Optimización de Sistemas de Refrigeración: Carga Precisa y Diagnóstico Efectivo de Compresores

Métodos de Carga de Refrigerante

Carga por Peso

Es el método más universal y exacto. Resulta adecuado independientemente de la época del año en la que se realice la carga de refrigerante. Para efectuar la carga por peso, se suele utilizar un cilindro de carga graduado o una báscula de precisión. Este método no es el más indicado si la instalación ya cuenta con una carga parcial y se desconoce la cantidad exacta que falta, a menos que se recupere todo el refrigerante existente primero.

Carga por Recalentamiento

Este método se basa en la medición del recalentamiento (superheat) del refrigerante en el evaporador. El recalentamiento es la diferencia entre la temperatura real del vapor de refrigerante a la salida del evaporador y su temperatura de saturación (temperatura de evaporación correspondiente a la presión de baja). Un recalentamiento adecuado asegura que solo vapor llegue al compresor. El valor del recalentamiento suele oscilar entre 5 °C y 7 °C en condiciones de diseño para muchos sistemas de aire acondicionado.

Carga por Subenfriamiento

El subenfriamiento (subcooling) se mide en el condensador y es la diferencia entre la temperatura de condensación del refrigerante (temperatura de saturación correspondiente a la presión de alta) y la temperatura del refrigerante líquido a la salida del mismo condensador. Un subenfriamiento adecuado indica una columna completa de líquido llegando a la válvula de expansión. El subenfriamiento suele oscilar entre 9 °C y 11 °C en condiciones de diseño para muchos sistemas y se puede medir directamente con termómetros y manómetros.

Carga por Presión

La presión de descarga objetivo se puede estimar midiendo la temperatura del aire exterior en el momento de realizar la carga y sumándole una cifra determinada (en el texto original se menciona 16,7 °C) para obtener una temperatura de condensación teórica. Luego, esta temperatura se convierte a presión según las tablas del refrigerante específico que se esté utilizando. Este método es una aproximación y su efectividad puede variar considerablemente según el diseño del sistema, el tipo de refrigerante y las condiciones ambientales; se recomienda usarlo con precaución y como referencia secundaria.

Válvula de Servicio: Componentes Principales

Las válvulas de servicio son cruciales para el mantenimiento, la verificación de presiones y la carga de refrigerante. Sus componentes típicos incluyen:

• Obús de conexión para manguera (puerto de servicio o Schrader)
• Tapón del vástago de la válvula (protege el vástago y sella)
• Conexión a la tubería del sistema
• Cuerpo de la válvula
• Vástago de operación (permite abrir o cerrar el paso de refrigerante)
• Conexión a la unidad (compresor, recibidor, etc.)

Indicadores de Carga y Funcionamiento Óptimo del Sistema

Un sistema de refrigeración con carga correcta y funcionando adecuadamente presentará los siguientes síntomas (los valores de presión son referenciales y pueden variar significativamente según el tipo de refrigerante, el diseño del equipo y las condiciones ambientales):

• Presión de aspiración (baja): Estable y dentro del rango especificado por el fabricante (ej. para R-22 en AC, podría ser 60-70 psi en ciertas condiciones).
• Presión de descarga (alta): Estable y dentro del rango especificado por el fabricante (ej. para R-22 en AC, podría ser 230-260 psi en ciertas condiciones).
• Consumo eléctrico del compresor: Cercano al valor nominal indicado en la placa del equipo.
• Evaporador: Superficie completamente mojada por condensación uniforme y sin formación excesiva de escarcha (excepto en ciclos de descongelación normales en equipos de baja temperatura).
• Tubería de líquido (diámetro pequeño, salida del condensador): Tibia al tacto.
• Tubería de succión (diámetro mayor, entrada al compresor): Fría y normalmente condensando humedad del ambiente (sudando).
• Salto térmico en el evaporador (aire): La temperatura del aire a la salida del evaporador debe ser sensiblemente inferior a la temperatura del aire de entrada (ej. una diferencia mínima de 8 °C es un indicador común, pero varía).
• Salto térmico en el condensador (aire): La temperatura del aire a la salida del condensador debe ser sensiblemente superior a la temperatura del aire de entrada (ej. una diferencia mínima de 15 °C es un indicador común, pero varía).

