UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALAFACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE INGENIERIA MECANICACATEDRATICO: ERICK COTILAB. REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO

SISTEMA DE ENFRIMIENTO DE LIQUIDOS

ALUMNO CARNE

MARIO RENE HIPP ALVARADO 200730457JAYRO DAVID LIU RODRIGUEZ 200730462KENNY STEVE MARTINEZ PEREZ 200731508

QUETZALTENANGO 10 DE NOVIEMBRE DEL 2010

INTRODUCCION

El enfriamiento es uno de los fenómenos que percibimos a diario, ya que lo notamos en procesos como: el enfriamiento de la comida o el enfriamiento de nuestro cuerpo mismo. Debido a que este es un fenómeno con el que compartimos frecuentemente muchas personas mas por curiosidad que por otra razón (al principio), se interesaron en el estudio de los factores que causaban que un cuerpo o substancia se enfriara, o en términos comunes de hoy en día sufriera una perdida de energía en forma de calor. Hoy en día sabemos bastante acerca de la naturaleza del calor y hemos aprovechado ese conocimiento, para `poder enfriar o calentar según lo necesitemos. Nosotros nos encontramos familiarizados con cualquiera de los dos fenómenos ya sea calefacción o enfriamiento, pero el mas complicado de producir es el ultimo de estos dos, por esa razón se creo una sola rama para el estudio de este proceso, la cual conocemos hoy en día como refrigeración. La refrigeración va desde el enfriamiento de alimentos en una nevera hasta el enfriamiento de espacios físicos como interiores de cuartos o edificios en zonas con altas temperaturas de bulbo seco, es decir le hemos encontrado una gran serie de aplicaciones para el confort y beneficio humano.

El fenómeno de refrigeración por lo regular se suele producir debido al intercambio de calor entre dos substancias o un cuerpo y una substancia. En todos los casos encontrándose los dos componentes a distintas temperaturas. A la substancia que posee la menor temperatura se le llama refrigerante y es la encargada de extraer calor. El refrigerante jamás entra en contacto con lo que sea que vaya enfriar, solamente intercambia calor por convección.

En la práctica de laboratorio que tuvimos solamente enfriamos agua, por lo regular esto no tiene mucha aplicación industrial, pero si es muy objetivo como para que uno pueda aprender las nociones básicas del fenómeno de refrigeración, así es que a continuación, se encuentra un informe elaborado para poder comprender como podemos enfriar una substancia o cuerpo, por medio de los conocimientos que se tienen de la termodinámica.

OBJETIVOS

GENERALES.

- Entender el sistema de enfriamiento por liquido, utilizando ecuaciones de transferencia de calor para determinar el calor absorbido por los intercambiadores

ESPECIFICOS.

- Aprender sobre el funcionamiento básico del sistema de refrigeración por evaporación.

- Aprender a calcular las transferencias de calor en los intercambiadores.

- Conocer los componentes del sistema de refrigeración por evaporación.

- Comprender de mejor manera el fenómeno de refrigeración en un sistema cerrado y los procesos para alcanzarlo.

- Entender de mejor manera las propiedad es de un refrigerante y su comportamiento en la realidad comparando teóricamente.

SISTEMA DE ENFRIAMIENTO DE LIQUIDOS.

Un sistema de refrigeración de líquidos comprende de los siguientes elementos.

- Evaporador- Condensador.- Ventilador.- Deposito refrigerante. - Intercooler. - Válvula de expansión, - Válvula solenoide, - sensor de baja presión, - sensor de alta presión, - Visor- Filtro secador- Tuberías, - Capacitor, - Termostato. - Contactor.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO.

En los sistemas de enfriamiento de líquidos, un refrigerante sale del compresor a alta presión y temperatura en estado gaseoso pasando por un sensor de alta presión (HP) y se dirige hacia un condensador, el cual disipa calor latente cambiando su estado de gaseoso a liquido sub-enfriado a alta presión, para tener este cambio de estado se necesita un enfriamiento que puede producirse por aire o agua, este enfriamiento es controlado por un termostato el cual activa o desactiva el ventilador o el sistema de enfriamiento del condensador, este liquido a alta presión se transporta a un deposito de refrigerante o calderin el cual su función es compensar líquido, según requiera la válvula de expansión; de la salida del calderin, el refrigerante pasa por un filtro secador que elimina ácidos nocivos, partículas perjudiciales y humedad, sale de dicho filtro y pasa por un visor el cual indica el estado del refrigerante, la existencia de humedad en el circuito o una filtración de aceite que provienen del separador de aceite, continua y llega a la válvula de expansión la cual controla la distribución del líquido dentro del evaporador para que éste pueda expandirse y así reducir la presión y temperatura, también controla el caudal del mismo de manera optimizada para permitir el llenado de líquido hasta producir el enfriamiento de manera  correcta y óptima, esto evita que en el compresor se presente el fenómeno de cavitación el cual es el responsable de los mayores daños; este control

de la válvula de expansión puede ser automático (por presión o temperatura) o manual. El fluido refrigerante expandido a baja presión y baja temperatura, se introduce en el evaporador en el cual absorbe el calor sensible contenido alrededor del mismo, transformándolo en calor latente  quedando el refrigerante en estado de vapor sobrecalentado. Al salir del evaporador el refrigerante pasa por un sensor de temperatura de la válvula de expansión (en el caso de que fuera termostática), continua hacia un sensor de baja presión (BP) y luego se dirige hacia el compresor el cual se encarga de comprimir el vapor sobrecalentado hasta llevarlo a la presión de condensación. y así reiniciar el ciclo.

Los sensores de alta y baja presión envían señales eléctricas que por medio de un circuito eléctrico utilizando contactores, un capacitor y otros elementos activan o desactivan el compresor. Esto es para mantener un nivel eficiente de consumo energético e impedir el daño del compresor en el caso de que ocurra una obstrucción en la válvula de expansión o en algún componente del sistema.

FIGURAS

AMPLIACION DEL EVAPORADOR AMPLIACION DEL CONDENSADOR

VALVULA DE EXPANSION ESQUEMA DE MONTAJE DE LA VALVULA DE EXPANSION

AMPLIACION DE CALDERIN.

PRINCIPALES PARTES DE UN SISTEMA DE REFRIGERACION DE LIQUIDOS

EVAPORADOR

Se conoce por evaporador al intercambiador de calor que genera la transferencia de energía térmica contenida en el medio ambiente hacia un gas refrigerante a baja temperatura y en proceso de evaporación. Este medio puede ser aire o agua.Estos intercambiadores de calor se encuentran al interior de neveras, refrigeradores domésticos, cámaras de refrigeración industrial, vitrinas comerciales para alimentos y un sinfín de aplicaciones en procesos para la industria de alimentos, así como en procesos químicos. De igual manera, también se encuentran al interior una diversa gama de equipos de aire acondicionado. Es debido a esto que el evaporador tiene un diseño, tamaño y capacidad particular conforme la aplicación y carga térmica

TIPOS DE EVAPORADOR Debido a que un evaporador es cualquier superficie de transferencia de calor en la cual se vaporiza un líquido volátil para eliminar calor de un espacio o producto refrigerado, los evaporadores se fabrican en una gran variedad de tipos, tamaños y diseños y se pueden clasificar de diferentes maneras.

SEGÚN ALIMENTACIÓN DE REFRIGERANTE

- De Expansión Directa o Expansión Seca (DX)

En los evaporadores de expansión directa la evaporación del refrigerante se lleva a cabo a través de su recorrido por el evaporador, encontrándose este en estado de mezcla en un punto intermedio de este. De esta manera, el fluido que abandona el evaporador es puramente vapor sobrecalentado. Estos evaporadores son los más comunes y son ampliamente utilizados en sistemas de aire acondicionado. No obstante son muy utilizados en la refrigeración de media y baja temperatura, no son los más apropiados para instalaciones de gran volumen.

