curso tecnico en montaje

CICLO FORMATIVO DE GRADO MEDIO

TCNICO EN MONTAJE Y MANTENIMIENTO DE INSTALACIONES DE FRO, CLIMATIZACIN Y PRODUCCIN DE CALOR

MDULO 5: Instalaciones frigorficasTomo 2

FORMACIN PROFESIONAL ESPECFICA

CICLO FORMATIVO MONTAJE Y MANTENIMIENTO DE INSTALACIONES DE FRO, CLIMATIZACIN Y PRODUCCIN DE CALORGRADO MEDIO

MDULO 5INSTALACIONES FRIGORFICASTomo 2

AUTORES: Jos Alfredo Fuentes Martnez Jos Manuel Rodrguez Snchez

Edita Conselleria de Cultura, Educacin y Deporte Cmara Oficial de Comercio, Industria y Navegacin de Valencia Autores Expertos Jos Alfredo Fuentes Martnez / Jos Manuel Rodrguez Snchez

Direccin y coordinacin del proyecto Cmara Oficial de Comercio, Industria y Navegacin de Valencia Isabel Galbis Cordova, Directora de la Escuela de Negocios Llus Vives Antonio Carmona Domingo, Subdirector de la Escuela de Negocios Llus Vives Julin Moreno Calabria, Coordinacin de Programas Mximo Moliner Segura, Coordinacin General del Proyecto

Ilustracin de portada: Jos Mara Valds Fotografas e ilustraciones de interior: Autores del mdulo Diseo y maquetacin: Rosario Mas Millet Todos los derechos reservados. No est permitida la reproduccin total ni parcial de esta publicacin, ni la recopilacin en un sistema informtico, ni la transmisin por medios electrnicos, mecnicos, por fotocopias, por registro o por otros mtodos, sin la autorizacin previa y por escrito del editor. ISBN: 978-84-96438-44-6 978-84-96438-46-0

CONTENIDO DEL MDULO CINCOTOMO 1 U.D. 1 Sistemas de refrigeracin y congelacin.......................... U.D. 2 Circuitos de gas refrigerante............................................. U.D. 3 Compresores: verificacin elctrica y mecnica.............. U.D. 4 Sistemas de refrigeracin, mantenimiento de productos perecederos, baja potencia ............................................... TOMO 2 Cmaras y tneles de mantenimiento y congelacin de productos perecederos...................................................... U.D. 5 SUPUESTO 1 Sistema de mantenimiento y congelacin ....................... U.D. 5 SUPUESTO 2 Sistema de mantenimiento y congelacin ....................... U.D. 5 SUPUESTO 3 Sistema de mantenimiento y congelacin ....................... U.D. 5 SUPUESTO 4 Sistema de congelacin..................................................... U.D. 6 Mantenimiento preventivo y correctivo ........................... Glosario del Mdulo ......................................................................... Bibliografa del Mdulo.................................................................... U.D. 5 383 445 491 549 605 655 697 733 5 113 227 297

MDULO CINCO INSTALACIONES FRIGORFICAS U.D. 5 CMARAS Y TNELES DE MANTENIMIENTO Y CONGELACIN DE PRODUCTOS PERECEDEROS

M 5 / UD 5


NDICEIntroduccin.................................................................................. Objetivos. ....................................................................................... 1. Cmaras de mantenimiento ................................................... 2. Las categoras en que se clasifican los almacenes frigorficos ............................................................................... 3. Las instalaciones congelacin ................................................ 4. Tipos de sistemas cmaras o tneles de congelacin ........... 5. Tnel o cmara de congelacin por aire forzado (evaporador/es de aire forzado) ........................................... 6. Tnel de congelacin ............................................................. 7. Sistemas de absorcin ............................................................. 8. Tipos de aislamientos.............................................................. 9. Clculo de necesidades trmicas, para refrigerar una cmara frigorfica .................................................................... 10. Introduccin............................................................................ 11. Base de datos ........................................................................... 12. Clculo de la carga por transmisin ...................................... 13. Renovacin o cambios de aire................................................ 14. Carga trmica del producto ................................................... 15. Ganancias de calor de fuentes internas ................................. 16. Seleccin del equipo............................................................... 17. Factor de seguridad ................................................................ 18. Clculo de tuberas ................................................................. 19. Frmula ptima desde el punto de vista econmico............ 20. Tuberas de lquido ................................................................. 21. Tuberas de descarga............................................................... 22. Tuberas de lquido a la salida del condensador................... 23. Generalidades sobre el dimensionado de tuberas............... 24. Tablas de dimensionado de tuberas de descarga................. 25. Tablas de dimensionado de tuberas de salida del condensador............................................................................ 421 410 410 410 410 411 411 412 413 414 416 416 417 419 419 420 420 400 400 405 409 392 398 399 387 389 391

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26. Calculo de depsito de lquidos............................................. 27. Clculo en sala de mquinas de ventilacin.......................... 28. Clculo del evaporador y condensador ................................. Resumen ........................................................................................ Anexos ........................................................................................... Cuestionario de autoevaluacin................................................... Bibliografa ....................................................................................

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INTRODUCCINRefrigeracin y congelacin, estudio de los distintos sistemas. Esta unidad didctica est destinada a montar una cmara frigorfica o tnel de congelacin, a partir de las necesidades trmicas necesarias, estas en funcin del supuesto propuesto, para la conservacin a la congelacin o congelacin y mantenimiento de los productos perecederos. Esta unidad, no se comprendera, si no hubisemos estudiado previamente, el mdulo de MEF (Caractersticas de accesibilidad, mecnica, aparatos de medida, lubricacin, aplicacin, gases refrigerantes, etc.) al Mdulo de Electrotecnia (Caracterstica de los motores monofsicos, trifsicos, par win o doble devanado, aparatos de medida, etc.) Al Mdulo de Mecanizado (Reconocimiento de los metales, herramientas del mecnico, ajuste, aparatos de media, etc., por lo tanto nos remitiremos en cuanto a su base terica y prctica a la misma; aun as, se hace un recordatorio, sobre los tipos de compresores mecnicos, que se aplican en la industria frigorfica, sin entrar en la teora de los compresores. A la hora de aplicar el sistema ms adecuado, tenemos que tener en cuenta, el Reglamento de seguridad de Plantas Frigorficas, Reglamento de Baja Tensin, Medio Ambiente y las normas de Seguridad e Higiene. En cuanto al conocimiento de las caractersticas de los productos perecederos, tendremos que repasar las materias impartidas de referencia en el mdulo de MEF, ya que para el clculo de necesidades trmicas es importante. Las tablas de referencia del tratamiento que hay que tener en cuenta de algunos productos perecederos, se pueden encontrar HandbrooK, Ashrae, Refrigeracin sistemas and aplications, Madrid, Atecyr, 1991.

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OBJETIVOSPoseer una visin de conjunto y coordinada de las fases de los procesos de montaje en los que est involucrado, comprendiendo los principios y funcionamiento de instalacin y equipos, la funcin de las diversas mquinas y equipos que integran las instalaciones de refrigeracin industrial. Interpretar manuales de mantenimiento y montaje, planos, especificaciones tcnicas y otras informaciones asociadas a los equipos que le permitan realizar su trabajo con eficacia y seguridad. Aplicacin de los conocimientos adquiridos, clculo de necesidades trmicas, clculo de tuberas, diseo de circuitos de gas refrigerantes y elctricos, aplicacin de los reglamentos, normas medio ambientales, de seguridad e higiene, seleccionar por medio de catlogos el material necesario, mecanizar el conjunto del sistema, aplicar la herramienta adecuada, manipular los tubos y soldarlos adecuadamente, automatizar, montar circuitos elctricos y conexionar los elementos del circuito de gas refrigerante, aplicar los aparatos de medidas, etc. Estudiados en mdulos de referencia han sido impartidos en el primer curso. Realiza las operaciones de montaje, ensamblado de subconjuntos de los equipos, redes y conexionado de los sistemas elctricos y de comunicacin de las instalaciones de refrigeracin industrial, asegurando el funcionamiento de las mismas. Diagnosticar el estado de los elementos de las mquinas y equipos utilizando los procedimientos de medida, programas informatizados de autodiagnosis y siguiendo un proceso de relaciones causa/efecto establecido. Operar las distintas mquinas y herramientas de forma autnoma y en condiciones de seguridad, con la tcnica adecuada, atendiendo a prioridades establecidas y a principios de rentabilidad, calidad y plazos exigidos. Interpretar y comprender la informacin de los instrumentos de control y funcionamiento de la instalacin con el fin de intervenir sobre los sistemas para obtener la mxima eficiencia energtica de la instalacin. Analizar los trabajos y los recursos necesarios para la realizacin del mantenimiento de los equipos y el montaje de las instalaciones, realizando su distribucin, control y registro de datos. Responde a las contingencias con la prontitud y eficacia adecuada. Mantener comunicaciones efectivas en el desarrollo de su trabajo y, en especial, en operaciones que exijan un elevado grado de coordinacin

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entre los miembros del equipo que las acomete, interpretando ordenes e informacin, generando instrucciones claras con rapidez e informado y solicitando ayuda a los miembros, que procedan, del equipo cuando se produzcan contingencias en la operacin.

