instalaciÓn, reparaciÓn y mantenimiento de...

SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL

MANUAL DE APRENDIZAJE

CDIGO: 89001542

INSTALACIN, REPARACIN Y

MANTENIMIENTO DE SISTEMAS

DE REFRIGERACIN

COMERCIAL

ELECTROTECNIA

INSTALACIN, REPARACIN Y MANTENIMIENTO DE SISTEMAS DE REFRIGERACIN COMERCIAL

ELECTROTECNIA 5

NDICE PAG. INTRODUCCIN 9 I. EL COMPRESOR SEMI HERMTICO. 10

1.1. COMPRESOR ALTERNATIVO O RECIPROCANTE. 10

1.2. COMPRESOR ROTATIVO. 13

1.3. COMPRESOR CENTRFUGO. 15

1.4. COMPRESOR SCROLL. 17

1.5. COMPRESOR DE TORNILLO. 18

1.6. PARTES DEL COMPRESOR SEMI HERMTICO ALTERNATIVO. 20

1.7. ENFRIAMIENTO DE LOS BOBINADOS DEL ESTATOR. 24

1.8. CILINDRADA DE UN COMPRESOR RECIPROCANTE. 29

1.9. CICLO DEL COMPRESOR RECIPROCANTE. 32

1.10. CUIDADOS EN EL TRANSPORTE DEL COMPRESOR. 35

II. CONDENSADOR. 37

2.1. CLASIFICACIN DE LOS CONDENSADORES. 39

2.2. CONDENSADORES ENFRIADOS POR AIRE. 39

2.2.1. CONDENSADOR DE CONVECCIN NATURAL. 39

2.2.2. CONDENSADOR DE CONVECCIN FORZADA. 40

2.3. LIMPIEZA DEL CONDENSADOR. 45

2.4. MANEJO Y DISPOSICIN DE SUSTANCIAS QUMICAS PARA. 45

LIMPIEZA DEL CONDENSADOR.

2.5. CAPACIDAD DEL CONDENSADOR. 47

2.6. CLCULO DE REA DE TRANSFERENCIA DEL CONDENSADOR. 47

III. E V A P O R A D O R. 52

3.1. CLASIFICACIN DE LOS EVAPORADORES. 53

3.2. EVAPORADORES DE CONVECCIN NATURAL. 54

3.3. EVAPORADORES DE CONVECCIN FORZADA. 56

3.4. CLCULO DEL REA DE TRANSFERENCIA DEL EVAPORADOR. 58

3.5. MANEJO Y DISPOSICIN DE SUSTANCIAS QUMICAS PARA 60

LIMPIEZA DE EVAPORADORES

IV. T UBO C A P I L A R. 62

4.1. TABLA DE SELECCIN DE TUBO CAPILAR. 64

4.2. TUBO CAPILAR EQUIVALENTE. 67

4.3. PRECAUCIONES DE SEGURIDAD EN LA MANIPULACIN DE

TUBOS CAPILARES. 69


ELECTROTECNIA 6

V. CONEXIN EN SERIE DE EVAPORADORES. 70

5.1. CONEXIN EN PARALELO DE EVAPORADORES. 70

5.2. CLCULO DE LA CANTIDAD DE CALOR DE LOS PRODUCTOS. 71

5.3. CALOR SENSIBLE. 71

5.4. CALOR LATENTE. 72

5.5. CALOR ESPECFICO. 72

VI. CLASIFICACIN DE COMPRESORES. 84

6.1. CAPACIDAD FRIGORFICA. 85

6.2. PARMETROS IMPORTANTES PARA SELECCIN DE EQUIPOS

DE REFRIGERACIN. 87

6.3. TONELADA DE REFRIGERACIN. 87

VII. PRESIN. 89

7.1. PRESIN ATMOSFRICA. 89

7.2. PRESIN MANOMTRICA. 90

7.3. MANMETRO. 90

7.4. BLOQUE DE MANMETROS. 91

7.5. PARTES DEL MANMETRO. 91

7.6. PRESIN ABSOLUTA. 92

7.7. TABLA PRESIN - TEMPERATURA DE REFRIGERANTES. 96

7.8. RECOMENDACIONES PARA CARGA DE REFRIGERANTE

ABRO 22 A. 102

7.9. CONTRIBUCIN DIRECTA DE LOS CFC EN EL

CALENTAMIENTO DE LA ATMSFERA. 106

7.10. CALENTAMIENTO GLOBAL DE LA ATMSFERA. 106

VIII. VACO AL SISTEMA DE REFRIGERACIN. 108

8.1. BOMBA DE VACO. 108

8.2. SELECCIN DE LA BOMBA DE VACO. 111

8.3. PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR EL VACO. 112

8.4. EMPLEO DE LAS BOMBAS DE VACO. 117

8.5. CUIDADOS EN EL MANEJO DE LA BOMBA DE VACO. 117

8.6. VACUOMETRO. 118

8.7. UNIDADES DE PRESIN DE VACO 118

IX. REFRIGERANTES. 119

9.1. CLASIFICACIN. 119

9.1.1. POR SU EFECTO. 119


ELECTROTECNIA 7

9.1.2. POR SU SEGURIDAD. 120

9.1.3. POR SU COMPOSICIN QUMICA. 121

9.2. REFRIGERANTES CFC Y HCFC. 123

9.3. REFRIGERANTES HFC Y HC. 124

9.4. REFRIGERANTES AZETROPICOS Y NO AZETROPICOS. 124

9.5. REFRIGERANTE ECOLGICO. 127

9.6. PRIMEROS AUXILIOS POR EL CONTACTO CON

REFRIGERANTES. 129

9.7. EQUIPO DE PROTECCIN PERSONAL. 131

9.8. CFC Y OTRAS SUSTANCIAS QUE CONTIENEN HALGENOS. 133

9.9. CONDICIONES PARA LA SELECCIN DEL REFRIGERANTE. 135

9.10. PROTOCOLO DE MONTREAL. 137

X. TEMPERATURA. 138

10.1 ESCALAS DE TEMPERATURAS. 138

10.2. EL TERMOSTATO. 139

10.3. TIPOS DE TERMOSTATOS. 139

XI. VLVULA DE EXPANSIN TERMOSTTICA. 141

11.1. LAS 3 PRESIONES FUNDAMENTALES EN UNA VET. 144

11.2. SOBRECALENTAMIENTO (SH). 145

11.3. CLCULO DEL SOBRECALENTAMIENTO. 145

11.4. SEGURIDAD EN EL MONTAJE DE LA VET. 148

11.5. INSTALACIN DE VET Y EL DISTRIBUIDOR. 151

XII. PRESOSTATO. 153

12.1. PRESOSTATO DE BAJA. 153

12.2. PRESOSTATO DE ALTA. 154

12.3. RANGO Y DIFERENCIAL DE LOS PRESOSTATOS. 155

12.3.1. PRESOSTATO DE BAJA: 155

12.3.2. PRESOSTATO DE ALTA. 156

12.4. TABLA PRESIN - TEMPERATURA DE LOS

REFRIGERANTES. 158

XIII. VLVULA SOLENOIDE. 163

13.1 CONTROL DE VACO. 166

13.2. PRECAUCIONES EN LA INSTALACIN DE LA VLVULA 167

SOLENOIDE.

13.3. CONEXIN ELCTRICA DE BOBINA DE LA VLVULA 168

SOLENOIDE.


ELECTROTECNIA 8

XIV. FILTRO SECADOR. 169

14.1. CONSECUENCIAS DE LA HUMEDAD EN EL SISTEMA DE 169

REFRIGERACIN.

14.2. SUSTANCIAS DESECANTES. 171

14.3 SELECCIN DEL FILTRO SECADOR 173

XV. DESCRIPCIN DEL SISTEMA MECNICO DEL 175

COMPRESOR SEMI HERMTICO.

XVI. DESCRIPCIN DEL SISTEMA ELCTRICO DEL 178


16.1 ESQUEMA DEL SISTEMA DE ARRANQUE DEL COMPRESOR. 179

16.2. DESCRIPCIN DE CIRCUITO ELCTRICO DE MANDO DEL 180


16.3. PRECAUCIONES DE SEGURIDAD EN EL MONTAJE DEL 182

COMPRESOR.

