Es inevitable que los sistemas de refrigeración que operan con temperaturas de succión saturadas por debajo del punto de congelación experimenten con el tiempo una acumulación de escarcha en los tubos y aletas del evaporador. La escarcha actúa como aislante entre el calor que se transfiere del espacio y el refrigerante, lo que reduce la eficiencia del evaporador. Por lo tanto, los fabricantes de equipos deben emplear ciertas técnicas para eliminar periódicamente esta escarcha de la superficie del serpentín. Los métodos de descongelación pueden incluir, entre otros, descongelación fuera de ciclo o por aire, eléctrica y por gas (que se abordará en la Parte II de la edición de marzo). Además, las modificaciones a estos esquemas básicos de descongelación añaden una capa adicional de complejidad para el personal de servicio en campo. Con una configuración correcta, todos los métodos lograrán el mismo resultado deseado: derretir la escarcha acumulada. Si el ciclo de descongelación no se configura correctamente, las descongelaciones incompletas resultantes (y la reducción de la eficiencia del evaporador) pueden provocar una temperatura superior a la deseada en el espacio refrigerado, reflujo de refrigerante o problemas de acumulación de aceite.
Por ejemplo, una vitrina típica de carne que mantiene una temperatura del producto de 1 °C puede tener temperaturas del aire de descarga de aproximadamente 2 °C y una temperatura de saturación del evaporador de 1 °C. Aunque se trata de una aplicación de temperatura media, donde la temperatura del producto es superior a 1 °C, los tubos y aletas del evaporador estarán a una temperatura inferior a 1 °C, lo que generará una acumulación de escarcha. La descongelación fuera de ciclo es más común en aplicaciones de temperatura media; sin embargo, no es raro encontrar descongelación por gas o eléctrica en estas aplicaciones.
descongelación por refrigeración
Figura 1 Acumulación de escarcha
DESCONGELACIÓN FUERA DE CICLO
Un descongelamiento fuera de ciclo es tal como suena: se logra simplemente apagando el ciclo de refrigeración, impidiendo que el refrigerante entre en el evaporador. Aunque el evaporador esté funcionando por debajo de 0 °C, la temperatura del aire en el espacio refrigerado es superior a 0 °C. Con el ciclo de refrigeración apagado, al permitir que el aire en el espacio refrigerado continúe circulando a través del tubo/aletas del evaporador, se elevará la temperatura de la superficie del evaporador, derritiendo la escarcha. Además, la infiltración normal de aire en el espacio refrigerado hará que la temperatura del aire aumente, lo que facilita aún más el ciclo de descongelamiento. En aplicaciones donde la temperatura del aire en el espacio refrigerado normalmente supera los 0 °C, el descongelamiento fuera de ciclo resulta ser un medio eficaz para derretir la escarcha acumulada y es el método de descongelamiento más común en aplicaciones de temperatura media.
Cuando se inicia un descongelamiento fuera de ciclo, se evita que el flujo de refrigerante ingrese al serpentín del evaporador mediante uno de los siguientes métodos: utilice un reloj de tiempo de descongelamiento para apagar el compresor (unidad de compresor único), o apague la válvula solenoide de la línea de líquido del sistema iniciando un ciclo de bombeo de vacío (unidad de compresor único o bastidor de compresores multiplex), o apague la válvula solenoide de líquido y el regulador de la línea de succión en un bastidor multiplex.
descongelación por refrigeración
Figura 2 Diagrama de cableado típico de descongelación/bombeo
Figura 2 Diagrama de cableado típico de descongelación/bombeo
Tenga en cuenta que, en una aplicación con un solo compresor, donde el reloj de descongelación inicia un ciclo de bombeo, la válvula solenoide de la línea de líquido se desactiva inmediatamente. El compresor continuará funcionando, bombeando refrigerante desde el lado de baja presión del sistema hacia el receptor de líquido. El compresor se apagará cuando la presión de succión descienda al punto de ajuste de corte del control de baja presión.
En un rack de compresores multiplex, el reloj normalmente desconecta la alimentación de la válvula solenoide de la línea de líquido y del regulador de succión. Esto mantiene un volumen de refrigerante en el evaporador. A medida que aumenta la temperatura del evaporador, el volumen de refrigerante también aumenta, actuando como disipador de calor para ayudar a elevar la temperatura superficial del evaporador.