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1. CMARAS DE MANTENIMIENTOFrigorficos que protegen los productos a temperatura, funcionando generalmente por encima de los 0 C. Cmaras de bajas temperaturas, funcionando por debajo de los 0 C, para evitar su maduracin, oxidacin. Los alimentos congelados deben conservarse por debajo de los 18 C, y con preferencia entre 23 C y 29 C; los productos crnicos de bajo contenido en grasa, para larga duracin, entre 40 C y 44 C. Las condiciones dentro de una cmara frigorfica cerrada, deben mantenerse para conservar el producto. Esto se refiere en particular al almacenamiento estacional de larga duracin. Temperaturas lo ms uniforme posibles. Que el aire forzado llegue uniformemente al producto. Para que sea posible, la disposicin del mismo tiene que estar colocada evitando que quede apelmazada; tiene que haber separacin entre los elementos, evitando el cierre de los embalajes, que tienen que estar separados. La renovacin del aire, tiene que ser controlada. El movimiento del aire tiene que ser uniforme en toda la cmara. La humedad relativa tiene que mantenerse. Las medidas de higiene, tienen que imponerse desde la recepcin del producto, manipulacin, almacenamiento y extraccin del producto de la cmara. Nota: aun no entrando dentro de esta categora, las cmaras de secado (jamones) se pueden considerar por los sistemas empleados (maquinaria).

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2. LAS CATEGORAS EN QUE SE CLASIFICAN LOS ALMACENES FRIGORFICOSSon: Frigorficos entre 2 C y 3 C. Frigorficos a temperatura superior a 0 C. Las atmsferas controladas para el almacenamiento a largo plazo de frutas y verduras. Las cmaras a baja temperatura para los productos congelados en general, que casi siempre se mantienen entre 23 C y 29 C. Estas ltimas se reservan una parte de la potencia frigorfica, para congelar los productos que entran a 18 C a temperatura de consigna entre 23 C y 29 C. En los almacenes frigorficos destinados a mantener por tiempo de un ao o ms los productos crnicos de bajo contenidos en grasa, la temperatura de almacenamiento mnima es de 40 C. Como en la anterior cmara, una parte de su potencia frigorfica se destina a congelar los productos que entran en la cmara a temperatura inferior. En cuanto a las cmaras de atmsfera artificial o atmsfera controlada (CAA). Los sistemas que se emplean generalmente van destinados a controlar el contenido de CO2 y O2; para ello se precisan equipos generadores de CO2. Aun no siendo el caso de esta unidad, ya que en los supuestos no los vamos a tratar, se citan algunos de los sistemas empleados generalmente; por ejemplo, en la maduracin del pltano o banana, se emplea el gas etileno; para mantener las verduras (lechugas), cuando estn con gas atmosfrico, el oxgeno hace que desprendan dixido de carbono, gas que hace que aparezcan motas amarillas, y como absorbedor del mismo se introduce cal hidratada. Cmara de Atmsfera Artificial (CAA) sistema Crysotransfer (mantenimiento). El nitrgeno lquido es expansionado directamente en el producto por medio de una vlvula de expansin termosttica y expulsado al exterior por una vlvula presosttica.

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Cmara de atmsfera artificial (CAA) sistema Crysotransfer Planos 2181

Cmara de atmsfera artificial (CAA) sistema Crysotransfer Planos 2182

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CAA sistema Sulzer. Este sistema produce CO2, desplazando al exterior el oxgeno. Siendo inverso el proceso, cuando deseamos o bien extraer el producto o madurarlo. Introducimos aire atmosfrico.

Cmara de atmsfera artificial (CAA) sistema Sulzer. Planos 2151

Cmara de atmsfera artificial (CAA) sistema Sulzer. Planos 2152

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CAA sistema CO2 pulverizador de agua. Este sistema introduce el CO2, en una mezcla con agua.

Cmara de atmsfera artificial, sistema CO2 pulverizador de agua. PLANOS 2161

Cmara de atmsfera artificial, sistema CO2 pulverizador de agua. PLANOS 2162

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CAA sistema CO2 GEM. Se introduce el CO2, directamente a la cmara.

Cmara de atmsfera artificial, sistema CO2 GEM. PLANOS 2171

CAA sistema P. Bononmi. El sistema P. Bononmi, consiste en producir en caldera el CO2, enfriarlo con agua pulverizada e inyectarlo en la cmara.

Cmara de atmsfera artificial, sistema P Bononmi. PLANOS 2191 .

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Cmara de atmsfera artificial, sistema P Bononmi. PLANOS 2192 .

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3. LAS INSTALACIONES DE CONGELACINEl tnel de congelacin suele estar situado cerca de la zona o cmaras de mantenimiento. El mtodo normal es el de la congelacin por chorro de aire (evaporadores de aire forzado). El equipo debe tener la capacidad adecuada para atender a la carga estimada. Las variaciones en las caractersticas de congelacin de los productos perecederos hacen aconsejable especializar el empleo de varias unidades de congelacin, con evaporadores independientes. Son varios los mtodos que se emplean para la distribucin del producto, como cintas de transportes, sistema de cadena con ganchos para colgar el producto (suelen ser tipo crnico contados enteros, mitad, cuartos, o por piezas, patas o piernas si son terneras, etc.), apilados en palets especiales, con espaciadores para que no se apelmace el producto.

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4. TIPOS DE SISTEMAS DE CMARAS O TNELES DE CONGELACINSe utilizan con exclusividad sistemas de refrigeracin directa, ms que con salmueras o inyectando nitrgeno lquido al producto o congelacin por chorro. Este ltimo sistema se hace cuando hay grandes cantidades de mercanca. El sistema indirecto por inundacin en salmuera del producto (aislado o embalado), tiene la ventaja de la simplicidad, la facilidad de control, la inexistencia de fugas de refrigerante y otros factores que tienden a compensar los ahorros del sistema directo. El refrigerante utilizado en instalaciones industriales por excelencia es el R717 amoniaco, siendo el compresor utilizado el de tornillo. En esta unidad didctica trataremos de conocer tericamente los que se utilizan en la industria, pero en los supuestos trabajaremos los sistemas directos por medio de evaporadores de aire forzado.

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5. TNEL O CMARA DE CONGELACIN POR AIRE FORZADO (EVAPORADOR/ES DE AIRE FORZADO)La variable suele estar en el tipo de evaporadores, especialmente de aletas o espinas difusoras.

6. TNEL DE CONGELACINTnel con aplicacin de gas refrigerante evaporado o por inundacin al producto (que est aislado sanitariamente, encapsulado o envasado). Tnel artificial de congelacin (TAC): cintas, cintas en especial, cintas volantes, en inmersin criognica, o por congelacin en salmuera.

Tnel de atmsfera artificial, congelacin (TAC), por transporte con cintas, cintas en especial, cintas volantes, en inmersin criognica, o por congelacin en salmuera. PLANOS 2111

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TAC, sistema Crysotransfer (roco de nitrgeno lquido al producto).

Tnel de atmsfera artificial, congelacin (TAC), sistema Crysotransfer (roco de nitrgeno lquido al producto). PLANOS 2131


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Utilizado en condiciones controladas de temperaturas. El sistema por inundacin se denomina congelacin criognica (sistema de gas refrigerante en estado lquido en contacto directo con el producto) los agentes criognicos principalmente que se utilizan comnmente, son nitrgeno lquido (LN2) o el anhdrido carbnico lquido (LCO2).

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7. SISTEMAS DE ABSORCINLos sistemas de absorcin, an analizando su funcionamiento, no los tocaremos empricamente en ningn supuesto. El funcionamiento del circuito de gas refrigerante: nos encontramos con el aprovechamiento de las caractersticas de miscibilidad del gas refrigerante amoniaco o R717 con el agua o R718, y las temperaturas de ebullicin distintas (a un Bar) R717 408 C y el agua 100 C (se tiene en cuenta que, todos los componentes de sistemas metales tienen que ser compatibles con el amoniaco; se suele utilizar como metal el hierro). Este sistema en el lugar del compresor tiene un absorbedor o depsito caldern, el cual se alimenta con una fuente de calor (resistencia, llama, solar, etc.) que tiene como funcin elevar la temperatura del recipiente, por debajo de los 100 C y por encima de la temperatura media mxima anual, ms 145 C, con el fin de que pueda condensar y licuar el R717, dando lugar a que se evapore el R717 y se mantenga en el depsito; el agua en estado lquido. El resto del circuito y sus elementos, son los mismos y tienen la misma funcin que un sistema convencional simple. Hay circuitos como el ELCTROLUX (plano 5), que ha suplementado el circuito con gas hidrgeno, que hace funciones de acelerador del R717; aprovechando su menor densidad, suelen estar dentro del circuito de gas refrigerante, depositado en estado gaseoso en la parte superior.

Planos circuitos de absorcin. PLANOS 1.

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8. TIPOS DE AISLAMIENTOSAislamiento rgido. Materiales aislantes como el poliestireno, el poliisocianurato, el poliuretano y los materiales fenlicos. Los paneles desmontables (de obra) de cmaras frigorficas suelen emplearse de forma ms generalizada, por el bajo coste del montaje (construccin in situ).