XVII. TANQUE RECIBIDOR DE LQUIDO. 185

17.1. CLASIFICACIN. 185

17.2. SEGURIDAD. 186

XVIII. ACEITE REFRIGERANTE. 187

18.1. CLASIFICACIN GENERAL. 187

18.2. SELECCIN DEL ACEITE. 190

18.3. PROPIEDADES DE LOS ACEITES LUBRICANTES. 190

18.4. FUNCIONES DEL ACEITE EN SISTEMAS DE

REFRIGERACIN. 193

18.5. ACEITES UTILIZADOS PARA COMPRESORES. 193

18.6. DISPOSICIN DE ACEITES REFRIGERANTES. 195

UNIDADES DE MEDIDA. 197

SMBOLOS. 200

BIBLIOGRAFA. 204


ELECTROTECNIA 9

INTRODUCCIN

Refrigeracin.

La refrigeracin es un proceso termodinmico, donde se extrae el calor de un

cuerpo o espacio para disminuir su temperatura, con el fin de enfriar alimentos,

conservar determinadas sustancias o conseguir un ambiente agradable.

Aplicaciones de la refrigeracin.

Domstica.

Campo limitado: refrigeradoras y congeladores. Motores fraccionarios de a HP. Compresores hermticos. Comercial.

Campo: almacenes, tiendas, hoteles y restaurantes.

Motores hasta 20 HP.

Industrial.

Campo: fbricas de hielo, plsticos, papeles, almacenes, plantas de leche,

gaseosa y cerveza.

Motores hasta 2000 HP.

Marina y transporte.

Barcos de pesca, transporte y almacenaje.

Transportes refrigerados, camiones, vagones, aviones y contenedores.

Acondicionamiento del aire.

Bienestar humano (casas, oficinas, tiendas).

Industrial (laboratorios, textil, salas de cmputo y salas de proceso).

Tratamiento del aire: temperatura, humedad relativa, velocidad, distribucin y

pureza.

Para la conservacin de alimentos.

Medio ms adecuado para la conservacin de alimentos en estado natural. La

cadena del fro:

Productor-Transporte-Procesamiento-Distribucin-Consumidor.

Para la conservacin de medicamentos que se degradan con el calor.

Para la mejor conservacin de rganos en medicina.

Para los procesos industriales que requieren reducir la temperatura de

maquinarias o materiales para su correcto desarrollo.

http://es.wikipedia.org/wiki/T%C3%A9cnicas_de_conservaci%C3%B3n_de_los_alimentoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Medicinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Procesos_industriales


ELECTROTECNIA 10

CAPITULO I. EL COMPRESOR SEMI HERMTICO.

Los compresores semi hermticos en el sistema de refrigeracin son mquinas

que aspiran el refrigerante del evaporador y lo comprime para ser enviado a el

condensador como vapor sobrecalentado, este tipo de compresores se

caracterizan porque el motor y el compresor se encuentran acoplados

directamente en una coraza metlica cerrada con pernos.

Este compresor se puede desmontar retirando los pernos y abriendo la coraza

por el lugar adecuado.

Ventajas:

Los compresores semi hermticos o hermticos accesibles, ofrecen muchas de

las ventajas de los hermticos y del abierto:

- Acoplamiento directo de un eje comn.

- Supresin del sello o prensa estopas.

- Eliminacin de ruidos de transmisin.

Clasificacin compresores semi hermticos:

Alternativo o reciprocante.

Rotativo.

Centrfugo.

Tornillo.

Scroll Espiral.

1.1. COMPRESOR ALTERNATIVO O RECIPROCANTE.

Caractersticas del compresor semi hermtico alternativo:

1. La unidad est cerrada con pernos en lugares que facilitan su reparacin y

mantenimiento.


ELECTROTECNIA 11

2. La carcasa est hecha de hierro fundido y puede tener una carcasa de

acero sujeta al compresor de hierro fundido. Normalmente, estos

compresores son ms pesados que lo que estn completamente soldados.

3. El conjunto del motor y el cigeal es parecido al de los compresores

hermticos, excepto por el hecho de que el cigeal suele estar en posicin

horizontal.

4. Los compresores ms pequeos suelen utilizar un sistema de lubricacin por

salpicadura y los ms grandes, un sistema de lubricacin por presin por

medio de una bomba de aceite.

Suelen estar enfriados por aire y se distinguen por las aletas situadas en la

parte externa del compresor y que sirve para que la coraza disponga de ms

rea de superficie.

Las cabezas de los pistones se encuentran normalmente en la parte superior

del compresor o cerca de ella, y suben y bajan desde el centro del cigeal,

tal y como se muestra en la figura.

Los compresores semi hermticos alternativos consisten en un mecanismo

de compresor y motor hermanados, ambos encerrados dentro de una

carcasa de hierro gris atornillada que permite desmontarlos, en el campo,

para su servicio.

Se fabrican desde 1/4 HP hasta 80 HP y precisamente, porque los hay de

gran tamao, es conveniente su recuperacin. En consecuencia los

Compresores Semi hermticos, permiten el acceso y cambio de sus

elementos, como platos de vlvula, pistones, bielas, ejes y dispositivos de

lubricacin.

Smbolo

Compresor semi hermtico


ELECTROTECNIA 12

Funcionamiento del compresor reciprocante

Succin Compresin

Sistema de refrigeracin comercial con compresor semi hermtico


ELECTROTECNIA 13

Partes:

Compresor.

Separador de aceite.

Condensador.

Recibidor de liquido.

Linea de liquido.

Filtro.

Visor.

VET.

Evaporador.

Linea de succion.

1.2. COMPRESOR ROTATIVO.

Consta de una cmara cilndrica cerrada, dentro de la cual gira un cilindro

metlico cuyo eje de rotacin no coincide con el eje de la cmara como se

detalla en la figura mediante unas aletas deslizantes giratorias, que pueden

introducirse en el cilindro giratorio, el espacio comprendido entre ste y las

paredes interiores de la cmara, est dividido en recintos separados, cuyos

volmenes varan a causa de la excentricidad del eje de rotacin con respecto

al cilindro hueco.

Si se introduce el vapor refrigerante donde los espacios estn creciendo de

tamao, habr una aspiracin del mismo y al proseguir su rotacin el cilindro

giratorio, el espacio particular se va estrechando y la expulsin del gas ya

comprimido, se produce donde el mismo alcanza el mnimo tamao.

Los compresores rotativos se aplican a los pequeos acondicionadores

individuales debido a su funcionamiento silencioso, construccin compacta,

reducido nmero de piezas mviles y facilidad para acoplarlos directamente al

rbol de un motor elctrico, requiriendo un ajuste muy preciso en su

elaboracin.

- Son usados generalmente para bajas temperaturas.

- Gran eficiencia a cargas parciales.

- Arranque sin carga.


ELECTROTECNIA 14

Compresor rotativo de aletas deslizantes giratorias

Funcionamiento de compresor rotativo de aleta deslizante giratoria


ELECTROTECNIA 15

1.3. COMPRESOR CENTRFUGO.

En estos compresores se impulsa el gas refrigerante, gracias a la fuerza

centrfuga de un rotor que gira a alta velocidad, dotado de paletas de diseo

especial el que toma el refrigerante de baja presin cedido por el evaporador y

lo arroja hacia la periferia con una velocidad que da lugar a una elevada

presin de descarga.

Estos equipos se utilizan, en la generalidad de los casos, como mquinas

enfriadoras de agua, el evaporador es un enfriador de agua, el cual est cerca

del condensador formando junto con el compresor centrfugo una unidad

integral y son adecuadas para sistemas de gran capacidad, por encima de 50

toneladas de refrigeracin.

Compresor centrfugo

Esquema de funcionamiento de compresor centrfugo


ELECTROTECNIA 16

Rotor de compresor centrfugo

Rotor estacionario y rotor rotativo de compresor centrfugo

Sistema de refrigeracin con compresor centrifugo


ELECTROTECNIA 17

1.4 COMPRESOR SCROLL.

Se les suele denominar scroll y su principio de funcionamiento se basa en dos

piezas en forma de espiral que forman al interactuar entre s bolsillos de gas,

en la que un espiral permanece fijo mientras el otro orbita con un movimiento

continuo que impulsa el gas refrigerante a espacios que van hacindose ms

pequeos, aumentando su presin hasta alcanzar la descarga en el centro y de

esa manera, se logra una compresin continua y uniforme; tal cual, se muestra

en el esquema de la figura.

