El ciclo frigorífico: guía paso a paso para aspirantes al certificado de gases fluorados

Por qué es importante el ciclo frigorífico para los técnicos de gases fluorados

Si se está preparando para obtener el certificado A1 de gases fluorados de la UE, el ciclo frigorífico por compresión de vapor es el concepto más importante que debe asimilar. Todas las tareas prácticas de las que se le evaluará —recuperación, carga, control de fugas, reparaciones mediante soldadura fuerte y puesta en servicio— exigen comprender dónde se encuentra el refrigerante, en qué estado está y por qué. La normativa vigente sobre gases fluorados exige que el personal cualificado manipule los gases de efecto invernadero fluorados de forma competente, y esa competencia empieza por los fundamentos.

Esta guía recorre el ciclo tal como funciona en un sistema de aire acondicionado convencional, siguiendo la estructura de los materiales de formación sobre gases fluorados y del tutorial de AC Service Tech que la inspiró.

 

Las dos zonas de presión

Todo sistema de expansión directa se divide en dos zonas de presión, separadas por dos componentes clave:

1. El compresor — se sitúa en la parte superior del sistema y eleva la presión y la temperatura.
2. El dispositivo de expansión — normalmente una válvula de expansión termostática (VET), una válvula de expansión electrónica (VEE) o un orificio fijo, se sitúa más abajo y reduce la presión a la entrada del evaporador.

“En este sistema hay dos elementos que separan la baja presión de la alta presión: uno es el compresor, arriba, y el otro es el dispositivo de expansión, abajo.”

Todo lo que se encuentra entre la descarga del compresor y la entrada del dispositivo de expansión constituye el lado de alta presión. Todo lo que se encuentra entre la salida del dispositivo de expansión y la aspiración del compresor constituye el lado de baja presión. Saber en qué zona está trabajando determina a qué toma conecta el manómetro, cómo interpreta las lecturas y cómo manipula el refrigerante conforme a las normas de contención de gases fluorados.

 

Etapa 1: Compresión

El ciclo comienza cuando el vapor a baja presión y baja temperatura entra en la aspiración del compresor. Dentro del compresor, el trabajo mecánico eleva la presión y la temperatura del refrigerante hasta obtener vapor a alta presión y alta temperatura; de hecho, la línea de descarga es el punto más caliente de todo el sistema.

Para quienes se preparan para el certificado de gases fluorados, esto es importante porque:

• La temperatura de descarga es un indicador clave del estado del compresor.
• Una temperatura excesiva del gas de descarga es un síntoma habitual de carga insuficiente, caudal de aire restringido o un dispositivo de expansión defectuoso.
• No se debe liberar a la atmósfera el refrigerante de las líneas de descarga durante la revisión. La liberación intencionada de gases de efecto invernadero fluorados está prohibida salvo que sea técnicamente necesaria para el uso previsto, según el art. 4, apartado 1, del Reglamento (UE) 2024/573.

 

Etapa 2: Condensación y subenfriamiento

El vapor caliente sale del compresor y entra en el serpentín del condensador, donde empieza a ceder calor al aire ambiente (o al agua en los sistemas de agua enfriada).

Dentro del condensador existen tres zonas diferenciadas:

Zona	Estado	Qué ocurre
Sección de entrada	Vapor sobrecalentado	Enfriamiento sensible hasta la saturación
Sección intermedia	Mezcla saturada (vapor y líquido)	Cesión de calor latente: la mayor parte de la transferencia de energía
Sección de salida	Líquido subenfriado	Enfriamiento sensible por debajo de la temperatura de saturación

“En el estado de saturación es donde transfiere la mayor parte de su energía.”

Cuando el refrigerante llega a la salida, se encuentra íntegramente en estado líquido y a una temperatura inferior a la de saturación. La diferencia entre la temperatura de saturación y la temperatura real de la línea de líquido es el valor de subenfriamiento.

Una lectura adecuada de subenfriamiento (normalmente de 8 a 12 K en muchos sistemas partidos, aunque siempre debe consultar los datos del fabricante) indica que:

• El condensador ha cedido la cantidad de calor prevista.
• Una columna continua de líquido alimenta el dispositivo de expansión.
• La carga es, en términos generales, correcta en un sistema con VET.

 

Etapa 3: El filtro deshidratador y el dispositivo de expansión

Después del condensador, el líquido atraviesa el filtro deshidratador. Su función es sencilla:

• Absorber la humedad residual mediante un desecante, como un tamiz molecular o alúmina activada.
• Retener partículas finas.
• Tiene una capacidad fija de absorción de humedad; una vez saturado, debe sustituirse. Instale siempre un filtro deshidratador nuevo después de abrir un sistema para repararlo, conforme a las buenas prácticas. La comprobación del estado de un filtro deshidratador se trata en el tema Válvulas de expansión de la edición de la UE.