Cmaras frigorficas, de paneles desmontables

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9. CLCULO DE NECESIDADES TRMICAS PARA REFRIGERAR UNA CMARA FRIGORFICANo es necesario aplicar una frmula de clculo determinada, sino la que mejor se conoce, bien sea por medio de los programas informticos de clculo o bien manualmente, en lo impartido en el mdulo de Mquinas y Equipos Frigorficos o la de referencia en la UD 1; preparar con la hoja de clculo los datos necesarios.

10. INTRODUCCINLa diaria tarea del clculo de cargas, mediante el uso de la hoja tipo, se hace ms cmoda y menos complicada a la hora de facilitar los datos que nos piden los programas de clculo.

11. BASE DE DATOSPara seleccionar el equipo de refrigeracin adecuado es preciso estimar o calcular la carga trmica a evacuar del espacio tratado. Al que se llamar cmara frigorfica. Las ganancias de calor que forman la carga trmica total pueden catalogarse en cuatro procedencias principales. Transmisin o transferencia a travs de los paramentos exteriores. Calor asociado al aire, que entra en el espacio refrigerado. Ganancias del calor contenido en el producto refrigerado y almacenado. Carga correspondiente al calor desprendido por los trabajadores en el interior de la cmara. Alumbrado, motores elctricos, desescarche, etc. La carga total en las condiciones de diseo es la suma de estos cuatro componentes.

12. CLCULO DE LA CARGA POR TRANSMISINLa ganancia de calor a travs de los muros, suelo y techo vara segn los siguientes factores: tipo de aislamiento, espesor del mismo, clase de construccin, superficie de muros exteriores y diferencia de temperatura entre el espacio refrigerado y el aire ambiente.

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13. RENOVACIN O CAMBIOS DE AIRECada vez que la puerta de la cmara es abierta, el aire exterior penetra en la zona refrigerada. La temperatura y humedad relativa de este aire clido deben ser integradas en las condiciones interiores de la cmara, con el subsiguiente incremento de la carga de refrigeracin. Es difcil determinar sta con cierto grado de exactitud. La cantidad de veces que la puerta ha de abrirse depende ms del volumen de la cmara que del nmero de puertas. Se debe extraer el calor de 1 m3 de aire del exterior para adaptarlo a las condiciones interiores de la cmara.

14. CARGA TRMICA DEL PRODUCTOLas fuentes primarias de descarga de refrigeracin debidas al propio producto introducido y almacenado en el espacio interior de la cmara son: (1) extraccin de calor requerido para llevar al producto a la temperatura del espacio refrigerado, y (2) la continua generacin de calor por parte de los productos ya almacenados y refrigerados, principalmente frutas y verduras. Un producto almacenado en una cmara frigorfica a temperatura ms alta que la del recinto perder calor hasta que alcance esta ltima. La cantidad de calor a extraer puede ser calculada mediante el conocimiento del producto, incluyendo su estado al entrar en la cmara, su estado final, su masa, su calor especfico antes y despus de la congelacin, su temperatura de congelacin y su calor latente. Ejemplo del clculo informtico, con los datos facilitados previamente: Solucin: Para enfriar de 18 a 4 C en cmara previa: 100 x 323 x (18 4) = 4.522 KJ Para enfriar de 4 C hasta el punto de congelacin, en cmara congeladora: 100 x 323 x [4 (22)] = 100 x 323 x 62 = 2.0026 KJ Para congelar: 100 x 233 = 23.300 KJ Para enfriar de 4 C hasta el punto de congelacin, temperatura de almacenamiento: 100 x 168 x [(22) (18 )] = 100 x 168 x 158 = 2.6544 KJ Total: 4.522 + 2.0026 + 23.300 + 2.6544 = 32.479 KJ

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Las frutas frescas y hortalizas, desprenden calor durante su almacenaje refrigerado. Al permanecer an vivas, continan experimentando cambios a lo largo de dicho perodo, el ms importante de los cuales se produce por respiracin, un proceso que combina el oxgeno del aire con el carbono del tejido de la planta. Durante este proceso se produce un desprendimiento de energa en forma de calor. Su cantidad vara segn el tipo de producto y su temperatura; cuanto ms fro est, menor es el calor de respiracin. Ejemplo: Deben refrigerarse 100 Kg de carne magra de buey de 18 a 4 C, tras lo cual deben congelarse y enfriarse hasta 18 C. El calor especfico del buey antes de su congelacin es de 323 KJ/Kg C; bajo dicho punto, es de 168 KJ/Kg C. El punto de congelacin se sita en 22 C y el calor latente de fusin es 233 KJ/Kg. El clculo realizado en el ejemplo anterior no considera la ganancia de calor debida al enfriamiento de los contenedores o embalajes, que tambin entran en el espacio refrigerado. Cuando los palets, cajas u otro tipo cualquiera de materiales de proteccin o transporte representan una parte significativa de la masa total introducida, esta ganancia debe ser calculada.

15. GANANCIAS DE CALOR DE FUENTES INTERNASToda energa elctrica disipada en el interior del espacio refrigerado (alumbrado, motores elctricos, calentadores, etctera) debe ser incluida en la carga trmica. Las personas desprenden calor en distintas proporciones, dependiendo de la temperatura, tipo de trabajo, vestido, corpulencia, etc. Cuando el ocupante penetre en la cmara por cortos espacios de tiempo, arrastrar consigo grandes cantidades de calor. Por ello, stas deben aumentarse de forma cautelar si el trnsito de este tipo de carga es importante.

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16. SELECCIN DEL EQUIPOEl equipo de refrigeracin est diseado para trabajo continuo, sin efectos negativos; es el problema del desescarche el que determina el tiempo de funcionamiento del compresor. Cuando la temperatura del refrigerante es de 1 C o ms alta, no existe necesidad del desescarche y la prctica general es seleccionar equipos para trabajar durante 20 22 horas diarias. Para temperaturas del refrigerante por debajo de 1 C y temperaturas de almacenamiento de 2 C o superiores, es prctica comn utilizar una simple parada del compresor para desescarche. El aire relativamente clido, al no pararse los ventiladores, ser suficiente para producir el deshielo. Este sistema requiere que el compresor permanezca parado 1 hora por cada 2 horas de funcionamiento y los clculos de carga se hacen para 16 horas de marcha diaria del compresor. Por ello, en ocasiones, se utilizan sistemas de desescarche en estas instalaciones a temperatura positiva, lo que permite trabajar al compresor alrededor de 20 horas al da. Para temperaturas mantenidas por debajo de 1,7 C, el sistema descrito anteriormente carece ya de utilidad y es preciso dotar al sistema de algn tipo de desescarche adicional, ms positivo. Cualquiera de los utilizados normalmente introduce calor al espacio refrigerado. Las cantidades de calor aportadas varan considerablemente segn el mtodo empleado. Sugerimos nuevamente seguir las recomendaciones del fabricante de los equipos.

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17. FACTOR DE SEGURIDADLas cargas de refrigeracin calculadas para una cmara dada pueden variar por una serie de necesidades reales como variaciones en la temperatura de ingreso del producto, mayor frecuencia de la prevista en la apertura de puertas, mezcla de productos, variacin de los procedimientos de embalaje y/o almacenamiento, frecuencia de las entradas, etc. El factor de seguridad, como producto de la experiencia, ha demostrado que cubre estas variaciones imprevistas. Casi todos los clculos incluyen un 10% como seguridad. Este factor puede o no estar justificado en un caso determinado, en el que puede ser excesivo o demasiado bajo. El tcnico debe, en uso del sentido comn, utilizar dicho factor en la horma que estime ms adecuada para llevar a cabo el trabajo ms eficaz posible. Ejemplo: Calcular la carga total de una cmara para almacenar carne de buey. Datos: Temperatura de la cmara o proyecto = 17 C. Ambiente exterior: Temperatura media mxima anual 35 C Humedad relativa 60%. Dimensiones interiores de la cmara = Longitud 6 m. Altura 3 m. Ancho 3 m. Dimensiones exteriores: Longitud 61 m Altura 31 m Ancho 31 m. Aislamiento: Paredes y techo 102 mm de poliuretano, entre lminas metlicas. Suelo 152 mm de hormign, sin aislamiento, temperatura del terreno 156 C. Carga elctrica interior: 200 W. Carga del producto = 1000 Kg de magro de buey, entrando a temperatura de 67 C, para ser enfriado a las condiciones de la cmara en 24 horas. Calor especfico antes de la congelacin, 323 KJ/kg C. Sistema de refrigeracin que no debe trabajar ms de 16 horas por da, para compensar las paradas por desescarche.

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Solucin: La superficie exterior de la cmara es: (61 x 31) + (61 + 31) x 2 x 31 = 7595 m2 Segn la Tabla 1, para 102 mm de poliuretano: C = 023 W/m2 C. La ganancia por muros y techo es: 7595 x 023 x (35 17) = 58170 W (058 Kw.). Segn la Tabla 1, para 152 mm de hormign: C = 118 W/m2 C. La ganancia por el suelo es: 6 x 3 x 118 x (156 17) = 29524 W (030 Kw.) Ganancia de calor por renovacin de aire. El volumen interior de la cmara es: 6 x 3 x 3 = 54 m3 Interpolando en la Tabla 4, para volumen de la cmara de 54 m3, la media de renovaciones de aire es de 124 en 24 horas. El calor extrado en el enfriamiento del aire de renovacin hasta las condiciones interiores de la cmara es: 8398 KJ/m3 La carga de aire de renovacin es: 54. x 124 x 8398 = 5233 KJ/24 horas Utilizando la frmula: 56x233 / (3600 x 16) = 098 Kw. Carga elctrica: Ya dada, como de: 200 W (02 Kw.). Subtotal: Muros, techos, suelo y carga elctrica, es: 058 + 030 + 020 = 108 KW. Utilizando la frmula, para trabajo de 16 horas por da: 108 x (24/16) = 162 KW. Carga del producto es: 1.000. x 323 x (67 17) = 16150 KJ Utilizando el sistema de refrigeracin durante slo 16 horas diarias, segn la frmula [8]: 16. x 150 / (3600 x 16) = 028 Kw. Total Ganancias de calor de paramentos y carga elctrica: 162 Kw. Por renovacin de aire: Carga del producto: Ms 10 % de factor de seguridad. Capacidad total requerida en el sistema. 098 Kw. 028 Kw. 288 Kw. 029 Kw. 317 Kw.

