Las tuberías de refrigerante conectan el compresor, el condensador, el dispositivo de expansión y el evaporador. Dimensione y trace cada segmento para el refrigerante seleccionado, las condiciones de operación, el rango de capacidad, la longitud real de la línea, la elevación y el equipo conectado. La tubería de succión debe retornar el aceite a la carga mínima esperada manteniendo la pérdida de presión dentro de los límites del compresor. La tubería de líquido debe entregar líquido al dispositivo de expansión sin vaporización súbita (flash).
Una conexión de equipo es un tamaño de puerto, no una especificación de la línea de campo. Guía de tuberías para cámaras frigoríficas de Danfoss trata el tamaño de la línea en función del refrigerante, la capacidad, la longitud del recorrido, la elevación y las temperaturas de operación. Utilice los datos del compresor seleccionado y del fabricante del equipo para el rango de operación real.
¿Cuáles son los principales tipos de líneas de refrigerante?
Un sistema de compresión de vapor suele tener tres funciones principales de línea. Los sistemas complejos pueden añadir ramificaciones, colectores, líneas de descongelación por gas caliente, líneas de economizador o trayectos reversibles de bomba de calor. El nombre de la línea describe su estado de refrigerante y dirección del flujo, así que confirme el circuito real en el esquema del proyecto.
- Una línea de succión transporta vapor desde la salida del evaporador hasta la entrada del compresor. Verifique el retorno de aceite a la capacidad mínima y mantenga la caída de presión de succión dentro de los límites del compresor.
- Una línea de descarga transporta gas caliente desde el compresor hasta el condensador. Revise la clasificación de presión, la temperatura, la vibración y la migración de refrigerante o aceite.
- Una línea de líquido va desde el condensador o recibidor hasta el dispositivo de expansión. Verifique la caída de presión para que el líquido llegue al dispositivo de expansión sin vaporización súbita.
- Las ramificaciones y las líneas de servicio especial gestionan colectores, descongelación por gas caliente, economizadores o circuitos reversibles. Siga el esquema del equipo y las instrucciones de cada componente.
Una línea seleccionada en un punto de operación puede no funcionar en todo el rango. Manual de refrigeración de Copeland analiza el retorno de aceite en las líneas de succión principales y de ramificación a carga mínima, así como la caída de presión en las líneas de líquido y de gas caliente. Una regla de diámetro único no puede cubrir esas diferentes condiciones. Para el ciclo de cuatro etapas y la función de cada intercambiador de calor, consulte el documento guía del ciclo de refrigerante.
¿Qué entradas determinan el tamaño de la línea de refrigerante?
Comience con el rango de operación, no con el diámetro exterior impreso en un conector. Anote los siguientes datos antes de elegir una tabla de tuberías o una herramienta de selección.
- Tipo de refrigerante y de aceite, incluidas las alternativas aprobadas.
- Capacidad de refrigeración requerida en cada condición de diseño, no solo la potencia nominal.
- Temperaturas o presiones de evaporación y condensación, recalentamiento y subenfriamiento según lo requiera la herramienta.
- Modelo de compresor, método de control de capacidad y puntos de operación mínimo y máximo.
- Función de la línea: aspiración, descarga, líquido, gas caliente o una derivación.
- Longitud real del recorrido, longitud equivalente de accesorios, desnivel vertical o bajada, y la ubicación de cada componente.
- Condiciones de inversión de bomba de calor, descongelación, parada y carga parcial que cambien la dirección del flujo o el flujo másico.
- Material del tubo, método de conexión, límites de presión y temperatura, aislamiento, soportes y requisitos de los códigos locales.
La guía de diseño de sistemas de Danfoss enumera el refrigerante, la capacidad, la longitud de la línea, la altura y la temperatura de operación entre los datos de entrada para las tuberías de cámaras frigoríficas. También separa las comprobaciones para las líneas de líquido, aspiración y descarga. Utilice las instrucciones del fabricante seleccionado o un software de dimensionamiento aprobado para convertir esos datos en un tamaño candidato. Para obtener contexto sobre la selección de compresores, consulte la guía de compresores de refrigeración.
¿Cómo se dimensionan las líneas de refrigerante?
Utilice una secuencia repetible para cada segmento del sistema. No seleccione la tubería basándose únicamente en el tonelaje nominal.
- Fije el caso de diseño. Confirme el refrigerante, las condiciones de evaporación y condensación, la carga térmica, el rango ambiental y los modos de operación.
- Dibuje los segmentos de línea. Marque por separado las líneas de aspiración, líquido, descarga y servicio especial. Registre las derivaciones, colectores, cambios verticales y conexiones de equipos.
- Mida el recorrido. Incluya la longitud recta, los accesorios, la elevación y las restricciones de trazado. Un esquema que omita el recorrido puede no ser válido para un tamaño definitivo.