- Inundados

Los evaporadores inundados trabajan con refrigerante líquido con lo cual se llenan por completo a fin de tener humedecida toda la superficie interior del intercambiador y, en consecuencia, la mayor razón posible de transferencia de calor. El evaporador inundado está equipado con un acumulador o

colector de vapor el que sirve, a la vez, como receptor de líquido, desde el cual el refrigerante líquido es circulado por gravedad a través de los circuitos del evaporador. Preferentemente son utilizados en aplicaciones industriales, con un número considerable de evaporadores, operando a baja temperatura y utilizando amoníaco (R717) como refrigerante.

- Sobrealimentados

En este tipo de evaporadores el flujo másico de líquido supera con creces al flujo de vapor producido en el evaporador. De esta manera, el fluido que abandona el evaporador es mezcla vapor-líquido de alto título, que no alcanza a ser vapor saturado. Son preferentemente utilizados en aplicaciones industriales.

ESQUEMA DE EVAPORADORES

SEGÚN TIPO DE CONSTRUCCION.

- Tubo descubierto

Los evaporadores de tubo descubierto se construyen por lo general en tuberías de cobre o bien en tubería de acero. El tubo de acero se utiliza en grandes evaporadores y cuando el refrigerante a utilizar sea amoníaco (R717), mientras para pequeños evaporadores se utiliza cobre. Son ampliamente utilizados para el enfriamiento de líquidos o bien utilizando refrigerante secundario por su interior (salmuera, glicol), donde el fenómeno de evaporación de refrigerante no se lleva a cabo, sino más bien estos cumplen la labor de intercambiadores de calor.

- De superficie de Placa

Existen varios tipos de estos evaporadores. Uno de ellos consta de dos placas acanaladas y asimétricas las cuales son soldadas herméticamente una contra la otra de manera tal que el gas refrigerante pueda fluir por entre ellas; son ampliamente usados

en refrigeradores y congeladores debido a su economía, fácil limpieza y modulación de fabricación. Otro tipo de evaporador corresponde a una tubería doblada en serpentín instalada entre dos placas metálicas soldadas por sus orillas. Ambos tipos de evaporadores, los que suelen ir recubiertos con pintura epóxica, tienen excelente respuesta en aplicaciones de refrigeración para mantención de productos congelados.

- Evaporadores Aleteados

Los serpentines aleteados son serpentines de tubo descubierto sobre los cuales se colocan placas metálicas o aletas y son los más ampliamente utilizados en la refrigeración industrial como en los equipos de aire acondicionado. Las aletas sirven como superficie secundaria absorbedora de calor y tiene por efecto aumentar el área superficial externa del intercambiador de calor, mejorándose por tanto la eficiencia para enfriar aire u otros gases.El tamaño y espaciamiento de las aletas depende del tipo de aplicación para el cual está diseñado el serpentín. Tubos pequeños requieren aletas pequeñas y viceversa. El espaciamiento de la aletas varía entre 1 hasta 14 aletas por pulgada, dependiendo principalmente de la temperatura de operación del serpentín. A menor temperatura, mayor espaciamiento entre aletas; esta distancia entre las aletas es de elemental relevancia frente la formación de escarcha debido a que esta puede obstruir parcial o totalmente la circulación de aire y disminuir el rendimiento del evaporador.Respecto de los evaporadores aleteados para aire acondicionado, y debido a que evaporan a mayores temperaturas y no generan escarcha, estos pueden tener hasta 14 aletas por pulgada. Ya que existe una relación entre superficie interior y exterior para estos intercambiadores de calor, resulta del todo ineficiente aumentar el número de aletas por sobre ese valor (para aumentar superficie de intercambio optimizando el tamaño del evaporador), ya que se disminuye la eficiencia del evaporador dificultando la circulación del aire a través de este.

Esta circulación de aire se realiza de dos maneras: por convección forzada por ventiladores–bien sean centrífugos o axiales, mono o trifásicos, conforme la aplicación- y de manera natural por diferencia de densidades del aire, fenómeno conocido como convección natural

EVAPORADORES.

 Los evaporadores para enfriamiento de líquidos varían en tipo y diseño de acuerdo al tipo de servicio para lo cual se va a utilizar.

Hay  nueve tipos generales de uso común de enfriadores de líquidos los cuales son : 

1) Enfriadores de doble tubo 

El enfriador de doble tubo consiste en dos tubos arreglados de  tal modo que un tubo queda en el interior del otro. El fluido enfriado circula en una dirección a través del tubo interior, mientras que el refrigerante fluye en dirección opuesta por el espacio anular comprendido entre los dos tubos.

Los enfriadores de doble tubo pueden ser trabajados con expansión seca o inundados. El enfriador de doble tubo, se usa sólo en algunas aplicaciones especiales. Un ejemplo de su utilización: en fábricas de vino e industrias cerveceras, para enfriamiento del vino y del lúpulo, también en la industria petrolera para enfriamiento de aceite.

2) Enfriadores Baudelot

El enfriador Baudelot consiste en una serie de tubos horizontales, los cuales están localizados uno abajo del otro y unidos entre sí para formar un circuito o varios circuitos de refrigerante.

Ya sea con funcionamiento de expansión seca o inundada, el refrigerante circula por el interior de los tubos mientras que el líquido al enfriarse fluye como una película delgada sobre el exterior de los mismos. El líquido fluye bajando sobre los tubos por la acción de la gravedad desde un distribuidor localizado en la parte alta del enfriador y es recogido en una especie de cajón colocado en la parte inferior.

El enfriador Baudelot se utiliza mucho para el enfriamiento de leche, vinos y cerveza, así como para el enfriamiento de agua para carbonatación en algunas plantas embotelladoras.

3) Enfriadores tipo tanque

El enfriador de líquido tipo tanque, consiste esencialmente en un serpentín refrigerante de tubo descubierto instalado en el centro o a un lado de un tanque de acero largo, el cual contiene el líquido enfriado.El serpentín de tubo descubierto en forma de espiral y el serpentín tipo caja o canal, son dos diseños de serpentín con frecuencia usados en los enfriadores tipo tanque. Cualquiera de estos diseños funcionan inundados. Otra variación de enfriador tipo tanque es la celda de hielo.

Los enfriadores tipo tanque pueden utilizarse para enfriar agua, salmuera y otros líquidos usados como refrigerantes secundarios, aquí la salubridad no es por sobre todo importante.

4) Enfriadores serpentín en casco

El enfriador con serpentín en casco por lo general es construido por uno o más serpentines de tubo descubierto doblado en forma de espiral, el cual se encuentra encerrado en un casco de acero soldado.Por regla general este enfriador trabaja con expansión seca, con el refrigerante dentro del tubo del serpentín y el líquido a enfriarse en el casco. En pocos casos el enfriador trabaja inundado, en cuyo caso el refrigerante está en el casco y el líquido pasa por el interior de los tubos del serpentín.El enfriador por expansión seca se utiliza para enfriar agua por ejemplo en bebederos, y en otras aplicaciones en donde la higiene es muy importante, como en panaderías y laboratorios fotográficos.Los enfriadores cuando trabajan inundados con el refrigerante en el casco, se los conoce con el nombre de enfriador “instantáneo” de líquido, se los utiliza para enfriar cerveza y otros tipos de bebidas, en cuyo caso el líquido es preenfriado hasta cierto grado antes de su entrada al enfriador.

5) Enfriadores acorazadosLos enfriadores acorazados tienen una eficiencia relativamente alta, requieren un mínimo de espacio en el piso y poca altura del cuarto, su mantenimiento es sencillo y fácilmente se adapta a casi todos los casos de enfriamiento de líquidos.Por estas razones el enfriador acorazado es el más usado en el mercado, se lo usa por expansión seca o inundada. Consiste esencialmente de un casco cilíndrico de acero en el cual se tiene una determinada cantidad de tubos rectos paralelos y colocados en cabezales de tubo en sus extremos.Cuando el enfriador trabaja por expansión seca, el refrigerante pasa por el interior de los tubos, mientras que el líquido a enfriar circula  a través del casco. Cuando el enfriador trabaja inundado, el líquido enfriado circula por dentro de los tubos y el refrigerante está contenido en el casco.

