En este artículo vamos a ver la manera de convertir una antigua vinoteca con sistema de climatización mediante absorción de amoniaco, a una con sistema de refrigeración mediante compresor hermético y gas.

Trataremos de realizar un artículo visual, cargado de fotos que documenten lo que se va describiendo textualmente.

En este caso se trata de una vinoteca artesanal de madera con cámara aislante de poliuretano. El cliente decidió convertirla ya que no funcionaba y al mal estado de los conductos (oxidación). La vinoteca es la siguiente:

En este caso el Gas escogido ha sido R134a en vez del isobutano R600a gracias a su mejor manipulación y mayor seguridad a la hora de realizar las soldaduras (el R600a es altamente inflamable).

La primera fase del proceso es la de desarmar todo el mecanismo actual, tanto eléctrico (termostato, resistencia, caja distribuidora, etc…), como tuberías (condensador, enfriador, serpentín, etc…)

Comenzamos por quitar los ejes de soporte de la balda que lleva el higrómetro y el termómetro analógico (en la foto no aparecen) y la tapa de madera que cubre la evaporadora interior.

La tapa va atornillada y tras ella se encuentran dos listones verticales que a su vez hacen de distanciadores y de soporte para atornillar la tapa.

Una vez extraída se puede comprobar el estado de oxidación en el que se encontraba el intercambiador de frío. Tras ella se puede observar la chapa de acero galvanizado (es la pieza brillante que está mas alta de la izquierda que de la derecha). El motivo de esta pieza es el de que no se moje con la humedad la madera y que la condensación del agua que se precipita por las aletas del enfriador, caigan sobre ella y por la caída del desnivel salgan por el desagüe.

Retiramos también los listones verticales, que se encuentran atornillados a las paredes laterales de la vinoteca. Aprovechamos también para extraer el termostato analógico que trae en el lateral izquierdo le vinoteca. Con esto queda bastante despejado el interior de la vinoteca a falta de sacar el enfriador.

Como podemos ver en la imagen superior izquierda, quitamos la tapa de acero con aislante y accedemos a la resistencia. A continuación, quitamos el depósito de agua que está en la parte baja de la vinoteca, que es donde desagua el tubo transparente que viene del enfriador interior. A continuación, tal y como se ve en la imagen de la derecha, quitamos la tapa del registro eléctrico y soltamos la clema que une el cable de alimentación, el termostato analógico y la resistencia.

Lo siguiente es quitar el soporte del depósito de agua como se puede ver en la foto superior izquierda. Toda la tornillería y herrajes que vamos quitando las guardamos ya que posteriormente se pueden reutilizar.

Comprobamos el estado de la resistencia que en este caso no está estropeada, nos da el polímetro una lectura de su resistencia de 303,5 ohmios con lo que si quisiéramos la podríamos reutilizar, pero en este caso se desecha dado el mal estado general del aparato. En este caso podemos verlo en la foto superior central.

Por último, eliminamos la parte trasera de la caja de resistencia que también va atornillada. Hay que tener cuidado con el aislante, ya que tiene polvo de cristal y puede provocar picores en los ojos. Procurar quitarlo con guantes y no tocar mucosas. Se puede ver la instantánea ya quitada arriba a la derecha.

Ahora le toca el turno al macarrón de desagüe. Tiramos suavemente de él utilizando un destornillador plano para ayudarnos. Sale con facilidad. Nos quedará tal y como se ve en la foto superior izquierda. Un codo de cobre que proviene de la bandeja interior.

Es el momento de abrir el circuito hermético de Amoniaco. En este punto, merece la pena hacer una pausa y explicar los riesgos que conlleva. El amoniaco, es un compuesto químico llamado trihidruro de nitrógeno cuya molécula consiste en un átomo de nitrógeno por tres átomos de hidrógeno. A temperatura ambiente se presenta como gas incoloro de olor muy penetrante y nauseabundo. Se produce de manera natural por descomposición de la materia orgánica y también se fabrica industrialmente. El peligro reside en que al inhalarlo por las vías respiratorias, dependiendo de su concentración, puede producir irritación de garganta, inflamación pulmonar, daños en las vías respiratorias y ojos, edemas pulmonares y si se supera las 5000 partes por millón, la muerte.

Por todo lo expuesto, y dada la alta concentración que se encuentra en estas vinotecas, es de vital importancia, abrir el circuito en entornos muy ventilados (ventilación forzada), y dejando escapar el gas de manera lenta, tal y como se puede observar en la foto superior central.

