El filtro secador prolonga la vida del compresor

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El filtro secador prolonga la vida

del compresor

Actualmente la prensa comercial habla mucho sobre los refrigerantes del siglo XXI como son los  HFC  que No perjudican al medio ambiente, exentos de átomos de cloro, han sustituido a los refrigerantes CFC y a algunos HCFC.  y los aceites minerales por los aceite  Aceites Polioléster (POE) Aceites sintéticos de moléculas polares que se mezclan con refrigerantes HFC. Estos aceites han sido  utilizados durante muchos años en cajas de velocidades o cambios de cualquier tipo de maquinaria.

Estos productos han creado nuevas posibilidades, aunque también nuevos problemas. Los filtros secadores con alta absorción de humedad se han convertido en una necesidad, y las estructuras polares de las moléculas en los refrigerantes y aceites han hecho superflua la utilización del óxido de aluminio activado como materia desecante en los filtros secadores.
No hay duda de que la innovación es necesaria, pero la innovación implica el funcionamiento de componentes de refrigeración sencillos y algunas condiciones requerirán una consideración especial.

Introducción

Los filtros secadores de los sistemas de refrigeración tienen varias funciones. Tienen que secar y filtrar. La función de secado constituye la protección química e incluye la absorción de agua y de ácidos. Tiene como finalidad impedir la corrosión de la superficie de metal y la descomposición del aceite y el refrigerante, y evitar que se queme el motor. La función de filtro constituye la protección física e incluye la retención de partículas e impurezas de todo tipo. Esto minimiza el deterioro por uso del compresor, lo protege y prolonga su vida. En ambos casos, el filtro secador impide el desgaste prematuro de la planta de refrigeración.

Recientemente, muchos instaladores han observado pérdidas de carga relativamente altas a través del filtro secador o, incluso, filtros bloqueados. Estos incidentes no convienen y, en algunas circunstancias, crean costes adicionales de mantenimiento y servicio. Los instaladores y propietarios de las instalaciones deberían estar contentos en vez de irritados. Pero, ¿cómo puede estar alguien contento de tener que sustituir los filtros secadores, aparte de los fabricantes de filtros? Compare un filtro secador con el del aceite de su  automóvil. Al recoger la suciedad, el filtro de aceite prolonga la vida del motor del vehículo. El filtro secador funciona igual. Retiene la suciedad y evita así los daños del compresor tan caros.

Sin embargo, si hay que sustituir el filtro de forma regular, deberían reconsiderarse e incluso cambiarse algunas rutinas de trabajo, como por ejemplo. el mantenimiento planificado.

¿De dónde proviene la suciedad?

Los contaminantes aparecen normalmente en cualquier sistema de refrigeración. Pero, cada tipo de planta tiene un límite que puede considerarse normal. Los contaminantes en general se producen a partir de:

1. Soldaduras sin flujo de gas inerte (nitrógeno)
2. Montaje sin observar las necesarias precauciones de limpieza.
3. Cambio de CFC o HCFC y aceite mineral a HFC y aceite  polioléster o alquilbenceno (reconversión).

En el caso de la situación 1, se formará una capa de óxido de cobre en el interior de las tuberías de cobre como resultado de la capacidad del oxígeno de reaccionar con ese mineral a altas temperaturas.
En la situación 2, durante la puesta en marcha, el sistema contendrá una cantidad grande o pequeña de plaquitas de cobre y aluminio, polvo y otras impurezas, según el tamaño de la Instalación y sus condiciones reales.
En ambos casos, el filtro debe recoger y retener una cantidad relativamente grande de suciedad. Después de algún tiempo, esto producirá un incremento de la pérdida de carga.
Si el filtro no se sustituye a tiempo, aumentara la pérdida de carga y se reducirá la capacidad de evaporación de la instalación.

El montador (OEM) normalmente sólo se encontrará con ese problema en sistemas con servicio técnico "en el terreno". En los sistemas nuevos, no se conocerá ese problema. Esto indica la diferencia en las rutinas utilizadas para la fabricación y mantenimiento de sistemas. En las fábricas de montaje hay buenas condiciones y rutinas de trabajo que reducen a un mínimo las impurezas del sistema de refrigeración. Pero "en el campo" es en general mucho más difícil conseguir la misma disciplina y condiciones de trabajo. El filtro tiene que retener mucha más suciedad.