Como regla general, los enfriadores de expansión seca se usan en instalaciones de tonelaje pequeño y mediano, hasta 250 toneladas, y los enfriadores inundados se usan para capacidades comprendidas desde 10 hasta varios miles de toneladas, por lo general se los usa en instalaciones de gran tonelaje.

6) Enfriadores de expansión seca

Las principales ventajas de un enfriador por expansión seca con respecto a los del tipo inundado son las pequeñas cargas de refrigerante que requieren y el regreso seguro o positivo de aceite hacia el motocompresor.

Además que la posibilidad de daño al enfriador como resultado de la congelación rápida siempre es considerablemente menor cuando el líquido enfriado circula por el exterior de los tubos que cuando lo hace a través de su interior.

El número y longitud de los circuitos refrigerantes necesarios para mantener la velocidad del refrigerante a través de los tubos del enfriador dentro de los límites razonables, depende de la carga total de enfriamiento y de la relación de la razón de flujo del líquido enfriado. Estos factores varían para cada caso e particular, lo mismo ocurre con el circuito refrigerante, por esta razón los enfriadores se fabrican con uno o con circuitos refrigerantes múltiples de longitudes variables.

7) Enfriadores inundados

Los diseños de enfriadores inundados estándar incluyen arreglos tanto de tubos simples como de pasos múltiples.

Para flujo de paso simple, los tubos están dispuestos de tal manera que el líquido pasa simultáneamente a través de todos los tubos y en una sola dirección.

La circulación de líquido enfriado por pasos múltiples se obtiene mediante el uso de placas desviadoras en los extremos o cabezales, los cuales están atornillados a los extremos del enfriador.

Algunos enfriadores emplean cabezales de tubos fijos, mientras que otros se componen de atados de tubos.

8) Enfriadores tipo rociados

El enfriador tipo rociado en su construcción, es similar al enfriador convencional inundado, con la excepción de que el refrigerante líquido, es rociado sobre la parte externa de los tubos de agua con toberas que están localizadas en un cabezal rociador colocado encima del atado de tubos.

Las principales ventajas de este tipo de enfriador son su alta eficiencia y carga refrigerante relativamente pequeña. Las desventajas son su alto costo de instalación y la necesidad de una bomba para recircular el líquido.

9) Enfriadores tipo placa

-Se utilizan para uso industrial, farmacéutico, alimenticio, químico, petroquímico, plantas eléctricas, planta siderúrgica, y otros más.

-Para enfriadores de agua salada.

-Para usos de refrigeración libres de congelación.

CARGA DE ENFRIAMIENTO

La carga de enfriamiento en un equipo de refrigeración raras veces es el resultado de una sola fuente de calor. Más bien, es la suma de las cargas térmicas en las que están involucradas diferentes fuentes. Algunas de las fuentes de calor más comunes que suministran la carga de refrigeración del equipo son:

Calor que pasa del exterior al espacio refrigerado por conducción a través de las paredes.

Calor que llega del espacio por radiación directa a través de vidrierías o de otros materiales transparentes.

Calor que pasa al espacio debido al aire exterior caliente, el cual pasa a través de puertas que se abren y a través de rendijas que se tienen alrededor de puertas y ventanas.

Calor cedido por el producto caliente a medida que su temperatura baja hasta el nivel deseado.

Calor cedido por las personas dentro del espacio refrigerado.

Calor cedido por algún equipo productor de calor localizado dentro del espacio, tal como motores eléctricos, alumbrados, equipos electrónicos, etc.

No necesariamente todas estas fuentes de calor intervienen en cada caso y la importancia de cualquiera de éstas con respecto a la carga de enfriamiento total, varia considerablemente para cada aplicación especifica.

Cargas Térmicas

El concepto de carga térmica está asociado a sistemas de calefacción, climatización y acondicionamiento de aire, así como a sistemas frigoríficos. Este hace referencia a la energía en forma de calor a aportar o extraer de la edificación o recinto frigorífico, según corresponda. Es decir, la solicitación térmica a controlar en sistemas de climatización y frigoríficos.

Si bien el método de cálculo de esta carga es demasiado extenso para presentarlo, coincide en algunos puntos elementales para las diferentes áreas. A medida que los cálculos requieren mayor exactitud se requiere de mayor cantidad de datos, como acontece en el cálculo para climatización donde la orientación, altitud y latitud de la edificación son datos de elemental relevancia. No así en el cálculo para calefacción, y datos no despreciables pero de menor incidencia para el cálculo en refrigeración.

No obstante lo anterior, y como en muchas ciencias aplicadas, existe software especializado para realizar estos cálculos.

De esta manera la carga térmica debe ser contrarrestada por medio de distintos sistemas térmicos así como distintos tipos de intercambiadores de calor. En sistemas de calefacción estos se suelen trabajar con calderas y con radiadores y/o sistemas de losa o suelo radiante. En sistemas de climatización se suele usar equipos climatizadores de ciclo reversible tipo bomba de calor con evaporadores de tipo serpentín aleteado. En refrigeración industrial se suele extraer la carga térmica de las cámaras de refrigeración por medio de evaporadores de expansión seca o inundados, según la naturaleza del sistema de refrigeración por compresión.

COMPRESOR

Un compresor es una máquina de fluido que está construida para aumentar la presión y desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles, tal como lo son los gases y los vapores. Esto se realiza a través de un intercambio de energía entre la máquina y el fluido en el cual el trabajo ejercido por el compresor es transferido a la sustancia que pasa por él convirtiéndose en energía de flujo, aumentando su presión y energía cinética impulsándola a fluir.

Al igual que las bombas, los compresores también desplazan fluidos, pero a diferencia de las primeras que son máquinas hidráulicas, éstos son máquinas térmicas, ya que su fluido de trabajo es compresible, sufre un cambio apreciable de densidad y, generalmente, también de temperatura; a diferencia de los ventiladores y los sopladores, los cuales impulsan fluidos compresibles, pero no aumentan su presión, densidad o temperatura de manera considerable.

Tipos de compresores

Clasificación según el método de intercambio de energía:

Sistema Pendular Taurozzi Reciprocantes o Alternativos: Utilizan pistones (sistema bloque-

cilindro-émbolo como los motores de combustión interna). Abren y cierran válvulas que con el movimiento del pistón aspira/comprime el gas gracias a un motor eléctrico incorporado. Es el compresor más utilizado en potencias pequeñas. Pueden ser de tipo herméticos monofásicos, comunes en refrigeradores domésticos. O de mayores capacidades (monofásicas y trifásicas) de varios cilindros que permiten mantención/reparación. Su uso ha disminuido en el último tiempo y ha cedido lugar al compresor de tornillo que tiene mejores prestaciones.

de Espiral (Orbital, Scroll) Rotativo-Helicoidal (Tornillo, Screw): La compresión del gas se

hace de manera continua, haciéndolo pasar a través de dos tornillos giratorios. Son de mayor rendimiento y con una regulación de potencia sencilla, pero su mayor complejidad mecánica y costo hace que se emplee principalmente en elevadas potencias, solamente.

Rotodinámicos o Turbomáquinas: Utilizan un rodete con palas o álabes para impulsar y comprimir al fluido de trabajo. A su vez éstos se clasifican en: Axiales, Radiales.

CONDENSADOR TERMODINÁMICO

Es un elemento intercambiador térmico, en cual se pretende que cierto fluido que lo recorre, cambie a fase líquida desde su fase gaseosa mediante el intercambio de calor con otro medio. La condensación se puede producir bien utilizando aire mediante el uso de un ventilador o con agua (esta última suele ser en circuito cerrado con torre de refrigeración, en un río o el mar). La condensación sirve para condensar el vapor, después de realizar un trabajo termodinámico p.ej. una turbina de vapor o para condensar el vapor comprimido de un compresor de frío en un circuito frigorífico. Cabe la posibilidad de seguir enfriando ese fluido, obteniéndose líquido subenfriado en el caso del aire acondicionado.