- Seleccione un candidato en la herramienta o las tablas del fabricante del equipo. Use los datos del refrigerante y la familia de compresores especificados. No transfiera el valor de una tabla a otro refrigerante o rango de operación sin confirmación.
- Compruebe la caída de presión y el flujo másico. Revise cada línea en las condiciones de diseño. La línea de líquido debe mantener el suministro de líquido al dispositivo de expansión; la pérdida de presión en la succión afecta las condiciones de entrada del compresor.
- Compruebe el retorno de aceite con la carga mínima esperada. Los compresores de velocidad variable y los sistemas escalonados requieren una comprobación a carga parcial. Una línea seleccionada únicamente para carga plena puede no desplazar el aceite de forma fiable cuando el flujo másico disminuye.
- Revise los límites de instalación y presión. Confirme el material de la tubería, la presión nominal, el método de unión, los soportes, el aislamiento, el control de vibraciones y las normas de seguridad aplicables.
- Conserve el cálculo junto con el plano. Registre la referencia de la herramienta o del fabricante, las hipótesis, el diámetro de tubería seleccionado y el revisor para poder verificar futuros cambios de equipos o refrigerantes.
El resultado útil es un diseño documentado para el rango de operación especificado, no una tabla universal de diámetros de tubería. Si cambian el refrigerante, el rango de velocidad del compresor, la condición de evaporación o el trazado, vuelva a realizar la selección.
¿Por qué el tamaño de la conexión de la unidad no siempre coincide con el tamaño de la tubería de campo?
La conexión de un compresor, condensador o unidad condensadora es una interfaz de componentes. La línea de interconexión tiene su propio trazado, longitud, caudal y desnivel. Un puerto y una línea de campo pueden tener el mismo diámetro en un diseño determinado, pero el puerto por sí solo no determina dicha elección.
En una guía de aplicación de unidades condensadoras Danfoss específica para un modelo, el fabricante advierte a los usuarios que no deben asumir que las conexiones de succión y líquido de la unidad tienen el tamaño correcto para la tubería de interconexión. Dicha guía también exige dimensionar en función del rango de capacidad de la unidad. Es un ejemplo de aplicación, pero demuestra por qué la dimensión de un puerto por sí sola no puede fijar el tamaño de la tubería de campo. Confirme el programa de tuberías aprobado en los datos del fabricante del equipo antes de la fabricación o la instalación. Durante la revisión de los planos, trate cada puerto como una interfaz y, a continuación, compruebe todo el trazado con los datos del equipo seleccionado.
Para un conjunto OEM, envíe el plano, el refrigerante, el objetivo de capacidad y el programa de tuberías juntos. Esto proporciona al revisor el contexto necesario para evaluar el puerto de un conjunto frente a todo el tramo de interconexión.
¿Cómo afectan los sistemas a carga parcial al diseño de la línea de succión?
El funcionamiento a carga parcial genera un compromiso de diseño. Una línea de succión grande puede reducir la caída de presión a plena carga, pero la velocidad del gas puede disminuir demasiado como para garantizar el retorno de aceite cuando la capacidad o la velocidad del compresor son bajas. Una línea más pequeña puede mantener la velocidad a baja carga, pero genera una mayor caída de presión con un flujo superior.
Algunas aplicaciones de compresores utilizan una tubería vertical dividida o doble en un amplio rango de capacidad. La ruta más pequeña puede mantener el retorno de aceite a capacidad reducida; ambas rutas transportan flujo a mayor carga. Esta disposición depende del compresor y de las condiciones de operación, por lo que no es un atajo de adaptación. La guía de diseño de tuberías de BITZER describe las tuberías verticales divididas para sistemas con control de capacidad y la necesidad de verificar el retorno de aceite a carga mínima.
Solicite al proveedor del compresor o al diseñador del sistema que confirme:
- Si el compresor es de velocidad fija, escalonada o variable.
- El flujo másico y la velocidad estables mínimos.
- La elevación vertical prevista y el programa de funcionamiento.
- Si se aprueba una sola tubería vertical, una tubería vertical dividida u otra disposición.
- Cómo se verificará el retorno de aceite durante la puesta en marcha.
No copie un objetivo de velocidad de un manual a otro sistema. Los valores publicados se aplican al compresor, refrigerante, rango de capacidad e instrucciones citados.
¿Qué material deben utilizar las tuberías de refrigerante?
Los tubos de cobre ACR son comunes para conexiones de campo en muchas aplicaciones de refrigeración. ASTM B280-23 especifica tubos de cobre sin costura para servicio de campo en aire acondicionado y refrigeración. La norma no selecciona el espesor de pared, el diámetro, el método de unión ni la presión nominal para un sistema particular.