En la situación 3 (reconversión) el problema es diferente, porque aquí, con el tiempo, la estructura polar de los refrigerantes de HFC y los aceites POE liberarán la suciedad de las superficies internas de los sistemas de refrigeración. Se transportarán más contaminantes y más pequeños por el sistema durante un período de tiempo más largo. Además de los posibles contaminantes que quedan de cuando se construyó la planta, los depósitos de los productos de reacción entre el CFC y el aceite mineral en los intercambiadores  y tuberías quedarán en suspensión en el aceite y se transportarán a través del sistema de refrigeración.

Las tres situaciones causan unas condiciones de funcionamiento extremas para un filtro secador. Según la cantidad de suciedad, aumentará rápidamente la pérdida de carga a través del filtro y se producirá una pérdida de subenfriamiento, con el riesgo de reducir la capacidad de refrigeración. Identificación de contaminantes. Cuando se abre un filtro secador bloqueado después de 14 días de uso, se observa que el núcleo y los elementos de filtrado son de color negro o marrón descolorido, véanse Figs. 1 y 2. Además, se observa a menudo que las variaciones de presión en el flujo de refrigerante deforman las partes internas.

Cuando se examinan los contaminantes por fluorescencia de rayos X de dispersión de energía en un microscopio electrónico, puede observarse que generalmente contienen los siguientes elementos:

•   Al (aluminio)
•   Cu (cobre)
•   Fe (hierro)
•   (oxígeno)
•   Si (silicio)
•   K (potasio)
•   S (azufre)
•   C (carbono)
•   Cl (cloro)
•   P (fósforo)
•   Cr (cromo)

Aparte del cloro y el fósforo, todos estos elementos se encuentran en los contaminantes normales de una planta de refrigeración.

El cobre puede ser debido a restos de la fabricación de la conducción de cobre. Por otro lado, cuando hay grandes cantidades de óxido de cobre, es señal de un vacío insuficiente antes de soldar y que el proceso de soldadura se realizó sin usar un gas protector (nitrogeno).
El hierro y el aluminio indican partículas de desgaste y pueden ser también restos de la fabricación de la planta de refrigeración o de sus componentes principales. Véanse Figs. 3 y 4.

El silicio aparece normalmente como óxido de silicio o como sílice. El sílice es el principal componente del polvo normal.
El aluminio y el potasio pueden ser restos de desecantes.
La presencia de cloro y carbón en los contaminantes filtro indica que el filtro secador estaba instalado en un sistema reconvertido. El cloro es un resto de refrigerantes de CFC o HCFC usados anteriormente. Si también hay carbón, es señal de que el compresor ha estado funcionando a altas temperaturas, lo cual ha producido una carbonización del aceite minerales y una descomposición del refrigerante en ácido (por ejemplo. R 12 en ácido clorhídrico, HCI). El ácido clorhídrico es un ácido inorgánico muy fuerte ataca los desecantes y superficies de metal. Estos productos de descomposición se convierten en cloruros y carbón depositándose en las superficies internas del sistema de refrigeración.

Por tanto, debe sustituirse el filtro secador al cabo de poco tiempo de funcionamiento, o bien debe instalarse un filtro de gran capacidad de retención de impurezas en la línea de aspiración.
Según la calidad del filtro secador y el de aspiración, se retendrá una proporción más grande o pequeña de todos los contaminantes, garantizando un buen funcionamiento.
Estos depósitos se liberarán al realizar una reconversión del sistema de, por ej., R 12 y aceite mineral a R 134a y aceite  polioléster.
Los depósitos que no pueden disolverse en R 134a quedarán suspendidos en el aceite y serán transportados a través del sistema de refrigeración, hasta quedar retenidos en el filtro.
La presencia de fósforo se debe a la fosfatización (protección de la superficie contra la corrosión) de los componentes del sistema de refrigeración o al uso de aditivos con fósforo en el aceite mineral original.