El condensador termodinámico es utilizado muchas veces en la industria de la refrigeración, el aire acondicionado o en la industria naval y en la producción de energía eléctrica, en centrales térmicas o nucleares.

Adopta diferentes formas según el fluido y el medio. En el caso de un sistema fluido/aire, está compuesto por uno tubo de diámetro constante que curva 180° cada cierta longitud y unas láminas, generalmente de aluminio, entre las que circula el aire. Un condensador es un cambiador de calor latente que convierte el vapor de su estado gaseoso a su estado líquido, también conocido como fase de transición. El propósito es condensar la salida de vapor de la turbina para así obtener máxima eficiencia e igualmente obtener el vapor condensado en forma de agua pura de regreso a la caldera.

Función del Condensador

La función principal del condensador en una máquina frigorífica, el condensador tiene por objetivo la disipación del calor absorbido en el evaporador y de la energía del compresor. El refrigerante que circula por su interior pasa de estado gaseoso a líquido.

Las condiciones en el interior del condensador son de saturación, es decir, está a la presión de saturación correspondiente a la temperatura de condensación del vapor. Esta presión es siempre inferior a la atmosférica, es decir, se puede hablar de vacío.

Tipos de condensadores para máquinas frigoríficas

Los tipos de condensadores más utilizados en una máquina frigorífica son los siguientes:

Tubos y aletas. Se utilizan cuando se disipa el calor con una corriente de aire.

De placas. Se utilizan cuando se disipa el calor con una corriente de agua.

VENTILADOR

Un ventilador es una máquina de fluido para producir una corriente de aire mediante un rodete con aspas que giran produciendo una diferencia de presiones. Entre sus aplicaciones, destacan las de hacer circular y renovar el aire en un lugar cerrado para proporcionar oxígeno suficiente a los ocupantes y eliminar olores, principalmente en lugares cerrados; así como la de disminuir la resistencia de transmisión de calor por convección. Se utiliza para desplazar aire o gas de un lugar a otro, dentro de o entre espacios, para motivos industriales o uso residencial, para ventilación o para aumentar la circulación de aire en un espacio habitado, básicamente para refrescar. Por esta razón, es un elemento indispensable en climas cálidos.

Entre los ventiladores y compresores existen diferencias. El objeto fundamental de los primeros es mover un flujo de gas, a menudo en grandes cantidades, pero a bajas presiones; mientras que los segundos están diseñados principalmente para producir grandes presiones y flujos de gas relativamente pequeños. En el caso de los ventiladores, el aumento de presión es generalmente tan insignificante comparado con la presión absoluta del gas, que la densidad de éste puede considerarse inalterada durante el proceso de la operación; de este modo, el gas se considera incompresible como si fuera un líquido. Por consiguiente en principio no hay diferencia entre la forma de operación de un ventilador y de una bomba de construcción similar, lo que significa que matemáticamente se pueden tratar en forma análoga. También de forma secundaria, se utiliza el ventilador para asistir un intercambiador de calor como un disipador o un radiador con la finalidad de aumentar la transferencia de calor entre un sólido y el aire o entre los fluidos que interactúan. Una clara aplicación de esto se ve reflejada en evaporadores y condensadores en sistemas de refrigeración en que el ventilador ayuda a transferir el calor latente entre el refrigerante y el aire, y viceversa.

Los dispositivos de ventilación más sencillos utilizados en lugares donde se necesita mucha ventilación son ventiladores instalados para extraer el aire viciado del edificio y favorecer la entrada de aire fresco. Los sistemas de ventilación pueden combinarse con calentadores, filtros, controladores de humedad y dispositivos de refrigeración.

Tipos de Ventiladores

Industriales: Centrífugos, Helicocentrífugos, Helicoidales de distintas presiones y caudales

De Pared De Mesa De Piso De Techo

VISORES

Gracias a una cámara periférica, la visibilidad del fluido refrigerante en el interior de los visores de líquido es total. Incorpora una corona periférica o pastilla de sal de cobalto donde se puede estimar el estado de secado del fluido fácilmente observando el color del elemento sensible. Los visores de líquido se sirven normalmente con roscas o racores hexagonales o con manguitos de cobre para soldar.

FILTROS

Filtros Deshidratadores

La función de estos filtros es mantener la cantidad de agua contenida en un refrigerante en un nivel bajo. La eficacia de los filtros depende de la composición del deshidratante y por otro lado la velocidad del refrigerante con la que atraviesa el filtro, por otro lado se intenta que el filtro en su fabricación sea relativamente grande para que la perdida de carga no sea importante. La

composición de los filtros suele ser gel de sílice, aluminia activa drierita o tamiz molecular principalmente. Cabe destacar que en el montaje de estos filtros debemos tener en cuenta que el filtro sea compatible con el gas refrigerante, los filtros deshidratadores suelen servir para varios gases. Estos filtros pueden ser unidireccionales, por lo tanto a la hora del montaje tendremos en cuenta la dirección del paso de gas refrigerante, siempre se especifica el sentido en el cuerpo del filtro mediante una flecha.

Filtros Secadores Monobloques

Eliminan humedad, ácidos e impurezas. Estos productos ofrecen una gran capacidad de absorción de la humedad y de neutralización de los ácidos. Su composición suele ser de sílice y en algunos casos incorporan un sistema de filtración de alrededor de unas 12 micras instalados en la salida del filtro a fin de evitar una contaminación del circuito debido a partículas susceptibles de deteriorar los componentes sensibles del circuito frigorífico.

Filtro Secador con Depósito

Son compactos, eficaces y económicos, los filtros secadores con deposito asocian las funciones de un filtro secador y de un deposito de líquido. Su función como el anterior a parte de almacenar fluido refrigerante limpio, será la absorción de humedad, la neutralización de la acidez y la retención de impurezas.

Carcasa Filtro Secador con Cartuchos Reemplazables

Utilizados en los circuitos frigoríficos de gran capacidad, representan una solución económica adaptada a diferentes situaciones, según el tipo de cartucho colocado. Se instalan en el conducto de líquido asegurando así las funciones de secado reforzado, de neutralización de los ácidos y de filtración.

Los filtros reemplazables son componentes determinantes de la eficacia de la descontaminación de los fluidos refrigerantes, cada cartucho puede tener una función propia para las cuales presentan unas prestaciones excepcionales.

De acero inoxidable, con químicas, en fieltro, de alta capacidad o diseñados para la línea de aceite, la elección de los cartuchos depende de las cualidades de filtración, deshidratación, neutralización de los ácidos y fijación de las ceras y resinas arrastradas.

Cartucho reemplazable     Montaje en la carcasa Cartucho saturado de humedad

Filtros de limpieza

Aseguran la protección de los elementos sensibles del circuito frigorífico para un eficiente filtración del los contaminantes sólidos presentes en el fluido refrigerante en circulación. Se instalan bien en la tubería de líquido, después del depósito de líquido y antes de los órganos de regulación o bien en la tubería de aspiración.

Filtros en Y

Son particularmente conocidos por sus aplicaciones en el frio comercial y en instalaciones donde el fluido refrigerante es conducido en largas distancias. Las operaciones de mantenimiento son simples y rápidas ya que es posible retirar el elemento de filtración sin tener que vaciar el circuito ni realizar recogida de gas. Para estos filtros existen distintas capacidades de filtración ( 50, 100, 150 o 200 microns).

DEPOSITO REFRIGERANTE

Es un separador de partículas y se encuentra normalmente a la salida del condensador. Con este elemento nos aseguramos que después de dicho depósito el refrigerante circulará en forma de líquido, ya que su dimensionado asegura que el refrigerante salga por medio de una sonda o pequeño orificio del fondo del recipiente donde esta claro se posiciona la parte líquida. Se utiliza con refrigerantes muy miscibles con el aceite ya que sino se acumularía éste en el fondo del separador.

Depósitos de Aceite

Los depósitos de aceite constituyen unos volúmenes intermediarios de aceite que aseguran dos funciones esenciales: la disolución final de la mezcla aceite-fluido refrigerante residual así como también una reserva de aceite para paliar cualquier demanda de los reguladores de nivel de aceite.

