curso climatizacion con r410a tomo 2

FORMACIN PROFESIONAL ESPECFICA

TCNICO EN MONTAJE Y MANTENIMIENTO

DE INSTALACIONES DE FRO, CLIMATIZACIN Y PRODUCCIN DE CALOR

MDULO 6:Instalaciones de climatizacin y ventilacin

CICLO FORMATIVO DE GRADO MEDIO

Tomo 2

MDULO 6INSTALACIONES DE

CLIMATIZACIN Y

VENTILACINTomo 2

CICLO FORMATIVOMONTAJE Y MANTENIMIENTODE INSTALACIONES DE FRO,CLIMATIZACIN YPRODUCCIN DE CALORGRADO MEDIO

AUTORES:Csar Gonzlez Valiente / Rafael Ferrando Prez

Edita

Conselleria de Cultura, Educacin y Deporte

Cmara Oficial de Comercio, Industria y Navegacin de Valencia

Autores Expertos

Csar Gonzlez Valiente / Rafael Ferrando Prez

Direccin y coordinacin del proyecto

Cmara Oficial de Comercio, Industria y Navegacin de Valencia

Isabel Galbis Cordova, Directora de la Escuela de Negocios Llus VivesAntonio Carmona Domingo, Subdirector de la Escuela de Negocios Llus VivesJulin 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

978-84-96438-48-4

CONTENIDO DEL MDULO SEIS

TOMO 1

U.D. 1 Repaso de unidades y magnitudes fsicas relacionadas

con la climatizacin y ventilacin ..................................... 5

U.D. 2 Instalaciones de ventilacin .............................................. 43

U.D. 3 Conductos de distribucin de aire ................................... 101

U.D. 4 La tcnica de difusin del aire ......................................... 183

U.D. 5 Clculo de cargas trmicas................................................ 229

TOMO 2

U.D. 6 Tcnica de la refrigeracin y la bomba de calor

aplicada a la climatizacin ................................................ 293

U.D. 7 El climatizador autnomo................................................. 355

U.D. 8 Instalaciones centralizadas, distribucin con agua y

refrigerante ........................................................................ 445

U.D. 9 Instalaciones de regulacin y control............................... 531

U.D. 10 Trabajo final de curso. Estudio y oferta para la

climatizacin de un local................................................... 569

Glosario del Mdulo ......................................................................... 595

MDULO SEIS INSTALACIONES DECLIMATIZACIN Y VENTILACIN

U.D. 6 TCNICA DE LA REFRIGERACIN YLA BOMBA DE CALOR APLICADA A LACLIMATIZACIN

M 6 / UD 6

MDULO SEIS INSTALACIONES DE CLIMATIZACIN Y VENTILACIN

U.D. 6 TCNICA DE LA REFRIGERACIN Y LA BOMBA DE CALOR APLICADA A LA CLIMATIZACIN

295

NDICE

Introduccin.................................................................................. 297

Objetivos ........................................................................................ 299

1. El ciclo de carnot. La bomba de calor. COP y CEE terico

y real......................................................................................... 301

2. Fundamentos de refrigeracin............................................... 304

3. Refrigerantes ........................................................................... 308

3.1. Propiedades deseables ................................................... 308

3.2. Clasificacin numrica .................................................. 308

3.3. Clasificacin segn su seguridad .................................. 309

3.4. Refrigerantes nuevos...................................................... 311

3.5. Sustitucin de equipos................................................... 312

4. Aceites lubricantes .................................................................. 313

5. Ciclo en el Diagrama de Mollier ............................................ 314

6. Puntos y zonas caractersticas del ciclo de refrigeracin en

el diagrama mollier................................................................. 316

6.1. Recalentamiento y subenfriamiento............................. 317

6.2. Deslizamiento en la evaporacin y condensacin ....... 319

7. Circuito frigorfico de un climatizador.................................. 321

8. Ciclo en invierno o bomba de calor.

Utilizacin y limitaciones........................................................ 323

9. Circuito real de un climatizador ............................................ 325

10. Componentes del circuito frigorfico de un climatizador.... 328

10.1. Compresores. Clasificacin ........................................... 328

10.2. Sistemas arranque de compresores............................... 331

10.3. Evaporador. Factor de By-pass....................................... 332

10.4. Condensador.................................................................. 333

10.5. Capilar. Vlvula de expansin ....................................... 334

10.6. Vlvula inversora ............................................................ 337

10.7. Otros componentes ....................................................... 338

11. Reparacin de averas en equipos frigorficos....................... 341

12. Sntomas caractersticos.......................................................... 342

296

12.1. Condensador con exceso de refrigerante .................... 343

12.2. Condensador con falta de refrigerante ........................ 343

12.3. Evaporador con exceso de refrigerante ....................... 343

12.4. Evaporador con falta de refrigerante ........................... 343

12.5. Circuito con atasco ........................................................ 344

12.6. Compresor no rinde ...................................................... 344

12.7. Presencia de aire en el circuito ..................................... 344

Resumen ........................................................................................ 345

Anexo. Hojas de datos de refrigerantes....................................... 347

Cuestionario de autoevaluacin................................................... 351

Laboratorio.................................................................................... 353





297

INTRODUCCIN

Dado que estos conocimientos se incluyen en el mdulo de Mquinasy Equipos Frigorficos de Primer Curso, y se amplan en el de InstalacionesFrigorficas de Segundo, nos limitaremos a describir los equipos especficosde climatizacin, y someramente la teora de refrigeracin en lascondiciones normales en aire acondicionado.