Diagnóstico de Fallas en el Compresor

Detección de Bobina del Motor del Compresor Abierta o Quemada

Para identificar si una bobina del motor del compresor está abierta (interrumpida) o quemada, se pueden seguir estos procedimientos:

Procedimiento con Ohmímetro:

Con el equipo desenergizado, mida las resistencias entre los terminales del compresor (Común-Arranque, Común-Marcha, y la suma de estas dos debe ser Arranque-Marcha). Compare los valores obtenidos con las especificaciones del fabricante.

• Mida la resistencia de las bobinas principal (Marcha o Run) y auxiliar (Arranque o Start).
• La resistencia puede variar aproximadamente un ±8% respecto a los valores especificados por el fabricante.
• Una lectura de resistencia infinita (marcada como "OL", "Open" o similar en el multímetro) entre dos terminales que deberían tener continuidad indica una bobina abierta.

Procedimiento con Lámpara de Prueba (para verificar continuidad):

En caso de no contar con un ohmímetro, una lámpara de prueba en serie puede ayudar a verificar la continuidad de las bobinas (asegúrese de que el circuito de prueba sea de bajo voltaje o esté diseñado para esta aplicación de forma segura):

1. Asegúrese de que el compresor esté completamente desconectado de la alimentación eléctrica.
2. Coloque una de las puntas de prueba de la lámpara en la terminal común (C) del compresor.
3. Con la otra punta, toque sucesivamente la terminal de la bobina principal (R - Run) y luego la terminal de la bobina auxiliar (S - Start).
4. Si la lámpara no se enciende al probar la conexión entre el común y alguna de las otras bobinas, esto indica una interrupción (bobina abierta). En tal caso, es probable que se deba sustituir el compresor.

Detección de Compresor Derivado a Tierra (Falla de Aislamiento)

Un compresor derivado a tierra significa que hay una fuga de corriente eléctrica desde los bobinados hacia la carcasa metálica del compresor.

Procedimiento con Megóhmetro (Recomendado):

1. Asegúrese de que el compresor esté desconectado de la alimentación eléctrica y los cables de sus terminales retirados.
2. Conecte una de las puntas del megóhmetro (también conocido como "megger") a una de las terminales del compresor (Común, Marcha o Arranque).
3. Conecte la otra punta del megóhmetro a una parte metálica limpia de la carcasa del compresor (puesta a tierra).
4. Aplique un voltaje de prueba (comúnmente 500 V DC). La lectura de resistencia de aislamiento deberá ser superior a 2.0 Megaohmios (MΩ). Una lectura inferior indica una falla de aislamiento y el compresor debe ser reemplazado.

Procedimiento con Lámpara de Prueba (Alternativo y Menos Preciso):

Si no dispone de un megóhmetro, una lámpara de prueba conectada a la tensión de línea (con extrema precaución y conocimiento de los riesgos eléctricos) puede ofrecer una indicación básica:

1. Asegúrese de que el compresor esté desconectado de la alimentación eléctrica principal.
2. Conecte una de las terminales de la lámpara de prueba (en serie con una fuente de tensión adecuada, por ejemplo, la de línea) a una de las terminales del bobinado del compresor (C, R, o S).
3. Conecte la otra terminal de la lámpara a la carcasa del compresor (puesta a tierra).
4. Si la lámpara se enciende (incluso tenuemente), indica una derivación a tierra significativa, y el compresor debe ser sustituido.

Importante: La prueba con lámpara para derivación a tierra es menos sensible y más peligrosa que la prueba con megóhmetro. Podría no detectar fugas de aislamiento menores que aún así son problemáticas o peligrosas. Siempre que sea posible, utilice un megóhmetro para una verificación segura y precisa del aislamiento.