Instalación de unidades de refrigeración: especificaciones de tubería de cobre incorrectas, la capacidad de refrigeración se reduce drásticamente

Problema

Cuando la temperatura de la cámara frigorífica no baja, la primera reacción de la mayoría es que el compresor se ha averiado. En nuestro negocio de unidades para cámaras frigoríficas de la serie LZ, lo que encontramos es justo lo contrario: el compresor rara vez es el problema. Lo es la tubería de cobre entre la unidad condensadora y el evaporador de techo de la cámara frigorífica. El diámetro, la longitud y el trazado de la tubería determinan cuánto refrigerante llega realmente al evaporador.

Causa

Cada unidad de la serie LZ sale de fábrica con las medidas de conexión de tubería indicadas. Estas cifras no son valores de referencia; se obtienen mediante cálculos de caída de presión basados en la carga de refrigerante y la capacidad frigorífica de ese modelo.

La serie LZAC de enfriamiento por aire y frecuencia fija incluye siete modelos:

La serie LZWC enfriada por agua sigue la misma lógica, pero es más compacta. El LZWC-07 tiene conexiones de 12.7mm / 15.88mm y una carga de 2.2kg; el LZWC-12 tiene conexiones de 12.7mm / 19.05mm y una carga de 3.7kg. Las conexiones del circuito de agua son DN25 y el condensador de carcasa y tubos requiere de 2 a 3 m³/h de agua de circulación.

Principio

Las tuberías de refrigerante tienen dos reglas estrictas.

Primera: la caída de presión en la línea de líquido debe mantenerse dentro de 0.5 bar. Si la línea de líquido se elige demasiado delgada, aparecerá gas flash antes de la válvula de expansión electrónica. Si la EEV no suministra suficiente líquido, el evaporador carecerá de refrigerante y la temperatura de la cámara nunca alcanzará el valor de consigna. El comportamiento del compresor será temperatura de descarga alta y funcionamiento continuo en caliente, pero el caudal másico real será cada vez menor.

Segunda: la caída de presión en la línea de aspiración no debe hacer que la temperatura de evaporación caiga más de 1 a 2°C. Si la línea de aspiración se elige demasiado gruesa también hay problemas: la velocidad de flujo es demasiado baja, el retorno de aceite es deficiente, el aceite se acumula en los tramos horizontales y el compresor se queda sin aceite.

En cada tramo vertical de la línea de aspiración debe instalarse una trampa de aceite cada 4 a 6 metros de subida. Esta es la práctica estándar y también el paso que más se omite. La trampa de aceite recoge el aceite y permite que el gas lo transporte por etapas hacia arriba, asegurando un nivel de aceite correcto en el compresor.

Solución

Las unidades LZ se conectan con válvulas de bola, no con tubos cortos soldados. Esto es una ventaja, pero hay que usarla bien. La válvula de bola permite aislar la unidad por separado; para el mantenimiento no hay que recuperar todo el refrigerante de la unidad y la prueba de presión y fugas también es más cómoda. Pero, a cambio, exige que el instalador suelde primero las conexiones de campo y luego abra la válvula. Si se suelda con la válvula abierta y presión en la tubería, sin protección de nitrógeno en el interior, se formará cascarilla de óxido dentro de la tubería de cobre, y esa cascarilla entrará directamente en la EEV y en el compresor. La mayoría de los fallos del primer mes que vemos en nuestro servicio posventa comercial ocurren en este paso.

El día de la instalación deben hacerse correctamente tres cosas:

1. Purga con nitrógeno durante toda la soldadura. Al soldar cada junta, introduzca nitrógeno a baja presión en la tubería para impedir la formación de cascarilla de óxido y mantener limpio el interior de la tubería.
2. Respete la carga de refrigerante de fábrica. El refrigerante de fábrica solo alcanza para la unidad condensadora más un tramo corto de tubería de conexión. Si la unidad está a más de aproximadamente 5 metros del evaporador de la cámara frigorífica, debe añadirse refrigerante. Añádalo pesándolo según la longitud adicional de tubería; no lo adivine basándose en la presión manométrica.
3. Aísle la línea de aspiración y añada trampas de aceite. El aislamiento estabiliza el recalentamiento y las trampas de aceite en los tubos verticales aseguran el nivel de aceite del compresor.