Tambin explicaremos la Bomba de Calor, incidiendo en sus ventajasaplicadas al ahorro energtico.

299

OBJETIVOS

El objetivo de esta Unidad Didctica es repasar los conocimientos sobrerefrigeracin, pero enfocados especficamente a los equipos declimatizacin.



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1. CICLO DE CARNOT. LA BOMBA DE CALOR.COP Y CEE TERICO Y REAL

El funcionamiento de un climatizador autnomo se basa en el ciclo derefrigeracin de Carnot. Consiste en el traslado de energa calorfica deun foco caliente a uno fro o viceversa, mediante la energa mecnicaque suministra el compresor del equipo.

Este ciclo puede utilizarse como refrigerador (extrayendo caloras de unrecinto fro), o como calentador o bomba de calor (calentando uncaliente desde uno fro).

Balance energtico

Recordemos que el diagrama es el de la figura:

Si nos fijamos en las energas trasladadas:

Q2 = Q1 + Q3

Siendo: Q1 = calor extrado del foco fro.

Q2 = Calor cedido al foco caliente.

Q3 = Energa mecnica aportada.

Eficiencia de una mquina frigorfica

El rendimiento de una mquina frigorfica es la relacin entre el calortil y la energa mecnica aportada. En caso de equipos frigorficos elcalor til es Q1 (extrado del foco fro). En caso de bombas de calor, elcalor til es Q2 (calor aportado al foco caliente). Este rendimiento se



302

denomina CEE o COP (CEE es coeficiente de eficiencia energtica, COPes en ingls coeficient of perfomance).

Distinguiremos CEEe = Eficiencia en refrigeracin

CEEc = Eficiencia en calefaccin

Ciclo frigorfico:

CEEe = Energa utilizada / Energa consumida = Q1 / Q3

Ciclo bomba de calor:

CEEc = Energa utilizada / Energa consumida = Q2 / Q3

Fsicamente se demuestra la ecuacin siguiente:

CEE = T2 / (T2 T1)

Siendo: T1 = Temperatura del foco fro en K.

T2 = Temperatura del foco caliente en K.

Vemos que el rendimiento va cayendo a medida que se separan lastemperaturas de los focos fro y caliente (T2 T1 en el denominador)y por ello se precisa de ms energa mecnica para el mismo transportede calor entre los focos.

Por ejemplo, suponiendo una temperatura de foco fro de 5 C, y defoco caliente de 45 C.

T1 = 5 + 273 = 278 K

T2 = 45 + 273 = 318 KCOP = 318 / (318 278) = 7,9

En el caso del aire acondicionado, la temperatura del foco fro suele serla de evaporacin, de 5 C, y la del foco caliente, la de condensacin, de45 C.

Por ello la mquina ideal de aire acondicionado tendr un COP mximoterico aproximado de 8, pero sin embargo el COP real suele ser delorden del 50% del terico, es decir 3,9.

Es decir: una mquina de aire acondicionado, por cada 1 kw de potenciaque toma de la red elctrica, mueve 3 kW trmicos del local.

Este efecto es muy importante en el caso de utilizarla como bomba decalor, es decir para calentar un local. Si utilizamos una estufa conresistencias elctricas de efecto Joule, del tipo que sea (radiador, convector,infrarrojos, etc.) el COP es de 1, cada kW elctrico se convierte en un



303

kW de calor. Pero si utilizamos una bomba de calor, con un kW elctricocalentaremos la habitacin con 3 kW de calor (COP = 3).



304

2. FUNDAMENTOS DE REFRIGERACIN

La refrigeracin es la tcnica de enfriar un local u objeto por debajo dela temperatura ambiente.

Para enfriar o calentar un objeto deberemos quitarle o aportarle caloras.

Para trasladar caloras de un punto a otro podemos utilizar muchossistemas:

1. Calentar un slido, trasladarlo y con l calentar el otro punto.

2. Calentar un fluido, trasladarlo por una tubera y calentar el otrocuerpo.

3. Calentar un lquido hasta que se convierta en vapor, trasladar el vapor,y que se condense en el otro punto.

De los tres sistemas anteriores, el ms eficiente es el tercero, ya que utilizael calor latente del fluido, que recordemos que era mucho mayor queel sensible. El calor latente del agua es de 537 Kcal/kg.

Es decir, utilizamos un cuerpo lquido, lo calentamos hasta su punto deebullicin, y al evaporase va tomando grandes cantidades de calor. ELvapor lo trasladamos por una tubera, y cuando toca un cuerpo ms frose condensa (pasa a lquido) y desprende las mismas caloras que tomen el punto primero.



305

El ciclo real de refrigeracin se basa hacer circular por un circuito cerradoa un fluido que al pasar de lquido a gas absorbe una cantidad de calorllamada calor latente de evaporacin, y al pasar de gas a lquido desprendela misma cantidad. Para forzar la evaporacin bajamos bruscamente lapresin, y para condensarlo aumentamos la presin y ventilamos.

De esta forma, el fluido es el conductor de calor en grandes cantidades.

El agua puede ser un refrigerante, pero en los circuitos frigorficos seusan otros fluidos refrigerantes que se vaporizan a menor temperaturaque el agua (a 40 C y ms).