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18. CLCULO DE TUBERASEl clculo de las dimensiones de las tuberas en instalaciones refrigeracin se basa en criterios tcnicos y econmicos (la metodologa de clculo y formulacin se encuentra en la unidad 1 y en el Mdulo 1 Mquinas y Equipos Frigorficos). Un clculo adecuado de las dimensiones y una disposicin juiciosa del conjunto de tuberas tienen una importancia fundamental para conseguir un funcionamiento correcto de la instalacin de refrigeracin. Se trata, por consiguiente, de un tema que aparece frecuentemente en la literatura relacionada con los problemas de refrigeracin pero, usualmente, los autores se apoyan en criterios puramente tcnicos y tienen raramente en cuenta los factores econmicos.

19. FRMULA PTIMA DESDE EL PUNTO DE VISTA ECONMICOLos factores econmicos que tienen una importancia para el clculo de las dimensiones de las tuberas han sido descritos, en particular, por el profesor Matts Bckstrm, de Estocolmo, en su Artculo Problemas de Economa ptima Relacionados con la Refrigeracin. Una condicin previa para la preparacin de tablas sobre estas bases, es la utilizacin de la tecnologa EDP. Refrigerante R134 A Mat. Constitutivo de la tubera: Cobre (Cu) Capacidad de refrigeracin: Q Kcal/h Temperatura de evaporacin: 10C. Dimetro interior de la tubera: 13 mm Lnea de lquido. Prdida de carga por m de tubera: Kp/cm2/m = 00056 Dimetro interior de la tubera: 31 mm Lnea de aspiracin. Prdida de carga por m de tubera: Kp/cm2/m = 00052 Dimetro interior de la tubera: 19 mm Lnea de descarga. Prdida de carga por m de tubera: Kp/cm2/m = 00021

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20. TUBERAS DE LQUIDOEl dimensionado de las tuberas de lquido es mucho menos crtico que el de otras tuberas del sistema. Esta tubera transporta el fluido frigorgeno desde el condensador hasta la vlvula de expansin termosttica. El fluido y el aceite se mezclan inmediatamente, no existe ningn problema para la circulacin del aceite. Sin embargo, la prdida de carga en esta seccin de tubera merece ser considerada. Una prdida de carga elevada reduce la presin del lquido en la entrada de la vlvula de expansin y puede influir sobre el dimensionado de sta. Adems la prdida de carga en el interior de una tubera de lquido debe tener un valor razonable para conservar el subenfriamiento y evitar la formacin de vapor. Por este motivo, es conveniente tener un sistema compacto y reducir lo ms posible la longitud de las tuberas de manera que las prdidas de carga tengan un valor mnimo. Se considera razonable limitar la prdida de carga en las tuberas de fluido lquido a un valor que no produzca un cambio de temperatura de ms de 1 C. Esto corresponde aproximadamente, en el caso de tuberas de fluido lquido, a 28 KPa para el R134 y a 41 KPa para el R22. Cuando se calculan las dimensiones de las tuberas de lquidos debe tenerse en cuenta la velocidad del fluido lquido. Es conveniente limitar esta velocidad a 1,8 metros por segundo o incluso a un valor inferior. Velocidades mayores pueden provocar golpes de lquido como consecuencia de la existencia de tapones de lquido creados en el momento del cierre de un aparato todo o nada, tal como una vlvula solenoide. La prdida debida a la altura hidrosttica tambin debe tomarse en cuenta. Se debe asegurar que el lquido est suficientemente subenfriado para evitar la formacin de vapor como consecuencia de la prdida de presin provocada por la elevacin de la columna de lquido desde abajo hacia arriba. La mayor parte de los condensadores modernos, tanto de aire como de agua, garantizan un subenfriamiento del orden de 6 a 10 C, dejando gran flexibilidad en cuanto a la limitacin de las prdidas de carga en la tubera de lquido. La tubera ms delicada de dimensionar es la de aspiracin que conduce el fluido frigorgeno gaseoso desde el evaporador hasta el compresor. La velocidad del vapor en esta tubera debe, por un lado, ser suficientemente alta para permitir un arrastre correcto del aceite en direccin al compresor, tanto en las tuberas horizontales como en las verticales, donde la circulacin del fluido se hace desde abajo hacia arriba; y por otro lado, deben presentar una prdida de carga tan baja como sea posible, con el

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fin de no penalizar la potencia producida por el compresor, y la potencia absorbida. Para producir una misma potencia frigorfica, toda prdida de carga adicional en la tubera de aspiracin obliga al compresor a aspirar un volumen de vapor refrigerante mayor. Pero el compresor alternativo es una mquina de volumen constante, toda prdida de carga se traduce por una disminucin de la potencia frigorfica producida. Esta disminucin se agrava por otro fenmeno. A una temperatura de condensacin constante, la relacin de comprensin aumenta si la presin de aspiracin disminuye, lo que se traduce por una reduccin en la potencia del compresor. La potencia requerida para arrastrar al compresor aumenta tambin cuando la relacin de compresin aumenta. Por todas estas razones, la prdida de carga debe limitarse a su mnimo, pero las consecuencias de un aumento de dimetro de la tubera de aspiracin tambin deben tenerse en cuenta. Para una instalacin normal de acondicionamiento de aire, con una temperatura de aspiracin que se sita entre 4 y 10 C, es conveniente tomar una prdida de carga total de 14 KPa con fluido R134a y de 21 KPa con el fluido R22. Esto equivale a una penalizacin de temperatura de 1 C. Cuando se dimensionan las tuberas para temperaturas de aspiracin ms bajas, esta penalizacin de 1 C no debe sobrepasarse. Por esta razn para una temperatura de aspiracin de 18 C, la prdida de carga no debe pasar de 7 KPa para el fluido R134 y de 10 KPa para el fluido R22. La velocidad del vapor es otra caracterstica que debe estudiarse cuando se dimensionan las tuberas de aspiracin. La velocidad mnima requerida para hacer circular el aceite en las tuberas de aspiracin horizontales es de 2,5 metros por segundo. Cuando la tubera de aspiracin es ascendente, son necesarias velocidades ms altas para arrastrar el aceite hacia arriba. La velocidad mnima en las partes de tuberas verticales es de 5 metros por segundo. Las tuberas ascendentes deben calcularse para una potencia mnima, y la velocidad de circulacin del vapor debe controlarse por esta condicin. Si la velocidad a potencia mnima cae por debajo de 5 metros por segundo, es necesario instalar una doble tubera. Finalmente, debe tenerse en cuenta la velocidad mxima. Es necesario, para evitar un ruido excesivo, limitar esta velocidad a 20 metros por segundo en todas las tuberas de aspiracin.

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21. TUBERAS DE DESCARGAEl dimensionado de las tuberas de descarga que conducen el fluido gaseoso desde el compresor al condensador, debe realizarse utilizando los mismos criterios que para las tuberas de aspiracin. La prdida de carga en la tubera de descarga aumenta la relacin de compresin, lo cual a su vez aumenta la potencia requerida para accionar el compresor. Al mismo tiempo, el rendimiento volumtrico disminuye si la relacin de compresin aumenta, lo que se traduce por una disminucin de la potencia del compresor. Aun cuando la prdida de carga en la tubera de descarga no sea crtica como la de la tubera de aspiracin, los valores mximos aceptados son 28 KPa para el fluido R134a y 41 KPa para el fluido R22. Deben mantener las mismas velocidades mnimas de 25 metros por segundo en las tuberas horizontales y de 5 metros por segundo en las tuberas verticales ascendentes. La velocidad mxima admisible, basada en los niveles sonoros o legales, es de 20 m/sg.

22. TUBERAS DE LQUIDO A LA SALIDA DEL CONDENSADORLa tubera que une el condensador al recipiente de lquido que no produce subenfriamiento en el lquido debe seleccionarse con cuidado cuando se decide este montaje. Aun cuando es casi imposible sobredimensionar tal tubera, debe evitarse el dimensionarla por defecto. Una tubera demasiado pequea puede reducir la circulacin del fluido a un punto tal que una parte de ste puede quedar retenido en el condensador. Si una parte del condensador queda inundada, su potencia se reduce, lo que hace aumentar la presin de alta, y reduce la potencia global del sistema. Al mismo tiempo, aumenta la potencia necesaria para accionar el compresor. Para realizar este estudio es necesario tener en cuenta, los siguientes puntos: La distancia entre el condensador y el recipiente debe ser tan pequea como sea posible. El condensador debe instalarse ms alto que el recipiente de lquido.