Conclusión

Puede concluirse que si el filtro secador está bloqueado después de períodos largos o cortos de funcionamiento, es que ha actuado como un filtro secador de calidad. Ha retenido contaminante y ha garantizado que no han alcanzado al compresor con el correspondiente peligro de dañarlo.
Siempre es recomendable usar gas inerte durante la soldadura. Si el intervalo, que debe ser corto, entre puesta en marcha del sistema de refrigeración y sustitución del filtro secador se considera inadecuado, se recomienda realizar un procedimiento de limpieza regular durante la puesta en marcha, por ejemplo usando un filtro efectivo en la línea de aspiración. Alternativamente, el filtro secador puede sustituirse regularmente, hasta que se hayan recogido los contaminantes. En caso de las reconversiones se recomienda usar siempre un filtro en la línea de aspiración durante un tiempo inmediatamente después de la puesta en marcha.

Filtros secadores para los Refrigerantes Actuales

El R 407C, el R 410A y el R 410B son algunos de los candidatos  que reemplazan al R 22. Sin embargo, estas mezclas, que contienen por ej. R 125 y R 32, plantean frecuentemente un problema cuando se trata de elegir el filtro secador adecuado. Es algo que tiene mucha importancia, porque las pequeñas moléculas de R 32 plantean exigencias especiales en cuanto a los agentes secadores adecuados.

Entre los filtros secadores que pueden utilizarse sin problemas con R 407C, R 410A y R 4108 están el filtro secador DM  con el núcleo de molecular sieve puro, y el filtro secador DC perfeccionado, con el núcleo formado por molecular sieve y alumina activada.

¿Por qué filtros secadores?

En los sistemas de refrigeración que utilizan hidrofluorocarbonos (HFC) como refrigerante, la principal función del filtro secador es absorber la humedad tan pronto como el sistema de refrigeración empiece a funcionar. Si el núcleo de molecular sieve absorbe la humedad, se ve considerablemente reducido el riesgo de formación de ácido mediante hidrólisis del aceite polioléster y sus efectos relacionados, tales como la corrosión y la degradación del bobinado del motor. Para proteger aun más el sistema de refrigeración, se pueden utilizar filtros secadores con alumina activada, que también adsorben el ácido a medida que se va formando cuando el sistema está en funcionamiento.

¿Qué debe tener un filtro secador?

Además de propiedades de absorción de la humedad y de los ácidos, los filtros secadores del mañana deberán tener otras cualidades, tales como:

•    Respuesta rápida
•    Buena capacidad de filtración de la suciedad
•    Compatibilidad con refrigerantes HFC y aditivos de aceite

Respuesta rápida

Para el fabricante de unidades de refrigeración es muy importante que el filtro secador seque el sistema de refrigeración con rapidez. Esto acorta el tiempo de puesta en marcha y se puede terminar la unidad con mayor rapidez.

Filtración de la suciedad

Debido a la estructura polar de las moléculas,  tanto los aceites POE como, hasta cierto punto , los refrigerantes HFC actúan como disolventes  con un efecto limpiador intenso sobre  las superficies internas del sistema de   refrigeración. Esto significa que las  partículas de suciedad se mantienen en   suspensión y se desplazan continuamente  por el sistema de refrigeración.  Para evitar que dichas partículas  lleguen al compresor, el filtro secador  debe poder recoger una cantidad razonable  de las mismas sin que se produzca ningún  aumento significativo de la pérdida de carga.

Compatibilidad

En las pruebas de compatibilidad se investigan los impactos mutuos del refrigerante, los agentes secadores y el aceite. Hay compatibilidad plena cuando no se produce descomposición química ni física.

R 407C

El R 32, que representa un 23% del R 407C,  consiste en pequeñas moléculas   parecidas a moléculas de agua en  términos de tamaño y polaridad.

Estas similitudes físicas significan que, al igual que el agua, el R 32 es absorbido por el núcleo de molecular sieve. Para evitar que esto suceda, podríamos pensar que basta con recomendar para el R 407C un núcleo de molecular sieve con poros de un tamaño más pequeño. Sin embargo, no sería una buena idea porque una apertura más pequeña de los poros reduciría la capacidad de absorción de agua y también disminuiría significativamente la velocidad de absorción.
Danfoss exige que los núcleos de molecular sieve de los filtros secadores DC y DM no afecten a la capacidad de absorción de agua de forma significativa y que las moléculas R 32 no se rompan.