Si dejamos abierto un recipiente con refrigerante, comenzar a hervir,y a bajar su temperatura hasta la de su ebullicin.

Si con un compresor recogemos el vapor y lo volvemos a meter en labotella, ya tenemos una mquina frigorfica.

Al comprimir el vapor, se calienta, y si lo enfriamos con un serpentn,ceder su calor, y pasar a lquido, con lo que ya podemos volver aintroducirlo en la botella.

El nico fallo que tiene este circuito es que para que se comprima elvapor a alta presin, es necesario colocar un estrangulamiento antes deque entre en la botella, de forma que divida el circuito en una parte abaja presin, y otro a alta presin.



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Relacin Presin Temperatura

Que el agua hierve a 100 C es cierto, pero hay que aadir que es ciertosi la presin es la atmosfrica (1 bar). Si la presin baja, el agua hiervea menor temperatura.

Relacin presin temperatura

En la cima del Everest el agua hierve a 60 C, pues la presin atmosfricaes muy baja. Igualmente, si aumentamos la presin igual que ocurre enuna olla express, el agua hierve a unos 150, y por eso cocina los alimentosms rpido.



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Es decir cada lquido tiene una curva que relaciona su temperatura deebullicin con la presin existente.

En refrigeracin se utilizan fluidos que hierven a muy baja temperatura,con los que se puede mantener en todo el circuito con presiones altas,y que denominamos refrigerantes. Segn las temperaturas que vayamosa conseguir, utilizaremos el refrigerante que mejor se adapte.



Botella de gas refrigerante

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3. REFRIGERANTES

Refrigerantes son los lquidos que utilizaremos en el circuito interior delos equipos frigorficos. Son fluidos con las mejores propiedades posiblespara su utilizacin en bombas de calor.

3.1. Propiedades deseables

Un refrigerante ideal ha de cumplir las siguientes propiedades:

Ser qumicamente inerte: no ser inflamable, ni txico, ni explosivo.

No reaccionar desfavorablemente con los aceites o materialesempleados en la construccin de los equipos frigorficos (Cobre).

No reaccionar desfavorablemente con la humedad, que a pesar delas precauciones que se toman, aparece en toda instalacin.

El refrigerante ha de poseer unas caractersticas fsicas y trmicas quepermitan el mximo de rendimiento en los equipos.

La relacin presin-temperatura debe ser tal que la presin en elevaporador para la temperatura de trabajo sea superior a la atmosfrica,para evitar la entrada de aire y de humedad en el sistema en caso defuga.

El punto de congelacin deber ser inferior a la temperatura mnimade trabajo.

Finalmente, ha de ser de bajo precio y fcil disponibilidad.

3.2. Clasificacin numrica

A efectos de lo dispuesto en el nmero anterior, se establece la siguientenomenclatura simblica numrica:

Los refrigerantes podrn expresarse, en lugar de hacerlo por su frmulao por su denominacin qumica, mediante la denominacin simblicanumrica adoptada internacionalmente y que se detalla seguidamente.

La denominacin simblica numrica de un refrigerante se establecera partir de su frmula qumica, consistiendo en una expresin numricaen la que:

La primera cifra de la derecha, en los compuestos que carezcan debromo, indicar el nmero de tomos de flor de su molcula.

A la izquierda de la anterior se indicar con otra cifra el nmero detomos de hidrgeno de su molcula ms uno.



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A la izquierda de la anterior se indicar con otra cifra el nmero detomos de carbono de su molcula menos uno.

Si resultara cero no se indicar.

El resto de los enlaces se completar con tomos de cloro.

Si la molcula contiene tomos de bromo se proceder de la maneraindicada hasta aqu, aadiendo luego a la derecha una B mayscula,seguida del nmero de dichos tomos.

En los compuestos ismeros, el ms simtrico (en pesos atmicos)se indicar sin letra alguna a continuacin de los nmeros. Al aumentarla asimetra, se colocarn las letras a, b, c, etc.

Los compuestos no saturados seguirn las letras anteriores,anteponiendo el nmero 1 como cuarta cifra, contada desde laderecha.

Los azetropos o mezclas determinadas de refrigerantes se expresarnmediante las denominaciones de sus componentes, intercalando,entre parntesis, el porcentaje en peso correspondiente a cada uno.Los azetropos tambin pueden designarse por un nmero de laserie 500 completamente arbitrario.

Los nmeros de identificacin de los refrigerantes de los compuestosinorgnicos se obtienen aadiendo a 700 los pesos moleculares de loscompuestos.

Cuando dos o ms refrigerantes inorgnicos tienen los mismos pesosmoleculares se utilizan las A, B, C, etc., para distinguirlos entre ellos.

3.3. Clasificacin segn su seguridad

En relacin con su impacto sobre el medioambiente

Existen en la actualidad existen tres tipos derefrigerantes de la familia de los hidrocarburoshalogenados:

CFC: (Flor, Carbono, Cloro), Clorofluorocar-bono totalmente halogenado, no contiene hi-drgeno en su molcula qumica y por lo tantoes muy estable; esta estabilidad hace que per-manezca durante largo tiempo en la atmsferaafectando seriamente la capa de ozono y es unade las causas del efecto invernadero (R-11, R-12,R-115). Est prohibida su fabricacin desde 1995.