El compresor bsicamente est formado por cuatro partes mviles, constituidas

por un cigeal, un scroll mvil, una corredera cuya funcin es la de trasformar

el movimiento rotatorio del cigeal en orbitante del espiral mvil y una vlvula

de descarga.

Los dos scroll deben ser apretados entre s con suficiente presin y precisin

para evitar la fuga de gas desde los bolsillos ms pequeos a mayor presin y

ms cercanos al centro hacia los ms grandes cercanos a la periferia del

dispositivo y para ello, se emplea un sello flotante que empuja al scroll fijo

contra el mvil.

Es un compresor de buen rendimiento y de bajo nivel de ruido de

caractersticas similares a los rotativos, fabricndose actualmente de 1 a 30

toneladas de refrigeracin.

Compresor Scroll

Compresor scroll en corte, se observa el motor elctrico y los espirales


ELECTROTECNIA 18

Espirales del compresor scroll

Funcionamiento del compresor scroll

Ventajas del Scroll:

Los compresores scroll, como otras tecnologas rotativas, requieren pocas

partes mviles en comparacin con los compresores a pistn.

Debido a la baja velocidad de deslizamiento en todos los puntos de contacto, el

mecanizado de precisin y las ajustadas tolerancias de los elementos del scroll,

Es posible usar el contacto fsico entre ambas espirales como un sello, lo que

elimina la necesidad de usar un gran volumen de aceite como sellador.

El contacto fsico entre las espirales tambin tiene La ventaja de eliminar los

espaciamientos y reducir las fugas, para que sea posible crear compresores de

alto rendimiento con mquinas de menor desplazamiento.

1.5. COMPRESOR DE TORNILLO.

Este tipo de mquina origina la compresin del gas refrigerante mediante la

utilizacin de dos engranajes helicoidales de desplazamiento positivo y por tal

motivo suele denominrseles como compresores a tornillo.

Mediante la aplicacin de dicho dispositivo se produce el desplazamiento del

fluido refrigerante mediante la accin de ambos rotores, sin la intervencin de

vlvulas, pistones u otros elementos que requiere el compresor alternativo

producindose de esa manera, un flujo continuo del refrigerante.


ELECTROTECNIA 19

Compresor de tornillo en corte: motor y tornillos

Sistema de refrigeracin con compresor de tornillo

Engranajes helicoidales de compresor de tornillo


ELECTROTECNIA 20

1.6. PARTES DEL COMPRESOR SEMI HERMTICO ALTERNATIVO.

Cuerpo del compresor:

Incorpora los orificios de aspiracin y de descarga, a uno y otro lado del

bloque de cilindros, en los compresores de potencia moderado.

En los de mayor potencia, el orificio de aspiracin est colocado en lo

tapa posterior del compresor, al lado del motor. El cuerpo acostumbra a

incorporar aletas de fundicin, a nivel de los bobinados del motor, para

aumentar el rea de enfriamiento del estator.

La culata:

Es una pieza dividida en cmaras de succin y descarga; es tambin una

pieza de fundicin que se fija con pernos sobre el plato de vlvulas en el

cuerpo del compresor. Entre las partes metlicas siempre se utiliza

empaquetaduras para presiones y temperaturas altas. Despus de la

culata se encuentra el plato de vlvulas.

Plato de vlvulas:

El plato de vlvulas est formado por el plato propiamente dicho y por las

laminillas de succin y las vlvulas de descarga. Los platos de vlvulas son

algunas veces de fierro fundido, pero generalmente se usa el acero.

Las laminillas son usualmente fabricadas de acero al carbono y tratadas

trmicamente para: otorgarle al acero flexibilidad y una superficie

perfectamente lisa y rectificada. La vlvula de succin est usualmente fijada

por pequeos pines o grapas y van colocados entre la cabeza del cilindro y el

plato de vlvulas. Las vlvulas disco o lminas deben ser perfectamente lisos y

planos; un defecto de slo O.0254mm puede causar prdidas. La vlvula de

descarga debe estar ajustada con especial cuidado.

El diseo de dichas vlvulas es una de las consideraciones ms importantes de

la construccin del compresor. La prdida de fricciones sufridas por el vapor al

pasar; a travs, de las vlvulas y conductos de las mismas es principalmente

funcin de la velocidad del vapor y aumento a medida que aumenta la

velocidad del vapor.

En todos los casos las aberturas de las vlvulas deben ser suficientemente

grandes para mantener la velocidad del vapor dentro de sus lmites mximos.

Cigeal: Es el componente que transforma el movimiento circulatorio


ELECTROTECNIA 21

del motor en el movimiento alternativo para el cilindro, tiene tantas

manivelas como cilindros, si el compresor es del tipo cilindros en lnea o

est en relacin con las lneas de cilindros cuando el compresor lleva

cilindros en V, W o estrella.

El cigeal va adecuadamente taladrado a fin de lograr una buena

lubricacin en todas las piezas en movimiento.

Bielas: Cualquiera que sea su tipo se construye con aleaciones ligeras y

fundidas a presin.

Su funcin es llevar el movimiento del cigeal hacia los cilindros que

van taladrados para asegurar la lubricacin del eje del pistn. Las bielas

transmiten el movimiento del cigeal a los pistones.

Pistones: Los pistones son de fundicin en los compresores de poca

potencia, y tienen mecanizados de gran precisin para lograr una

tolerancia mxima de 4 o 5 micrones entre pistn y cilindro.

En este caso son lisos. Dos ranuras de muy poca profundidad que

retienen aceite, por capilaridad, consiguen lo estanqueidad del conjunto

pistn cilindro. En los compresores de mayor capacidad, los pistones se

construyen con aleaciones de aluminio, lo que no permite otorgarles las

tolerancias de estanqueidad requeridas; por esto razn, se les incorpora

anillos para aceite y compresin.

Cilindros:

Los cilindros para compresores semi hermticos son usualmente de

hierro fundido. El hierro fundido debe ser bastante denso paro evitar la

filtracin del refrigerante a travs de sus paredes.

El nmero de cilindros vara desde uno a diecisis. Los cilindros

pueden estar dispuestos en lnea, radialmente o a un cierto arreglo

entre estos paro formar una V o en W.

Con arreglo en lnea se tiene la ventaja de necesitar slo un plato de

vlvulas en tanto que, para arreglos en V, en W y radiales se necesitan

ms platos de vlvulas, pero se tiene un mejor balanceo en su

funcionamiento y el ahorro de espacio reduciendo el tamao del

compresor.


ELECTROTECNIA 22

Bocinas o soportes del mecanismo:

Se trata de cojinetes lisos con casquillos de bronce. El cuello del eje se

ajusta sobre el cojinete antes de encasquillarlo en la tapa delantera.

La lubricacin de las bocinas o cojinetes se obtiene por las ranuras

Vlvulas de servicio del compresor:

Para inspeccionar o reparar un equipo, son necesarias vlvulas o conexiones

de servicio. Estas vlvulas tienen uno o dos asientos que permitirn cerrar el

paso del refrigerante de acuerdo a las necesidades.

Con la vlvula totalmente cerrada (girada en el sentido anti horario) se podr

sacar la tapa y conectar la manguera del manmetro.

La circulacin normal del refrigerante en el sistema no es afectada. Girando la

vlvula la fraccin de una vuelta en el sentido horario, abre el paso hacia la

manguera y an as permite el funcionamiento normal del sistema.

Dos o tres vueltas en el sentido horario abren ms la vlvula y permite mayor

circulacin.

Girando la vlvula completamente, cerrar el paso hacia la lnea totalmente. El

paso hacia el compresor est totalmente abierto.

Partes de la vlvula de servicio del compresor semi hermticos.

Reparacin de la vlvula de servicio:

Algunas vlvulas podrn ser reparadas provisoriamente, si la prdida se


ELECTROTECNIA 23

produce alrededor del vstago, retire el aro de la guarnicin y coloque ms

empaquetadura.

Este arreglo es provisorio y la prdida reaparecer al poco tiempo.

Los asientos de la vlvula no tienen arreglo, y si existen prdidas, la vlvula

tendr que ser cambiada.

Vlvulas de servicio de succin y descarga del compresor

Vlvula de succin y descarga


ELECTROTECNIA 24

Posicin de los vstagos de la vlvula de servicio

Vlvula de servicio de compresor semi hermtico

1.7. ENFRIAMIENTO DE LOS BOBINADOS DEL ESTATOR.

Puede efectuarse el enfriamiento de las bobinas del estator; de dos

formas diferentes y relacionadas con el dispositivo de aspiracin del

compresor:

Enfriamiento externo:

Utiliza el aire externo alrededor de las aletas del compresor para enfriar


ELECTROTECNIA 25

las bobinas del estator.