La selección del material debe coincidir con el refrigerante, el rango de presión y temperatura, las aprobaciones de los componentes, el método de unión, el entorno y los requisitos locales. Los sistemas de CO2 operan a condiciones de presión que requieren equipos y tuberías diseñados para esa aplicación. Los sistemas A2L también tienen requisitos de instalación y seguridad específicos del refrigerante. Confirme los tubos y accesorios con la presión de diseño y las instrucciones del sistema exacto.
Un plano de adquisición debe indicar la norma del tubo y el material cuando se conozca. Si la especificación está incompleta, indíquelo como un elemento de ingeniería pendiente en lugar de asumir que cualquier tubo o accesorio de cobre funcionará.
¿Cómo afectan la longitud del recorrido y los accesorios a la caída de presión?
El recorrido de la tubería afecta la caída de presión, la carga de refrigerante, el movimiento del aceite, el acceso para servicio y el costo de instalación. Los recorridos largos, muchos codos, ramales de diámetro insuficiente, reducciones abruptas y elevaciones mal ubicadas pueden alterar el resultado que sugiere una tabla de tuberías rectas.
Mantenga los tramos tan cortos como lo permita la disposición de los equipos. Utilice el método de accesorios y longitud equivalente requerido por la herramienta de dimensionamiento del fabricante. Agregue los cambios de elevación y la geometría de las derivaciones al modelo, y luego verifique el punto de operación menos favorable. No sustituya el cálculo de caída de presión por una estimación visual.
La guía de tuberías de Danfoss aconseja minimizar los cambios de dirección innecesarios y evitar pandeos que puedan crear trampas de aceite no deseadas. Mantenga accesibles las válvulas de servicio, las conexiones del compresor, los visores de líquido y los paneles desmontables. Isle cada línea cuando las instrucciones del equipo y las condiciones de funcionamiento lo requieran.
¿Qué debe mostrar el plano de instalación?
Un plano de campo útil permite al instalador montar e inspeccionar la ruta prevista. La ilustración generada a continuación muestra elementos de ejemplo del plano; no está lista para la construcción. Enumere estos elementos específicos del proyecto:
- Dirección del flujo y función de la línea para cada segmento.
- Material de la tubería, diámetro exterior o designación nominal, y especificación de la pared cuando corresponda.
- Accesorios, derivaciones, reductores, trampas, columnas montantes y componentes de aislamiento o servicio.
- Ubicaciones de conexión de los equipos y la tabla de conexiones aprobada.
- Límites de aislamiento, puntos de soporte, penetraciones y detalles de control de vibraciones.
- Presión y temperatura de diseño cuando sea necesario para la selección de materiales y componentes.
- Condiciones especiales para descongelación por gas caliente, inversión de bomba de calor, vaciado (pump-down) o funcionamiento a baja carga.
- La revisión del plano y la fuente de los datos de dimensionamiento.
Manual de refrigeración de Copeland cubre soportes de tuberías, trampas de aceite, vibraciones y protección de tubos. Siga el espaciado de soportes y el procedimiento de unión especificados para el equipo y el proyecto.
¿Cómo pueden las comprobaciones de la puesta en marcha confirmar el diseño de las tuberías?
Los registros de puesta en marcha deben comparar el comportamiento real del sistema con el diseño aprobado. Un técnico o ingeniero de refrigeración cualificado puede comprobar las condiciones de funcionamiento y los puntos relevantes para el equipo seleccionado.
Registre el refrigerante, la condición ambiente, el estado de carga, la etapa o velocidad del compresor, las condiciones de aspiración y descarga, la condición de la línea de líquido y los lugares de medición. Compare la caída de presión y las temperaturas de funcionamiento con los límites del fabricante. Para sistemas de capacidad variable, incluya el punto de funcionamiento más bajo que el plan de puesta en marcha pueda probar de forma segura.
Síntomas como baja presión de succión, nivel de aceite deficiente, gas flash, vibración o rendimiento irregular del serpentín pueden tener varias causas. No demuestran que una tubería sea de tamaño insuficiente. Confirme los instrumentos, la carga, los controles, las restricciones, el flujo de aire y el estado del equipo antes de cambiar el diseño de la línea. La manipulación de refrigerantes, la soldadura fuerte, las pruebas de presión y la recuperación deben ser realizadas por personal cualificado utilizando los procedimientos de seguridad aplicables.
¿Qué debe incluir un OEM en una solicitud de cotización (RFQ) de tuberías de refrigerante?
Para una revisión útil de las tuberías, envíe el límite del sistema y el caso operativo. Incluya un diagrama unifilar con el plano; el tamaño del puerto de un compresor por sí solo no describe la ruta.
- Aplicación: tipo de equipo, rango de temperatura, ubicación interior o exterior y ciclo de trabajo.
