En HVACR residencial y comercial ligero, trabajamos con condensadores de funcionamiento todos los días, y puede haber notado que fallan con bastante frecuencia.
Debido a esto, muchas empresas están comenzando a integrar las pruebas de condensadores en sus diagnósticos y prácticas de mantenimiento habituales, y aplaudo esto; sin embargo, lleva a un debate sobre cómo hacerlo.
Muchos técnicos apagan los sistemas, descargan los condensadores, quitan los cables y hacen pruebas con probadores de capacitancia en sus multímetros.
Hay situaciones en las que esto tiene sentido, como cuando el sistema ya está apagado; el motor no está funcionando en absoluto y se sospecha que el condensador es la causa; o con muchos sopladores, donde los cables del condensador y del soplador no están ubicados en un lugar seguro o conveniente para la prueba de funcionamiento.
La mayoría de las veces, cuando se comprueba un condensador, es para asegurarse de que el valor nominal de μF (microfaradios) del condensador coincide con el valor nominal indicado en el condensador. Esto se puede hacer de otra manera, y yo diría que de una manera mejor.
¿Qué es un condensador de funcionamiento?
Un condensador de funcionamiento moderno no es más que dos hojas de papel de aluminio delgado o «placas» con una hoja delgada de aislamiento de plástico entre ellos todo enrollado. Cuando se estira un condensador de funcionamiento de un compresor medio, la lámina puede extenderse varios metros de longitud. El interior del condensador está lleno de un aceite que ayuda a disipar el calor del condensador, y los condensadores de funcionamiento de metal tienen un revestimiento aislante de plástico que separa el metal del aceite.
Un condensador almacena y libera energía eléctrica durante cada cambio de ciclo. Un condensador de funcionamiento está específicamente dimensionado para crear el cambio de fase ideal para una óptima eficiencia de funcionamiento y uso de energía por parte del motor.
Contrariamente a lo que se oye, un condensador no «aumenta» la tensión ni crea energía adicional. Sólo almacena y libera energía, lo que se traduce en un mayor o menor desplazamiento de fase y en una mayor o menor reactancia capacitiva o «capacitancia», como solemos llamarla.
Algunos técnicos señalarán el hecho de que cuando colocan un voltímetro, reciben una lectura que es más alta que el voltaje de entrada aplicado – a menudo observarán voltajes de 300-400 vac entre los terminales Herm y C (marcha y arranque) y asumirán que esto significa que el condensador está aumentando el voltaje.
Este voltaje más alto es en realidad debido a la fuerza contraelectromotriz (CEMF), o fuerza electromotriz de retorno, producida por el propio motor. A medida que el motor aumenta su velocidad, genera tensión en sus devanados en sentido contrario a la tensión aplicada, lo que da lugar a una mayor tensión entre el terminal de arranque del compresor/el terminal HERM del condensador y el terminal de funcionamiento del compresor/el terminal C del condensador. Esta es la razón por la que los condensadores están clasificados para una tensión más alta (370 o 440 vac) que otros componentes del sistema.
¿Por qué fallan los condensadores de funcionamiento?
Debido a que un condensador de funcionamiento es un componente bastante simple sin partes móviles, la única causa potencial de fallo es el sobrecalentamiento, que causa la expansión y la comúnmente vista parte superior con burbujas. Esto puede ser una combinación de una corriente de bobinado de alto arranque y las altas temperaturas ambientales, o una condición de alto voltaje que resulta en una brecha entre las placas o la tierra.
Estas circunstancias generalmente resultan en un condensador abierto que lee 0μF.
A menudo vemos condensadores en funcionamiento que no están fallados, al menos no completamente, pero que están leyendo más bajo que el μF nominal por más de la tolerancia permitida por el fabricante.
Esto realmente sólo puede ser causado por una ruptura en las placas de lámina de aluminio delgada dentro del condensador, y sucede a menudo.
Cuando un condensador se debilita lo suficiente como para caer por debajo del valor nominal especificado por el fabricante, causará mayores amperios del motor, mayores temperaturas del motor y menores factores de potencia, lo que resulta en una utilización más ineficiente de la energía.
Por lo tanto, si no está probando los condensadores débiles, no está haciendo ningún favor a su cliente.
COMPROBANDO UN CAPACITADOR DE CORRIENTE
Cuando se comprueba un condensador de corriente, muchos técnicos sacan los cables y utilizan los ajustes de capacitancia de sus medidores para probar los condensadores. Cuando se comprueban constantemente los condensadores como una cuestión de prueba y mantenimiento regular, probar los condensadores bajo carga (mientras están en funcionamiento) es una gran manera de confirmar que el condensador está haciendo su trabajo en condiciones de carga real, lo que también es más preciso que tomar la lectura con la unidad apagada.