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23. GENERALIDADES SOBRE EL DIMENSIONADO DE TUBERASA continuacin se dan un cierto nmero de tablas y de grficos que permiten dimensionar las distintas tuberas de una instalacin frigorfica. stas deben utilizarse cuando los fluidos frigorgenos empleados con el R134 (R12) o el R22. Estas tablas de dimensionado bsico se han establecido para dar un caudal admisible con tuberas estndar de cobre, basndose en la prdida de carga total o la longitud equivalente de la canalizacin. La longitud equivalente corresponde a la transformacin en longitud de tubera de las prdidas de cargas medias creadas por las vlvulas y los accesorios. La tabla preparada tiene en cuenta las vlvulas y accesorios encontrados en las instalaciones. Los diagramas dan las potencias transmitidas, en Kw., en funcin de la velocidad de circulacin del vapor en tuberas de distinto dimetro. Todos esos diagramas y todas las tablas se han establecido para una temperatura de aspiracin de 4 C y una temperatura de condensacin de 40 C. Si fuese necesario dimensionar las tuberas y controlar las velocidades de circulacin para otras temperaturas de aspiracin y de descarga se debern utilizar factores de correccin dados en las tablas y grficos correspondientes.

24. TABLAS DE DIMENSIONADO DE TUBERAS DE DESCARGAEs importante recordar que las zonas de velocidades indicadas en las tablas no se aplican ms que a las temperaturas de aspiracin de 4 C y de condensacin de 40 C, para las cuales se han establecido las tablas. Si el sistema para el cual se dimensionan las tablas debe funcionar en otras condiciones, las velocidades deben comprobarse utilizndose el diagrama D.2 para el R22 y el diagrama D.4 para el R12, as como las tablas correspondientes para los factores de correccin.

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25. TABLAS DE DIMENSIONADO DE TUBERAS DE SALIDA DEL CONDENSADORLos siguientes puntos son importantes en el dimensionado de la tubera de salida del condensador: El recipiente debe estar instalado cerca del condensador. Si existe duda acerca de la dimensin de la tubera, debe tomarse la mayor de las dos dimensiones posible. Siempre debe respetarse la altura mnima necesaria para vencer las prdidas por rozamiento. Si el sistema estudiado no tiene en cuenta estas limitaciones, puede crearse una bolsa de vapor en el interior del recipiente. Esto tiene como efecto retrasar la circulacin del lquido del condensador hacia el recipiente, y provocar un funcionamiento ineficaz de una parte de los tubos del condensador. En ese caso, la parte inundada del condensador no ofrece ninguna superficie de condensacin, y la potencia del condensador se reduce. Entonces, es necesario prever un sistema de purga de gas. Sin embargo, es preferible cambiar la disposicin de los equipos.

26. CALCULO DE DEPSITO DE LQUIDOSSe multiplicara 125 por el volumen del evaporador en litros; en el caso de tener ms de un evaporador, por el de volumen mayor. Ejemplos: a. Volumen del evaporador 5 litros. 125 x 5 = 625 litros. Resolucin: adoptaremos el depsitos comercial inmediato, 75 litros. b. Tres evaporadores 1 con un volumen de 5 litros, segundo con un volumen de 3 litros, tercero con un volumen de 7 litros: 125 x 7 = 875 litros. Resolucin el depsito comercial inmediato 10 litros.

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27. CLCULO EN SALA DE MQUINAS DE VENTILACINVentilacin esttica: S: Superficie de la rejilla. p: Peso del gas refrigerante (total en sala de mquinas) Ventilacin forzada:

S = 0'14 p

Q = 50 x 3 p 2 = caudalde.aire, en.m 3Q: Caudal de aire.

Condensador

Evaporador

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28. CLCULO DEL EVAPORADOR Y CONDENSADORLos condensadores y evaporadores se seleccionan por catlogo, una vez conocida las necesidades trmicas, el tipo de sistema que se va a aplicar, el gas refrigerante que se va a utilizar y las temperas de trabajo. A ttulo de ejemplo se incluye una tabla de seleccin en el anexo 58 y a continuacin, se explica el clculo de condensadores de agua.

Condensador de agua

Condensadores de agua. Clculos de condensadores de agua. Frmula prctica. Diferencia de temperaturas, entre la entrada y la salida del agua del condensador. Temperatura idnea en la salida de los condensadores de agua con respecto a la temperatura de entrada. Temperatura entrada del agua al condensador, hasta 15 C, a la salida 10 C ms que a la entrada. Temperatura entrada del agua al condensador, a partir de 16 C, la salida 9 C ms que a la entrada. Temperatura entrada del agua al condensador, a partir de 21 C, la salida 8 C ms que a la entrada. Estos datos son aproximados y su funcin es la de limitar el CONSUMO DE AGUA, as como el buen funcionamiento de la instalacin.

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Formula para hallar el consumo de agua en los condensadores.

m 3 /hora =

litros /hora 3 m 1000

Kcal/h, que tiene que evacuar el condensador litros/hora = --------- Diferencia en grados, entrada y salida del condensador Esta frmula es para el agua potable, de una dureza aproximada media y con el condensador limpio.

Observaciones importantesEn los compresores hermticos y semihermticos, hay que incrementarle por cada CV 24 kcal/h de aportacin del motor elctrico. Nota: el agua que sale de los condensadores no es apta para el consumo humano, no es potable. Se tienen que instalar torres de recuperacin de agua a partir de las siguientes potencias: Sistemas de refrigeracin, a partir de 18.000 Frig/h. Las torres de recuperacin, tienen que recuperar hasta el 75% del agua.

Frmula para hallar la longitud necesaria de un condensador de agua a contracorriente o ayuda al condensador de aire. Para condensadores a contracorriente, la K, es del orden de 600 Kcal/h/m2/ C, teniendo el agua una diferencia de temperatura entre la entrada y la salida del condensador de 10 a 12 C. Ejemplo: hallar la longitud de un condensador a contra corriente para ayudar a un condensador de aire, la ayuda es de 1500 Frig/h, empleando un tubo exterior circulacin de 5/8" y 1/4" para la circulacin del gas.

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RESUMENEn est unidad didctica, incluidos los supuestos, se ha estudiado un sistema de refrigeracin en mantenimiento y congelacin, los sistemas ms aplicados en la industria, los gases refrigerantes y su aplicacin, as como los reglamentos, normas y sus normas UNE. Se han puesto en prcticas la aplicacin de los mdulos tericos relacionados con instalaciones frigorficas, automatismos, electrotecnia, fluidos trmicos, seguridad e higiene y las prcticas del mecanizado. Se han desarrollado las prcticas de dibujo tcnico, aplicando la simbologa de las normas UNE. La seleccin de todos los elementos, montaje y puesta en funcionamiento de cmaras frigorficas y tneles de congelacin, aplicando la normativa en especial del no consumo de energas no renovables. Se han utilizado las herramientas y mquinas del instalador frigorista. Siendo el anlisis de los distintos sistemas y su puesta en funcionamiento, as como la solucin de averas o mal equilibrado del sistema. Aplicando las variables para el buen funcionamiento y elevando su rendimiento. Esta unidad eminentemente prctica, es la frmula que el empresario nos recomienda para adquirir conocimientos empricos de sus trabajadores.

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ANEXOSAnexo 1. Hoja de clculos de cargas para refrigeracin Anexo 2. Tabla de seleccin rpida, para instalaciones frigorficas de mantenimiento y congelacin de congelados. Anexo 3. Tabla de temperaturas media mxima anual Anexo 4. Ficha R12. Gas Refrigerante Anexo 5. Diagrama R12. Gas Refrigerante Anexo 6. Ficha R22. Gas Refrigerante Anexo 7. Diagrama R22. Gas Refrigerante Anexo 8. Ficha R134a. Gas Refrigerante Anexo 9. Diagrama R134a. Gas Refrigerante Anexo 10. Ficha R404a. Gas Refrigerante Anexo 11. Diagrama R404a. Gas Refrigerante Anexo 12. Ficha R502. Gas Refrigerante Anexo 13. Diagrama R502. Gas Refrigerante Anexo 14. Ficha R507a. Gas Refrigerante Anexo 15. Ficha R728. Nitrgeno. Anexo 16. Diagrama R702. Gas Refrigerante Anexo 17. Ficha R717. Gas Refrigerante Anexo 18. Ficha R728. Gas Refrigerante Anexo 19. Diagrama Psicromtrico Temperaturas Normales Anexo 20. Ficha aceites incongelables

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Anexo 1. Hoja de clculos de cargas para refrigeracinHOJA DE CARGAS PARA REFRIGERACIN Cliente_______________________________________________Fecha____________ _____________________________________________________Calculado_________ Emplazamiento de la Instalacin____________________________________________ DATOS1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Aplicacin_______________________________________________________ Dimensiones ext. (metros): Longitud_______ Ancho_________ Alto_________ Aislamiento: Tipo ________________________ Espesor ______________mm Espesor total de los paramentos__________ mm. Temperatura ambiente en el exterior de la cmara _______________ C Temperatura de almacenamiento ___________ C Diferencia de temperatura ( t ) (6) (5) ___________C Constitucin del suelo: Material __________________________ Espesor ____ mm. Temperatura del suelo ________C

10. Temperatura de la cmara ___________C 11. Diferencia de temperatura ( t ) (9) (10) ______________C 12. Carga elctrica interior _________ W. 13. Nmero de ocupantes ___________ 14. Carga, producto e informacin adicional. ______________________________________________ ____________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________15. Horas / da de funcionamiento de la instalacin ____________________

CROQUIS DE LA INSTALACIN

Anexo 2. Tabla de seleccin rpida, para instalaciones frigorficas de mantenimiento y congelacin de congelados

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Anexo 3. Tabla de temperaturas media mxima anual

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Anexo 4. Ficha R12. Gas Refrigerante

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Anexo 5. Diagrama R12. Gas Refrigerante


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Anexo 8. Ficha R134a. Gas Refrigerante

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Anexo 9. Diagrama R134a. Gas Refrigerante


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Anexo 11. Diagrama R404a. Gas Refrigerante


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Anexo 15. Ficha R728. Nitrgeno.