VÁLVULA DE EXPANSIÓN TERMOSTÁTICA

Una válvula de expansión termostática (a menudo abreviado como VET o válvula TX en inglés) es un dispositivo de expansión el cual es un componente clave en sistemas de refrigeración y aire acondicionado, que tiene la capacidad de generar la caída de presión necesaria entre el condensador y el evaporador en el sistema. Básicamente su misión, en los equipos de expansión directa

(o seca), se restringe a dos funciones: la de controlar el caudal de refrigerante en estado líquido que ingresa al evaporador y la de sostener u n sobrecalentamiento constante a la salida de este. Para realizar este cometido dispone de un bulbo sensor de temperatura que se encarga de cerrar o abrir la válvula para así disminuir o aumentar el ingreso de refrigerante y su consecuente evaporación dentro del evaporador, lo que implica una mayor o menor temperatura ambiente, respectivamente. En la figura válvula de expansión termostática para R22 tipo TEX2 instalada en evaporador frigorífico.

Este dispositivo permite mejorar la eficiencia de los sistemas de refrigeración y de aire acondicionado, ya que regula el flujo másico del refrigerante en función de la carga térmica. El refrigerante que ingresa al evaporador de expansión directa lo hace en estado de mezcla líquido/vapor, ya que al salir de la válvula se produce una brusca caída de presión producida por la "expansión directa" del líquido refrigerante, lo que provoca un parcial cambio de estado del fluido a la entrada del evaporador. A este fenómeno producido en válvulas se le conoce como flash-gas.

Fundamentos

A diferencia de las otras válvulas y dispositivos de expansión, la VET

mantiene un grado constante de sobrecalentamiento a la salida del evaporador lo que permite operar el evaporador a plena carga de r refrigerante sin peligro de un eventual ingreso de líquido a la succión del compresor, ya que el refrigerante que abandona el evaporador lo hará en estado de vapor sobrecalentado en su totalidad. Es por esto que la VET es adecuada en sistemas con variaciones de carga térmica. En la figura esquema en corte de una Válvula de expansión termostática con orificio fijo y sin línea de equilibrio de presión externa.

Las fuerzas que interactúan en el flujo de refrigerante son –básicamente- tres: la Presión al interior del evaporador. Presión ejercida por el husillo de ajuste de recalentamiento, y la Presión ejercida por la mezcla líquido/vapor que se tiene al interior del bulbo sensor (presión del fluido potencia), la cual debe ser igual a la sumatoria de las anteriores para que la válvula opere de manera correcta.

De esta manera, al variar la presión de evaporación, debe variar también la presión de la mezcla líquido/vapor al interior del bulbo sensor -ya que la presión del husillo es constante- para mantener el equilibrio de presiones. Cada vez que esta condición de equilibrio se rompa, es decir aumente la presión de evaporación, habrá flujo de refrigerante hasta que la presión del bulbo se eleve lo suficiente como para establecer el equilibrio de tensiones.

Respecto de la presión ejercida por el husillo –conocido también como tornillo o resorte-, esta es la necesaria para lograr el “ajuste por sobrecalentamiento” y viene ya calibrada por los fabricantes de las válvulas (5º a 10ºF). Aumentar la tensión implica incrementar el sobrecalentamiento lo que conlleva a disminuir la superficie efectiva del evaporador; disminuir esta tensión puede llevar el evaporador a una condición de sobrealimentación indeseada. Por lo tanto no se recomienda intervenir este ajuste; una intervención, es decir una regulación al husillo, implica por lo general que se ha realizado una mala selección de la válvula. No obstante lo anterior, es posible una excepcional regulación del husillo en el caso que el valor nominal de la carga térmica varíe de forma definitiva, sin que ella escape a la capacidad y rango de operación de la válvula.

Válvulas VET Compensadas Externamente

Esta variante de la válvula VET es la solución ante una problemática más que habitual en la instalación frigorífica: la pérdida de carga que experimenta el refrigerante al interior del evaporador. Asimismo existe también la posibilidad de conexión de fittings como distribuidores a la entrada del evaporador lo que genera una inmediata caída de presión de 0,5 bar como mínimo. En figura montaje de VET con compensación externa y bulbo sensor en evaporador.

Por su parte, un sistema frigorífico que se ve expuesto a constantes y bruscas variaciones de carga térmica debe tener como dispositivo de expansión una de estas válvulas ya que una sin compensación no asegura evaporar de manera total el refrigerante contenido en el evaporador y de manera eficiente -un problema frecuente en los arranques del compresor-, o bien habría que disminuir la superficie efectiva del mismo, en desmedro de su rendimiento.

La válvula VET compensada externamente se complementa con una línea (tubería) de compensación conectada entre la salida del evaporador –6 á 8 pulgadas después del bulbo sensor- y un diafragma intermedio, de manera tal que las fuerzas que interactúan son:

Las válvulas VET compensadas externamente se deben utilizar cuando las caídas de presión al interior del evaporador, o por accesorios, son mayores a 0,2 [Kg/cm2] ó 4 psig. No obstante lo anterior, este tipo de válvulas puede usarse en todas las aplicaciones de refrigeración ya que esta no presenta desventajas operacionales como las VET sin compensación.

Ambos tipos de válvulas VET son posibles de encontrar con orificios de expansión tanto fijos como intercambiables. Estos orificios intercambiables –sujetos a sencillos cálculos- tienen la ventaja de que con un mismo cuerpo de válvula, el cual opera dentro de un rango y bajo un valor nominal de capacidad máxima, se pueden generar distintas caídas de presión y capacidades frigoríficas en función de orificio seleccionado.

Asimismo cada válvula es seleccionada según el refrigerante que ocupe el sistema frigorífico. Es decir, existen válvulas VET exclusivas para cada refrigerante; esto es principalmente por el fluido potencia que está contenido en el bulbo sensor el cual debe tener compatibilidad termodinámica con el refrigerante en el circuito. Por su parte refrigerantes como el amoníaco requieren cuerpos de válvula especiales sin componentes de cobre ya que estos generan reacción corrosiva.

PRESOSTATO DE BAJA PRESIÓN

En términos generales, un presóstato es un dispositivo que mantiene constante la presión de un fluido en una canalización o un depósito. La operación mecánica de un control de baja presión es la misma que cuando se hace uso de un interruptor “conectado-desconectado” para parar y arrancar el sistema.

El control de baja presión interrumpe el funcionamiento del compresor a una presión de operación mínima determinada previamente, de modo que actúa como un control de seguridad que protege contra las relaciones de compresión extremas, el congelamiento en el evaporador, así como de la entrada de aire y de vapor de agua que resultan de fugas o entradas por el lado de baja. Un presostato actúa por medio de un fuelle o diafragma conectado a un interruptor eléctrico por un lado y por el otro a la presión del refrigerante (en este caso en el lado de baja presión)

Fuelle (Instrumento para recoger aire y lanzarlo con una dirección determinada, que esencialmente se reduce a una caja con tapa y fondo de madera, costados de piel flexible, una válvula por donde entra el aire y un cañón por donde sale cuando, plegándose los costados, se reduce el volumen del aparato.)

PRESOSTATO DE ALTA PRESIÓN

El presostato de alta es un elemento de seguridad que tiene la función de parar la instalación cuando la presión de ésta es excesiva. La escala principal es de parada y suele poner stop. El diferencial es de arranque. El rearme de la mayoría de estos presostatos es manual. El diferencial en algunos modelos no es regulable y viene fijado a 3 bar.

TERMOSTATO

Un termostato es el componente de un sistema de control simple que abre o cierra un circuito eléctrico en función de la temperatura.

Su versión más simple consiste en una lámina bimetálica como la que utilizan los equipos de aire acondicionado para apagar o encender el compresor.

Otro ejemplo lo podemos encontrar en los motores de combustión interna, donde controlan el flujo dellíquido refrigerante que regresa al radiador dependiendo de la temperatura del motor.

Mecanicos, bimetalicos

Consiste en dos láminas de metal unidas, con diferente coeficiente de dilatación térmico. Cuando la temperatura cambia, la lámina cambia de forma actuando sobre unos contactos que cierran un circuito eléctrico.