A continuación, el líquido llega al dispositivo de expansión, donde se reduce su presión. El dispositivo solo permite que entre en el evaporador un caudal pequeño y controlado de refrigerante. Al descender bruscamente la presión, también desciende la temperatura de saturación.

“Si reduce la presión, también disminuirá la temperatura.”

La mezcla resultante que entra en el evaporador contiene aproximadamente un 80 por ciento de líquido a baja presión y un 20 por ciento de gas flash: una mezcla fría de dos fases lista para realizar un trabajo útil.

 

Etapa 4: Evaporación y sobrecalentamiento

Dentro del evaporador, el refrigerante frío absorbe calor del espacio climatizado. El serpentín contiene las mismas tres zonas que el condensador, pero en orden inverso:

1. Entrada — líquido frío y una pequeña cantidad de gas flash.
2. Zona intermedia — mezcla saturada, donde se produce la mayor parte de la absorción de calor latente.
3. Salida — vapor sobrecalentado, tras evaporarse por completo el líquido y calentarse ligeramente el vapor.

Consejo para el examen: El punto del evaporador en el que se evapora la última gota de líquido marca el inicio del sobrecalentamiento. El aumento de temperatura entre ese punto y la válvula de servicio de aspiración es el sobrecalentamiento total.

Medir el sobrecalentamiento en la válvula de servicio situada junto al compresor proporciona el valor de sobrecalentamiento total, que se utiliza para verificar la carga en sistemas de orificio fijo y para confirmar el funcionamiento correcto de la VET en otros sistemas. Un sobrecalentamiento demasiado bajo implica un riesgo de retorno de líquido al compresor, una de las principales causas de avería catastrófica del compresor. Un sobrecalentamiento excesivo indica que el evaporador recibe refrigerante insuficiente, lo que reduce la potencia frigorífica y sobrecalienta el compresor.

 

El ciclo completo

Para repasar el circuito completo:

1. El vapor a baja presión y baja temperatura entra en el compresor.
2. El vapor a alta presión y alta temperatura sale del compresor y entra en el condensador.
3. Se cede calor; el refrigerante atraviesa las zonas de sobrecalentamiento, saturación y subenfriamiento.
4. El líquido atraviesa el filtro deshidratador y después el dispositivo de expansión.
5. Una mezcla de dos fases a baja presión y baja temperatura entra en el evaporador.
6. Se absorbe calor; el refrigerante hierve, alcanza el estado de saturación y después se sobrecalienta.
7. El vapor a baja presión y baja temperatura vuelve al compresor, y el ciclo se repite.

 

Relación entre el ciclo y las obligaciones sobre gases fluorados

Comprender el ciclo facilita el trabajo práctico conforme al Reglamento (UE) 2024/573:

• Art. 4 (Prevención de emisiones): No se pueden prevenir las emisiones sin comprender dónde se encuentra el refrigerante, a qué presión está y cómo recuperarlo de forma segura.
• Art. 5 (Controles de fugas): Interpretar los valores de presión, temperatura y sobrecalentamiento/subenfriamiento comparándolos con los intervalos de funcionamiento previstos puede ayudar a realizar controles indirectos de fugas.
• Art. 8 (Recuperación y destrucción): Distinguir el lado de alta presión del lado de baja presión es esencial para conectar correctamente el equipo de recuperación.
• Refrigerantes del anexo I: Los valores de PCG se utilizan para calcular el equivalente de CO₂ a efectos de los límites de las cuotas de HFC, pero su manipulación práctica sigue dependiendo del mismo ciclo termodinámico descrito anteriormente.

 

Cómo encaja F-Gas Exam Prep en esta preparación

La aplicación F-Gas Pro – Preparación del examen A1 ayuda a preparar la evaluación del certificado A1 de gases fluorados de la UE conforme al Reglamento de Ejecución (UE) 2024/2215. Incluye:

• Más de 540 preguntas de tipo examen distribuidas en 15 temas, entre ellos Termodinámica y el ciclo frigorífico, Manipulación de refrigerantes y recuperación, y Refrigerantes inflamables (A2L y A3).
• Simulacros de examen cronometrados y práctica por temas.
• Tarjetas de repaso y 12 calculadoras para facilitar el repaso y los cálculos prácticos.
• Explicaciones detalladas de cada respuesta, para que, cuando falle una pregunta sobre sobrecalentamiento, subenfriamiento o el estado de saturación, comprenda exactamente por qué y cómo se comporta el ciclo.

La aplicación está disponible en iOS y Android. Es una herramienta de estudio independiente, no está afiliada a ningún organismo de certificación y no sustituye a un curso de formación homologado ni a un examen. Comprender el ciclo frigorífico proporciona una base para seguir estudiando y preparar la evaluación práctica.