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Anexo 19. Diagrama Psicromtrico Temperaturas Normales

Anexo 20. Ficha aceites incongelables

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CUESTIONARIO DE AUTO EVALUACINQu tipos de sistemas de mantenimiento de productos perecederos se utilizan? Qu gases refrigerantes, se utilizan directamente al producto? Qu tipos de sistemas de congelacin de productos perecederos se utilizan? Qu tenemos que tener en cuenta a la hora de seleccionar un sistema? Los aceite refrigerantes que caractersticas, tienen que tener? Por qu es tan complejo utilizar sistemas de absorcin? Qu componentes primarios se utilizan en un sistema de absorcin? Qu sistemas se emplean en cmaras de atmsfera artificial? Qu es el sistema, de la cmara frigorfica? La condensadora forma parte del sistema? El compresor forma parte del sistema o de la condensadora? El depsito de lquidos, que funcin tiene en el sistema? Cundo se tiene que utilizar las tuberas de acero clamado? Qu es la temperatura de consigna?

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MDULO CINCO INSTALACIONES FRIGORFICAS U.D. 5 CMARAS Y TNELES DE MANTENIMIENTO Y CONGELACIN DE PRODUCTOS PERECEDEROS SUPUESTO 1 SISTEMA DE MANTENIMIENTO Y CONGELACIN

M 5 / UD 5 S1


SUPUESTO 1 SISTEMA DE MANTENIMIENTO Y CONGELACINComponentesCmara frigorfica de 5 m3, detector de gases refrigerantes, sistema de seguridad interno, sistema de iluminacin, resistencia en puerta y termostato, condensadora (compresor alternativo, motor elctrico trifsico de 220/380 V, 552 W o 075 CV. de potencia, depsito de lquidos, depsito separador de partculas con retorno de aceite, condensador de aire forzado, motor elctrico II de 220 V, presostato de alta y baja presin), intercambiador trmico, filtro deshidratador, vlvula solenoide, termostato en el evaporador, visor, evaporador con desescarche elctrico, vlvula de expansin termosttica con equilibrador de presin, caja de automatismos, gas refrigerante R507, R404, R22, R134. (Tiempo previsto 90 horas)

Evaporador

Condensadora III

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NDICE SUPUESTO 1Introduccin.................................................................................. 1. Necesidades frigorficas .......................................................... 2. Clculo de necesidades trmicas............................................ 3. Aplicacin de los reglamentos y normas ............................... 4. Clculo de tuberas ................................................................. 5. Seleccin de la cmara frigorfica.......................................... 6. Hacer los planos...................................................................... 7. Seleccin de los componentes del sistema............................ 8. Montaje de la cmara frigorfica ............................................ 9. Montar la cortina (turbina), y final de carrera ..................... 10. Montar el detector de fugas de gas refrigerante................... 11. Montar resistencia en puerta y termostato............................ 12. Montar compuertas de presin en la cmara........................ 13. Montar sistema de emergencia .............................................. 14. Montar aparatos de iluminacin e interruptor..................... 15. Montaje de los elementos del sistema ................................... 16. Montaje del circuito de gas refrigerante ............................... 17. Verificacin de la estanqueidad del circulito de gas refrigerante.............................................................................. 18. Realizar el vaco del circuito de gas refrigerante .................. 19. Montar la caja de automatismos del sistema ......................... 20. Montar la lnea de la acometida trifsica ms neutro y tierra......................................................................................... 21. Montaje del sistema de control, seguridad, iluminacin, resistencias, cortina de aire, compuertas de equilibrio de presin en la cmara............................................................... 22. Carga de gas refrigerante por el lado de baja presin.......... 23. Prueba del presostato de alta presin.................................... 24. Regulacin del presostato de baja presin............................ 25. Regulacin a temperatura de consigna del termostato........ 26. Regulacin del escarche en el evaporador............................ 472 473 475 475 475 476 472 470 470 471 450 451 452 455 457 457 457 458 460 461 461 461 462 463 464 464 468

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27. Cubrir las tuberas de aspiracin, con material aislante (armaflex)................................................................................ 28. Regulacin de los rels trmicos............................................ 29. Verificar el funcionamiento del sistema a travs del visor.... 30. Verificacin del sistema .......................................................... 31. Regulacin de reloj de desescarche....................................... 32. Aplicacin de las normas de seguridad e higiene................. 33. Aplicacin de la reglamentacin y normativa vigente.......... Resumen ........................................................................................ Anexos S1 ...................................................................................... Anexo 1. Diagrama de seguimiento............................................. Anexo 2. Hoja de clculo.............................................................. Anexo 3. Ficha de campo 1 .......................................................... Anexo 4. Ficha de campo 2 .......................................................... Anexo 5. Cmara frigorfica 188.1 ............................................... Anexo 6. Circuito de gas refrigerante 188.2................................ Anexo 7. Circuito elctrico de potencia 188.3............................ Anexo 8. Caja de maniobras Rivera 188.4 ................................... Anexo 9. Caja de automatismos F13D 188.5 ............................. Cuestionario de autoevaluacin................................................... 477 477 478 479 479 480 480 481 483 483 484 485 486 486 487 487 488 488 489

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INTRODUCCINEste supuesto tratar del montaje de una cmara frigorfica, desde la toma de datos de necesidades de un cliente, clculos, aplicacin de los reglamentos y normas, diseo, seleccin de los materiales, montaje y puesta en servicio del la cmara. Esta unidad didctica, desde su comienzo a su terminacin, desarrolla y pone en prctica los conocimientos aprendidos en los mdulos tericos y de mecanizado y desarrolla las prcticas de seleccin de la cmara, materiales, montaje, verificacin o puesta en funcionamiento, las tcnicas necesarias mnimas para alcanzar los objetivos de este mdulo de instalaciones frigorficas. Al no pretender que se desarrollen todos los supuestos de la unidad, por no disponer en las aulas del espacio y de las variables de instalaciones mnimas que en la unidad se disponen, es necesario que cada uno de los mismos est comprendido en su desarrollo los objetivos generales y particulares de la unidad. El instalador montador, al tener que atender al cliente en muchas de las ocasiones, o desarrollar desde la seleccin, montaje y puesta en servicio de una cmara frigorfica, o adaptar el sistema al nuevo proceso, a la solicitud del cliente, es conveniente que siga el mismo protocolo y d soluciones a los planteamientos desde el inicio a su puesta en servicio (clculos, diseo, seleccin de los componentes, etc.). El realizar este supuesto, no implica el no conocer y estudiar el funcionamiento de otras instalaciones o sistemas, e incluso, verificando cada una de las variables que se le presentan in situ, con mquinas ya instaladas, analizando su funcionamiento, el rendimiento, sus posibles cambios para adaptarla a una nueva sugerencia, localizacin de las averas, etc.

Cmara frigorfica

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1. NECESIDADES FRIGORFICASNecesitamos conocer las necesidades que nos presenta el cliente; para ello, comenzamos desarrollando el cuestionario de preguntas y anotando en la hoja de clculo, preguntando o tomando nosotros in situ, los datos necesarios para el desarrollo de los clculos, diseo, del sistema y poder darle la respuesta adecuada. Anotar en la hoja de clculo, los datos de referencia como ejemplo prctico del supuesto prctico: Especificaciones de Diseo del ejemplo: Razn social de la empresa contratada: Alumno. Razn social de la empresa que contratante: Cliente. Ciudad donde se va a realizar el montaje (Ubicacin): Albacete. Destino de la cmara: congelacin/congelados de productos perecederos (uso mixto). Temperatura media mxima anual exterior (comprobar la tabla de temperaturas): 33,4 C. Humedad media relativa: 36% Temperatura de entrada del producto en 23,0 C. C: Temperatura de consigna, media interior servicio: 25,0 C. Uso servicio: Congelacin/Congelados (uso mixto). Producto: Carnes en generalCarnes. Cantidad del producto en Kg/h (para operar, dividimos la carga total al da que nos dar en fabricante y la dividimos por horas de trabajo, con el fin de calcular Kcal/h o W/h): 2800 Kg/da (8 horas) o 35 Kg/h. Cmara seleccionada en funcin de la carga o servicio: 5 m3. Otros datos necesarios para seleccionar el sistema: Tipo de local o industria. Tipo de evaporacin y condensacin. Tensin de suministro. Con cuarto de mquinas o no. Ventilacin de la sala de mquinas: forzada o esttica (en la UG contiene el procedimiento): La ficha de clculo contiene datos de los que el cliente puede que no tenga informacin, la tendremos que completar nosotros.