Pueden ser normalmente abiertos o normalmente cerrados, cambiando su estado cuando la temperatura alcanza el nivel para el que son preparados.

Electronicos

Los termostatos electrónicos cada vez son más habituales debido a sus ventajas.

Pueden estar libres de partes móviles y contactos que sufren deterioro.

Se puede configurar tanto una temperatura como un umbral o un tiempo mínimo entre activaciones.

Se pueden integrar fácilmente en un sistema con más funciones como programador horario con otros sucesos.

Con un controlador PID puede hacer una gestión más inteligente.

Un termostato electrónico puede mejorar las aplicaciones en que se usan los termostatos mecánicos.

En un frigorífico puede evitar que se encienda si hay una subida breve de temperatura, por ejemplo, al abrir la nevera y ventilarse el aire interior.

En el sistema de refrigeración de un vehículo se puede utilizar una bomba eléctrica comandada electrónicamente de modo que no encienda en el periodo de calentamiento (evitando gastar energía inútilmente) y variando su velocidad según la demanda de potencia. Un sistema mecánico tal vez no podría eliminar bien el calor acumulado a pocas RPM y en altas podría requerir excesiva potencia para la necesidad de refrigeración.

En una casa un termostato se puede complementar con una programación según la hora, el día de la semana, otros eventos o según la eficiencia.

El elemento que permite medir la temperatura puede un sistema infrarrojo u otro, pero el más habitual suele ser un termistor que se puede fabricar de diferentes formas.

TERMISTOR

Un termistor es un dispositivo que cambia su impedancia dependiendo de la temperatura.

CONTACTOR

Un contactor es un componente electromecánico que tiene por objetivo establecer o interrumpir el paso de corriente, ya sea en el circuito de

potencia o en el circuito de mando, tan pronto se energice la bobina (en el caso de ser contactores instantáneos). En los esquemas eléctricos, su simbología se establece con las letras KM seguidas de un número de orden.

PARTES

Carcasa

Es el soporte fabricado en material no conductor que posee rigidez y soporta el calor no extremo, sobre el cual se fijan todos los componentes conductores al contactor. ademas es la presentación visual del contactor.

Electroimán

Es el elemento motor del contactor, compuesto por una serie de dispositivos, los más importantes son el circuito magnético y la bobina; su finalidad es transformar la energía eléctrica en magnetismo, generando así un campo magnético muy intenso, que provocará un movimiento mecánico.

Bobina

Es un arrollamiento de cable de cobre muy delgado con un gran número de espiras, que al aplicársele tensión genera un campo magnético. Éste a su vez produce un campo electromagnético, superior al par resistente de los muelles, que a modo de resortes, separan la armadura del núcleo, de manera que estas dos partes pueden juntarse estrechamente.

Núcleo

Es una parte metálica, de material ferromagnético, generalmente en forma de E, que va fijo en la carcasa. Su función es concentrar y aumentar el flujo magnético que genera la bobina (colocada en la columna central del núcleo), para atraer con mayor eficiencia la armadura.

Armadura

Elemento móvil, cuya construcción es similar a la del núcleo, pero sin espiras de sombra. Su función es cerrar el circuito magnético una vez energizada la bobina, ya que debe estar separado del núcleo, por acción de un muelle. Este espacio de separación se denomina cota de llamada.

Las características del muelle permiten que, tanto el cierre como la apertura del circuito magnético, se realicen de forma muy rápida, alrededor de unos 10 milisegundos. Cuando el par resistente del muelle es mayor que el par electromagnético, el núcleo no logrará atraer a la

armadura o lo hará con mucha dificultad. Por el contrario, si el par resistente del muelle es demasiado débil, la separación de la armadura no se producirá con la rapidez necesaria

Contactos

Son elementos conductores que tienen por objeto establecer o interrumpir el paso de corriente en cuanto la bobina se energice. Todo contacto esta compuesto por tres conjuntos de elementos:

Relé térmico

El relé térmico es un elemento de protección que se ubica en el circuito de potencia, contra sobrecargas. Su principio de funcionamiento se basa en la deformación de ciertos elementos, bimetales, bajo el efecto de la temperatura, para accionar, cuando este alcanza ciertos valores, unos contactos auxiliares que desactiven todo el circuito y energicen al mismo tiempo un elemento de señalización.

Resorte

Es un muelle encargado de devolver los contactos a su posición de reposo una vez que cesa el campo magnético de la bobina.

TUBERIA

La tubería es un conducto que cumple la función de transportar agua u otros fluidos. Se suele elaborar con materiales muy diversos. Cuando el líquido transportado es petróleo, se utiliza la denominación específica de oleoducto. Cuando el fluido transportado es gas, se utiliza la denominación específica de gasoducto.

Tubería Metálica

El tubo estándar norteamericano de acero o de hierro dulce o forjado hasta de 12 pulg. de diámetro se designa por su diámetro interno nominal, el cual difiere algo del diámetro interno real. Se encuentran en

uso común tres tipos de tubo: estándar, extrafuerte o reforzado y doblemente reforzado. En el mismo tamaño nominal, los tres tipos tienen el mismo diámetro exterior que el tubo estándar, encontrándose el incremento de espesor de los tipos extrafuerte y doblemente reforzado en la parte interior. Así, el diámetro exterior del tubo de 1 pulg. nominal, en los tres tipos, es de 1.315 pulg., siendo el diámetro interior del tipo estándar 1.05 pulg., del tipo reforzado 0.951 pulg. y del doblemente reforzado 0.587 pulg.

Todos los tubos de diámetro mayor de 12 pulg. se designan por sus diámetros exteriores y se especifican por su diámetro exterior y el espesor de pared. Los tubos para calderas, de todos los tamaños, se designan por sus respectivos diámetros exteriores.

Los tubos de latón, cobre, acero inoxidable y aluminio tienen los mismos diámetros nominales que los de hierro, pero tienen secciones de pared más delgadas.

El tubo de plomo y los revestidos interiormente de plomo se usan en trabajos de química. El tubo de fundición se emplea en las condiciones subterráneas de agua o gas y para desagües de edificios.

Tubos flexibles y otros especiales

Los tubos metálicos flexibles sin soldadura se usan para trasportar vapor, gases y líquidos en todos los tipos de maquinas, tales como locomotoras, motores Diesel, prensas hidráulicas, etc., en los cuales existan vibraciones, en donde las salidas o escapes no estén alineados y en donde haya partes móviles.

Los tubos de cobre se encuentran en el comercio en diámetros nominales de 1\8 a 12 pulg. y en 4 tipos conocidos como K, L, M y O. El tipo K es extrapesado duro, el L es pesado duro, el M es estándar duro y el O es ligero duro.

Los tubos especiales se fabrican en una gran variedad de materiales, como vidrio, acero, aluminio, cobre, latón, bronce al aluminio, asbesto, fibra, plomo y otros.

Tubo de plástico

Como el tubo de plástico no se corroe y tiene resistencia para un amplio grupo de substancias químicas industriales, se emplea mucho en lugar del tubo metálico. El cloruro de polivinilo, el polietileno y el estireno son los materiales plásticos básicos. El cloruro de polivinilo es el de uso más extenso. No sostiene la combustión, no es magnético ni produce chispas, no comunica olor ni sabor alguno a su contenido, es ligero, tiene baja resistencia al movimiento de fluidos, resiste a la intemperie y se dobla con facilidad y se une por medio de cementos adherentes disueltos, o bien, en los de gran peso, por medio de rosca. Sus limitaciones principales son su mayor costo, su bajo límite de temperatura y sus bajos limites de presión. Además, no es resistente a todos los disolventes, requiere más soportes y se contrae o dilata más que el acero.

El tubo metálico revestido interiormente de plástico tiene la ventaja de combinar la resistencia mecánica del metal con la resistencia química del plástico.

