TEMPERATURA DE DESCARGA EN COMPRESORES

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TEMPERATURA DE DESCARGA EN COMPRESORES

Dentro del medio de la refrigeración y aire acondicionado, la falla más frecuente de los
compresores es la de Alta Temperatura de Descarga, en este artículo se trata de describir
las principales razones de este problema.
La temperatura de descarga en un compresor, se ve prácticamente afectada por casi todos
los elementos y parámetros de un sistema, inclusive el refrigerante que se utilice.
La temperatura es el resultado de la generación de calor del compresor, el cual es
inevitable. Todos los procesos termodinámicos producen calor en forma natural, en el
compresor es debido principalmente a la fricción de sus partes, y a la energía de
compresión del refrigerante. Puesto que el punto mas caliente de un sistema de
refrigeración es en el puerto de descarga del cilindro del compresor, el efecto de la alta
temperatura es la pérdida de viscosidad o rompimiento molecular del aceite, las cuales
causan entre otros, la carbonización del plato de válvulas del compresor, acidez y
contaminantes que deterioran y tapan los filtros secadores del sistema, la excoriación de
las partes friccionantes (cilindro en su parte superior con los anillos del pistón),
ocasionado rebabas las cuales cortan el aislamiento de las bobinas del estator causando
cortocircuitos y quemaduras, etc. Estas partículas permanecen con el aceite del
compresor, causando que los bujes, chumaceras, el cedazo de la bomba de aceite se
tapa, disminuyendo el flujo de aceite necesario para la lubricación y enfriamiento del
compresor. El tremendo calor generado causa que las válvulas o Reeds de descarga del
plato se debiliten o ablanden, ocasionando fugas de gas o su rompedura, además
desgaste en los pernos de los pistones, etc.

Debido a la alta temperatura del aceite, y por lo tanto una disminución de su viscosidad, la
lubricación de chumaceras de bielas, bujes del cigüeñal, mecanismos de la bomba de
aceite, etc., se ven seriamente afectados, disminuyendo considerablemente la durabilidad
del compresor. El efecto de la alta temperatura de descarga, o SOBRECALENTAMIENTO
se hace más evidente en los sistemas de refrigeración de baja temperatura, aunque suele
suceder también en los sistemas, de aire acondicionado, y alta y media temperatura, por
ejemplo cuando en estos el condensador es pequeño, su presión de operación será alta, y
tendrá por lo tanto una alta temperatura de condensado A temperaturas internas el
descarga del cilindro de 160 C la película de lubricación es prácticamente evaporada como
el agua en un recipiente a 100 C. Muchos aceites hoy día son resistentes a la formación de
carbón, por lo que las fallas por exceso de temperatura de descarga son difíciles de
diagnosticar, pareciendo que el problema es de otro origen.

La mayoría de los aceites de refrigeración empiezan a carbonizarse alrededor de los 175
C, la situación puede ser peor, pudiendo ser esta temperatura menor con la presencia de
humedad y aire que se dejan dentro de los sistemas. Para estimar la temperatura en forma
aproximada en los puertos de descarga se puede proceder en la siguiente manera. Se
mide primero la temperatura en grados Celsius (°C) en la tubería de descarga del
compresor entre doce y quince centímetros de la salida del compresor, a esta temperatura

se le suma trece grados Celsius (C), y nos dará la temperatura aproximada en el puerto
de descarga. Normalmente si esta temperatura en la línea de descarga es de 135 C,
representa fallas. Si es de 120 C está en un nivel de peligro de falla. Si es de 105 C o
menor, se puede esperar una larga vida del compresor. Por otro lado la temperatura en si
del aceite es crítica, su viscosidad decrece mucho al aumentar su temperatura (arriba de
90 C es extremadamente peligroso), si la temperatura es menor, la vida del compresor
será mayor. Largos periodos del compresor con altas temperaturas de descarga (o
Sobrecalentamiento) , no solo tiene efectos nocivos en el compresor, sino en todo el
sistema de refrigeración, el aceite y el refrigerante se descomponen reaccionando
formando ácidos que a su vez vuelven a reaccionar, y así sucesivamente en cadena.

Las altas temperaturas de descarga (en el puerto) son ocasionadas por prácticamente casi
por cualquier problema en el sistema.

La Relación de Compresión de un compresor (RC), se define como la presión absoluta de
descarga entre la presión absoluta de succión.