Con este procedimiento, ralentizamos el trabajo, pero aseguramos las condiciones de seguridad. Para ello debemos hacer un corte pequeño en los conductos, en este caso aprovechamos en el codo que lo une con la enfriadora, para facilitar el desmontaje ulterior. Dejamos escapar el gas de amoniaco a presión poco a poco y con ventilación. Aunque el amoniaco se auto inflama a temperatura de 651ºC, no es conveniente tener material incandescente ni llamas cerca (cigarrillos, soldadores, sopletes, etc…).

Es aconsejable disponer de fuentes de agua cerca para enjuagar los ojos o mucosas. Guantes pos si se entra en contacto y mascarillas para evitar en la medida de lo posible su respiración.

Una vez liberado todo el Amoniaco y ventilado el lugar de trabajo, podemos proceder a terminar el corte de los tubos como se puede ver en la foto superior derecha.

Una vez extraído el enfriador queda totalmente libre el interior de la vinoteca para comenzar a instalar los nuevos componentes.

En este punto, también podemos desatornillar el resto de componentes de la trasera de la vinoteca, ya no queda ningún otro impedimento para sacarlos por completo. La única precaución que debemos de adoptar es la de no tumbar los componentes retirados ya que podría precipitarse algo de amoniaco líquido y volveríamos a correr los riesgos ya mencionados.

Antes de instalar los nuevos componentes debemos realizar una limpieza del óxido que ha podido quedar del anterior enfriador. Al tratarse de acero galvanizado, no hay problema de desgaste, el óxido existente proviene de lo que ha caído del enfriador superior, por lo que no es necesaria la sustitución de esta pieza.

Raspamos con una espátula, destornillador y/o estropajo para dejarlo en perfecto estado y comenzar con el siguiente paso.

Vamos a describir un pequeño listado de componentes a utilizar para la conversión de la vinoteca. De izquierda a derecha:

En la foto superior izquierda, Cable de alimentación (con 2 metros será suficiente. Es necesario que tenga tres hilos para la toma a tierra y una sección de 1,5 mm es más que suficiente). Termostato digital (este modelo, EVCO EVK401P7VC, mide el rango de -50ºC a 150ºC, pero con que cubra el rango de -5ºC a 50ºC es suficiente). Sonda Térmica del Termostato digital, ventilador a 220V de 10cm y baja sonoridad, rejilla protección ventilador y 4 tornillos rosca chapa para el ventilador.

En foto central, evaporadora plana para R134a que se ajuste a las dimensiones interiores de la vinoteca.

En foto derecha, clema 3 circuitos, anclajes para cable y tubos, tornillería de acero para chapa, compresor hermético 1/6 CV para R134a (en este caso se trata de un embraco EMT49HLP), filtro deshidratador, obús de carga y tubo de cobre.

Comenzamos con la instalación de nuevos componentes. El primer paso es instalar la evaporadora en el interior de la vinoteca.

Hemos seleccionado una que se adapta perfectamente a las dimensiones interiores de la vinoteca. La colocamos de tal manera que cubra totalmente la chapa galvanizada, intentando que quede lo mas alta posible ya que el aire caliente se sitúa en las zonas mas altas.

Lo fijamos mediante cuatro tornillos y sacamos los tubos de alta y baja presión a través de la abertura de que disponemos, teniendo cuidado a la hora de doblarlos que sea una curva suave y no quede doblado el tubo de tal manera que no se obstruya.

Le toca el turno al termostato digital. Cortamos el cable de la sonda a una longitud que nos quede bien en el interior de la vinoteca y colocamos la sonda donde nos indica la resistencia de carga.

A continuación colocamos el cable de alimentación al Termostato digital. Lo vamos a disponer de tal manera que cuando la vinoteca se conecte nos indique la temperatura, por lo que se hace con alimentación directa. Pasamos el cable a través de las aberturas de la evaporadora y a continuación por donde salen los tubos de alta y baja presión de la evaporadora.

No hay que tener ninguna precaución especial al pasar los cables de corriente por las chapas ya que al ir lacadas no tienen partes cortantes.

Por último solo nos queda conectar los cables que cierran circuito del termostato cuando se llega a la temperatura programada y hace que le llegue corriente al compresor. Al tratarse de un conmutador, dispone de un común y dos salidas, hay que verificar cual nos interesa para que active al subir la temperatura. Se puede comprobar con el manual de instrucciones o con un polímetro.