Ensayos

La capacidad de absorción del agua se controla comparando la capacidad de los núcleos de molecular sieve nuevos con su capacidad después de una exposición al R 407C y al aceite POE de 2.160 horas a 30 bar y 65°C. Los ensayos han mostrado que su capacidad se ve reducida entre un 2% y un 8%. En comparación con la elevada capacidad de absorción de agua de los filtros secadores, esta reducción es muy pequeña. Esto se debe a que las fuerzas de absorción entre las moléculas de agua y el núcleo de molecular sieve son mucho más poderosas que entre las moléculas de R 32 y el núcleo de molecular sieve.

En los núcleos de molecular sieve tipo Danfoss, el agua simplemente desplaza a las moléculas de R 32. Otro aspecto muy importante es la descomposición catalítica del R 32 después de su contacto con el núcleo de molecular sieve. La descomposición hace que se forme HF (ácido fluorhídrico), el cual se puede probar experimentalmente al encontrar fluoruro como producto de reacción en el R 32 expuesto al cedazo molecular. Los ensayos realizados con un microscopio de barrido electrónico (SEM) han mostrado que en los filtros secadores Danfoss DC y DM no hay rastros de fluoruro después de una exposición en R 407C de 2.160 horas a 30 bar y 65°C.

Los requisitos del futuro

Actualmente, los nuevos filtros secadores DM y DC ya satisfacen las necesidades ambientales del futuro, pues reducen el consumo de recursos. La alta capacidad de absorción del agua de los filtros secadores DM y DC significa que o bien se pueden utilizar durante períodos más largos, o bien el usuario puede instalar filtros secadores más pequeños.

Los filtros secadores DM y DC tienen la más alta capacidad de absorción de agua presente en el mercado. Esto asegura o bien un contenido de humedad muy bajo en el aceite y en el refrigerante, y por lo tanto un grado extremo de protección contra los problemas causados por la humedad, o bien la posibilidad de seleccionar filtros más pequeños de lo normal.

Se puede utilizar el mismo centro de filtro para todos los refrigerantes; lo cual hace que el DM o el DC sean perfectos.

La "familia" Danfoss de filtros secadores.

Filtros tipo DCL e intercambiable  48-DC Núcleo sólido con propiedades de absorción de la humedad y los ácidos.

• Refrigerantes: R 22, R 134a, R 404A y R 507. Compatible con mezclas de refrigerantes que contengan R 124, R 125, R 134a, R 143a, R 152a, R 218, R 23 y R 32.
• Alta capacidad de secado para temperaturas de condensación altas y bajas.
• Núcleo sólido robusto que soporta fluctuaciones de presión y vibraciones.
• El tamaño uniforme de los granos en el núcleo sólido, proporciona una eliminación eficaz de la suciedad y una reducida pérdida de carga.
• Núcleo sólido formado por:
- Tamices moleculares de 3 Å totalmente compatibles   con los refrigerantes R134a y R 404A.
- Alúmina activada para la absorción de ácido.

Filtro tipo DML e intercambiable  48DM Núcleo sólido, 100% molecular sieves. Para sistemas de HFC.

•   Refrigerante: R 134a, R 404a, R 407C etc.
•   Núcleo sólido con molecular sieves de 3 Å al 100%. Protege contra los aditivos de los aceites de poliolester.
•   Alta capacidad de absorción de agua.
•   Protección eficaz contra impurezas

Filtro de succión DAS e intercambiadle 48-DA Núcleo sólido para absorción de ácidos después de quemarse un motor ("burn-out").

•   Refrigerantes: R 22, R 134a, R 404A y R 507.
•   Núcleo sólido con alta capacidad de absorción de ácidos y absorción de agua estándar.
•   Núcleo sólido robusto que soporta fluctuaciones de presión y vibraciones.
•   Protección del compresor frente a ácidos, humedad, impurezas y otras sustancias dañinas.
•   Condiciones óptimas de circulación que reducen la pérdida de carga a través del filtro.

Núcleo de filtros tipo 48-F Filtro para la retención de impurezas en las líneas de aspiración y de líquido.

•  Para todos los refrigerantes fluorados.
•  Para uso en líneas de aspiración o de líquido.
•  Retiene las partículas de suciedad de tamaño superior a 15 µm.
•  Para uso directo en carcasas de filtros.

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