310

HCFC: (Hidrgeno, Carbono, Flor, Cloro). Es similar al anterior perocon tomos de hidrgeno en su molcula. La presencia de Hidrgenole confiere menos estabilidad, en consecuencia, se descompondr en laparte inferior de la atmsfera y no llegar a la estratosfera. Posee unpotencial reducido de destruccin de la capa de ozono. Su desaparicinest prevista para el ao 2015 (R-22) y desde 2004 ya no se fabricanequipos con ellos.

HFC: (Hidrgeno, Flor, Carbono), Es un Fluorocarbono sin cloro contomos de hidrgeno sin potencial destructor del ozono dado que nocontiene cloro (R-134a, 141b).

En relacin con la seguridad de las personas

Aunque los refrigerantes circulan por un circuito cerrado, pueden escaparpor una fuga, o rotura del equipo, y en tal caso pueden ser inhaladospor las personas, con posibles riesgos si son txicos.

Debido a esto los refrigerantes se clasifican en tres niveles, segn supotencial peligrosidad para las personas:

Alta seguridad: refrigerantes inocuos en caso de inhalacin, y que noforman mezclas explosivas con el aire. Son los usados en equiposdomsticos y comerciales.

Media seguridad: refrigerantes peligrosos en caso de fugas, por ser txicoso corrosivos; su mezcla con el aire pueden ser combustible o explosivaa un 3,5 % o ms en volumen: Amonaco, Cloruro de metilo, AnhdridoSulfuroso

Baja seguridad: refrigerantes venenosos; su mezcla con el aire puede sercombustible o explosiva a menos de un 3,5 % en volumen.

Tambin hay que tener en cuenta que si el equipo contiene un granvolumen de refrigerante, en caso de fuga el gas desplazar al aire de lahabitacin, y sus ocupantes pueden morir por asfixia. Por ello se limitael tamao de los equipos en funcin del tamao del local.

Estos gases no son txicos en estado normal pero en caso de fuga,desplazan el oxgeno produciendo asfixia. Cuando estn en contactocon llamas o cuerpos incandescentes el gas se descompone dandoproductos altamente txicos y capaces de provocar efectos nocivos enpequeas concentraciones y corta exposicin.



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3.4. Refrigerantes nuevos

Los nuevos refrigerantes (HFC) tendern a sustituir a los CFC y HCFC:

Los refrigerantes pueden ser puros o mezcla de diferentes gases; lasmezclas pueden ser azeotrpicas o no azeotrpicas.

Las mezclas azeotrpicas estn formadas por tres componentes y secomportan como una molcula de refrigerante puro. Empiezan por 5(R-500, R-502).

Las mezclas no azeotrpicas estn formadas por varios componentespero la mezcla no se comporta como una molcula de refrigerante puro.Por lo tanto, la carga de refrigerante que funciona con estos gases se hade realizar siempre por lquido ya que cada gas se comporta diferenteen estado gaseoso. Empiezan por 4 (R-404, R-408, R-409). Adems, estetipo de mezclas tiene deslizamiento, lo que quiere decir que a la mismapresin la temperatura es diferente si est en estado gaseoso o en estadolquido. Este deslizamiento puede ser desde 1 hasta 7 C.

Para climatizacin los nuevos refrigerantes a usar sern:



USO O SERVICIO CFC / CFC HFC

Limpieza R-11 R-141b

Temperatura media R-12 R-134a / R-409

Baja temperatura R-502 R-404 / R-408

Aire Acondicionado R-22 R-407c / R-410 a

ASHRAE REEMPLAZA LUBRICANTE APLICACIN

R-123 R-11 Limpieza circuitos

R-134 A

Fluido puro C2H2F4 R-12 Ester de poliol Nuevos equipos y reconversiones

R-410 A

Mezcla azeotrpica R-22 Ester de poliol Nuevos equipos

R-407C

Mezcla R-22 Ester de poliol Nuevos equipos y reconversiones

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En climatizacin actual se utilizan:

El R-134 A para grandes instalaciones.

El R-410 A se usa en pequeas instalaciones y domsticas.

El R407 C equipos grandes, sustituto del R-22.

3.5. Sustitucin de equipos

Si tenemos en cuenta que los equipos se disean para un refrigeranteconcreto, sus presiones y temperaturas de trabajo, aceite, etc., no podemoscambiar su refrigerante por otro cualquiera, pues con toda probabilidaddaaremos el equipo.

Si tenemos equipos instalados que usan refrigerantes prohibidos, comoel R-12 o el R-22, podemos sustituir su refrigerante por otro que llamaremosde sustitucin, y nos permitir seguir usando el equipo, sin cambiarlo.

En la mayora de los casos el equipo pierde un poco de rendimiento.

En los equipos de climatizacin los refrigerantes de sustitucin del R22son:

El R-134 A para grandes instalaciones.

El R-410 A se usa en pequeas instalaciones y domsticas.

El R407 C equipos grandes.

Tambin se debe de sustituir el aceite de los compresores y de la instalacinpor otros compatibles con los nuevos refrigerantes.

Lata de aceite

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4. ACEITES LUBRICANTES

Los compresores necesitan lubricarse con aceite, que se almacena en elcrter.

El aceite engrasa todas sus piezas, pero una parte del mismo es arrastradopor el refrigerante, y se va por el circuito al condensador.

Es importante que el aceite regrese de nuevo al crter del compresor, yla instalacin debe disearse adecuadamente.

Los aceites usados en refrigeracin son especficos para cada refrigerante,ya que deben mezclarse con l sin formar compuestos, posos, nocongelarse, etc.