Clasificaciones principales de los tubos y ejemplos de aplicaciones

Identificación del tubo Usos Estándar

De presión

Para conductos

Para pozos de agua

Artículos tubulares para campos petrolíferos

Tubo para servicio mecánico (estructural), tubo para servicio de baja presión, tubo para refrigeración (para maquinas de hielo), tubo para pistas de hielo, tubo para desflemadoras.

Tubo para conducir líquidos, gases o vapores, servicio para temperatura o presión elevadas, o ambas cosas.

Tubo con extremos roscados o lisos para gas, petróleo o vapor de agua.

Tubo, escareado y mandrilado, para hincar y de revestimiento para pozos de agua, tubo hincado para pozos, tubo para bombas, tubo para bombas de turbina.

Tubo de revestimiento para pozos, cañería de perforación.

TIPOS DE UNIÓN PARA TUBERÍA

Uniones tipo pvc

Este tipo de unión tiene muchas ventajas con respecto a las otras uniones como resistencia a la corrosión, a la acción electrolítica que destruye las tuberías de cobre, las paredes lisas y libres de porosidad que impiden la formación de incrustaciones comunes en las tuberías metálicas proporcionando una vida útil mucho más larga con una mayor eficiencia, este tipo de uniones proporciona alta resistencia a la tensión y al impacto; por lo tanto pueden soportar presiones muy altas, como también pueden brindar seguridad, comodidad, economía.

Este tipo de unión consiste en conexiones soldadas, son simples uniones con soldadura liquida.

Estas mismas características la tiene la tubería CPVC que es para agua caliente.

Procedimiento para instalar este tipo de uniones:

1. La ventaja que al cortar este material, deja bordes limpios sin filos agudos.

2. Se debe probar que el tubo al entrar a la unión debe quedar ajustado; si no probar con otra tubería.

3. Se debe limpiar las puntas del tubo con limpiador removedor, se debe hacer aunque aparente estar limpio.

4. Aplicar la soldadura generosamente en el tubo y muy poca en la campana de la unión.

5. No quitar el exceso de soldadura de la unión. En una unión bien hecha debe aparecer un cordón de soldadura entre la unión y el tubo.

6. Toda la aplicación desde el comienzo de la soldadura, hasta la terminación debe tardar mas de un minuto.

7. Dejar secar la soldadura una hora antes de mover la tubería y esperar 24 horas para PVC y 48 horas para CPVC. Antes de someter la línea a la presión de prueba.

También existen tipos de uniones PVC roscadas, como adaptadores machos y adaptadores hembras, buje soldados-roscados, y universales.

Uniones de tubo galvanizado

estos tipos de uniones presentan muchas desventajas con respecto a los otros materiales y más que todo con la tubería pvc, sin embargo la tubería galvanizada se usa para agua fría y caliente; se acoplan normalmente mediante roscas las cuales se les debe poner teflón antes de unirse para evitar la fuga del agua..

Uniones de cobre

este tipo de tuberías es utilizado para redes de gas o conducción de agua caliente, se presenta en dos tipos tubería de cobre rígida y flexible.

Las uniones para tubería rígida de cobre, se presentan en muchos modelos como unión normal, reducciones rectas, racores, etc.

Para soldar este tipo de uniones se utiliza una pasta especial para cobre no corrosiva (no ácida) hay dos tipos: soldaduras blandas nro 50 y nro95 .

Unión de tubería de cobre rigida por soldadura

Soldadura de 50 partes de estaño  y 50 partes de plomo funde a 183c

no. 95. liga de 95 partes de estaño y 5 partes de antimonio, funde a 230 oc.

Tubería unida mediante soldadura eléctrica

este tipo de unión es de especial cuidado ya que requiere de mano de obra calificada.

esta consiste mediante soldadura eléctrica hacer círculos durante toda la sección a soldar de esta forma se evita que le cordón quede débil y pueda aguantar las altas presiones a las que son sometidas este tipo de uniones, son utilizadas para el transporte de aguas a hidroeléctricas.

Tuberías unidas mediante bridas o pernos

estas son muy comunes, consiste en una serie de pernos pasando de lado a lado alrededor de un circulo en especie de platinas soldadas a la tubería en la mitad de la unión lleva un empaque o una platina esta de acuerdo para controlar el paso del agua.

esta son apretadas mecánicamente `por medio de tuercas.

TIPOS DE JUNTAS

Juntas para tubos comunes

Los tubos comunes se unen por métodos que dependen del material y de las demandas del servicio. Los tubos de acero, hierro forjado, latón o bronce, generalmente llevan rosca y se atornillan en un manguito o en otro accesorio. La junta de brida atornillada se desensambla fácilmente para limpieza o reparación. También existe las juntas permanentes soldadas, las juntas de anillo. Los tubos de fundición no pueden soldarse ni roscarse satisfactoriamente, por ello se emplean para unirlo juntas de enchufe y cordón llamadas también de campana y espiga, calafateadas y emplomadas.

Juntas de tubos flexibles y especiales

Tubos flexibles y especiales se emplean corrientemente para conectar pequeños tramos para el servicio de gas o líquidos. Las tuberías unidas con accesorios abocinados y abocinados invertidos pueden desensamblarse sin causar un daño serio a las juntas, y pueden usarse para presiones de regular intensidad. La junta de compresión se emplea para presiones menores y cuando no se necesita abrir y volver a ensamblar la junta periódicamente.

Válvula Solenoide

La válvula de solenoide es un dispositivo operado eléctricamente, y es utilizado para controlar el flujo de líquidos o gases en posición completamente abierta o completamente cerrada. La válvula de solenoide no regula el flujo aunque puede estar siempre completamente abierta o completamente cerrada.

La válvula de solenoide puede usarse para controlar el flujo de muchos fluidos diferentes, dándole la debida consideración a: las presiones y temperaturas involucradas, la viscosidad del fluido y la adaptabilidad de los materiales usados en la construcción de la válvula.

La válvula de solenoide es una válvula que se cierra por gravedad, por presión o por la acción de un resorte; y es abierta por el movimiento de un émbolo operado por la acción magnética de una bobina energizada eléctricamente, o viceversa.

Una válvula de solenoide consiste de dos partes accionantes distintas, pero integrales: un solenoide (bobina eléctrica) y el cuerpo de la válvula.

El término "solenoide" no se refiere a la válvula misma, sino a la bobina montada sobre la válvula, con frecuencia llamada "el operador". La bobina proporciona un canal, en el cual se crea una fuerte fuerza magnética, al energizarla.

SOLENOIDE

El solenoide es una forma simple de electroimán que consiste de una bobina de alambre de cobre aislado, el cual está enrollado en espiral alrededor de la superficie de un cuerpo cilíndrico, generalmente de sección transversal circular (carrete). Cuando se envía corriente eléctrica a través de estos devanados, actúan como electroimán, tal como se ilustra en la figura 7.1. El campo magnético que se crea, es la fuerza motriz para abrir la válvula. Este campo atrae materiales magnéticos y como el embolo movil esta hecho de acero lo atrae fácilmente, el embolo debido a este efecto es jalado hacia el centro al ser energizada la bobina.

El cuerpo de la válvula contiene un orificio (puerto), a través del cual fluye el líquido cuando está abierta. La aguja o vástago que abre y cierra el puerto de la válvula se une directamente a la parte baja del émbolo, en el otro extremo. El vástago o aguja tiene una superficie sellante (asiento). De esta forma, se puede abrir o detener el flujo al energizar o desenergizar la bobina solenoide. Este principio magnético, constituye la base para el diseño de todas las válvulas solenoide.

Calor Específico

MaterialCalor

específicoJ/(kg·Kº)

Aceite oliva 2000

Acero 460

Acero Inoxidable 510

Aire 1010

Agua 4186

Aluminio 880

Cobre 390

Estaño 230

Granito 800

MaterialCalor

específico J/(kg·Kº)

Hierro 450

Madera 1760

Mercurio 138

Oro 130

Plata 235

Platino 130

Plomo 130

Sodio 1300

TABLA 1, CALORES ESPECIFICOS DE VARIOS MATERIALES.