Sujetamos temporalmente con tornillos el termostato digital en su lugar para poder colocar los cables. Posicionamos los 3 cables con un par de herrajes con tornillo a su lugar definitivo.

Si se desea, en este punto se puede conectar el cable de alimentación a la corriente para verificar el correcto funcionamiento del termostato y de la sonda, marcando la temperatura con precisión de décimas de grado centígrado. Si colocamos el dedo sobre la sonda, debemos verificar una rápida subida de la temperatura en el Display. Por último conviene volver a verificar que el circuito se cierra una vez superado el umbral de temperatura programado.

Ahora es el momento de colocar de nuevo los dos listones de madera verticales que separaran la tapa de madera de la evaporadora. En el diseño de esta vinoteca he optado por un sistema de ventilación forzado, para mejorar el rendimiento térmico y conseguir mejores tiempos de respuesta a cambios de temperatura. Además conseguimos mejorar el consumo energético.

Para ello he dispuesto colocar un ventilador frente a la evaporadora que extraiga el aire mas frío y lo distribuya rápidamente hasta el último cm cúbico del interior de la vinoteca.

Para ello he calculado el punto central de la tapa de la evaporadora y he practicado un circulo de referencia con el mismo diámetro que el circulo máximo de las palas del ventilador, tal y como se puede ver en las siguientes imágenes.

Por último se sueldan los cables al ventilador y se pasan por la evaporadora hacia la trasera de la máquina. Este ventilador se activará en paralelo con el compresor, por lo que también será comandado por el termostato digital y no precisará estar activo todo el tiempo (ahorro energético).

Ahora debemos colocar el ventilador en la tapa, superponer la rejilla protectora y atornillarlo con los 4 tornillos.

Ahora colocamos la tapa sobre los listones tirando del cable por la trasera de la máquina para que quede tenso y no toque con las palas del ventilador.

Por último atornillamos la tapa a los listones con 4 tornillos de madera y debería quedar parecido a la foto que tenemos a la izquierda.

Con esto prácticamente terminamos el trabajo del interior de la vinoteca. Solo quedarían dos cosas por hacer. La primera es atornillar una pletina plegada para sujetar el termostato digital y anular los dos tornillos temporales.

La segunda es colocar un recipiente al fondo de la vinoteca para recoger alguna eventual gota que pudiera caer de la condensación de la nueva evaporadora. Esto yo no lo hice ya que en las pruebas con carga (botellas), no se precipitó ninguna gota, pero dependiendo del uso (aporte de humedad cada vez que se abre la puerta) y de la humedad del lugar donde se instale, podría ser necesario.

Ahora es el momento de comenzar a trabajar sobre la parte trasera del armario de Vinos. Comenzaremos por crear el soporte o base para colocar el compresor hermético. He creído que lo más conveniente es reciclar material del desmontaje de esta misma Vinoteca y reutilizarlo para este propósito. Para ello he seleccionado la chapa galvanizada que protegía la resistencia y la he desdoblado.

Una vez aplanada, la he recortado con una dremel (también se puede utilizar una tijera de chapa), he recortado las esquinas y he suavizado los cantos para que no corte. Sobre ella he colocado el motocompresor y he marcado los lugares donde se han de realizar los taladros para su anclaje.

Colocamos unas escuadras en la trasera del Armario de Vinos y sobre ellas colocamos la base. Posteriormente la atornillamos a la vinoteca y ya tenemos listo el soporte del compresor.

Taladramos la base y colocamos los cuatro silet-blocks en el compresor tal y como se ve en la foto. Colocamos en su interior los distanciadores metálicos. Finalmente introducimos la tornillería y fijamos definitivamente el compresor a la vinoteca.

Ha llegado el momento de comenzar a soldar. Para ello quitamos la válvula del obús de carga y lo colocamos en el caño de succión del compresor (en este caso el de la derecha mas bajo). Lo calentamos con el soplete y fundimos el cobre de aportación. Procurar soldar lo mas alejado de la masa del compresor para evitar que el calor se disipe con el metal del compresor y cueste menos llegar a la temperatura de soldado, tampoco es conveniente para el aceite del carter del compresor, ya que si lo calentamos demasiado puede perder propiedades y acortaríamos mucho la vida del sistema. Una vez frío, no colocar aún la válvula del obús de carga ya que soldaremos cerca y la podemos dañar, es preferible colocarla una vez esté todo completamente soldado.