Los aceites usados en climatizacin son:

Aceites minerales; aptos para refrigerante CFC y HCFC (R22, R12,R502).

Aceites sintticos PAG, especiales para refrigerante HCF deautomocin.

Aceites sintticos ESTER POLIOL para los nuevos refrigerantes HCFC(R410A y R407C).

Es importante saber que ambos tipos de aceites son incompatibles, porlo que cuando a un equipo se le cambie el refrigerante, deber limpiarsetodo el aceite de la instalacin, mediante un lquido limpiador circulandorepetidamente.

El aceite tambin disuelve un porcentaje de refrigerante. Si hacemosvaco en un compresor, el refrigerante hervir, y puede congelar el aceite.El vaciado de compresores debe realizarse con el compresor caliente ocalentndolo.

En compresores hermticos y semi-hermticos, cuando el bobinado secalienta excesivamente o se quema, se forma con carbonilla que se mezclacon el aceite y lo estropea.

Si existe agua o aire en el circuito, reacciona con el aceite, y formaespuma y cidos que atacan el circuito elctrico y juntas de goma.

314



5. CICLO EN EL DIAGRAMA DE MOLLIER

Si tomamos el gas refrigerante R-22, podemos ver la evolucin del ciclode refrigeracin de un equipo climatizador en el Diagrama de Mollier,con presiones en el eje vertical (absolutas), y entalpa (o energa total)en el eje horizontal en caloras por kg.

En este ciclo que podemos observar las etapas de:

Diagrama de Mollier (Ciclo ideal)

Compresin a partir del refrigerante en estado vapor recalentado. El gasaumenta de presin y se calienta, aumenta su entalpa.

Condensacin. Se enfra el gas caliente y comprimido, y comienza acondensar y pasar a fase lquida. Baja su entalpa.

Expansin. El refrigerante en estado lquido a alta presin, pasa por unorificio y baja su presin de golpe. Su entalpa no cambia.

Evaporacin. El refrigerante se encuentra en estado casi lquido, peroal ser la presin baja, debe de estar vaporizado. Pero para evaporarsedebe absorber calor, y lo hace bajando su temperatura. Al evaporarse,aumenta su entalpa. Al final el refrigerante vuelve a ser gas a baja presin,y retorna al compresor para iniciar el ciclo.

La curva de la izquierda nos indica que el refrigerante es todo lquido.

La curva derecha nos indica que el refrigerante es todo gas.

Entre ambas curvas el refrigerante est hirviendo o condensando, esdecir, est en parte lquido y en parte como vapor.

315



Vemos tambin en el ciclo cmo durante la condensacin el refrigerantedesprende calor, y en la evaporacin absorbe calor.

Diagrama de Molier movimientos del calor

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6. PUNTOS Y ZONAS CARACTERSTICAS DEL CICLODE REFRIGERACIN EN EL DIAGRAMA DE MOLLIER

Cada gas refrigerante tiene un diagrama propio, en el que podemosobservar un ciclo de trabajo, por ejemplo el del refrigerante R-22:

Diagrama de Mollier R 22 (Puntos caractersticos)

Con R407C las presiones son similares al R-22, pero en conjunto el ciclotiene un 8% menos de rendimiento.

Ciclo con R-410A

En el caso de utilizar el refrigerante R-410A, las presiones de trabajo sonun 50-60 % ms altas, pero las temperatura de evaporacin condensacinson similares.

Diagrama de Mollier R 410-A (Puntos caractersticos)

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El R-410A se emplea en equipos climatizadores pequeos, pues tiene unrendimiento mayor que el R-22, pero sus elevadas presiones de trabajolimitan su uso en equipos grandes.

6.1. Recalentamiento y subenfriamiento

Los manmetros de toma de presin suelen incorporar una escala exteriordonde aparecen presiones, una interior donde indican la temperaturade evaporacin del gas correspondiente a esa presin.

Manmetro para refrigerantes

Recalentamiento

El gas refrigerante una vez se ha evaporado no puede pasar directamenteal compresor sin estar seguros de que se ha evaporado totalmente, esdecir que no queden gotas de lquido que puedan daar los pistones opaletas del compresor. Para ello se mantiene un poco ms de tiempo elgas en el evaporador, y nos aseguramos que aumente unos 5 6 gradossu temperatura.

Recalentamiento

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Este aumento de temperatura lo llamamos recalentamiento, y es elincremento de temperatura sobre la temperatura de evaporacin quedebera de tener segn su presin de baja (la que marca el manmetrode baja).

Es decir si tomamos la temperatura al inicio del evaporador, debecorresponder con la que marca el manmetro segn su presin, y simedimos la temperatura a la salida, la diferencia ser el recalentamiento.

Este valor en aire acondicionado suele ser de 5 a 7 C, y tambin nosservir para diagnosticar averas en los equipos.

En el diagrama lo encontramos subiendo 5 en la curva de gas, y bajandohasta encontrar la horizontal de la presin de baja por la curva de esatemperatura.

Subenfriamiento

Es el mismo concepto, pero aplicado al condensador de aire, es decir elrefrigerante caliente a alta presin, una vez que se ha condensado (seha convertido en lquido), lo enfriamos un poco ms, para asegurarnosque todo sea lquido, y para ello lo enfriamos unos 5 7 C ms, antesde mandarlo a la vlvula de expansin o capilar.