SustanciaDensidad media

(en kg/m3)

Aceite 920

Acero 7850

Agua destilada a 4 °C 1000

Tabla 2 densidades de algunas sustancias.

En base al libro de fundamentos de refrigeración y aire acondicionado, Pag.125

Q=M*Cp*∆t (calculo de transferencia de calor para el agua) (1)Q= Cp*∆t (calculo de transferencia de calor para el aire) (2)

Donde Cp= calor especifico del fluido∆t= ts-te (para el condensador)∆t= te-ts (para el evaporador) te= temperatura de entradats= temperatura de salida

1BTU=1055,0558J

DATOS OBTENIDOS.

Caudal Volumen tiempo93.75ml/s 750ml 8s

CALCULOS REALIZADOS

E v a p o r a d o r C o n d e n S a d o r A g u a enfriadaT Salida T Entrada T Salida T Entrada Entrada Salida14°C -8°C 30°C 23°C 20.4°C 15.4°C

Determinado el flujo másico M= Caudal*e*3600s/1000= kg/he obtenido de tabla 2e = 1000kg/m3

M=337.5 Kg/h

Utilizando Ecuación (1) Determinando el calor absorbido por el evaporadorQ=M Cp (T2-T1)Cp=4186 J/Kg-°K obtenido de tabla 1Q=337.5T2=293.55°K = 20.4°CT1=288.55°K = 15.4°CQ= 7063875 j/hQ=6695.26 BTU/h

Determinando el calor absorbido por el condensador Utilizando Ecuación (2)Q= Cp (T2 – T1)Cp obtenido de tabla 1T2=30°C= 86°FT1=23°C=73.4°F

Q= 0.24 ( 86-73.4 )Q= 3.02 BTU/lb aire.

RESULTADOS

DISPOSITIVO CARGA DE CALOREVAPORADOR 6695.26BTU/hCONDENSADOR -3.02 BTU/Lbaire

El signo negativo indica que se esta entregando calor, en caso de el evaporador tiene signo positivo esto indica que gana calor.

CONCLUSIONES

- El enfriamiento por líquido y evaporador es un proceso de transferencia de calor basado en la conversión del calor sensible en latente.

- La masa del aire es indispensable para poder comparar los valores de calor absorbido en el evaporador y el calor disipado en el condensador, hay que considerar también las perdidas en las tuberías y en accesorios por lo cual este informe se inclina únicamente a analizar las cargas de una forma general.

- La transferencia de calor en el condensador y evaporador de un equipo de enfriamiento de agua, se da por convección, ya que no existe ningún tipo de contacto entre el agua y el refrigerante en momento alguno.

- El evaporador es el lugar donde el refrigerante absorbe calor, produciéndose así un aumento en su temperatura y un cambio en su estado, siendo este de liquido a vapor. Es decir acá es donde se genera nuestro fin primordial, el cual es quitarle calor a la substancia que queremos enfriar a través del refrigerante.

- El condensador es la parte opuesta al evaporador y acá lo que se desea es que el calor que gano el refrigerante sea cedido al ambiente, teniendo ello como consecuencia que el mismo cambie su estado liquido a vapor. De esta manera se podría decir que el refrigerante regresa a su temperatura y estado iniciales.

- La electroválvula de descongelamiento es la que se encarga de controlar las condiciones de presión y temperatura del fluido refrigerante para apagar o encender el sistema cuando este llega a condiciones conocidas como temperatura y presión criticas.

- La temperatura y presión criticas son aquellas condiciones en las que el refrigerante, puede entrar al compresor en un estado parcialmente liquido, lo cual puede llegar

- La carga térmica está asociada a sistemas de calefacción, climatización y acondicionamiento de aire, así como a sistemas frigoríficos. Este hace referencia a la energía en forma de calor a

aportar o extraer de la edificación o recinto, según sea la necesidad del caso.

- Un compresor es una máquina que aumentar la presión y desplaza cierto tipo de fluidos compresibles. Esto se realiza a través de un intercambio de energía entre la máquina y el fluido en el cual el trabajo ejercido por el compresor es transferido a la sustancia que pasa por él, convirtiéndose en energía de flujo, aumentando su presión.

- Un condensador es un elemento intercambiador, en cual se pretende que cierto fluido que lo recorre, cambie a fase líquida desde su fase gaseosa mediante el intercambio de calor con otro medio. La condensación se puede producir bien utilizando aire mediante el uso de un ventilador o con agua.

- Se conoce por evaporador al intercambiador de calor que genera la transferencia de energía térmica contenida en el medio ambiente hacia un gas refrigerante a baja temperatura y en proceso de evaporación, este medio puede ser aire o agua.

- Un ventilador es una máquina de fluido para producir una corriente de aire mediante un rodete con aspas que giran produciendo una diferencia de presiones.

- En un sistema de enfriamiento se necesita una serie de artefactos minuciosos que tiene una función primordial en el conjunto, algunos de ellos son: visores, filtro deshidratadores, filtros secadores mono bloques y con deposito, filtro de limpieza y en “Y” y deposito de refrigerante y aceite.

- La válvula de expansión es la encargada de generar la caída de presión entre el condensador y el evaporador. Su misión, en los equipos de expansión directa, son dos: la de controlar el caudal de refrigerante en estado líquido que ingresa al evaporador y la de sostener un sobrecalentamiento constante a la salida de este. Para realizar este cometido dispone de un bulbo sensor de temperatura que se encarga de cerrar o abrir la válvula.

- El enfriamiento utilizando un sistema de evaporación es una de los más eficientes métodos energéticos para enfriar un recinto. Su consumo es muy inferior a las alternativas. Además es considerado respetuoso con el medio ambiente, ya que el proceso no requiere de agentes químicos que dañen la capa de ozono.

RECOMENDACIONES

Es recomendable utilizar un filtro de deshidratación en un sistema de enfriamiento por evaporación ya que este mantiene un nivel optimo de agua en el refrigerante. La eficacia de estos depende de la composición del deshidratante y la velocidad con que este atraviesa el filtro.

Se recomienda colocar un deposito de refrigerante en la salida del condensador para asegurar que solamente liquido circule por el sistema, en segundo lugar ayuda a poder hacer extracciones de refrigerante para pruebas ya que tiene una cantidad reservadas o para satisfacer las necesidades en caso de mucho trabajo.

Es recomendable colocar un visor en el circuito de refrigeración, ya que gracias a el la visibilidad del fluido refrigerante en el interior es total y se pueden tomar datos técnicos indispensables para la programación de mantenimiento.

Se recomienda utilizar válvulas de expansión en todos los sistemas de refrigeración que se ven expuestos a constantes y bruscas variaciones

de carga térmica, ya que si no se corre el riesgo de no evaporar de manera total el refrigerante contenido en el evaporador, produciendo cavitación en el compresor.

Es importante considerar que la medición de temperaturas no debe ser directa, ya que existen lugares en que la tubería esta muy caliente sobre todo a la salida del evaporador y podemos causarnos quemaduras, por esa razón es necesario usar un termómetro de medición indirecta.

De los manometros solo colocamos el medidor rojo y el azul, ya que estos son para equipo de refrigeración de poca capacidad, el medidor amarillo solo se usa en el caso de sistemas de refrigeración de gran capacidad como cuartos frios o sistemas de aire acondicionado.

BIBLIOGRAFÍA

LIBROS

- Miranda, Ángel Luis: Enciclopedia de la climatización-Aire Acondicionado-Ediciones Ceac-Barcelona-1994.

- Manual de Aire Acondicionado Carrier-Editoral Marcombo SA-Barcelona-1994.

- Dossat, Roy: Principios de Refrigeración-Editorial Continental-México-1991.

- Fundamentos de refrigeración y aire acondicionado, Hernandez, Goribar, editorial limusa, edición única, 2009.

PAGINAS WEB

- http://es.wikipedia.org/wiki/Evaporador- http://www.valvias.com/prontuario-propiedades-materiales-calor-

especifico.php- http://mx.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080821085302AAzyrN3- http://www.monografias.com/trabajos4/cargasterm/cargasterm.shtml