Enfriamiento por aire externo

Enfriamiento directo:

Utiliza el refrigerante que retorna del evaporador al compresor para

enfriar las bobinas del estator.

El refrigerante retorna al compresor por la lnea de succin, ubicada en la

tapa frontal del compresor, por el lado del motor.

Compresor con enfriamiento directo de la bobina, con refrigerante de retorno

Partes del compresor semi hermtico reciprocante o alternativo:

Tapa de cabezal.

Empaquetadura de cabezal.


ELECTROTECNIA 26

Plato de vlvulas.

Vlvulas de succin (presin baja).

Vlvulas de descarga (presin alta).

Empaquetadura de plato de vlvulas.

Cilindro.

Pistn.

Anillos.

Biela.

Cigeal.

Carter.

Empaquetadura del carter.

Tapa del carter.

Tapa compresor.

Empaquetadura de tapa compresor.

Tapa del estator.

Empaquetadura de tapa del estator.

Bocina de cigeal lado del estator.

Bocina de cigeal lado del compresor.

Bomba de aceite.

Filtro de aceite.

Visor de aceite.

Motor elctrico.

Rotor tipo jaula de ardilla.

Estator.

Ncleo magntico.

Bobina.

Conexiones elctricas del motor.

Calentador de carter.

Vlvula de servicio de succin del compresor.

Vlvula de servicio de descarga del compresor.

Empaquetadura de vlvulas de servicio.


ELECTROTECNIA 27

Compresor semi hermtico alternativo

Partes del compresor:

1. Motor elctrico.

2. Cigeal.

3. Biela.

4. Pistn.

5. Vlvula de succin.

6. Visor de aceite.

7. Cilindro.

8. Vlvula de descarga.

9. Plato de vlvulas.

Vlvula de succin.

Vlvula de descarga.

10. Culata.

11. Conexiones elctricas.

12. Vlvula de servicio de succin.

Otros.


ELECTROTECNIA 28

Partes del compresor semi hermtico alternativo con sistema de lubricacin

por bomba de aceite


ELECTROTECNIA 29

1.8. CILINDRADA DE UN COMPRESOR RECIPROCANTE.

Volumen del cilindro:

Cilindrada (c):

Es el volumen desplazado por los pistones de un compresor durante un giro de

su eje. Se 'sabe que el volumen de un cilindro esta dado por la siguiente

expresin:

3.1416 x D2 V = ------------------ x L

4

V es el volumen del cilindro luego la cilindrada ser = C

Para el caso del cilindro de un compresor a la altura se le llama "L", a

dicha altura se le conoce como longitud de desplazamiento o carrera del

pistn.

Por lo tanto la cilindrada (C) de un compresor ser la siguiente expresin:

3.1416 x D2

C = ------------------ x L x N

4


ELECTROTECNIA 30

Donde:

C= Cilindrada: crrr3, rrr3, pies3, pulg3

D= Dimetro: cm, m, pies, pulg.

L= Carrera: cm, m, pies, pulg.

N= Nmero de cilindros

Vd= Volumen desplazado: CFH, CFM

CFH = Pies3/ hora

CFM= Pies3 /Minuto

Ejemplo:

1.-Calcular la cilindrada de un compresor semi hermtico Bitzer, si se sabe que

tienen los siguientes datos:

Nota: La respuesta debe estar en rrr3

Datos:

D = 37,4mm = 3,74cm = 0,0374m = 0,12pies = 1,47"

L = 16,5mm =1 ,65cm =0,0165m = 0,05pies= 0,64"

N = 2 Cilindros

3.1416 x D2

C = -------------------- x L x N

4

C = 3.1416 x3,742 cm2 x (1,65cm)x 2 )/4

C = 36,25cm3

Respuesta: C =3.625x10-5m3

2.-Del ejercicio anterior dar la respuesta de la cilindrada en dm3

3.-Del ejercicio anterior dar la respuesta de la cilindrada en cm3

4.-Del ejercicio anterior dar la respuesta de la cilindrada en pulg3

5.-Del ejercicio anterior dar la respuesta de la cilindrada en litros.

6.-Hallar la cilindrada de un compresor semi hermtico cuyos datos son los

siguientes:

Datos:

D = 1 3/8"= 1,375" = 34,925mm = 3,4925cm

L = 5/8= 0,625" = 15,875mm = 1,5875cm

N=2

Respuesta:

C = 30,416 cm3 = 0,30416 x10-4m3


ELECTROTECNIA 31

7.-Del ejercicio anterior dar la respuesta de la cilindrada en, pie3

Convertir 0,30416 x10-4m3 a pie3

= 0,30416 x10-4 m3 x (35.6pie3 / 1m 3)

= 10.82 x10-4 pie3


9.-Del ejercicio anterior dar la respuesta de la cilindrada encm3

10.-Del ejercicio anterior dar la respuesta de la cilindrada en pulg3

11.-Del ejercicio anterior dar la respuesta de la cilindrada en litros.

12.-Hallar la cilindrada de un Compresor semi hermtico cuyos datos son los

siguientes:

Datos:

D = 1 5/ 8"=

L = 5 / 8= 0,625" = 15,875mm = 1,5875cm N=2

13.- Del ejercicio anterior dar la respuesta de la cilindrada en dm3

14.- Del ejercicio anterior dar la respuesta de la cilindrada en cm3

15.- Del ejercicio anterior dar la respuesta de la cilindrada en pulg3

16.- Del ejercicio anterior dar la respuesta de la cilindrada en litros.

17.- Hallar la cilindrada de un Compresor semi hermtico cuyos datos son los

siguientes:

Datos:

D = 23/ 8"=

L = 5 / 8= 0,625" = 15,875mm = 1,5875cm N=2

18.- Del ejercicio anterior dar la respuesta de la

cilindrada en cm3


20.- Del ejercicio anterior dar la respuesta de la cilindrada en m3

21.- Del ejercicio anterior dar la respuesta de la cilindrada en pulg3

22.- Del ejercicio anterior dar la respuesta de la cilindrada en P3

23.- Del ejercicio anterior dar la respuesta de la cilindrada en litros.

24.- Hallar la cilindrada de un Compresor abierto cuyos datos son los

siguientes:

Datos:

D = 2 5/ 8"=

L = 5 / 8= 0,625" = 15,875mm = 1,5875cm N= 4

25.-Del ejercicio anterior dar la respuesta de la cilindrada en m3, P3


ELECTROTECNIA 32

1.9. CICLO DEL COMPRESOR RECIPROCANTE.

El ciclo del compresor tiene 4 etapas:

1.- Compresin.

2.- Descarga.

3.- Expansin.

4.- Admisin.

COMPRESIN DESCARGA EXPANSIN SUCCIN

Ciclo de refrigeracin de compresor reciprocante

PMS: Punto muerto superior.

PMI: Punto muerto inferior.

VM: Volumen muerto.


ELECTROTECNIA 33

Compresin:

Etapa: Compresin del refrigerante

Descarga (escape):

Etapa: descarga del refrigerante


ELECTROTECNIA 34

Expansin:

Etapa: Expansin del refrigerante

4- Admisin (aspiracin):

Etapa: Admisin del refrigerante


ELECTROTECNIA 35

Desplazamiento del pistn en el cilindro:

PMS: Punto muerto superior.

PMI: Punto muerto inferior.

VM: Volumen muerto.

1.10. CUIDADOS EN EL TRANSPORTE DEL COMPRESOR.

Aunque el compresor sea un componente .aparentemente robusto, se deben

tomar diversos cuidados con su manipuleo, para no daarlo o perjudicar su

eficiencia.

No voltear el compresor:

Al voltear el compresor, el aceite existente dentro del mismo puede introducirse

por la succin de la bomba y a continuacin en el interior de la cmara de

compresin.

El compresor no es diseado para bombear aceite:

Por lo tanto, podr trabarse y damnificar partes mecnicas o simplemente no

arrancar.

Si el compresor ha sido volteado se debe poner en posicin vertical y esperar

unos 30 minutos para que el aceite recupere su nivel.

