Blog

Pocos temas afectan tanto el rendimiento de los sistemas de amoníaco y son tan poco comprendidos como la presencia de agua. Por este motivo, intentaremos explicar en términos simples los aspectos principales de la contaminación con agua y su efecto en la eficiencia de sistemas industriales de amoníaco, dejando por el momento de lado otros efectos no menos importantes como la degradación de los lubricantes y corrosión.

¿De qué se trata?

El amoníaco utilizado en un sistema de refrigeración debería tener una pureza de 99,95%. La gran solubilidad del amoníaco en el agua hace que cualquier humedad que ingrese al sistema genere una solución acuosa que va reemplazando al amoníaco puro.

La diferencia entre las propiedades de la solución acuosa y el amoníaco anhidro es la causa del problema, y este efecto varía con la cantidad de agua en amoníaco y la temperatura, ya que la solubilidad del amoníaco en agua aumenta con la disminución de la temperatura.

¿Qué efecto tiene en el sistema?

La relación presión-temperatura de una solución acuosa de amoníaco es diferente de la del amoníaco 99,95 puro. Para una determinada presión, la temperatura de saturación (evaporación) del amoníaco anhidro será siempre inferior a la temperatura de saturación de la solución acuosa. Cuanto mayor es el contenido de agua, mayor es la diferencia de temperatura de evaporación a una misma presión. Esto quiere decir que para lograr una misma temperatura de evaporación, los compresores deberán trabajar a una presión de succión menor en un sistema contaminado con agua para lograr la misma temperatura en la cámara. Este efecto se incrementa con el aumento del contenido de agua y, cuanto menor sea la temperatura de succión del sistema, la pérdida de eficiencia es aún mayor.

¿Cómo ingresa el agua al sistema?

El ingreso de agua al sistema puede darse por una gran cantidad de factores. Aquí enumeramos los más comunes:

• Instalación de recipientes que no fueron adecuadamente drenados o secados luego de la prueba de presión hidrostática.
• Instalación de tuberías y accesorios que no fueron adecuadamente protegidos del ambiente previo al montaje.
• Condensación, cuando se utiliza aire como medio para prueba de presión del sistema.
• Junto con el aire que queda en los componentes si no se hace el adecuado vacío luego de una reparación.
• Probablemente el caso más común es en sistemas de congelados que trabajan con una presión de succión menor de la atmosférica. Cualquier pérdida en sellos de compresores, empaquetaduras de válvulas, uniones con juntas, etc. es una fuente continua de ingreso de aire, y, por lo tanto, agua al sistema.
• Procedimientos inadecuados en la purga de aceite de recipientes que trabajan con presiones inferiores a la atmosférica.
• Ocasionalmente, por la rotura de un tubo en un intercambiador de casco y tubos en un chiller o enfriador de aceite.

¿Dónde se aloja principalmente el agua en un sistema de amoníaco?

A menos que se tomen los recaudos necesarios para controlar el ingreso de agua, habrá un aumento continuo del contenido de agua en el sistema. La diferencia entre la presión de vapor del agua y la del amoníaco hace que normalmente se evapore primero el amoníaco. Este es el motivo por el cual el agua se va a acumular del lado de baja presión, donde ocurre la evaporación.

En un sistema recirculado con bombas, el amoníaco con la mayor cantidad de agua se encontrará en el tanque de recirculado.

En sistemas inundados, el amoníaco con mayor contenido de agua se encontrará en el evaporador y en el punto de purga de aceite.

En un sistema de expansión directa, la mayor cantidad de agua se encontrará en el acumulador de succión.

En todos los casos, la caída en la eficiencia del sistema se incrementará con el aumento del contenido de agua.

¿Cómo se detecta la contaminación con agua?

Dado que usualmente esta contaminación ocurre gradualmente, puede pasar mucho tiempo hasta que el operador detecte los efectos de la contaminación. Durante todo ese tiempo, los compresores han debido trabajar con presiones cada vez menores para mantener una misma temperatura, generando un consumo excesivo e innecesario de energía.

La presencia de agua en el sistema puede determinarse tomando muestras en recipientes calibrados y midiendo la cantidad de agua residual luego de evaporar todo el amoníaco. Este procedimiento es complejo y potencialmente riesgoso si no se toman los cuidados correspondientes. Sólo debe ser realizado por personal debidamente capacitado.

¿Cómo sacar el agua del sistema?

Dado que el amoníaco está disuelto en el agua, no es posible drenar agua como se hace con el aceite. Es necesario separarlos primero y luego devolver el amoníaco al sistema.

El agua puede separarse del amoníaco mediante un equipo que realiza un proceso de destilación, utilizando una fuente de calor externa. Esa fuente de calor puede ser gas caliente o agua. Desde el punto de vista de la eficiencia, lo recomendable es usar gas caliente.

Al aplicar calor sobre una solución de agua y amoníaco, este último se evapora primero. Trabajando en lotes en un recipiente especialmente diseñado para esta tarea, es posible evaporar el amoníaco, devolverlo al sistema y purgar el agua en forma segura.

Este equipo puede fabricase de forma de hacerlo portátil para ser conectado a la instalación durante el tiempo que sea necesario y luego retirarlo. También es posible agregar un purgador de agua al sistema de forma permanente.

Lo más importante es comprender que no es normal la presencia de agua en un sistema de refrigeración y que su presencia afecta muy significativamente el desempeño de la instalación causando, entre otros efectos no menos importantes, un aumento considerable en el consumo de energía.

En RQS S.A. estamos a su disposición para asesorarlos sobre el estado de su instalación, hacer las pruebas para determinar la presencia de agua y, si fuera necesario, instalar el equipo correspondiente y purgarla del sistema con un mínimo consumo de amoníaco.