Subenfriamiento

En el diagrama lo encontramos subiendo 5 en la curva de lquido, ybajando hasta encontrar la horizontal de la presin de baja por la curvade esa temperatura.

319



6.2. Deslizamiento en la evaporacin y condensacin

El gas R-22 realiza la evaporacin y condensacin a una temperaturaconstante para una determinada presin. Esta temperatura la podemosleer en el propio manmetro bajo la presin, en la escala del gas R-22.

Sin embargo los gases refrigerantes, que son mezclas de varios gases,como el R-410A y el R-407C, evaporan primero unos gases y despusotros, de forma que la temperatura de evaporacin va ascendiendo unos7 C desde el principio al final.

Fenmeno de deslizamiento

Esta variacin de la temperatura de evaporacin no se debe de confundircon un recalentamiento, ya que se trata de la variacin entre el inicio yel final de la evaporacin del lquido, y el recalentamiento es elcalentamiento del gas una vez que se ha evaporado totalmente.

Entonces podemos preguntarnos: cul es la temperatura que marca elmanmetro para una presin? Pues la media entre el inicio y el final dela evaporacin, es decir la temperatura a mitad del recorrido delevaporador.

Por ello si el manmetro indica una temperatura T1 para la presin deevaporacin, y tomamos la temperatura a la entrada del compresor T2,si el deslizamiento del gas es de 7 C, el valor real del recalentamientosser = T2 T1 7/ 2 .

El deslizamiento del gas R-410A es muy bajo, de unos 2 C, y podemosdespreciarlo.

320



El deslizamiento del gas R-407C es importante, de unos 7.

En las Hojas de Datos, al final del tema, podemos ver los diagramaspresin entalpa de los gases R-22, R-410A y R-407C, y observaremoscmo las lneas de temperatura del R-407C estn inclinadas, por elfenmeno del deslizamiento.

321



7. CIRCUITO FRIGORFICO DE UN CLIMATIZADOR

El circuito frigorfico de un climatizador de aire tpico, en la prctica,se realiza mediante los elementos siguientes:

El condensador y el evaporador son tubos arrollados con aletas, y cruzadospor una corriente de aire movida por dos ventiladores.

Circuito frigorfico con capilar

La expansin se realiza mediante un tubo de pequeo dimetro llamadocapilar, que produce una prdida de presin por rozamiento, o unavlvula con un orificio controlado, llamada vlvula de expansin.

A la entrada y salida del compresor tenemos dos tomas de presin paraconectar sendos manmetros que nos indicarn las presiones de alta(condensacin) y baja (evaporacin).

El circuito frigorfico de la figura siguiente muestra las temperaturas ypresiones normales de un climatizador, funcionando con refrigeranteR22.

Vemos que aparecen varios datos de inters:

Temperatura de entrada del aire: es el aire del recinto acondicionado,que entra en el aparato con unas condiciones de temperatura y humedad,(entre 23 y 30 C, y Hr entre 50-60%).

322



Temperaturas en circuito frigorfico

Temperatura de salida del aire: es el aire que sale de la batera evaporadora,hacia el local a climatizar. Suele salir entre 11 y 14 C, con humedad del80-85%.

Temperatura de entrada del aire exterior: depende de la temperaturade cada da, entre 30 y 40 C.

Temperatura de salida del aire exterior: tras pasar por el condensador,se calienta unos 15 C sobre la T de entrada (35 + 15 = 50 C).

Temperatura de evaporacin: suele ser de 4 a 5 C.

Temperatura de entrada del gas en el compresor: unos 5 C sobre la Tde evaporacin 10 C.

Temperatura de descarga del compresor: sobre 70-90 C.

Temperatura de Condensacin: unos 15 C sobre la T de entrada delaire exterior (30 + 15 = 45 C).

Temperatura del lquido a la salida del condensador: unos 5 C bajo laT de condensacin (45 5 = 40 C).

Presin de evaporacin o Baja: con R-22 = 5 Bar.

Presin de condensacin o Alta: con R-22 = 17 Bar.

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8. CICLO DE INVIERNO O BOMBA DE CALOR.UTILIZACIN Y LIMITACIONES

Los climatizadores con bomba de calor incorporan una vlvula de 4 vas,que intercambia en el compresor las tuberas de aspiracin y de descarga,de forma que el evaporador se convierte en condensador, y el condensadoren evaporador.

El efecto es similar a coger un equipo de ventana, y darle la vuelta delexterior al interior. De esta manera absorbe caloras del exterior (aunqueest ms fro), y las descarga en el interior, calentando el ambiente.

Bomba de calor

El problema suele aparecer porque el condensador de un ciclo de frosuele ser un 30% mayor que el evaporador, y al invertir el ciclo, elevaporador es un 30% mayor de lo debido. Para evitar este inconveniente,se suele parar el ventilador exterior mediante un termostato o unpresostato, de forma que la presin de baja no suba mucho.

En el caso de climatizadores en bomba de calor, la temperatura deevaporacin es ms baja, alrededor de 0 C, y la de condensacin msalta, sobre 50.

Utilizacin

Las bombas de calor se utilizan principalmente en procesos decalentamiento de:

Climatizacin, en zonas no muy fras, donde la temperaturas exterioresno sean muy fras (dependiendo de la calidad del aparato desde 0 Chasta 15 C).

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Produccin de agua caliente sanitaria.

Calentamiento de piscinas climatizadas.