No dejar caer el compresor:

Cualquier cada puede daar partes del compresor, inutilizndolo o

perjudicando su funcionamiento, o todava desplazar su bomba, haciendo .con

que este toque la carcasa, resultando en ruidos durante el funcionamiento del

compresor.

El compresor generalmente es fabricado de hierro fundido que es un material


ELECTROTECNIA 36

no muy resistente al golpe.

No dejar abierto el compresor por ms de 15 minutos:

Dejar el compresor sin los tapones de sello de los conectores por un largo

tiempo, permitir que la humedad del aire y el polvo penetren a su interior,

contaminando su aceite y perjudicando su funcionamiento.

Recordar que el aceite Poliol Ester, utilizado en los cornpresores para R-134a y

R-404a, es aproximadamente 100 veces ms higroscpico que los otros tipos

de aceites, o sea su capacidad de absorber la humedad del aire es mucho

mayor que la de los otros aceites utilizados en los dems compresores.

No enderezar los terminales de conexin elctrica:

Si los terminales de conexin elctrica de un compresor se llegan a torcer por

cualquier motivo, sea por cada, colisin u otra ocurrencia, jams deben ser

enderezados, porque el aislante usado entre el terminal y la carcasa del

compresor, es preparado con material de vidrio y se pueden colar rajaduras en

el momento en que el terminal se fuerza, o en el momento de enderezarlo.

Si esto llega a ocurrir, el riesgo de un accidente es muy alto, debido a las

presiones a que el compresor es sometido.

Reparacin de compresor semi hermtico


ELECTROTECNIA 37

CAPTULO II. CONDENSADOR.

El condensador de una mquina frigorfica, es en esencia un

intercambiador de calor, cuya funcin es condensar el refrigerante, el

refrigerante se condensa por la sustraccin de calor del refrigerante

hacia el medio ambiente.

El calor removido por el condensador; es la suma del calor absorbido por

el refrigerante en:

1- El evaporador,

2- Ms el posible sobrecalentamiento en la lnea de succin y

3- El trabajo mecnico que ejerce el compresor sobre el refrigerante que

se convierte en energa calorfica.

Condensador de conveccin forzada

Smbolo del condensador de conveccin forzada


ELECTROTECNIA 38

Condensacin:

El condensador se divide en tres zonas. Z1, Z2, Z3

Z1 Vapor sobrecalentado.

Z2 Vapor+Liquido.

Z3 Lquido subenfriado.

Z1 Z2 Z3

ZONA 1 Z1 = Vs = Vapor sobrecalentado

ZONA 2 Z2 = Vc = Vapor + Lquido

ZONA 3 Z3 = L = Lquido subenfriado

1- En la primera zona Z1 hay que quitar el sobrecalentamiento del vapor

a alta presin y alta temperatura para que pueda licuarse, alcanzando

la temperatura de saturacin.

Generalmente esto se realiza en la lnea de descarga y en la primera

porcin del condensador Z1.

2- En el siguiente segmento Z2 el vapor pasar al estado lquido, es decir

el refrigerante se condensar.

3- Al final, cuando todo el gas se ha convertido en lquido, se substrae

ms calor, subenfriado el lquido en la tercera zona Z3. Con esto se

asegura que no se formen burbujas en el tubo de lquido con las

prdidas de presin por friccin.

Considerando lo anterior se puede determinar, en forma simple, algunas

fallas del sistema de refrigeracin tocndolo con la mano.


ELECTROTECNIA 39

En lo zona Z1 se nota una temperatura alta que se produce poco a

poco. En la zona Z2 de condensacin la temperatura se mantiene y, en

la ltima zona Z3, la temperatura baja otra vez.

Si el condensador tiene en todo su superficie la misma temperatura

o est fro, significa que no trabaja correctamente o es muy

pequeo.

2.1. CLASIFICACIN DE LOS CONDENSADORES.

Los condensadores se clasifican por diferentes aspectos, pero una de

las ms comunes es por su forma de enfriamiento.

Condensadores enfriados por aire.

Condensadores enfriados por agua.

Condensador enfriado por aire

2.2. CONDENSADORES ENFRIADOS POR AIRE.

2.2.1. Condensador de conveccin natural:

Circulacin de aire natural


ELECTROTECNIA 40

2.2.2. Condensador de conveccin forzada:

Circulacin de aire forzado. El aire es un medio de condensacin del

que se puede disponer gratuitamente en cantidad ilimitada, por lo tanto

ofrece una gran ventaja econmica para la condensacin de los vapores

del refrigerante.

Pero, el aire tiene un calor especfico muy bajo Ce = 0,24 Kcal/kg

adems, el coeficiente de transmisin trmico entre un vapor

condensante del refrigerante y el aire es igualmente dbil.

Por estas razones es necesario mover grandes volmenes de aire y

contar con superficies amplias para condensar grandes cantidades de

vapor.

En consecuencia, estos condensadores son convenientes para

instalaciones comerciales dificultndose su instalacin en sistemas

industriales.

Sin embargo, el alto costo de agua y su escasez hacen econmicamen-

te atractivos a los condensadores de conveccin forzada.

Se debe considerar que la tarea del VENTILADOR es mejorar el

rendimiento del condensador, por medio de una conveccin ms fuerte,

para que el aire pase uniformemente por el condensador, es preferible

que el ventilador succione el aire.

Los condensadores enfriados por aire necesitan mucho servicio y

limpieza, porque la superficie sucia conduce muy mal el calor.

Muchos defectos del equipo se arreglan limpiando el condensador. La

superficie sucia provoca un aumento de alta presin y mala

condensacin.

Las aletas del condensador deben de estar en buen estado para que

disipen el calor.


ELECTROTECNIA 41

Condensador de conveccin forzada

Asegurar un buen suministro de aire por medio de una buena

ventilacin.

Ejemplo: El ventilador tiene que succionar el aire, la distancia con la

pared depende del tamao del condensador y puede variar de 10 o 40

cm.

En este caso el ventilador puede succionar el aire.

Ventilacin con Ventilacin con

Ventanas de salida Ventanas insuficientes

(sin ventilacin adicional) (con ventilacin adicional)


ELECTROTECNIA 42

Los condensadores grandes se pueden colocara sobre los techos de

los edificios, en los patios.

Si el aire entra por abajo y sale por arriba no se puede poner techo.

Los condensadores enfriados por aire necesitan mucho servicio y

limpieza, porque la superficie sucia del condensador conduce muy

mal el calor.

Muchos defectos del equipo se arreglan limpiando el condensador, La

superficie sucia provoca un aumento de la presin alta y una mala

condensacin.

Si las aletas del condensador estn en mal estado, cambiar el

condensador.


ELECTROTECNIA 43

Condensador conectado en serie

Condensador conectado en paralelo


ELECTROTECNIA 44

Construccin de los condensadores enfriados por aire:

Los condensadores enfriados por aire pueden ser un simple tubo de

cobre o acero.

Para aumentar la superficie y mejorar el rendimiento, se suelda el

serpentn sobre uno lamina de acero o una malla de alambre. Los

condensadores que tienen una superficie grande pueden ser de

conveccin natural o forzado, de aluminio, acero o cobre.

Las laminillas se hacen de aluminio o acero, logrndose un mejor

rendimiento con tubos de cobre y lminas de aluminio, adems del

ventilador. La distancia entre las aletas depende del tipo de

condensador y puede variar entre 2 y 3,5 mm. Es necesario que estas

aletas tengan un firme contacto con el tubo para asegurar un buen

intercambio de calor.

Las aletas tienen un grosor que varo entre 0,3 y 0,6 mm. El hueco en

la aleta y la orilla doblada permite una mayor superficie de contacto

con el tubo.

Aleta del condensador


ELECTROTECNIA 45

2.3. LIMPIEZA DEL CONDENSADOR.

La presencia de suciedad en los tubos y aletas de los condensadores trae

como consecuencia la elevacin de la temperatura y de la presin del

refrigerante.

Todo esto produce una mala condensacin lo que es perjudicial para el

funcionamiento del sistema de refrigeracin.

Es por tal motivo que se debe de realizar el mantenimiento y limpieza del

condensador utilizando: aire comprimido, nitrgeno, agua y en algunos casos

se debe utilizar sustancias qumicas, los materiales mencionados se utilizaran

dependiendo del grado de suciedad que tenga el condensador.