Datos reales

La capacidad frigorífica varía mucho con la temperatura de la cámara. LZAC-12 en condición de una sola válvula de expansión electrónica: 17,530W a +20°C de temperatura de cámara, 8,550W a 0°C y solo 4,800W a -20°C. La misma máquina, cuando se usa en una cámara de congelación, tiene una capacidad frigorífica de solo alrededor de una cuarta parte de la de la condición de alta temperatura. Por eso, la selección debe calcularse a partir de la temperatura objetivo de la cámara, no hacer el pedido mirando solo el número máximo de la placa de características.

El modelo grande LZAC-50, en condición de una sola válvula, entrega 70,500W a +20°C y 18,800W a -20°C; la unidad condensadora pesa 420kg y el evaporador de techo tiene dos desagües DN32. El LZAC-65 alcanza 83,125W a +20°C, la unidad pesa 630kg y se carga con 25kg de R410A. Los soportes de instalación, el acceso de mantenimiento y los soportes de tubería deben dimensionarse según estas cifras. Una unidad condensadora de 630kg no puede sostenerse en un soporte de pared; debe usarse una estructura de acero.

Secuencia de instalación

• Primero coloque la unidad condensadora sobre la estructura de acero y nivélela. Compruebe la dirección de descarga del ventilador del condensador; no debe quedar frente a la dirección predominante del viento y el lado de descarga no debe tener obstrucciones.
• El evaporador de techo debe drenar por gravedad de forma natural, conectado a un desagüe DN32. En la serie LZ, desde el LZAE-4001-15 hasta el LZAE-5504-125, todos usan desagüe DN32; los modelos grandes usan dos. Si la tubería de desagüe no tiene pendiente ni sifón, el agua de condensación refluirá hacia los productos dentro de la cámara.
• Instale la línea de líquido y la línea de aspiración. La línea de líquido debe ser corta y recta; la línea de aspiración horizontal debe inclinarse ligeramente hacia el compresor.
• Suelde cada junta con purga de nitrógeno, sin abrir primero la válvula de bola.
• Presurice con nitrógeno hasta la presión de prueba de la placa de características y mantenga la presión; luego haga vacío hasta menos de 500 micras y después abra la válvula.
• Abra la válvula de bola; si hay mirilla, revísela; si la tubería es larga, añada refrigerante y ponga en marcha.

Preguntas frecuentes

P1: ¿Se puede usar una tubería de cobre un tamaño más delgada que la medida de conexión? No. La medida de conexión es el requisito mínimo para ese modelo. Una tubería más delgada aumenta la caída de presión, genera gas flash y reduce la capacidad frigorífica efectiva. Para alargar la tubería, use el mismo diámetro y añada refrigerante; no reduzca el diámetro.

P2: ¿Qué ocurre si la tubería es más larga que lo cubierto por la carga de fábrica? El sistema tendrá falta de refrigerante. La presión de aspiración será baja, el evaporador tendrá escarcha desigual y el enfriamiento será muy lento. Añada refrigerante pesándolo según la longitud adicional. El R410A debe cargarse en estado líquido, no en estado gaseoso.

P3: ¿La unidad condensadora en el exterior se ve afectada por las altas temperaturas del verano? Sí. Las unidades enfriadas por aire LZAC tienen una temperatura ambiente máxima de diseño de 48°C. Si se supera, la temperatura de condensación aumenta y la capacidad frigorífica disminuye. En zonas calurosas es más adecuado usar unidades enfriadas por agua LZWC, con menor temperatura de condensación y un ruido de 62 a 63dB(A), pero se requiere una fuente de agua.

P4: ¿Cada cuánto tiempo se debe limpiar el desagüe del evaporador de techo? Inspeccionar al menos una vez al mes. Un desagüe DN32 obstruido es la causa más común de goteo sobre la mercancía dentro de la cámara.