Cuando la unidad está en funcionamiento, usted está aplicando el voltaje, el amperaje y la temperatura reales bajo los que opera el condensador cada día, por lo tanto, le da una lectura más precisa. Si su multímetro lee el voltaje y el amperaje con precisión, esta prueba funciona. Si los resultados no coinciden con su probador de condensadores, usted querrá comprobar su multímetro con algunos otros medidores de alta calidad para ver qué lectura está saliendo incorrecta, pero el procedimiento de prueba bajo carga es matemática sólida, y funciona.
En primer lugar, si está acostumbrado a hacer las comprobaciones de los condensadores durante la fase de limpieza de una visita de mantenimiento preventivo, va a tener que cambiar sus prácticas y hacer sus pruebas durante la fase de prueba. Estas lecturas se harán al mismo tiempo que está tomando otras lecturas de amperaje y tensión durante la prueba de funcionamiento.
Aquí están los pasos:
1. Mida el amperaje de sólo el cable de arranque (cableado que se conecta al devanado de arranque). Este será el cable entre el condensador y el compresor. En el caso de motores de ventilador de 4 hilos, normalmente será el cable marrón – no el cable marrón con rayas blancas. En el caso de un compresor con un condensador doble, será el cable que va al terminal HERM. Anote su amperaje en este cable.
2. Ahora, tome la lectura de amperios que tomó en el cable de arranque (cable del condensador), y multiplique por 2.652 (algunos dicen 2.650, otros 2.653, y otros 2.654, pero 2.652 es perfectamente preciso). Me acuerdo de 2,652 porque 26 doblado es igual a 52.
3. A continuación, mide la tensión a través del condensador. Para un compresor que estaría entre HERM y C, este es el voltaje medido a través de los terminales de arranque y funcionamiento del motor.
4. Divida el total de los amperios del cable de arranque por 2,652 por el voltaje que acaba de medir. Este total es la capacitancia. La fórmula completa es:
Amperios del bobinado de arranque x 2,652 ÷ tensión del condensador = microfaradios.
5. Lea la MFD de la placa de características de los condensadores y compárela con sus lecturas reales. Muchos condensadores permiten una tolerancia del 6 por ciento +/-. Si está fuera de ese rango, entonces se puede recomendar la sustitución del condensador. Compruebe siempre sus cálculos antes de hacer un presupuesto a un cliente.
6. Repita este proceso en todos los condensadores de funcionamiento y tendrá la seguridad de si son totalmente funcionales bajo carga o no.
7. Tenga en cuenta que el condensador actualmente instalado puede no ser el condensador correcto. El motor o el compresor pueden haber sido reemplazados, o alguien puede haber puesto el tamaño equivocado. En caso de duda, consulte la placa de datos o las especificaciones del motor o compresor específico.
Así pues, digamos que lee un amperaje del devanado de arranque de 4,4 x 2.652 = 11.668,8 dividido por un voltaje medido de 335 V = 34,83 μF.
Si el condensador de funcionamiento tenía un valor nominal de 35 μF, esto estaría dentro del rango.
Si estuviera clasificado a 40 μF, estaría un 15 por ciento fuera del rango, lo que está fuera del rango permitido para todos los condensadores de funcionamiento que conozco.
Desde que empecé a entrenar con este método, me han preguntado a menudo de dónde viene este cálculo. En realidad es una versión simplificada de la ecuación para encontrar la reactancia capacitiva combinada con una versión de la Ley de Ohm: Xc = 1/(2 x π x ƒ x C) y E = I x Xc.
Tomo la parte de 1/(2πƒ), multiplicando por la medida que buscamos (microfaradios o millonésimas de faradio). Esto nos da la reactancia capacitiva, que multiplicada por el amperaje y luego dividida por el voltaje, nos da la capacitancia. Así se obtiene Xc = 2.652 y E = 4,4 x Xc = 11.668,8, por lo que 11.668,8 ÷ 335 V = 34,83.
Para simplificar, podemos usar números aproximados y simplemente llamarlo amperios por 2.652. Luego, dividir por el voltaje.
Esto parece más complicado que simplemente desconectar y medir directamente, así que ¿por qué pasar por todo ese problema? Todo esto es para que pueda probar el condensador en condiciones reales de carga, lo que podría ser suficiente para ver realmente a ese condensador en el borde o con fallas haciendo lo que hace, por lo que usted y el cliente pueden estar mucho más seguros en su diagnóstico.
¿No es muy convincente? Tal vez podría mencionar cómo esto es más rápido que tener que apagar la unidad y luego probar? Tal vez señalar que esto puede reducir el riesgo de dejar una conexión de condensador suelta. ¿Y qué hay de lo elegante que puedes parecer, mirando la calculadora, mientras te acaricias la barbilla pensativamente? Tacha esa última razón; es probable que sólo sea yo.
Entonces, prueba los condensadores mientras el sistema está funcionando para obtener una lectura más precisa, y funciona doblemente a tu favor como una forma de impresionar a otros técnicos con tus recién descubiertas habilidades matemáticas.
Recuerde que sólo se trata de empezar a devanar amperios x 2,652 ÷ voltaje del condensador = microfaradios.
Fecha de publicación: 6/12/2017
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