Durante mucho tiempo la pregunta era: ¿Dónde es mejor instalar un filtro deshidratador, en la línea de líquido o en la línea de succión? Al avanzar en esta discusión, se hará evidente que sólo hay dos ubicaciones prácticas para la instalación de los filtros deshidratadores: la línea de succión y la línea de líquido. Ambas tienen ventajas y desventajas, las cuales serán analizadas.
Como ya se mencionó anteriormente, los componentes más afectados por los contaminantes son el compresor y la válvula de expansión o el tubo capilar. Es obvio que los filtros deshidratadores deban de instalarse cerca de estos componentes.
Antiguamente, la costumbre había sido instalar un filtro deshidratador en la línea de líquido para proteger la válvula de termo expansión o el capilar, y en la línea de succión no se instalaba nada, o en algunas ocasiones se instalaba únicamente un filtro de cartón o fieltro, pero sin desecante, y sólo temporalmente durante el arranque inicial del sistema, o para limpieza después de una quemadura, el cual era luego retirado.
En la actualidad, se ha comprobado que para que el sistema trabaje libre de problemas durante más tiempo, los componentes deberán tener protección contra contaminantes permanentemente, y no sólo durante el arranque inicial del equipo.
Los filtros deshidratadores para la línea de líquido, están diseñados para aplicarse en particular en ese lado del sistema, y de manera similar se diseñan los filtros deshidratadores para la línea de succión. Ambos tienen material desecante en cantidad suficiente y también un elemento filtrante; por lo que realizan las dos funciones. Las consideraciones que se toman en cuenta para estos diseños son: los tipos de desecante y la relación entre la humedad y los diferentes refrigerantes (ver tema de desecantes). De acuerdo a estas relaciones, a los refrigerantes se les puede extraer igualmente la humedad disuelta estando éstos en fase de vapor o líquido; por lo que la deshidratación puede llevarse a cabo tanto en la línea de succión, como en la de líquido, y de igual manera la filtración. A continuación, analizaremos cada uno de los lados del sistema, para poder hacer una conclusión respecto a dónde es más conveniente efectuar la deshidratación y dónde la filtración.
En primer término, se debe considerar el tipo de refrigerante, su estado, su velocidad y su temperatura, así como el tipo de desecante. En la línea de líquido, la temperatura del refrigerante es alta y la velocidad lenta. En la línea de succión el refrigerante está en forma gaseosa, a baja temperatura y a mayor velocidad; se estima que la velocidad del vapor de refrigerante en la línea de succión es seis veces la velocidad que tiene en la línea de líquido. Por esto, también hay diferencia en el diámetro de la tubería, y consecuentemente, la caída de presión en el lado de baja es crítica; mientras que en la línea de líquido se puede tolerar una mayor caída de presión, sin que repercuta en la eficiencia del sistema.
Para poder predecir con precisión la capacidad de retención de agua de un desecante en el refrigerante, tanto en fase líquida como en fase de vapor, se requiere recurrir a las curvas de equilibrio como las mostradas en las figuras
de la 1.4 a la 1.9. Estas son únicamente para la fase líquida. Hay muy poca información acerca de la capacidad de retención de agua de los desecantes en la fase vapor de los refrigerantes. En las figuras 1.15 y 1.16 se muestran las capacidades de retención de agua de la alúmina activada con R-22 y R-12 en la fase vapor, a un EPD de 60 ppm y 15 ppm, respectivamente. Como era de esperarse, para el R-22 (figura 1.15), los desecantes tienen mayor capacidad de retención de agua en la fase vapor que en la fase líquida. Con el R-12 (figura 1.16) sucede a la inversa, el desecante tiene más capacidad de retención de agua en la fase líquida. Con el R-502, aunque no se muestran las curvas, hay poca diferencia en la capacidad de retención de agua entre las dos fases.
Los desecantes de tamiz molecular, debido a su alta capacidad de retención de agua a baja saturación relativa, son efectivos para secar todos los refrigerantes ya sea en fase vapor o líquida. La sílica gel tiene un comportamiento similar a la alúmina activada (figuras 1.15 y 1.16); es decir, estos desecantes son más efectivos cuando se aplican en la fase vapor de refrigerantes, con altos niveles de solubilidad de agua como el R-22 y el R-134a, o en la fase líquida con refrigerantes con bajo nivel de solubilidad de agua, como el R-12 (ver tabla 1.1). Adicional a esta consideración, enseguida se hará un análisis de las ventajas y desventajas de instalar filtros deshidratadores en uno u otro lado del sistema.
Línea de Líquido
La instalación de un filtro deshidratador en la línea de líquido, antes del dispositivo de expansión, se ha vuelto la ubicación más aceptada por todos los que están involucrados con la fabricación, instalación y servicio de equipos de refrigeración. Esto tiene las siguientes ventajas y desventajas:
Ventajas. Primero que todo, la humedad es removida del refrigerante justo antes que el punto más bajo de temperatura del sistema alcance al dispositivo de expansión, limitando así la posibilidad de congelación. Además, el filtro deshidratador también removerá contaminantes sólidos, evitando también que se tape el dispositivo de expansión.
Otra consideración importante es que en esta ubicación, el refrigerante está en forma líquida y a alta presión, lo que permite que el filtro deshidratador disponga de esa presión para proporcionar un adecuado flujo, y esto a su vez, permita tener el tamaño del filtro deshidratador dentro de los límites económicos. Aun más, la velocidad del refrigerante es lenta y los diámetros más pequeños, lo que permite que esté más tiempo en contacto con el desecante, y por lo tanto, el EPD se consigue más rápidamente.