La combinación de ambas presiones tendrá un efecto en la temperatura de
sobrecalentamiento en la descarga. El aumento de la RC propiciará un aumento en la
temperatura de descarga, por lo que una disminución de la presión de succión, y/o
aumento de la presión de descarga, aumentarán la temperatura de descarga. Como regla
la temperatura de descarga se reduce, aumentado la presión de succión.
En los sistemas de baja temperatura de evaporación (por ejemplo en congelación), la
elevada temperatura del gas de succión en el compresor, causará una elevada
temperatura en su descarga, por lo que es necesario aislar las tuberías de succión, y tratar
de mantener una temperatura de sobrecalentamiento total a la entrada al compresor de
10 C. Mantener una adecuada ventilación en las cabezas del compresor y su motor,
ayudan a bajar la temperatura de descarga, principalmente en estos sistemas de baja
temperatura.

Las causas de la baja presión de succión, son:
Línea de Succión obstruida con alta caída de presión; Filtros secadores de succión y de
líquido tapados; Pérdida del refrigerante; Válvula de Expansión mal ajustada ó
seleccionada; Tamaño evaporador, Tuberías y otras componentes equivocadas, Baja
carga térmica. Temperatura de Bulbo Húmedo. Volumen de aire en el evaporador (un 10%
menos de volumen de aire, será un 10% de menor carga térmica, y por lo tanto menor
presión.

Las cusas de la alta presión de descarga son:
Condensador Bloqueado ó sucio; Tubería de la línea de descarga pequeña; Ventilador del
condensador inoperativo; Carga de refrigerante excesiva; Aire o no condensables en el
sistema; Condensador pequeño.

Los sistemas de baja temperatura de evaporación con Refrigerante R-22 tienen severos
problemas, y requieren mucho cuidado en sus consideraciones de diseño, Si vemos la

tabla #1 siguiente, la que muestra algunas de las temperaturas típicas de descarga con
refrigerante R-22

Observando la tabla #1, las temperaturas de descarga para aplicaciones de baja
temperatura son inaceptables, no existe compresor que pueda manejar esta situación
durante la compresión, por lo que es esencial un medio de desobrecalentamiento en la
succión para llevar las temperaturas de succión a la mostrada en la última columna. Un
compresor con desobrecalentamiento es de mayor tamaño, ya que una menor presión de
succión requerirá un compresor de mayor tamaño. El uso de compresores de dos etapas
sería otra forma de resolver el problema cada una con baja relación de compresión, pero el
calor generado por su compresión tiene que ser removido en alguna forma, y se logra
desobrecalentándolo en la primera etapa. Ambos sistemas son prácticamente
equivalentes, siendo el sistema de dos etapas más costoso y un poco más complicado
inicialmente. En consecuencia el riesgo de probabilidad de falla existe tanto para el
compresor de dos etapas, como el de para una sola etapa Las altas temperaturas de
sobrecalentamiento en la descarga pueden ser controladas para compresores de una
etapa, con el sistema DEMAND COOLING de Copeland. Opera a temperaturas de
evaporación menores de 10 °F (12.2 C), inyectando líquido refrigerante dentro del
compresor en su succión, desobrcalentando el gas de succión a la temperatura deseada,
para obtener la temperatura de descarga dentro de límites seguros. El sistema DEMAND
COOLING usa un circuito de control electrónico para inyectar el líquido dentro del
compresor en su succión, solamente cuando se requiera, por lo que la eficiencia del
sistema es mayor comparada con los otros sistemas mecánicos de Desobrecalentamiento.
Se observa que el Refrigerante R-22 sigue siendo una magnifica elección para
aplicaciones de refrigeración de alta temperatura y para aire acondicionado, ya que estos
sistemas son de baja relación de compresión, y sus temperaturas de descarga son bajas
ver Tabla # 1, sin embargo es necesario observar para estas aplicaciones, los demás

elementos y componentes que operen correctamente y sean los adecuados.

Para los refrigerantes usados en refrigeración en media y baja temperatura de evaporación
(Ejemplo,- congelados, conservación baja, etc.) Hoy día se utilizan los refrigerantes
R404A, R507, mas apropiados para estas temperaturas, su capacidad (superior) en
Kcal./h (Btu/h) y sus presiones son del mismo orden del R22, siendo sus temperaturas de
descarga en los cilindros menores que las del R-22, para la misma aplicación.
La Tabla # 2 nos muestra algunos valores de temperatura de operación para refrigerantes
R404A y R507, comparados con los de la Tabla # 1

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