2.4. MANEJO Y DISPOSICIN DE SUSTANCIAS QUMICAS PARA LIMPIEZA DEL CONDENSADOR. La limpieza de los condensadores se realiza debido a que esto ayuda a evitar

la acumulacin de suciedad, grasas, etc., que obstruyen el paso del aire a

travs del serpentn, ocasionando que la presin de descarga se eleve, con la

consiguiente prdida de capacidad y/o eficiencia del equipo; est perdida de

eficiencia se reflejar en un mayor tiempo de funcionamiento del equipo y por

lo tanto en mayor consumo de energa.

El tiempo transcurrido entre cada mantenimiento depender de la ubicacin

donde est instalado el equipo y de las condiciones de trabajo al cual es

sometido.

La limpieza de los serpentines del condensador se puede realizar con ayuda


ELECTROTECNIA 46

de lquidos especiales tales como el ALKI-FOAM, es un liquido biodegradable

que contienen solventes que penetran entre los tubos y aletas del

condensador quitando las grasas y otras suciedades que cubren la superficie

de los tubo y aletas (moho, barro).

Al quitar la suciedad, xidos y grasas de los serpentines, la frmula efectiva de

estos lquidos restaura la eficiencia del serpentn, mejorando la transferencia de

calor con el medio ambiente.

Entre las principales propiedades de estos lquidos estn:

- Accin fuertemente espumosa.

- No cido (ph13.5 - 14.0).

- Penetra en toda la superficie del serpentn.

- No inflamable.

- Remueve xidos.

- Es de color prpura.

- Biodegradable.

Preparacin:

Debido a que el ALKI-FOAM est muy concentrado, debe diluirse antes de

usarse. Las proporciones de la dilucin reales variarn segn la aplicacin.

Las siguiente es como una gua general:

- 10 partes de agua por 1 de Alki-foam (10:1). Cuando el serpentn no se

encuentra demasiado sucio.

- 3 partes de agua por 1 Alki-foam (3:1). Cuando el serpentn est bastante

sucio y grasoso.

El tcnico debe utilizar: guantes, mascarillas con filtro para su proteccin

personal.

Nota:

- No use concentraciones mayores a 1:1.

- Al final utilice bastante agua limpia.

Para efectuar la aplicacin de este lquido se recomienda mojar previamente el

condensador con abundante agua, tambin se recomienda el uso de tanques

pulverizadores, para presurizar estos lquidos, los cuales son de accionamiento

manual.


ELECTROTECNIA 47

Tambin se puede hacer uso de una compresora de aire para efectuar la

limpieza de los serpentines, en lo posible retirar el polvo utilizando compresor

de aire o nitrgeno.

2.5. CAPACIDAD DEL CONDENSADOR.

Qc = AUDT

Donde:

A: es el rea de transferencia de calor del condensador

U: es el coeficiente global de transferencia de calor

DT: es la diferencia de temperatura entre el refrigerante y el aire

2.6. CLCULO DEL REA DE TRANSFERENCIA DEL CONDENSADOR.

rea del condensador (A) = rea de tubos + rea de aletas

1- rea de tubos (At)

rea de tubos (At) = x D x Lm x n

Donde: D = dimetro del tubo. n = nmero de tubos. Lm = longitud Media del tubo.

2- rea de aletas (Aa)


ELECTROTECNIA 48

Donde:

A = Altura.

B = Base.

n = nmero de tubos.

M = nmero de aletas.

rea de aletas = ( B x A ( x D2/4 x n )) x M x 2

rea de transferencia del condensador:

rea del condensador = rea de tubos + rea de aletas

Altura = mm, cm, m, pie, pulg.

Base = mm, cm, m, pie, pulg.

rea del condensador = cm2, m2, pie2.

1- Calcular el rea de transferencia de calor de un condensador que tiene las

siguientes caractersticas:

Datos:

Lm= 30cm

D = 5/16 = 7.83mm = 0.008m

B = 12cm = 0.12m

A = 27cm = 0.27m

n = 36 Tubos

M = 64 Aletas

1- rea de tubos:

At = x D x Lm x n

At = 3.14 x 0.783cm x 30cm x 36

At = 2656.6 cm2 = 0.26566 m2


ELECTROTECNIA 49

2- rea de aletas:

Aa = (B x A ( x D2/4 x n )) x M x 2

Aa = (12cm x 27cm (3.14 x 0.782cm2 x 36) /4) x 64 x 2

Aa= 39270cm2= 3.927m2

3- rea total de transferencia del condensador.

AT = At +Aa = 41929.6 cm2 = 4.1929.m2

4-Porcentaje del rea de las aletas en el condensador.

% Aa = Aa / AT = 3.927 / 4.193

rea de aletas % Aa = 93.6% rea total.

rea de tubos % A tubos = 6.4% rea total.

Nota:

1- Las aletas del condensador son las que transfieren la mayor cantidad de

calor del refrigerante al aire. Las aletas de un condensador en mal estado,

producen la prdida de capacidad del sistema de refrigeracin.

2- Calcular el rea de transferencia de calor de un Condensador que tiene las


Datos:

Lm= 40cm

D = 3/8 = 9.52 mm

B = 14cm = 0.14m

A = 45cm = 0.45m

n = 50 Tubos

M = 75 Aletas

rea de tubos:

At = x D x Lm x n

At =3.14 x 0.9.52cm x 45cm x 50

At = 6729.3 cm2 = 0.6729 m2

rea de aletas:

Aa = (B x A ( x D2/4 x n )) x M x 2

Aa = (14cm x 45cm (3.14 x 0.9522cm2 x 50) /4) x 64 x 2

Aa = 76084cm2 = 7.608m2


ELECTROTECNIA 50

rea total de transferencia de calor:

AT = At +Aa = 82813.cm2= 8.281m2

Porcentaje del rea de aletas y tubos en el condensador:

% Aa = Aa / AT = 7.608 / 8.281

% Aa = 91.8% AT

% At = 8.2% AT

Conclusiones:

- De los resultados obtenidos se puede decir que el 91.86 % de la

transferencia de calor es disipado por las aletas del condensador y el 8.8% de

calor es disipado por los tubos del condensador.

- La mayor transferencia de calor en el condensador se realiza a travs de las

aletas, motivo por el cual las aletas deben estar:

- En buen estado y limpias.

- Bien adherido al tubo.

1- Calcular el rea de transferencia de calor de un Condensador que tiene

las siguientes caractersticas:

Datos:

Lm= 45 cm.,

D = 5/8 =

B = 14cm = 0.14m

A = 45cm = 0.45m

n = 50 Tubos

M = 80 Aletas

2- Calcular el rea de transferencia de calor de un Condensador que tiene

las siguientes caractersticas:

Datos:

Lm= 1.5 pies D = 1/2 =

B = 0.5 pies A = 1.5 pies

n = 60Tubos M = 70 Aletas

3- Calcular el rea de transferencia de calor de un Condensador que tiene las


Datos:

Lm= 50 cm

D = 5/8 =


ELECTROTECNIA 51

B = 16cm = 0.14m

A = 50cm = 0.50m

n = 60Tubos

M = 80 Aletas

4- Calcular el rea de transferencia de calor de un Condensador que

tiene las siguientes caractersticas:

Datos:

Lm= 30 cm

D = 5/8 =

B = 14cm = 0.14m

A = 45cm = 0.45m

n = 50 Tubos

M = 60 Aletas


ELECTROTECNIA 52

CAPITULO III. EVAPO R A D O R.

Es un elemento importante en el sistema de refrigeracin debido a que en l

se produce el efecto frigorfico que se desea obtener. Definiendo los

evaporadores en forma general, son recipientes metlicos, donde se efectan

la ebullicin del refrigerante lquido proveniente del dispositivo de expansin.

El evaporador representa un cuerpo de transferencia de calor. Por su superficie

fra se absorbe el calor del medio ambiente.

El calor absorbido hace vaporizar el refrigerante dentro del evaporador.

Existen diversas aplicaciones en refrigeracin, tambin hay una variedad muy

grande de formas, tamaos y diseos de evaporadores. Los evaporadores

pueden enfriar:

Aire, desde una refrigeradora hasta un sistema central gigantesco de aire

acondicionado.

Agua, salmuera y hielo.

Alimentos slidos: verduras, pescados, frutas, productos lcteos, queso y

mantequilla.

Alimentos lquidos: leche, jugos, cerveza, frescos y licores.

Materiales industriales: gases, productos qumicos.