Calefaccin por suelo radiante.

Limitaciones

La bomba de calor tiene limitaciones en su temperatura de condensacin,que no puede pasar de 65 C, ya que la presin de alta y la temperaturade descarga del compresor suben excesivamente.

Cuando la temperatura de evaporacin baja de 0 C, se forma hielo enla batera, y pierde capacidad de intercambio con el aire. El equiporealiza un desescarche, que consiste en invertir el ciclo, para que elevaporador se caliente y funda el hielo. Este proceso quita tiempo detrabajo al equipo, y si la temperatura exterior desciende de 0 C, elrendimiento del equipo desciende siendo cada vez menor hasta llegarun punto en que no resulta econmico.

Por ello, en zonas en las que las temperaturas permanecen durantemucho tiempo bajo cero, no se deben utilizar bombas de calor.

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9. CIRCUITO REAL DE UN CLIMATIZADOR

El circuito ms sencillo es el de un climatizador denominado climatizadorde ventana, que se coloca en mitad de una pared o ventana, con unaparte dentro del local, y el resto al exterior.

Componentes

1. Evaporador, batera interiores. Aspiracin de aire del interior. Realizadocon tubos de cobre y aletas de aluminio.

Componentes de equipo de ventana perspectiva

2. Botonera de mando. Marcha, paro, ventilador, termostato.

3. Salida de aire interior. Con aletas directrices del flujo.

4. Ventilador interior, de tipo centrfugo.

5. Motor ventiladores. Trifsico con condensador permanente para latercera fase.

6. Ventilador aire exterior, de tipo helicoidal de pala ancha.

7. Condensador. Con tubo de cobre y aletas de aluminio, entrada deaire posterior, salida por los laterales del equipo.

8. Compresor, de tipo hermtico y normalmente rotativo.

9. Vlvula inversora 4 vas.

10. Filtro secador.

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11. Capilar, con distribuidor de lquido.

12. Salida desage condensados.

13. Toma de alimentacin elctrica.

Vemos que todos los componentes se encierran en una caja metlica ochasis en forma de paraleleppedo, que suele estar acolchado en suinterior por un aislante acstico.

En la siguiente figura podemos ver el esquema real de un equipoclimatizador tipo partido de la marca Mitsubishi Electric de 3.000 Kcal/hbomba de calor. El esquema frigorfico es un poco ms complejo, portener varios capilares en serie, cuya misin es compensar la diferenciade tamao del condensador y el evaporador al invertir el ciclo.

Tambin vemos que se trata de un equipo dividido en dos partes:

Unidad interior, con evaporador y ventilador interior (no aparece).

Unidad exterior, con resto del circuito frigorfico (compresor, vlvulainversora, condensador, capilares, etc.).

Ambas partes se unen con dos tubos de cobre por los que circula elrefrigerante en fase lquida y en fase vapor, que denominamos tubo delquido y tubo de gas.

Hay que tener cuidado de que los dos tubos estn a la misma presin,ya que el capilar se encuentra en la unidad exterior, y el lquido va yapre-expansionado. Por ello estos equipos pequeos slo tienen unatoma de presin, que en ciclo de fro es Baja, y en ciclo de calor es Alta.

Componentes de equipo split esquema

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Equipos INVERTER

La palabra inverter se traduce por variador.

Por equipos inverter se conocen aquellos que tienen un variadorelectrnico de la velocidad del compresor y ventiladores, de forma quesu capacidad frigorfica se adapta a las necesidades del local.

Es decir, el compresor suministra una potencia que va del 20 al 130% desu nominal, por ello su capacidad se indica con mrgenes de potencia(1.200 3.000 3.500). La primera potencia es la mnima, la segundala nominal, y la tercera la mxima, que normalmente puede suministrardurante 30 minutos.

Los equipos inverter son cerca de un 30% ms caros, pero tienen lasventajas siguientes:

Menos arranques y paradas del compresor.

Velocidad mnima del ventilador menor, al reducirse tambin elcompresor.

Condiciones de salida del aire siempre uniformes.

Su esquema frigorfico es similar al de los equipos normales.

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10. COMPONENTES DEL CIRCUITO FRIGORFICODE UN CLIMATIZADOR

10.1. Compresores. Clasificacin

El compresor se encarga de comprimir el gas refrigerante de la baja ala alta presin. Est compuesto de un motor elctrico y un sistema decompresin del gas.

Segn su construccin pueden ser:

Hermticos: el motor y el compresor estn encerrados en el interior deuna caja de chapa soldada. Son los ms usuales para potencia hasta20 KW.

Semihermticos: igual que el anterior, pero la carcasa es de fundicin,y se puede desmontar. Alcanzan potencias mayores.

Abiertos: el motor elctrico est separado del compresor. Se unenmediante un acoplamiento o transmisin.

Compresores hermtico y semihermtico

Segn su mecanismo de compresin:

Alternativos: tienen cigeal, cilindros, pistones, culata y vlvulas. Sonresistentes y duraderos, pero vibran y son ms ruidosos.

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Corte de un compresor

Las vlvulas son lminas situadas en la culata, de forma que se abren paraque entre el gas, y se cierran en sentido contrario. Pueden tener de dosa ocho cilindros.

Rotativos: comprimen el gas en una cmara circular cerrada por unaspaletas. Son los ms usados en climatizadores domsticos y pequeos,por ser muy silenciosos.