Ahora cogemos los tubos de gas y de líquido de la evaporadora interna y les damos forma hasta llevarlos a las tomas correspondientes. En este caso el tubo de baja presión (gas), se lleva al caño de succión izquierdo. Lo soldamos de la misma manera que el obús, intentando que quede lo mas alejado posible del compresor.

En este momento debemos colocar el filtro deshidratador a la salida del capilar. Debemos tener varias cosas en consideración en este punto. Primero, a la hora de soldarlo, no introducir demasiado el capilar en el interior del filtro deshidratador, ya que corremos el riesgo de romper la malla que contiene las partículas deshidratadoras. También podemos crear una primera obturación si una de esas bolitas queda sobre el capilar. Por último a la hora de soldar procurar hacer una soldadura rápida y no calentar en exceso el filtro ya que podemos degradar e incluso pulverizar las bolitas deshidratadoras.

Lo segundo y más importante que debemos tener en cuenta es la longitud del capilar, ya que de ello dependerá el rendimiento del sistema. Hay que tener en cuenta la presión de condensación y la presión de evaporación, gradiente térmico, producción frigorífica del compresor en cuestión, etc… Una vez hechos los cálculos, cortamos el capilar a la longitud calculada y lo soldamos al filtro.

Ahora llega el momento de fabricar la condensadora. He preferido en este caso fabricarla a partir de tubo de cobre ya que quería unas medidas muy específicas y no las encontré en el mercado. Para ello voy doblando el tubo de cobre 180º hasta conseguir la longitud deseada para el grado de sub-enfriamiento requerido. Una vez realizado, lo sujeto mediante sujeta-cables doblados para distanciarlo de la trasera de la Vinoteca y que no me suene con la vibración del compresor.

Finalmente se suelda a la salida del compresor (lado derecho, único caño libre) y por el otro extremo a la entrada del filtro deshidratador.

Con esto finaliza el proceso de soldado, en este momento podemos poner la válvula del obús de carga. Colocar todo lo que se pueda los tubos para que no se toquen y produzcan ruidos molestos en funcionamiento.

Entramos en la última fase del proyecto. En esta fase nos ocupamos de sincronizar los elementos eléctricos para que funcionen como deben. Debemos alimentar el termostato digital, de tal manera que cuando la temperatura baje del umbral programado, alimente el compresor y paralelamente el ventilador interior. Una vez llegados a la temperatura deseada, corte el suministro eléctrico para que con las inercias térmicas, la fluctuación no sea mayor a 3ºC. Así conseguiremos una temperatura bastante constante sin sobrecargar el sistema.

Para conseguir el mayor rendimiento energético-térmico, debemos sellar las entradas de tubos, cables y desagües para que no se nos escape el aire con menor temperatura del interior. Para conseguirlo he utilizado espuma de poliuretano. Con poca cantidad se consigue rellenar todos los espacios aislando correctamente el sistema. Una vez endurecida se recorta con facilidad con una cuchilla.

Es el momento de comprobar la estanqueidad del sistema y efectuar la carga del gas refrigerante. Conectamos los manómetros, la bomba de vacío, y la botella de gas (en este caso R134a). Hacemos un vacío profundo de no menos de 2 horas. Cuando finalizamos el vacío anotamos y/o fijamos el punto de vacío y dejamos el sistema en reposo al menos 15 minutos. Pasado el tiempo verificamos que el sistema se mantiene igual y por lo tanto no tiene fugas.

Si todo es correcto pasamos a la carga del gas refrigerante. Encendemos el sistema y finalizamos la carga observando las temperaturas y presiones.

Lo dejamos en reposo un tiempo para que se estabilice el gas y volvemos a comprobarlo. Si todo se mantiene correcto, desconectamos los manómetros y cerramos el obús de carga con su tapón (verificar que se encuentra la junta tórica).

Por último giramos el armario de vinos y comprobamos que todo el sistema funciona como debe, llega a las temperaturas programadas, no vibra, el caudal del ventilador es suficiente, el compresor no trabaja sobrecargado, etc…

Si todo es correcto podemos dar por finalizado el trabajo. Espero que el tutorial os sea de utilidad o por lo menos ayude a disipar dudas. Si a alguien aún le han quedado dudas, estamos a vuestra disposición. Un saludo.