La funcin principal es la misma en cualquier aplicacin, forma, diseo o

tamao del evaporador

Evaporacin:

La Evaporacin es un proceso por el cual una sustancia en estado lquido

pasa al estado gaseoso, tras haber adquirido energa suficiente para vencer la

tensin superficial.

A diferencia de la ebullicin, este proceso se produce a cualquier

temperatura, siendo ms rpido cuanto ms elevada es la temperatura. No es

necesario que toda la masa alcance el punto de ebullicin.

La evaporacin es importante e indispensable en la vida cuando se trata del

agua, que se transforma en nube y vuelve en forma de lluvia, nieve, niebla o

roco.

Ebullicin. Es el proceso fsico en el que un lquido pasa a estado gaseoso.

http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Gashttp://es.wikipedia.org/wiki/Tensi%C3%B3n_superficialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ebullici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_ebullici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_f%C3%ADsicohttp://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Gas


ELECTROTECNIA 53

Se realiza cuando la temperatura de la totalidad del lquido iguala al punto de

ebullicin del lquido a esa presin.

Si se contina calentando el lquido, ste absorbe el calor, pero sin

aumentar la temperatura: el calor se emplea en la conversin del agua en

estado lquido en agua a estado gaseoso, hasta que la totalidad de la masa

pasa al estado gaseoso.

En ese momento es posible aumentar la temperatura del lquido. Este proceso

es muy distinto a la evaporacin, porque que es paulatino y para el que, en

altitudes superiores, la presin atmosfrica disminuye, por lo que el agua

necesita menor temperatura para entrar en ebullicin en la altura.

En una olla a presin, el agua llega a una temperatura de 120 130C antes

de hervir, debido a la mayor presin alcanzada por los gases en su interior.

Gracias a esta mayor temperatura del agua en el interior de la olla, la coccin

de la comida se da ms rpidamente.

La adicin de aditivos al agua puede hacer aumentar su punto de ebullicin. Y

algunos micros organismos tambin mueren a esta temperatura.

3.1. CLASIFICACIN DE EVAPORADORES.

Existen diversos criterios para la clasificacin de los evaporadores.

Recordaremos la clasificacin de los evaporadores por su:

Por su construccin:

De tubo desnudos.

De tubo aleteado.

De tipo placa.

Por su alimentacin:

Inundados.

Expansin seca.

Por circulacin de aire:

Por conveccin natural.

Por conveccin forzada.

http://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_ebullici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_ebullici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Evaporaci%C3%B3n_(proceso_f%C3%ADsico)http://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n_atmosf%C3%A9ricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Olla_a_presi%C3%B3n


ELECTROTECNIA 54

Por enfriamiento:

De doble tubo.

De Baudelot.

Tipo tanque del lquido.

De serpentn en casco

Acorazados.

Evaporador tipo placa Evaporador de tubos aleteados

3.2. EVAPORADORES DE CONVECCIN NATURAL.

Se usan con frecuencia en aplicaciones en las que se desea bajas

velocidades de aire y deshidratacin mnima de los productos.

Ejemplo: refrigeradoras de exhibicin, cuartos de almacenamiento

grandes, refrigeradoras domsticas.

Para que estos evaporadores trabajen en condiciones adecuados,

debemos tener en cuenta los siguientes aspectos:

La diferencia de temperaturas, entre el evaporador y el espacio a

enfriar, deber ser la ms alta posible.

Lo forma cmo se localiza el producto: se dejar espacio suficiente

entre las pilas de productos.

Los serpentines no deben tener mucha profundidad: 2 3 hileras que

se extiendan por todo el cuarto fro.

Deben colocarse a la mayor altura posible, cuando van cerca del

techo, respetando el espacio de circulacin de aire entre el

evaporador y el techo.


ELECTROTECNIA 55

Usar deflectores para que ayuden y dirijan el flujo de aire.

No se recomienda el uso de tubo de cobre en los evaporadores de las

refrigeradoras porque forman xidos y contaminan los alimentos.

.

Smbolo de evaporador de conveccin natural

Estos evaporadores, a su vez, tienen una sub clasificacin de acuerdo

con el rango temperatura de trabajo y la diferencia de temperatura entre

el evaporador y el gabinete. Pueden trabajar.

Con escarcha.

Con descongelamiento.

Sin escarcha.

Evaporadores con escarcha: Estn cubiertos de escarcha permanentemente y operan a temperaturas

entre -15c y - 4c, por lo que debern ser descongelados peridicamente

en forma manual o automtica.

La escarcha que se forma en el evaporador es extrado de la humedad

del aire cuando su nivel de humedad disminuye, ya que el aire seco

deshidrata rpidamente a los alimentos.

Si la temperatura del refrigerante est por debajo de -4C, es necesario

energa calorfica para descongelar el evaporador; de lo contrario los

ciclos de parada sern muy largos.

Estos evaporadores son usados para bajas temperaturas y la

congelacin de ciertos alimentos.


ELECTROTECNIA 56

Evaporadores sin escarcha:

Operan a temperaturas por encima de O C para no formar escarcha.

Ocasionalmente, el evaporador puede hacer un hielo ligero, junto antes

de que pare el compresor, pero se descongelar fcilmente durante el

ciclo de parado.

Estos evaporadores operan a temperaturas de 5C a 1C, pero el

refrigerante del interior se encuentra a -7 C -6C. Por lo tanto,

permanece sin escarcharse manteniendo en el espacio refrigerado una

humedad relativa alta entre 75 y 85%, esto ayuda a mantener los

productos frescos y sin prdidas de peso.

Ejemplo de aplicacin de estos evaporadores es el almacenamiento de

verduras y vitrinas exhibidoras que, con una humedad relativa alta,

mantienen la frescura evitando la prdida de peso y deterioro.

Evaporadores con descongelamiento:

Trabajan con ciclos de descongelamiento.

Cuando la unidad condensadora funciona, baja la temperatura del

evaporador, lo que origina acumulacin de escarcha.

Cuando la unidad condensadora deja de funcionar, se calienta al

evaporador por encima de O C, entonces el hielo se funde antes que el

compresor comience a funcionar.

Si las superficies del evaporador no tienen escarcha, hacen eficiente la

transferencia de calor e igualmente, se puede obtener una humedad

relativa alta, entre 90 y 95%.

3.3. EVAPORADORES DE CONVECCIN FORZADA.

Llamados tambin difusores o unidades enfriadoras, son esencialmente

serpentines con aletas, encerrados en una cubierta metlica y equipados

con uno o ms ventiladores para la circulacin de aire.

La transferencia de calor en estos evaporadores es mucho ms alto que

en los de conveccin natural.


ELECTROTECNIA 57

Si por esta razn los primeros son ms pequeos que los segundos para

la misma capacidad frigorfica, tampoco necesitan deflectores.

Evaporador difusor tpico montado en el techo.

Smbolo del evaporador de conveccin forzada

Estos evaporadores tienden a originar rpido deshidratacin en los

alimentos, los que puede ser minimizado con un rea ms amplia y

operando con pequeas diferencias de temperaturas, entre 6 y 7.

Adems, el aire debe circular lentamente.

En instalaciones donde la deshidratacin no es problema, el aire puede

circular a mayor velocidad, operando con una mayor diferencia de

temperaturas.

Evaporador de conveccin forzada


ELECTROTECNIA 58

En este caso los evaporadores pequeos son ms convenientes.

La temperatura del refrigerante se conserva generalmente baja, pero

una circulacin rpida mantiene los evaporadores llenos de escarcha;

por lo que se proveer de un buen drenaje de agua de condensados.

Los evaporadores pequeos hay que mantenerlos sin escarcha, ya que

si sta se acumula interfiere drsticamente con la transferencia de calor.

Los mtodos de descongelamiento son variados

3.4. CLCULO DEL REA DE TRANSFERENCIA DEL EVAPORADOR. Capacidad del evaporador (Qe):

Qe = AxUxDT Donde: Qe: es el calor absorbido por el refrigerante en el evaporador.

A: es el rea de transferencia de calor del condensador.

U: es el coeficiente global de transferencia de calor.

DT: es la diferencia de temperatura entre el refrigerante y el aire.

1- rea de tubos

Donde:

rea de tubos = x D x Lm x n


ELECTROTECNIA 59

= constante 3.1416. D = dimetro del tubo. n = nmero de tubos. Lm = Longitud media del tubo.

