede ser mezclado con el aceite o colectado abajo del aceite en el fondo del c rter En 3 gt Elevador de Succi n sobre j dimensionado cualquiera de los casos el refrigerante en Elevador de el c rter succi n causar la ai baja presi n El aceite no Ca da de neta de aceite regresar al Presi n compresor Excesiva Si existe demasiado aceite en el c rter el La figura muestra la importancia del exceso de dise o apropiado de la l nea de aceite debe Succi n ser drenado a un nivel propio Si no se tiene suficiente aceite en el c rter usted debe encontrar la raz n por la cual el aceite no regresa al compresor Tuber a del Sistema Si el aceite no retorna adecuadamente al compresor esto puede ser debido a las tuberias del sistema y o su dise o Para el retorno de aceite la tuber a de succi n
7. evaporador durante la noche Se desconectan los motoventiladores del evaporador cuando el dispositivo de la puerta esta abierta e De cuanto tiempo es la apertura del dispositivo de la puerta durante la carga y descarga e La carga del refrigerante cambia dr sticamente en ciertos per odos de tiempo En este art culo se han presentado algunas posibles causas de fallas por aceite en el equipo de refrigeraci n pero ciertamente no todos Los t cnicos de servicio deber n estar siempre alertas para los problemas extra os o inusuales del equipo y para las condiciones causantes de los problemas por fallas de aceite GRUPO FRIGUS THERME REGISTRO ISO 9001 No DE ARCHIVO A5405 Ventas Bosques de Alisos No 47 A 50 Piso Col Bosques de las Lomas C R 05120 M xico D F Tel 0155 5261 81 00 Fax 0155 5259 55 21 Tel Sin Costo 01 800 50 970 00 Planta Acceso ll Calle 2 No 48 Parque Industrial Benito Ju rez Quer taro Qro C P 76120 Tel 01442 238 45 00 Fax 01442 217 06 16 Tel Sin Costo 01 800 40 049 00
8. l c rter est vac o de aceite el control de aceite se dispara y debe ser restablecido manualmente Por costumbre los mec nicos consiguen hacer funcionar el equipo restableciendo el control el c rter se ha igualado y el aceite se ha drenado desde el compartimiento del motor Los ciclos cortos ocurren cuando el compresor bombea m s aceite del normal Los ciclos cortos pueden ser ocasionados por muchas condiciones baja presi n del lado de alta baja carga de refrigerante ajustes inadecuados de presi n diferencial del control de baja presi n o que la v lvula solenoide de l quido se pase y no selle bien tambi n puede causar el disparo del control de aceite Razones por las cuales el aceite no regresa en un porcentaje satisfactorio al compresor e Baja Velocidad del Refrigerante e Ciclos Cortos Carga Baja Trampas e Errores de Tuber a FRIGUS BOHN S A de C V El Est ndar del Fr o Comentarios Finales Actualmente los mec nicos de la refrigeraci n deben ser informados y no temer a preguntar Para aislar el problema del aceite algunas veces haciendo la pregunta correcta se puede obtener informaci n vital e Varia la facilidad de operaci n en la noche cuando nadie est cerca o en otros momentos durante la jornada de trabajo Pueden apagarse los motoventiladores del evaporador sin parar el compresor Pueden ser desconectados los interruptores que controla los ventiladores del
9. lema que ocasiona un disparo de una falla por aceite en un control electr nico es el que resulta de las caracter sticas el ctricas locales En algunos lugares existe un circuito derivado de potencia con voltaje a tierra mucho mayor que en los otros circuitos derivados de potencia En esta instancia debe tenerse mucho cuidado para no conectar el circuito de control del sistema a este circuito de alta potencia Problemas del Compresor Existen muchos problemas del compresor los cuales pueden provocar el disparo del control por falla de aceite Los compresores con bombas de aceite son totalmente dependientes de la bomba de aceite para proporcionar la presi n necesaria en la lubricaci n de los cojinetes y de otras partes m viles internas Si la bomba de aceite por si sola es deficiente o con desgaste excesivos no hay presi n neta de aceite normalmente En equipos a tres fases la rotaci n giro de la bomba puede ser contraria para observar si esto elimina el problema Si el compresor esta fugando presi n de aceite internamente usualmente no hay presi n neta del aceite La fuga interna de aceite puede ser el resultado de un desgaste excesivo en los cojinetes y las superficies de carga asociadas con el cig e al Este problema es un s ntoma no una causa de la lubricaci n pobre El problema de la lubricaci n debe ser corregido y reemplazado el compresor si persisten estas condiciones En compresores de baja potencia sin
