La importancia de realizar el vacío en las instalaciones frigoríficas

 En la IF 9 del Reglamento de Instalaciones Frigoríficas se especifican las pruebas a realizar en las instalaciones frigoríficas al finalizar su montaje, y siempre previas a la puesta en servicio y carga del equipo.

El principal objetivo de realizar esta prueba es extraer la humedad del circuito. Para tal fin se utilizará nitrógeno seco exento de oxígeno. Por supuesto, no está permitido emplear refrigerantes

Es importante incidir que la prueba de vacío no podrá utilizarse para comprobar la estanquidad del circuito frigorífico. Esta es otra prueba distinta que deberá también realizarse con el objetivo verificar tanto la estanquidad como la resistencia mecánica especialmente en las uniones realizadas.

Con la prueba de vacío se provoca que salgan las gotitas de agua que se han ido introduciendo en el circuito durante el montaje del mismo. 

El vacío provocará la vaporización de las gotitas de agua atrapadas en el circuito, por lo que se precisa una presión inferior a la atmosférica, y así disminuir la temperatura de vaporización del agua.

Ten en cuenta que el agua vaporiza a 100 ºC cuando está sometido a una presión atmosférica de 1015,25 mbar, pero si la presión se disminuye la temperatura a la que vaporiza el agua disminuye.

Así el vacío debe realizarse a presiones inferiores a -1 bar, o superiores a un nivel de depresión de 1 bar, según se mire. Pues sólo con esos niveles de depresión puede garantizarse la vaporización del agua en el interior del circuito y facilitar su extracción a través de la bomba de vacío.

Si la humedad no se extrae bien del equipo las pequeñas gotas que pueden quedar en su interior podrían formar hielo, taponando el circuito en la zona de mínima temperatura (entrada al dispositivo de expansión). En cualquier caso no es recomendable realizar el vacío cuando la temperatura ambiental tenga menos de 10 ºC

Algunos aceites muy empleados en los equipos frigoríficos como el POE, son muy higroscópicos, y su combinación con el agua alterará sus propiedades como lubrificante, y le conferirá un carácter ácido que podrá deteriorar por corrosión, otros componentes del equipo (degradación del aislamiento del motor eléctrico en compresores herméticos y semi-herméticos, por ejemplo). 

Otro gran beneficio que se obtiene al realizar una prueba de vacío es la extracción del circuito del aire o restos de nitrógeno que pudiera contener. Recordemos que tanto el aire, como el nitrógeno son gases incondensables que van a provocar el mal funcionamiento del equipo. Provocando un aumento de la presión de alta y una disminución de las prestaciones del equipo, rendimiento del compresor, etc.

No sirve el puente de manómetros habitual para garantizar el éxito de prueba, debiendo emplearse un vacuómetro que pueda apreciar unidades de pascal. Pues una prueba sólo será satisfactoria si el aumento de presión una vez transcurrido el tiempo de la prueba no supera los 2 Pa (pascal).

El otro elemento necesario será la bomba de vacío que debe tener la capacidad adecuada según el volumen de la instalación. Será recomendable que disponga de electroválvula de corte. Pues cualquier fallo de la corriente eléctrica provocaría la pérdida del vacío conseguido.

Nota: Bombas de vacío excesivamente grandes en relación con la instalación puede provocar falsos vacíos.

Además si pudieran existir restos de refrigerantes inflamables se deberán tener precauciones como emplear una bomba de vacío para refrigerantes A2L, por ejemplo, o bien no maniobrar su interruptor diréctamente realizándolo a través de un prolongador que permita conectar/desconectar al menos a 3 metros de distancia.

Procedimiento

El procedimiento varía en instalaciones de gran tamaño. Pero para instalaciones con sistemas de halocarbonos, hidrocarburos, o CO2 con carga inferior a 20 kg el procedimiento consiste someter al sistema a una presión de 270 Pa absolutos, es decir una presión ligeramente inferior a -1 bar para una presión atmosférica estándar de 1015,25 mbar. Recuerda que la presión absoluta es la presión manométrica + la presión atmosférica. Los manómetros digitales normalmente pueden medir ambas.

Así se conectará la bomba de vacío al equipo empleando mangueras cortas y de gran diámetro:

El plazo de tiempo para mantener el vacío dependerá del tamaño y complejidad del sistema, con una duración mínima de 3 horas, comprobando que en ese tiempo la presión no ha subido más de 2 Pa.

Es fácil de observar si se mantienen la llave de conexión al vacuómetro cerrada y si al abrirla no se producen aumentos de presión, el vacío se ha mantenido correctamente. También ayuda mucho el disponer de llaves de corte en mangueras.

Es una buena práctica, tras realizar las conexiones de las mangueras, encender la bomba de vacío antes de abrir el puente de manómetros. Pues si esperamos 1 minuto antes de abrir la conexión con la instalación, el aceite de la bomba de vacío se calentará y reduciremos la condensación de vapor de agua procedente de la instalación.

Lógicamente antes de comenzar el cómputo de tiempo de la prueba de vacío deberá haberse extraído toda la humedad del circuito. En instalaciones pequeñas, lo podemos "oír" abriendo y cerrando la válvula de paso del puente de manómetros. Pues si hay un ruido perceptible al realizar la maniobra de la válvula será sintomático de que existe humedad en el circuito.

En instalaciones grandes (carga superior a 20 kg) o con muchos capilares, es conveniente ir rompiendo el vacío con barridos de nitrógeno. En este caso se procederá:

• Realizar un vacío por debajo de 270 Pa absolutos.
• Se mantendrá el vacío como mínimo 30 minutos.
• Se romperá introduciendo nitrógeno seco.
• Se volverá a realizar un vacío por debajo de 270 Pa absolutos.
• Se observará que no se han producido subidas de presión superiores a 2 Pa tras 6 horas.

Una vez conseguido la extracción de la humedad del circuito cerraremos las llaves del puente de manómetros y/o vacuómetro, y posteriormente (aproximadamente 1 minuto después) apagaremos la bomba para facilitar el secado del aceite de la bomba.

Si se producen subidas de presión no admisibles deberemos romper el vacío con nitrógeno seco y repetir el vacío. Pero si las subidas son grandes o totales, deberá realizarse una prueba de presión con nitrógeno para detectar la posible fuga empleando, por ejemplo, agua jabonosa en las uniones).

Finalización de la prueba

Normalmente esta prueba se realizará tras haber realizado una prueba de presión, y previo a la carga con refrigerante de las tuberías. Aprovechando el vacío para introducir el refrigerante en el sistema.

Recuerda que si se precisa añadir refrigerante o simplemente introducirlo debe realizarse del siguiente modo:

• Para equipos de compresión de más de 3 kg de refrigerante y refrigerantes azeotrópicos (Serie 500, R- etc), el fluido deberá ser introducido en el circuito a través del sector de baja presión en fase vapor.
• Para refrigerantes zeotrópicos (Serie 400, R-410A, R-407C, etc), la carga se realizará en fase líquida y deberá efectuarse de modo que el fluido se expansione en el dispositivo que incorporan los evaporadores, de esta forma se evitará que pueda llegar líquido a los compresores. Para ello se empleará una toma de carga con válvula y una válvula de cierre aguas arriba de la tubería de alimentación de líquido, que permita independizar el punto de carga del sector de alta.

Nota: Zeótropo o mezcla zeotrópica es una mezcla de refrigerantes cuyas fases vapor y líquido en equilibrio y a cualquier presión poseen distinta composición.

Ten presente que ninguna botella de líquido deberá ser conectada o dejarse permanentemente conectada a la instalación fuera de las operaciones de carga y descarga de refrigerante.