2- rea de aletas:

A = altura. B = base. n = nmero de tubos. M = nmero de aletas.

rea de aletas = ( B x A ( x D2 x n )/4) x M x 2 rea del evaporador:

rea del evaporador = rea de tubos + rea de aletas

1- Calcular el rea de transferencia de calor de un Evaporador que tiene las


Datos:

Lm= 32cm

D = 3/8 = 9.525mm = 0 .952cm

B = 8cm

A = 28cm

n = 22Tubos

M = 80 Aletas

rea de tubos (At):

At = x D x Lm x n At = 3.14 x 0.9525cm x 32cm x 22

At = 2105.5 cm2

At = 0.2105 m2


ELECTROTECNIA 60

rea de aletas (Aa):

Aa= (B x A ( x D2 x n)/4) x M x 2

Aa = (8cm x 28cm (3.14 x 0.9522cm2 x 22) /4) x 80 x 2

Aa = 33334.4 cm2

Aa= 3.33m2

rea total de transferencia:

AT = At +Aa = 35439.9 cm2 = 3.54.m2

Porcentaje del rea de las aletas en el evaporador:

% Aa= Aa / AT = 3.33m2/ 3.54.m2

% Aa = 94.1% ATotal

% At = 5.9% ATotal

2- Calcular el rea de transferencia de calor de un Evaporador que tiene las


Datos:

Lm= 30cm

D = 3/8 = 9.525mm = 0 .952cm

B = 10cm

A = 30cm

n = 26Tubos

M = 75 Aletas

3.5. MANEJO Y DISPOSICIN DE SUSTANCIAS QUMICAS PARA

LIMPIEZA DE EVAPORADORES.

Al momento de aplicar las sustancias qumicas, cualesquiera que sean, es

necesario tomas las debidas precauciones para no causar dao al equipo ni al

tcnico frigorista.

Recomendaciones:

- Es necesario el uso de guantes protectores debido a la fuerte composicin

qumica de la sustancia.

- Es recomendable usar una mascarilla debido al fuerte olor que despide la

sustancia qumica en uso.


ELECTROTECNIA 61

- En lo posible usar lentes si el rociado es por aspersin, debido a que la

salpicadura del qumico a los ojos pudiera ser de consecuencias

lamentables.

- En caso de ocurrir lo antedicho, aplicarse abundante agua.

- A pesar de usar guantes protectores durante el proceso de uso de la

sustancia qumica, es recomendable evitar llevarse las manos a los ojos.

Luego del proceso de limpiado se recomienda almacenar toda la sustancia

utilizada durante el proceso de limpiado del evaporador, quizs colocando una

bandeja metlica bajo el evaporador.

Sera un grave error disponer de las sustancias arrojndolas en cualquier lugar

o arrojndolas al buzn del desage.

Por lo tanto. Es necesario neutralizar la sustancia realizando tratamientos

qumicos para que esta sea inofensiva al medio ambiente.

Por lo general. Para neutralizar qumicos de limpieza del evaporador se utiliza

cal como neutralizante

.

Evaporador de 4 ventiladores


ELECTROTECNIA 62

CAPITULO IV. TUBO CAPILAR.

El tubo capilar en el sistema de refrigeracin tiene por funcin: Expandir el

refrigerante y reducir la presin del refrigerante lquido, el tubo capilar separa

el sistema de refrigeracin en dos zonas; el de alta presin y el de baja presin

Se trata de un tubo de cobre con un dimetro interior muy pequeo y de gran

longitud.

El dimetro y la longitud del tubo son los que determinan la reduccin de la

presin del refrigerante lquido que pasar a travs del tubo hacia el

evaporador.

Los fabricantes utilizan esta relacin entre la longitud y el dimetro para

calcular la cada de presin correcta que va a permitir pasar la cantidad

adecuada de refrigerante a travs del tubo capilar, para llenar el evaporador de

la manera adecuada.

En algunas instalaciones, el tubo capilar puede ser bastante largo y puede

estar enrollado en un serpentn para acomodar el tubo sobrante.

Tubo capilar

El tubo capilar es un dispositivo de dimetro fijo que no tiene pieza mvil. Dado

que este dispositivo no se puede adaptar a un cambio de carga trmica,

normalmente se utiliza en aquellos lugares en donde la carga trmica es

relativamente constante, donde no hay grandes fluctuaciones.

El tubo capilar es un dispositivo que resulta muy econmico, por lo que se

suele utilizar con frecuencia en los equipos ms pequeos.

Este dispositivo no posee una vlvula que evite que el lquido pase al lado de

baja presin del sistema durante la parte inactiva del ciclo, por lo que las

presiones se nivelan durante dicha fase, esto permiten utilizar un motor de bajo


ELECTROTECNIA 63

par de arranque.

Esta nivelacin de presiones reduce el par de arranque del motor para el

compresor. El tcnico ha de estar familiarizado con el de tubo capilar porque,

probablemente, es el dispositivo que ms se utiliza para dosificar el

refrigerante.

No posee ninguna pieza mvil, por lo que no sufre ningn desgaste.

Prcticamente, el nico problema que puede presentar es que se introduzcan

en l pequeas partculas que bloqueen el tubo total o parcialmente.

Su dimetro es tan pequeo que cualquier pequeo trozo de fundente, carbn

o soldadura podra causar algn problema si llegara hasta la entrada del tubo.

Los fabricantes colocan siempre un filtro-secador justamente delante del tubo

capilar, para evitar que esto ocurra.

NOTA:

El tubo capilar se puede utilizar como intercambiador de calor con la lnea

de baja presin.

Refrigeradora con tubo capilar


ELECTROTECNIA 64

4.1. TABLA DE SELECCIN DE TUBO CAPILAR.

Para compresor R-134a LBP (baja presin de retorno) Uso: refrigeradoras de -20 a -10 C

VOLUMEN DEL SISTEMA (litros)

COMPRESOR TUBO CAPILAR

Modelo Capacidad Frigorfica Btu/h

Eficiencia Btu/Wh

Referenc. Comerc.

HP

Dimetro Int. Largo

Caudal de N2 a 10 atm l/min

Temperat. Amb.

32C 43C pul mm pul mm

100 80 EM 20HHR 200 3,03 1/12 0,025 0,63 128 3250 3,15

0,028 0,71 173 4400

100 80 EM 30 HRR 310 3,20

1/10

0,025 0,63 59 1500

7,6 a A

EMI 30 HER 305 3,60 0,028 0,71 102 2600

300 250 EM 30 HHR 305 3,65 0,031 0,80 181 4600

170 140 EM 45 HRR 420 3,93

1/8

0,025 0,63 59 1150

8,4 a A

EMI 45 HNR 420 3,90 0,028 0,71 102 2000

360 300 EM 45 HER 420 4,18 0,031 0,80 181 3550

250 a 480

250 a 400

EM 45 HHR 510 4,05 1/6

0,028 0,031 0,035

0,71 0,80 0,90

61 110 197

1550 2800 5000

9,4 EMI 55 HER 510 4,45

EMI 60 HER 570 4,19 1/6

EM 65 HNR 650 3,88

280 a 480

240 a 400

EMI 70 HER 705 4,58 1/6

0,028 0,031 0,035

0,71 0,80 0,90

61 110 197

1550 2800 5000

9,4 FFI 6HAK 680 4,25

FF 7,5 HBK 695 3,90 1/5 +

EGAS 70 HLR 695 5,40

350 a 575

275 a 450

FF 8,5 HBK 740 3,74 1/4

0,028 0,031 0,035

0,71 0,80 0,90

49 87 0,90

1250 2200 4000

10,5 FFI 7,5 HAK 765 4,60 1/5 +

FFU 70 HAK 750 5,10 1/4

EG 75 HLR 805 5,00

450 a 700

350 a 575

FF 10 HBK 840 3,75 1/4 +

0,031 0,035 0,039

0,80 0,90 1,00

69 124 203

1750 3150 5150

11,9

FFI 8,5 HAK 830 4,70 1/4

EG 8,5 HLR 840 5,00

1/4+ FFU 80 HAK 815 5,10

EGAS 80 HLR 820 5,30


ELECTROTECNIA 65

575 a 900

450 a 700

FFU 100 HAK 985 5,00 1/3

0,031 0,035 0,039

0,80 0,90 1,00

51 94 157

1300

instalaciÓn, reparaciÓn y mantenimiento de...

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