No se necesita ninguna otra fuente de calor ni energía para una descongelación fuera de ciclo. El sistema volverá al modo de refrigeración solo después de alcanzar un umbral de tiempo o temperatura. Para una aplicación de temperatura media, dicho umbral será de aproximadamente 8 °C o 60 minutos de descongelación. Este proceso se repite hasta cuatro veces al día, según las recomendaciones del fabricante de la vitrina (o del evaporador W/I).
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DESCONGELACIÓN ELÉCTRICA
Aunque es más común en aplicaciones de baja temperatura, el descongelamiento eléctrico también se puede usar en aplicaciones de temperatura media. En aplicaciones de baja temperatura, el descongelamiento fuera de ciclo no es práctico, ya que la temperatura del aire en el espacio refrigerado es inferior a 0 °C. Por lo tanto, además de detener el ciclo de refrigeración, se requiere una fuente de calor externa para elevar la temperatura del evaporador. El descongelamiento eléctrico es un método para añadir una fuente de calor externa y disolver la escarcha acumulada.
Se insertan una o más resistencias calefactoras a lo largo del evaporador. Cuando el temporizador de descongelación inicia un ciclo de descongelación eléctrica, ocurren varias cosas simultáneamente:
(1) Se abrirá un interruptor normalmente cerrado en el reloj de descongelación, que alimenta los motores de los ventiladores del evaporador. Este circuito puede alimentar directamente los motores de los ventiladores del evaporador o las bobinas de retención de los contactores individuales de cada uno. Esto desactivará los motores de los ventiladores del evaporador, permitiendo que el calor generado por las resistencias de descongelación se concentre únicamente en la superficie del evaporador, en lugar de transferirse al aire que circularía por los ventiladores.
(2) Se abrirá otro interruptor normalmente cerrado del reloj de descongelación, que alimenta la electroválvula de la línea de líquido (y el regulador de la línea de succión, si se utiliza). Esto cerrará la electroválvula de la línea de líquido (y el regulador de succión, si se utiliza), impidiendo el flujo de refrigerante al evaporador.
(3) Un interruptor normalmente abierto en el reloj de descongelación se cerrará. Esto alimentará directamente las resistencias de descongelación (en aplicaciones con resistencias de descongelación más pequeñas y de bajo amperaje) o alimentará la bobina de retención del contactor de la resistencia de descongelación. Algunos relojes incorporan contactores de mayor amperaje, capaces de alimentar directamente las resistencias de descongelación, eliminando así la necesidad de un contactor independiente.
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Figura 3 Configuración del calentador eléctrico, terminación de descongelación y retardo del ventilador
El descongelamiento eléctrico proporciona un descongelamiento más efectivo que el ciclo de descongelación normal, con duraciones más cortas. El ciclo de descongelamiento finalizará según el tiempo o la temperatura. Al finalizar el descongelamiento, puede haber un tiempo de goteo; un breve período que permitirá que la escarcha derretida gotee de la superficie del evaporador a la bandeja de drenaje. Además, los motores del ventilador del evaporador se retrasarán para reiniciarse durante un breve período después del inicio del ciclo de refrigeración. Esto garantiza que la humedad aún presente en la superficie del evaporador no se expulse al espacio refrigerado. En cambio, se congelará y permanecerá en la superficie del evaporador. El retraso del ventilador también minimiza la cantidad de aire caliente que circula en el espacio refrigerado después de finalizar el descongelamiento. El retraso del ventilador puede lograrse mediante un control de temperatura (termostato o klixon) o un retardo de tiempo.
El descongelamiento eléctrico es un método relativamente sencillo para descongelar en aplicaciones donde el sistema fuera de ciclo no es práctico. Se aplica electricidad, se genera calor y la escarcha se derrite del evaporador. Sin embargo, en comparación con el sistema fuera de ciclo, el descongelamiento eléctrico presenta algunas desventajas: como gasto único, debe considerarse el costo inicial adicional de las varillas calefactoras, contactores, relés e interruptores de retardo adicionales, junto con la mano de obra y los materiales adicionales necesarios para el cableado de campo. Además, cabe mencionar el gasto continuo de electricidad adicional. El requisito de una fuente de energía externa para alimentar las resistencias de descongelamiento resulta en una pérdida neta de energía en comparación con el sistema fuera de ciclo.
Eso es todo sobre los métodos de descongelación fuera de ciclo, por aire y eléctrica. En la edición de marzo, analizaremos en detalle la descongelación por gas.
Hora de publicación: 18 de febrero de 2025