Condensadores para refrigeración: tipos, tamaño, selección y comprobaciones del mundo real

Un distribuidor de alimentos congelados reemplazó un condensador averiado en un congelador de 5 kW por una unidad que parecía idéntica. Dos semanas más tarde, en una tarde de 35 °C, la presión de descarga estaba aproximadamente 3 bar por encima de la original. Nada estaba defectuoso. El reemplazo simplemente rechazó menos calor por cada grado de diferencia de temperatura a través del serpentín, y esa brecha, la capacidad medida en un ambiente real en lugar de un ambiente de catálogo, es donde comienzan la mayoría de los problemas del condensador de refrigeración.

La solución no es complicada. Dimensione el serpentín según el rechazo total de calor en la temperatura ambiente más alta que el sitio pueda ver de manera realista, elija la construcción de tubo y aletas de acuerdo con el refrigerante, la exposición a la corrosión y el acceso de limpieza, luego confirme que alguien realmente pueda alcanzar el serpentín con un cepillo. Todo lo demás se deriva de esas tres decisiones.

Lo que realmente debe lograr un condensador

Un condensador realiza tres trabajos en secuencia, y una bobina que realiza mal cualquiera de ellos arrastra todo el circuito. Desrecalienta el gas caliente que sale del compresor, condensa ese gas en líquido a una presión establecida por el aire ambiente y el flujo de aire, luego subenfría ligeramente el líquido para que no aparezca gas instantáneo antes del dispositivo de expansión.

La carga que transporta es siempre mayor que la clasificación del evaporador. El rechazo total de calor equivale al trabajo del evaporador más la energía eléctrica que el compresor pone en el refrigerante, típicamente de 1,2 a 1,3 veces la carga de evaporación a temperatura media y más alta cuando las relaciones de compresión aumentan en el trabajo del congelador. La capacidad de diseño siempre debe cotizarse para una temperatura ambiente y una diferencia de temperatura establecidas, a menudo de 10 a 15 K entre la temperatura de condensación y el aire de entrada para unidades enfriadas por aire.

Un tamaño insuficiente del serpentín y la temperatura de condensación aumentan: el compresor trabaja contra una relación de presión más alta, el flujo másico disminuye, la capacidad disminuye y la temperatura de descarga aumenta. El compresor suele fallar primero, razón por la cual los problemas del condensador a menudo se atribuyen al componente equivocado. El sobredimensionamiento tampoco es gratuito, ya que aporta una carga adicional de refrigerante, una mayor huella y más energía del ventilador.

Adaptación de la construcción del condensador al servicio de refrigeración

Cinco construcciones cubren la gran mayoría de las tareas de refrigeración. No son intercambiables y una elección incorrecta suele aparecer como un problema de servicio mucho antes de que se presente como un problema de capacidad.

Las tareas de exhibición en cámaras frigoríficas y productos congelados generalmente recaen en las familias de placas, aletas y tubos desnudos, porque esas bobinas deben seguir funcionando después de años de polvo, fibra de cartón y lavados a presión ocasionales.

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Números de especificaciones que deciden el rendimiento en el mundo real

Un presupuesto de condensador sólo es útil cuando indica sus condiciones. Dos serpentines con dimensiones de cara idénticas pueden diferir en un 20 por ciento en capacidad una vez que se tienen en cuenta la densidad de las aletas, el diámetro del tubo, el circuito y el refrigerante. Pregunte por estos valores en cada hoja de datos.

• Refrigerante y temperatura de condensación de diseño.
• Rechazo total de calor en kW en la temperatura ambiente indicada, no en la clasificación del evaporador
• Temperatura del aire entrante y diferencia de temperatura que asume la clasificación
• Flujo de aire en metros cúbicos por hora o cfm, con la presión estática a la que se midió
• Caída de presión del lado del refrigerante a través del serpentín
• Subenfriamiento entregado en condiciones de diseño.
• Tamaños de conexión, recuento de circuitos y volumen interno para cálculos de carga
• Material del tubo y de las aletas, cualquier revestimiento y el método de prueba de corrosión denominado

El flujo de aire citado sin presión estática es una cifra de marketing: una bobina con capacidad de entrega libre pierde gran parte de ese flujo de aire una vez que se coloca detrás de una protección o dentro de un gabinete hermético. La caída de presión es importante en la otra dirección, ya que cada bar de caída obliga al compresor a funcionar a una proporción ligeramente mayor y esa pérdida se compensa continuamente.

Tubo de aluminio versus tubo de cobre

El tubo de cobre con aletas de aluminio ha sido el predeterminado durante décadas porque se suelda fácilmente, tolera la reparación en el campo y conduce el calor extremadamente bien. Las bobinas de tubos de aluminio se han vuelto populares por diferentes razones: costo y peso. Los fabricantes que trabajan con la tecnología informan reducciones en los costos de materiales superiores al 30 por ciento cuando el tubo de cobre se reemplaza por un tubo de aluminio, junto con una bobina notablemente más liviana.