- Refrigerante: refrigerante exacto, aceite y cualquier alternativa aprobada.
- Capacidad y condiciones: capacidad de diseño, condiciones de evaporación y condensación, rango ambiente y carga mínima y máxima.
- Equipos: compresor, condensador, evaporador, dispositivo de expansión y datos de conexión.
- Ruta: longitudes de los tramos, cambios de nivel, accesorios, derivaciones y límites de instalación.
- Materiales: norma del tubo, material, método de conexión, presión de diseño, aislamiento y acabado.
- Modos de operación: carga parcial, escalonamiento, velocidad variable, descongelación, vaciado (pump-down) o inversión de bomba de calor.
- Documentos: esquema de tuberías, tablas de equipos, referencia de dimensionamiento y revisión de planos.
Si el sistema incluye un intercambiador de calor personalizado o un conjunto de unidad condensadora, incluya la interfaz de tuberías en el mismo juego de planos que la capacidad del serpentín, el refrigerante, las conexiones y la envolvente de instalación. La página de ingeniería de Domi describe el soporte para los requisitos de transferencia de calor y la revisión de planos en proyectos de intercambiadores de calor. Confirme el alcance de ingeniería solicitado con el equipo antes de utilizarlo para el diseño completo de las tuberías del sistema.
Preguntas frecuentes
¿Cuáles son los diferentes tipos de tuberías de refrigerante?
Las tres funciones principales de las líneas comunes son succión, descarga y líquido. Un sistema más grande también puede incluir derivaciones, colectores, descongelación por gas caliente, economizador o líneas reversibles de bomba de calor. El esquema y el estado del refrigerante determinan el nombre correcto y la comprobación del diseño.
¿Qué material se utiliza para las tuberías de refrigerante?
El tubo de cobre ACR fabricado según la norma ASTM B280 es común en los trabajos de refrigeración de campo. Las especificaciones del material y del espesor de pared siguen dependientes del refrigerante, la presión de diseño, la temperatura, los accesorios, la homologación del equipo y el código. No utilice una etiqueta de material genérica como sustituto de la especificación del sistema.
¿Cómo se dimensionan las líneas de refrigerante?
Utilice la tabla o la herramienta de dimensionamiento del fabricante del equipo seleccionado con el refrigerante, la capacidad, las condiciones de evaporación y condensación, la longitud de la ruta, la elevación, los accesorios y el rango de capacidad completo. Verifique el retorno de aceite por succión a carga mínima y la caída de presión en los puntos de operación requeridos.
¿Son estándar los tamaños de las líneas de refrigerante?
Los tubos están disponibles en tamaños estándar, pero una lista de tamaños estándar no identifica el tamaño correcto para un sistema. Utilice el refrigerante, las condiciones de operación, el recorrido de la línea, la capacidad, el límite de presión y las instrucciones del fabricante para seleccionar la tubería.
¿Puedo usar el mismo tamaño que la conexión del compresor?
No automáticamente. La conexión del compresor es una dimensión de puerto. La tubería de interconexión debe seleccionarse para todo el circuito y el rango de operación. Verifique los datos del equipo aprobado y el cálculo de la línea.
¿Una línea de succión más grande siempre mejora el rendimiento?
No. Un diámetro mayor puede reducir la fricción con un caudal más alto, কিন্তু también puede reducir la velocidad del gas cuando el sistema opera a baja capacidad. La selección debe equilibrar la caída de presión y el retorno de aceite en todo el rango de carga real.
¿Utiliza el CO2 las mismas tuberías de refrigerante que un sistema HFC?
No lo dé por sentado. Los sistemas de CO2 tienen diferentes requisitos de presión y pueden necesitar diferentes tuberías, accesorios, válvulas y componentes de seguridad. Siga el diseño aprobado del sistema de CO2 y los datos del equipo.
¿Qué debo enviar para una revisión de las tuberías de refrigerante?
Envíe el esquema de tuberías, el refrigerante, la capacidad y las condiciones de operación, los modelos de los componentes, las longitudes y elevaciones de las líneas, la disposición de los accesorios, la especificación del material y los modos de operación. Incluya la revisión del plano y anote qué valores están confirmados frente a los que aún están en revisión.
Revise la interfaz del serpentín y la tubería antes de la liberación
Si su proyecto incluye un paquete personalizado de evaporador, condensador o unidad condensadora, envíe el plano, el refrigerante, el objetivo de capacidad, las condiciones de operación y el programa de conexiones de tuberías con la solicitud de cotización (RFQ). El equipo de Domi describe la revisión de planos y el soporte de ingeniería térmica para proyectos de intercambiadores de calor. Pida al equipo que confirme si la revisión de tuberías solicitada se encuentra dentro del alcance del proyecto.