Desventajas. Tal como se vio anteriormente (figura 1.9), la capacidad de retención de agua de un filtro deshidratador disminuye a alta temperatura. Si el refrigerante líquido que llega al filtro deshidratador está caliente, se reduce la eficiencia del desecante. Sin embargo, los fabricantes de filtros deshidratadores tomamos esto en cuenta, y compensamos esa reducción de capacidad agregando más desecante. Aquí cabe mencionar que se han instalado filtros deshidratadores dentro del espacio refrigerado, como en cámaras de congelación, con excelentes resultados; mejores que si se instalaran a la salida del condensador o del recibidor. Claro, siempre y cuando exista disponible una de tubería con longitud suficiente.
Una gran desventaja al instalar un filtro deshidratador en la línea de líquido, es cuando éste es del tipo de desecante suelto, el cual tiene que montarse en forma vertical con el flujo de abajo hacia arriba. Con este arreglo, las pulsaciones del refrigerante pueden levantar y dejar caer el desecante repetidamente, dando como resultado la formación de polvo en exceso. Esto puede entonces tapar la malla de salida, y aún los tubos capilares.
Otra desventaja es que si existen sales metálicas en el sistema, no serán retenidas por el filtro deshidratador de la línea de líquido; ya que estas sales son solubles en el refrigerante líquido caliente, y pasarán junto con éste hacia otros componentes, donde pueden causar los daños ya mencionados en el tema de contaminantes.
Línea de Succión
En sistemas nuevos que van a arrancarse por primera vez, después de efectuado un servicio, donde hubo una quemadura del compresor, o cuando se sospecha que contienen contaminantes sólidos, se debe de instalar un filtro deshidratador en la línea de succión, además del de la línea de líquido. Aunque el uso de un filtro deshidratador para la línea de succión estaba reservado únicamente para estos propósitos, se ha comprobado que en esta ubicación también se pueden retener además de partículas sólidas, otros contaminantes empleando los materiales desecantes adecuados.
Ventajas. En primer término, al instalar el filtro deshidratador justo antes del compresor, se protege éste de los contaminantes sólidos que puedan causar abrasión a las partes móviles. Con una combinación de desecantes apropiada, también se pueden retener otros contaminantes como ácidos, humedad y sales metálicas. Estas últimas son solubles en el refrigerante en la línea de líquido, pero en el vapor frío se precipitan, y ya como sólidos, son retenidos sobre la superficie del filtro deshidratador.
Desventajas. De acuerdo con el principio de que la capacidad de retención de agua de un filtro deshidratador es mayor a baja temperatura, originalmente se pensaba que su instalación en la línea de succión lo haría más eficiente en cuanto a eliminación de humedad. Sin embargo, las pruebas han revelado que éste no es el caso, y que en realidad, de hecho tiene menor capacidad de retención de agua, especialmente con R-12 y R-502. Solamente con el R-22 un filtro deshidratador en la línea de succión, tendría aproximadamente igual capacidad que en la línea de líquido.
Otra desventaja para su instalación en la línea de succión es la cuestión del tamaño. Un filtro deshidratador para la línea de succión debe ser lo suficientemente grande, para poder manejar la capacidad de flujo total de vapor del sistema y mantener una mínima caída de presión; ya que, como sabemos, una caída de presión alta en la línea de succión implica una disminución de capacidad en el sistema completo y, probablemente, una falla del compresor si la restricción es muy severa. Además, con la alta velocidad del vapor de refrigerante, se tiene un contacto muy pobre entre éste y el desecante.
Si bien es cierto que el filtro deshidratador en la línea de succión protegerá al compresor de los contaminantes del sistema, no debe ser el único filtro en el sistema, ya que no podrá proteger al dispositivo de expansión u otros accesorios. El filtro deshidratador en la línea de succión debe usarse "además de", y no "en lugar de" un filtro deshidratador para la línea de líquido.
Las conclusiones de esta discusión sobre dónde es mejor instalar un filtro deshidratador son, como ya se mencionó, que los componentes deberán estar todo el tiempo protegidos.
En la actualidad, con las más modernas técnicas y procesos de fabricación disponibles, así como con los mejores desecantes, Valycontrol, S.A. de C.V. en base a muchos años de investigación y experiencia práctica, diseña y fabrica filtros deshidratadores con las características adecuadas para las necesidades de cada lado del sistema, brindando protección a los componentes. La recomendación es que para tener esta protección, lo mejor es emplear filtros deshidratadores del tipo de bloque desecante, que ofrecen una gran superficie de filtración y una combinación balanceada de desecantes, para retener además de partículas sólidas, los contaminantes solubles como agua, ceras, ácidos y sales metálicas. La combinación de desecantes proporciona una protección total del sistema, mejor que cualquiera de los desecantes solos.
Solamente en sistemas pequeños como refrigeradores domésticos, unidades de aire acondicionado de ventana, enfriadores de bebidas, congeladores, etc., se recomienda el uso de filtros deshidratadores con un sólo desecante. Además, en este tipo de sistemas, por razones de economía, no se justifica el uso de un filtro deshidratador en la línea de succión y no es indispensable. En sistemas más grandes que usen compresores semiherméticos o abiertos, lo más recomendable es instalar filtros deshidratadores tanto en la línea de líquido como en la de succión.