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2. CLCULO DE NECESIDADES TRMICASCalcular (segn vuestro criterio, utilizar uno u otro programa de clculo); en la unidad didctica 5 est expuesto el procedimiento y ejemplos de clculo, sin menoscabo de los mdulos tericos o prcticos ya cursados. NOTA: es conveniente comprobar con la tabla de clculo directa y calcular por otro medio, si hay diferencias, anotarla en la ficha de campo y realizar un pequeo anlisis. Ejemplo: clculo por medios informticos: Programa Pecocam de Pecomark. Servicio 1 Congelacin/Congelados (uso mixto). Hoja Especificaciones de Diseo. Dimensiones del servicio: Largo: 1,58 m Ancho: 1,58 m Alto: 2,00 m Volumen: 5,00 m3. Los datos de largo, ancho y alto han sido deducidos en funcin del volumen y pueden no coincidir con la realidad. Ubicacin: Albacete. Uso servicio: Congelacin/Congelados (uso mixto). Producto: Carnes en generalCarnes. T exterior de clculo T media exterior Valor medio T medias mensuales Valor medio T mximas mensuales Humedad media relativa Condiciones ambientales interior servicio: T media interior servicio Aislante: Material Poliuretano Suelo: AISLADO Pared/Techo m 0,120 Suelo m 0,120 Kcal/h m C. 0,0290 : 25,0 C 85% Humedad relativa media interior servicio : : : : : : 33,4 C 35,6 C 26,0 C 42,0 C 36%

Condiciones ambientales exterior servicio:

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Uso: MENOR. Condiciones de carga del producto: Temperatura entrada del producto Temperatura final del producto Capacidad enfriamiento Calor especfico sobre congelacin Calor latente de congelacin Calor especfico bajo congelacin Servicio 1 Congelacin/Congelados (uso mixto). Hoja Necesidades Trmicas. Apartado A: Apartado B: Apartado C: Apartado D: Ganancias trmicas por paredes, techo y suelo: 184 Kcal/h. Ganancias trmicas por aportacin aire exterior: 89 Kcal/h. Ganancias trmicas por ventilacin forzada: 0 Kcal/h. Ganancias trmicas por fenmenos exteriores: 238 Kcal/h. : : : : : 0 Kcal/h 1 Kcal/h 237 Kcal/h 0 Kcal/h 0 Kcal/h : : : : : : 23,0 C 25,0 C 35 Kg/h 0,75 Kcal/Kg C 50 Kcal/Kg 0,38 Kcal/Kg C

Respiracin de personas Objetos introducidos a T superior Motores elctricos propia instalacin Otros motores Iluminacin Apartado E: Apartado G:

Ganancias trmicas por enfriamiento del producto: 319 Kcal/h. Ganancias trmicas por reaccin del producto: 0 Kcal/h.

Nota: Existen Factor de Funcionamiento y Factor de Seguridad que engloban ganancias no consideradas. Resultado final Potencia total terica Factor de seguridad : : 830 Kcal/h 10 % 83 Kcal/h

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Factor de funcionamiento Potencia total a instalar

: :

80 % 228 Kcal/h 1.141 Kcal/h

Nota: cualquier modificacin de las especificaciones sealadas y/o la no correcta seleccin o uso del material pueden falsear los fines esperados. Servicio 1 Congelacin/Congelados (uso mixto). Hoja Especificaciones Seleccin de Materiales. Especificaciones generales: Potencia frigorfica de seleccin : 1.141Kcal/h 1326,983 W Temperatura de evaporacin de funcionamiento : 31,0 C Temperatura de evaporacin de seleccin (Potencia compresor a seleccionar) Temperatura ambiente de diseo Temperatura de condensacin de diseo Seleccin compresor: Potencia frigorfica Temperatura de evaporacin de seleccin Temperatura de condensacin de diseo Seleccin unidad condensadora: Potencia frigorfica Temperatura de evaporacin de seleccin Temperatura ambiente del aire Seleccin evaporador: Seleccionar evaporador de acuerdo con las especificaciones: Potencia frigorfica REAL dada por el compresor o unidad condensadora en especificaciones de seleccin. Temperatura de evaporacin de funcionamiento : 31,0 C Temperatura de evaporacin de seleccin : 32,0 C Temperatura de consigna o ambiente de diseo : 25,0 C : 1.141 Kcal/h 1326,983 W : 33,0 C : 33,4 C : 1.141 Kcal/h 1326,983 W : 33,0 C : 43,4 C : 25,0 C : 43,4 C : 33,0 C

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Salto de temperatura total real

: 6,0 C

(Temperatura de aire entrada al evaporador Temperatura del aire salida del evaporador) Desescarche : Total Separacin aleta aconsejada aproximadamente : 7 mm (Mn.) Seleccin condensador: seleccionar condensador de acuerdo con las especificaciones: Potencia frigorfica REAL dada por el compresor en especificaciones de seleccin. Temperatura de evaporacin de seleccin Temperatura de condensacin de diseo Multiplicar la anterior potencia por factor: Compresor hermtico o semihermtico Compresor abierto Multiplicar la anterior potencia por factor: Compresor hermtico o semihermtico Compresor abierto Una vez conocida la carga trmica : 2,42 : 2,14 : 1,73 : 1,53 : 33,0 C : 43,4 C Temperatura de consigna o ambiente de diseo : 25,0 C

Seleccionar condensador con la potencia con un DT = 10 C

Seleccionar condensador con la potencia con un DT = 14 C

3. APLICACIN DE LOS REGLAMENTOS Y NORMASUna vez conocido el tipo de local o industria, aplicaremos la normativa que rige el Reglamento de Seguridad de Plantas Frigorficas, en cuanto a: Si puede ir dentro del mismo local el equipo frigorfico. Si tiene que ir el equipo frigorfico en Sala de Mquinas. Si la carga de gas refrigerante, en funcin tipo que adoptemos (grupo primero), puede o no introducirse en el local. Si el circuito de gas refrigerante puede ser directo o tiene que ser indirecto. Ventilacin de la maquinaria en la sala de mquinas o local. Presiones de prueba del circuito de gas refrigerante.

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Tara de vlvulas o presiones de seguridad. Carga de gas refrigerante en el sistema. Nivel acstico mximo permitido. Vlvulas de seguridad de los depsitos de lquido, presin relacionada con los gases refrigerantes. Otras. Reglamento de Aparatos a presin: Verificar las presiones lmites, para cada gas refrigerante, de los depsitos en general. Verificar Reglamento de Aparatos a Presin (RAP) ITCMIEAP9. La aplicacin del Reglamento de Baja Tensin en cuanto: Tipo de seguridad en Diferencial Magnetotrmico. Tipo de aislamiento en conductores. Tipo de canalizacin, exterior de la cmara frigorfica. Tipo de material y aislamiento en el interior de la cmara. Otras. En funcin de las temperaturas de trabajo, cmo estn clasificadas las instalaciones: Si pueden ir a las tensiones de suministro, o hay que reducirlas. Qu tipo de proteccin o aislamiento tiene que llevar los conductores. Qu tipo de tubos y cajas de conexin. Si las iluminarias tienen que estar hermticamente cerradas o no (se recomienda que las mismas, dentro de la cmara frigorfica a temperaturas negativas, no estn cerradas) Otros aparatos, motores, elemento de seguridad, resistencias, etc. Si el arranque de los motores puede ser directo o indirecto o por etapas. Y cuantas sugerencias tengamos que tener en cuenta.

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4. CLCULO DE TUBERASCalcular (segn vuestro criterio, utilizar uno u otro programa de clculo); en la unidad didctica 5 est expuesto el procedimiento y ejemplos de clculo, sin menoscabo de los mdulos tericos o prcticos ya cursados. Nota: para realizar el clculo de tuberas se tiene que conocer el gas refrigerante que se va a utilizar, las presiones o las temperaturas de trabajo (condensacin, evaporacin, distribucin de las tuberas, codos, llaves, longitud, altura, etc.); anotar los resultados en la ficha de campo, las operaciones, en el apartado del informe de los clculos. Clculo de tuberas de descarga. Clculo de tuberas de aspiracin. Clculo de tuberas de lquidos.

5. SELECCIN DE LA CMARA FRIGORFICANota: utilizar catlogos; hay componentes, como los ventiladores para la refrigeracin del lugar donde va ubicada la maquinaria, que slo facilitaremos, nuestras necesidades en m3/h. Seleccionar los paneles (techo, suelo, paredes).

6. HACER LOS PLANOSPlano de situacin. Plano de planta. Plano arquitectural, elctrico unifiliar. Plano del circuito de gas refrigerante. Plano del circuito elctrico total o prctico o de principio multifiliar. Plano del circuito elctrico de maniobra. Plano de regleta de conexiones de la caja de maniobras.