10. les Un n mero significante de disparos del control de aceite ocurre durante los cambios bruscos de las estaciones del a o cuando las temperaturas noctur nas son fr as y las temperaturas del d a son calientes Frecuentemente las fallas mec nicas del compresor no ocurren durante el d a debido al disparo del con trol de aceite del compresor Cuando la causa de la falla por aceite no es realmente aparente el control se restablece y el compresor opera normalmente y cualquier cosa se ve bien desde las perspectivas de la refrigeraci n Qu puede causar la falla por aceite Varios factores deben considerarse Refrige rante inadecuado en los sistemas dise ados que inundan o llenan el condensador para el control de la presi n de alta ocasionar baja presi n de succi n Si la carga de refrigerante es baja la v lvula de expansi n no suministrar lo adecuado al evaporador resultando en un sobrecalentamiento elevado y baja velocidad del gas La baja velocidad del gas resulta en un retorno de aceite pobre y puede resultar como un dep sito en el evaporador u otras reas en la tuber a Baja presi n ca da que resulta de la temperatura ambiental fr a puede afectar la v lvula de expansi n t rmica Si la v lvula no es correctamente 6 BOHN El Est ndar del Fr o dimensionada o no esta dise ada para operar bajo presi n diferencial baja esta no alimentara el evaporador Esta condici n resulta en un elevado
11. m dulos externos de control puede presentarse el disparo del control por falla de aceite si el compresor no arranca cuando la potencia el ctrica es aplicada a las terminales En este caso el contactor de seguridad de aceite piensa que el compresor est funcionando y produciendo presi n de aceite Si el compresor tiene un problema y no puede arrancar el control de aceite se disparara despu s de un per odo que est fuera de funcionamiento el control Esta situaci n puede ocurrir en los equipos de tres fases y en los equipos de unafase La contaminaci n del aceite basura u otra materia extra a pueden ocasionar un problema en el tubo succionador ubicado en el c rter del cig e al del compresor Un filtro de malla fina rodea el tubo succionador en el c rter pudiendo llegar a ser atascado con deshechos bajo severas condiciones En modelos con controles electr nicos de aceite existe tambi n una malla en el sensor especial de aceite del control La contaminaci n de aceite puede resultar en una baja presi n neta de aceite y ocasionar el disparo del control por falla de aceite En los compresores m s viejos las fallas de aceite pueden ocurrir debido a la presurizaci n del c rter debida a la acci n de los pistones o anillos del pist n Esto puede ocasionar que la v lvula check de retorno de aceite localizada entre el compartimiento del motor y el c rter cierre y no permita el retorno de aceite dentro del c rter Cuando e
12. o una cosa que se checa es si el control de seguridad de aceite se ha disparado Si este se ha disparado lo bueno comienza cuando el t cnico debe imaginar que ocasion que el control de seguridad del aceite se abriera Algunas veces la causa del disparo del control en la falla real es obvia por ejemplo cuando no se ve aceite en el c rter a trav s de la mirilla de cristal Frecuentemente sin embargo la causa no se notifica y es m s dif cil imaginarla llamando para un trabajo de detective y mantener el sistema de refrigeraci n funcionando BOHN El Est ndar del Fr o Lista de Chequeo para el Control de la Presi n de Aceite La siguiente es una lista general de las causas posibles de los disparos por fallas de aceite e Bajo nivel de aceite en el compresor e La tuber a del refrigerante del sistema no est dise ada o dimensionada apropiadamente e El sistema no ha sido ajustado y balanceado adecuadamente e Falta de refrigerante apropiado a la carga de Invierno Poco Refrigerante e Migraci n de Refrigerante e Los controles del sistema no est n ajustados apropiadamente e Problemas el ctricos e Problemas del compresor Nivel de Aceite en el Compresor Cu l es el nivel de aceite en el c rter a trav s de la mirilla de cristal Usted deber ser capaz de mirar el nivel de aceite a trav s de la mirilla de cristal Si usted no puede ver el nivel de aceite hay demasiado aceit
13. r nico del registro de presi n El control mec nico usa una tuber a que registra la presi n de succi n del compresor y la presi n de salida del aceite de la bomba El control electr nico tiene un sensor especial para registrar la presi n el cual se monta a la salida de la bomba y se conecta solo con un cable el ctrico En el control mec nico la presi n total de la bomba menos la presi n de succi n es la presi n neta actual del aceite El control usado con m s frecuencia en el compresor Copeland est ajustado para abrir los puntos de contacto de seguridad despu s de un corto tiempo de retraso siempre que la presi n neta del aceite caiga por abajo de las 9 psig El control requiere de un reinicio manual una vez que ste se ha disparado En el control electr nico el sensor de presi n manda una se al al m dulo de control siempre que la presi n registrada caiga por abajo de 7 9 psig Esta se al ocasiona que el m dulo de control abra los puntos de contacto de seguridad despu s de un tiempo de retardo Este control tambi n requiere de reinicio manual una vez que se ha disparado En ambos controles la apertura de los contactos de seguridad interrumpen la corriente el ctrica en el circuito de control del sistema Control t pico de seguridad de la presi n de aceite Cuando el t cnico de servicio tiene una llamada en la que se dice que el sistema de refrigeraci n no esta funcionand