Las compensaciones merecen más atención que el titular. El aluminio conduce el calor a aproximadamente dos tercios de la velocidad del cobre, por lo que las paredes del tubo, la geometría de las aletas y los circuitos deben rediseñarse para recuperar la diferencia. La unión necesita soldadura fuerte controlada o expansión mecánica en lugar de un trabajo casual con soplete, y colocar ambos metales en un circuito provoca corrosión galvánica a menos que una junta de transición bimetálica los aísle.

Donde el aluminio gana su lugar es en la exposición a la corrosión. Las cifras publicadas para bobinas bifásicas de tubos de aluminio citan una prueba de niebla salina de 500 horas y 50.000 ciclos de presión, con una resistencia a la corrosión y una resistencia al estallido que se describen como superiores a la norma aplicable. Trátelos como afirmaciones hasta que las condiciones de la prueba estén sobre la mesa: la concentración de sal, la temperatura de la cámara, si las muestras fueron grabadas y el rango de presión de la prueba del ciclo cambian lo que significa el número. un general Guía del intercambiador de calor HVAC es una comprobación útil de cordura antes de fijar una especificación de material.

Instalaciones compactas y con limitaciones de espacio

Los refrigeradores de gabinete, las unidades bajo mostrador, la refrigeración de transporte y los equipos expendedores obligan a un conjunto diferente de compromisos: un serpentín pequeño, un ventilador pequeño y un recorrido de aire corto. Los condensadores compactos aquí se juzgan por su capacidad por unidad de volumen en lugar de por su capacidad por metro cuadrado de área frontal.

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Tres reglas mantienen las instalaciones compactas fuera de problemas. Deje al menos un diámetro de ventilador de espacio libre delante de la cara del serpentín. Evite descargar en una esquina o en la entrada de una unidad vecina, porque la recirculación puede elevar el aire entrante en 5 K o más y borrar silenciosamente el margen de capacidad. Y elija una bobina que se deslice hacia afuera o que se cepille, ya que una bobina compacta sin acceso de limpieza perderá capacidad en un par de temporadas en un taller o cocina.

Refrigeración de pequeña capacidad: fabricadores de hielo, dispensadores de agua y vitrinas

Los fabricantes de hielo se encuentran entre las tareas más difíciles de pequeña capacidad. El serpentín se encuentra en una cocina cálida, rodeado de grasa, polvo de harina y humedad, y debe rechazar el calor rápidamente durante el ciclo de cosecha. El espaciado de las aletas, el recubrimiento y la facilidad de limpieza deciden la vida útil de un condensador para fabricar hielo de precisión en mucho más que un pequeño porcentaje de la capacidad nominal.

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Los dispensadores de agua, los refrigeradores de botellas y las pequeñas vitrinas son más suaves, pero el principio se mantiene: especifique el ambiente dentro de la máquina, no el ambiente de la habitación. El aire del gabinete puede funcionar entre 8 y 10 K más caliente que el espacio circundante, y un serpentín seleccionado a temperatura ambiente tendrá una capacidad permanentemente corta.

Controles de calidad y preguntas sobre abastecimiento antes de comprometerse

La mayoría de las fallas del condensador se deben a algo que podría haberse verificado antes del primer envío. Al comparar proveedores, pregunte:

1. ¿Qué prueba de fugas se ejecuta en cada unidad: espectrometría de masas de helio, caída de presión de nitrógeno o ambas?
2. ¿Qué rango de presión y recuento de ciclos se utilizaron en las pruebas de calificación?
3. ¿Qué prueba de corrosión se realizó? ¿El informe menciona las condiciones de la cámara?
4. ¿Qué tolerancia dimensional se mantiene en las posiciones de conexión y orificios de montaje?
5. ¿La capacidad se verificó con un calorímetro o simplemente se calculó?
6. ¿Cuál es el plazo de entrega estándar y cómo cambia para un circuito personalizado?
7. ¿Qué documentos se envían con el pedido, como informes de pruebas y certificados de materiales?

Responda esas preguntas y la conversación sobre especificaciones se volverá breve y objetiva. También ayuda ver la gama completa antes de limitar la lista, por lo que el descargable catálogo de productos (PDF) es un lugar razonable para comenzar a comparar las familias de bobinas con su deber.

Los condensadores para refrigeración se compran una vez y se viven con ellos durante una década o más, razón por la cual la conversación sobre el tamaño es más importante que el precio de compra. Obtenga un rechazo de calor justo en el ambiente real, haga coincidir la construcción con la suciedad y el refrigerante y elija un material de tubo cuya evidencia de prueba haya leído realmente. Luego confirme que alguien pueda alcanzar la bobina con un cepillo. Esas cuatro comprobaciones evitan la mayoría de las fallas en el campo que se atribuyen al compresor.