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7. SELECCIN DE LOS COMPONENTES DEL SISTEMANota: utilizar catlogos comerciales (es conveniente, seleccionar elementos compuestos; ejemplo, UNA CONDENSADORA, en vez de compresor, condensador, ventilador, depsitos, chasis, etc. Y si puede ser un SISTEMA completo, mejor. Hay programas de clculo informatizado que incluyen la seleccin de los componentes en funcin del clculo. Tener los datos base y los resultados de los clculos, ya que son los necesarios para seleccionar cualquier elemento del sistema. Anotar en la ficha de campo todos los datos de la seleccin. Seleccin de compresor semihermtico, alternativo, o en su lugar condensadora, y completar los elementos que faltan; se tendrn en cuenta, para su seleccin, la potencia ms, segn NOTA, gas refrigerante, temperatura de aspiracin del gas recalentado o temperatura de descarga, temperatura de trabajo por consigna. Nota: segn qu modelos de compresor, el fabricante aconseja aumentar la potencia frigorfica calculada en un 15%. Condensador; se tendr en cuenta la temperatura media mxima anual ms 145 C, la potencia frigorfica calculada, y el gas refrigerante que se va a utilizar. Depsito de lquidos: capacidad; debe tener vlvula de seguridad, vlvula de servicio, el clculo de capacidad se har multiplicando la capacidad del evaporador por 125; el resultado ser en litros. En el caso de haber en el sistema varios evaporadores, slo se tomar el volumen del evaporador mayor. Depsito separador de partculas; en el caso de no tener depsito de separador de aceite, tiene que tener retorno de aceite al compresor. Filtro deshidratador, segn capacidad y tipo de gas refrigerante que se utilizar en el sistema y dimetro de la lnea de lquidos, en el caso de colocarlo en la lnea que se recomienda. Intercambiador trmico, su seleccin, dimetro de la tubera de aspiracin, dimetro de la tubera de lquidos. Nota: ver tabla de seleccin de intercambiadores trmicos. Vlvula solenoide, segn potencia frigorfica y dimetro lnea de lquidos. Visor, segn dimetro de la lnea de lquidos.

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Obuses, se recomienda colocar uno en la lnea de descarga, otro a la salida del evaporador dentro de la cmara frigorfica y uno antes del compresor (evitamos tener que manipular la vlvula de servicio). Evaporador de aire forzado, con la separacin de aletas que se recomienda para la temperatura de trabajo del evaporador: temperatura de consigna, menos t en C o separacin de aletas 1 mm (temperaturas negativas) en C. Ejemplo: un evaporador con una separacin de aletas 7, para una temperatura de consigna 25C, sera 25 + 7 = 32C. La seleccin sera como mnimo de 32 C. Con desescarche elctrico o resistencias. Vlvula de expansin termosttica: se tiene que tener en cuenta la temperatura de consigna, gas refrigerante y potencia frigorfica. Tobera de la vlvula de expansin termosttica: su nmero o dimetro depende de la marca de la vlvula, tipo de gas refrigerante, potencia frigorfica, temperatura de trabajo y temperatura de condensacin. Nota: en el propio catlogo estn las tablas de seleccin; en el caso de querer calcular la misma, se tendr que utilizar la frmula de cada fabricante. Presostatos de alta y baja presin, bien por separado o bloque, comprobar el tipo de gas refrigerante. Termostato ambiente: comprobar la temperatura de consigna, con bulbo. Caja de maniobras para el sistema que queremos emplear: A, corriente ///, tensin 400 V, Intensidad del compresor en A, Frecuencia 50 Hz, reloj de desescarche, etc. Detector de gas refrigerante (para el gas refrigerante que hemos seleccionado) con aviso acstico y luminoso. Sistema de seguridad de la cmara, con avisador acstico y luminoso. Segn el RSPF, cuando la cmara trabaja a temperaturas negativas debe tener colocada en su interior un hacha de bomberos. Resistencia de la puerta, en el caso de no llevarla incorporada en la cmara. Termostato ambiente, control resistencia de la puerta. Sistema de iluminacin interior: en temperaturas negativas se recomienda no ser completamente cerrado el plafn o los tubos fluorescentes con el fin de que no condense en su interior.

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Cortina de la puerta: en el caso de seleccionar cortina de aire, tendremos que colocar un final de carrera en la puerta. Portillos (dos) de equilibrado de presin.

8. MONTAJE DE LA CMARA FRIGORFICAEl montaje lo tendremos que improvisar sobre la marcha, dependiendo del tipo de cmara y las instrucciones del fabricante. Es conveniente montar la cmara, sobre soportes de 8 a 12 centmetros de altura; en esta operacin intervendrn todos alumnos con el profesor; las instrucciones del fabricante son la base del seguimiento del montaje, ya que slo se puede montar una vez en el curso, a excepcin que se tenga una cmara dispuesta slo para este fin. La cmara tiene que quedar nivelada. Previamente, tenemos que preparar el desage de la cmara. Montar el piso de la cmara. Situar el suelo encima de los soportes. Montaje de las paredes; tendremos en cuenta la orientacin que queremos darle. Se colocarn encima de la plataforma o soporte para su apoyo, hasta que estn fijados al suelo. Montaje del techo. Si son varios paneles de techo, es conveniente montarlos de forma independiente a las paredes de la cmara. Montaje de la puerta; tendremos en cuenta hacia donde queremos la apertura. Una vez fijada la puerta, montaremos la cerradura, o maneta de apertura.

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9. MONTAR LA CORTINA (TURBINA), Y FINAL DE CARRERASe coloca en el exterior o en el interior de la cmara, encima de la puerta; en el caso de colocarla en el interior, tener en cuenta la aportacin calorfica, como otros motores. Fijndose sus soportes con tornillos de rosca de chapa.

10. MONTAR EL DETECTOR DE FUGAS DE GAS REFRIGERANTESe situar en la parte superior si tiene sonda, en el caso contrario, a 15 m del suelo y por el lado de apertura de la puerta. La sonda, se introducir por el orificio, que realizaremos para este fin, en la cmara frigorfica, dejando la misma a una altura inferior de 15 m.

Detector de fugas

11. MONTAR RESISTENCIA EN PUERTA Y TERMOSTATOTiene que situarse en el punto de contacto del panel y la puerta; y tiene que estar controlada por un termostato ambiente, activando la resistencia en cuanto la temperatura de la cmara alcance los 0 C. Se colocar, en la parte superior y exterior del marco de la puerta, la caja de conexin de la resistencia.

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Las resistencias tienen que estar revestidas por una junta de plstico o metal.

Resistencia puerta

Montar termostato de las resistencias. Fijaremos, con tornillos de rosca chapa, el termostato en la parte exterior, a una altura entre 160 / 180 m.; realizaremos un taladro en la pared de un dimetro 1 mm mayor que el dimetro del bulbo del termostato, si es posible detrs del termostato o lo mas prximo.

Termostato

12. MONTAR COMPUERTAS DE PRESIN EN LA CMARASe montar una en la parte inferior y superior de la cmara. Se realizara un taladro del dimetro interno de la compuerta; a continuacin se fijar con tornillos de rosca de chapa.

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Compuertas de presin

13. MONTAR SISTEMA DE EMERGENCIAEl equipo de emergencia consta de dos elementos, el avisador y el de emergencia interior; el primero se colocar en la parte superior externa de la cmara y la emergencia en la parte interna y a una altura de uno cincuenta metros aproximadamente, en el lado donde se encuentra la apertura de la puerta. Se fijarn con tornillos de rosca chapa.

Sistema de emergencia externo

Sistema de emergencia interno

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14. MONTAR APARATOS DE ILUMINACIN E INTERRUPTOREn el interior y en el exterior montaremos un punto de iluminacin, con el fin de que nos avise de que estn conectadas; el interruptor se montar en el exterior de la cmara, a la entrada (lado de apertura). Se fijarn con tornillos de rosca chapa.

15. MONTAJE DE LOS ELEMENTOS DEL SISTEMANota: todas las operaciones, elementos, marcas, referencias, cantidades, medidas, y el procedimiento seguido, as como las herramientas utilizadas y la bibliografa utilizada, quedarn reflejadas en la ficha de campo. Montaje de la condensadora. La condensadora tendremos que montarla en el lugar al que menos afecte el calor que produce la cmara frigorfica; al mismo nivel, cuanto ms cerca de la cmara menos longitud de tubera. A ser posible, aislada por medio de un tabique y con v e n t i l a c i n e x t e r i o r, n o necesariamente forzada. La bancada soporte de la condensadora: a ser posible de obra, con una altura mnima de 50 centmetros; en la misma tienen que incrustarse los esprragos de sujecin. Se tiene que montar sobre antivibratorios o amortiguadores, y tiene que estar nivelada.Condensadora

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Montaje del depsito separador de partculas con retorno de aceite. Se colocar lo ms cerca de la condensadora; se fijar a la misma por la parte inferior (tiene soldada una tuerca para este fin). Tendremos que hacer un taladro de un dimetro de 1 mm superior al del tornillo de fijacin.

Depsito separador de partculas

Montar el intercambiador trmico. El intercambiador trmico se monta en la lnea de aspiracin, antes del depsito separador de partculas. Es conveniente montarlo fijo en un soporte, y que quede montado con la direccin de trabajo adecuada o la que marque la flecha, la direccin del sentido de circulacin del fluido. La unin se recomienda hacerla por soldadura rgida; el intercambiador viene preparado para introducir los tubos y poder soldarlos.

Intercambiador trmico

Montar la el filtro deshidratador. Nota: los filtros deshidratadores son unidireccionales, en el se

curso tecnico en montaje

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