14. s modelos peque os de compresor aquellos sin m dulos de control externo esta condici n resultar en un disparo del control por falla de aceite Mientras el compresor no est funcionando y no est produciendo presi n de aceite el control de presi n de aceite continua energizado y monitoreando el aceite del sistema Despu s de un tiempo especificado fuera de funcionamiento para el control los contactos se abrir n y el control de seguridad del 3 El Est ndar del Fr o aceite deber ser restablecido manualmente Los posibles problemas el ctricos incluyen alto voltaje bajo voltaje desbalanceo de fase en sistemas de tres fases y p rdida de fase en sistemas detres fases Donde se emplean controles de aceite electr nicos otro tipo de problemas el ctrico pueden provocar el disparo del control de aceite ruido el ctrico Algunos controles el ctricos son sensibles al ruido el ctrico de la l nea y pueden no detectar la oscilaci n el ctrica moment nea como un problema relacionado con el aceite Los controles electr nicos usan una l nea de frecuencia para la regulaci n Una cantidad desordenada de tensi n el ctrica moment nea de llegada pueden enga ar los controles electr nicos dentro del conteo de este ruido y accionar el disparo Algunos modelos de control electr nico ahora tienen protecci n contra ruido en las l neas de tensi n oscilante pero este no garantiza que el disparo no ocurra Otro prob
15. sobrecalentamiento baja presi n de succi n y baja velocidad del gas que retorna como se discuti en el p rrafo anterior Durante las noches fr as o meses de invierno los compresores al exterior deben tener un calentador de c rter Los calentadores de c rter ayudan a mantener el aceite en el compresor cuando se presentan condiciones demasiado fr as cuando el compresor est fuera de servicio Cuando el aceite de refrigeraci n esta fr o ste llega a ser espeso y viscoso ocasionando dificultades para que este aceite se mueva a trav s de los sensores mec nicos especiales de presi n de los controles electr nicos de aceite Los controladores de aceite del c rter tambi n ayudan a prevenir la migraci n de aceite Migraci n La migraci n de aceite ocurre en las noches fr as debido a la diferencia de presiones El refrigerante siempre se mover de las reas calientes a las reas fr as Entonces cuando el compresor est apagado el refrigerante migrara a las partes fr as del sistema Si el compresor es la parte m s fr a del sistema entonces el refrigerante migrara hacia el c rter del compresor Cuando el compresor funciona nuevamente la expansi n inmediata de l quido refrigerante en el c rter del compresor ocasionar que la mezcla de aceite refrigerante hierva r pidamente La migraci n del refrigerante puede ocurrir si el calentador del c rter no esta funcionando o es inadecuado cuando el evaporador se
16. talar una trampa tipo P a la salida del evaporador si la l nea de succi n sube por arriba del fondo del evaporador Esta trampa asegurar que el aceite fluya libremente fuera del evaporador La raz n para las trampas tipo P en la succi n es ayudar el retorno de aceite al compresor El retorno del gas refrigerante desde el evaporador contendr ca das de presi n de aceite las cuales pueden colectarse y mezclarse en las turbulencias de las trampas Esta acci n de la turbulencia rompe las grandes ca das de presi n de aceite a una ca da de presi n menor que es conducido hacia arriba por la tuber a vertical mediante la velocidad del gas Tener cuidado de la instalaci n de las tuber as donde estas han sido incrementadas en sus longitudes alrededor o por debajo de obst culos Esto puede crear inadvertidamente trampas no deseadas en la trayectoria de la l nea que colectar el aceite Si es posible la l nea del refrigerante debe seguir una trayectoria lineal y constante entre el evaporador y el compresor Sistemas Nuevos Qu pasa si el sistema es nuevo Algunas veces no se agrega suficiente aceite a un sistema nuevo para que este sea admitido por la tuber a acumuladores y condensadores Siempre hay una cierta cantidad de aceite en el sistema que permanecer distribuida a BOHN El Est ndar del Fr o trav s del sistema despu s de la estabilizaci n y del funcionamiento normal Deber tomarse un c
17. uidado extremo al agregar aceite a un sistema nuevo La mayor a de los compresores son embarcados con suficiente aceite para emplearse en sistemas alrededor de 50 pies de tuber a sin agregar aceite Siempre se debe checar el sistema contra posibles problemas antes de agregar aceite al compresor Excepto fugas y otros problemas imprevistos el aceite nunca deber ser agregado a un sistema estabilizado Balance del Sistema Un sistema de refrigeraci n debe ser finamente ajustado despu s de la instalaci n y arranque Nunca considere que la v lvula de expansi n termost tica instalada en el evaporador lleva un ajuste desde f brica Cada v lvula de expansi n tiene un v stago de ajuste para un prop sito definido Este prop sito es el de ajustar finalmente el sistema para su condici n particular y aplicaci n Un sistema con un sobrecalentamiento muy bajo tiene el riesgo de que el l quido refrigerante retorne al compresor Si el l quido refrigerante entra al c rter del compresor se pueden desarrollar problemas r pidamente Hemos discutido ya que el l quido refrigerante en el c rter del compresor puede afectar el nivel de aceite en el compresor Si el l quido refrigerante est dentro del c rter del compresor durante un paro del ciclo este dificulta decidir el verdadero nivel de aceite Cuando el compresor reinicia una ca da de presi n s bita en el c rter provoca que el refrigerante El aceite
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