La compresin se produce al girar el rodillo mvil, de forma que lacmara se va estrechando, hasta que el gas comprimido sale por unavlvula de clapeta, que se abre por la presin interior.

La paleta deslizante es la que separa la parte de baja presin de la dealta.

Estos compresores son ms estrechos que los de pistones, y suelen estarmucho ms calientes. Son los ms usados en equipos climatizadorespequeos y medios.

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Scroll o espiral: son los ms recientes. Tienen la mejor eficiencia detodos, con poco ruido y pocas vibraciones. Se fabrican en tipo hermtico,y de potencias hasta 100 kW.

Estn compuestos de dos espirales, una superior fija y otra inferior quese mueve de forma excntrica por el motor elctrico, pero sin girar.

La compresin se produce ir estrechndose el espacio entre las dosespirales, hasta que el fluido sale por el centro de la espiral superior.

Como no hay casi rozamientos, el rendimiento mecnico es muy alto.

De tornillo: son excelentes compresores para grandes potencias. Suelenser de tipo semihermtico, pero con doble o simple rotor.

La estanquidad se completa con el aceite lubricante, y precisa de unsistema complejo con bomba, separadores, enfriadores, etc.

Segn su alimentacin elctrica:

Monofsicos: corriente alterna. Tensin 230V alimentados por tres hilosFase, Neutro y Proteccin (tierra).

Trifsicos: corriente alterna o continua (equipos inverter). 400V concuatro hilos.

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10.2. Sistema arranque de compresores

Compresores monofsicos

Los compresores monofsicos por su construccin no pueden arrancardirectamente, y por ello se usan varios sistemas:

Por bobina auxiliar y rel de arranque: tienen un bobinado auxiliaraccionado por un rel, que una vez arrancado el motor, se desconecta.

Esquema por bobina auxiliar y rel de arranque

Por condensador de arranque: se trata de un motor trifsico con latercera.

Fase producida por el condensador.

Esquema por condensador de arranque

Compresores trifsicos

Los compresores son equipos de construccin pesada, para evitar quevibren, pero por ello al arrancar pueden producir intensidades elevadas,que perjudiquen al resto de la instalacin elctrica.

Para limitar la intensidad del arranque se usan varios sistemas:

Arranque en estrella-tringulo: el motor tiene que ser de tensinsuperior a la de trabajo (400 700V en red a 400V). Actualmentemuy en desuso.

Arranque por resistencias. Se utiliza en equipos grandes.

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Arranque en par-winding: el motor tiene dos bobinados independien-tes, es decir son dos motores de de la potencia total cada uno, deforma que primero arranca uno, y una vez en giro, arranca el otro.Es un sistema muy frecuente en equipos americanos.

Arranque lento por variador: se emplean variadores electrnicos, quepueden ajustarse en tiempo de arranque e intensidad mximaabsorbida.

10.3. Evaporador. Factor de by-pass

El evaporador es la batera de intercambio de calor refrigerante-aire. Esla batera fra, donde el refrigerante entra lquido y sale vapor.

Los evaporadores estn constituidos por un serpentn, tubo de cobrecon aletas de aluminio muy pegadas entre si, porque no se debe deformar hielo como en los equipos de refrigeracin comercial. Suelenhaber dos o tres filas de tubos.

El evaporador incorpora un ventilador para forzar el aire a atravesarlo,el cual puede tener varias velocidades.

Evaporador de split

333



En la base del evaporador se coloca una bandeja para recoger el aguade condensacin, es decir la humedad sobrante del aire al enfriarse. Estabandeja se conecta a un desage.

El rendimiento de un evaporador depende de:

La diferencia de temperatura entre la batera y el aire que lo atraviesa.

El caudal de aire.

En factor de by-pass, o del tanto por ciento de aire que toca la batera.

La temperatura de evaporacin en aire acondicionado suele ser de 5 C.

Factor de by-Pass

El aire que al atravesar una batera de intercambio con tubos y aletas,toca las partes metlicas se enfra por contacto o transmisin. Pero unaparte del aire pasa limpiamente por los huecos sin tocar nada, y por lotanto no se enfra. Es como si este aire realizase un by-pass a la batera.

A la salida, el aire se mezcla y se iguala su temperatura.

Llamamos factor de by-pass de una batera, al porcentaje de aire quepasa sin tocarla, y que suele estar entre el 10 y el 30%.

Los evaporadores y condensadores con ms filas de tubos tienen unfactor de by-pass menor, pero tambin son ms caros.

10.4. Condensador

El condensador es la batera caliente que disipa calor, y donde el gascaliente se condensa y sale lquido.

Es de construccin similar al evaporador, pero suele ser un 30% msgrande.

En equipos split puede tener forma curva, para aprovechar el espacio almximo.

El ventilador puede ser de tipo centrfugo, si se debe canalizar el airepor conductos; o axiales, si funciona en descarga directa. Los de tipoaxial son ms silenciosos.

En grandes equipos pueden colocarse varios ventiladores en paralelo.

Es importante nivelar adecuadamente el condensador, para evitaracumulaciones de lquido y de aceite.

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Condensador por aire

10.5. Capilar. Vlvula de expansin

Capilar

Los equipos hasta 10.000 Frg/h suelen realizar la expansin del lquidorefrigerante mediante un tubo de cobre de muy pequeo dimetrollamado tubo capilar. Al atravesarlo, el lquido pierde presin porrozamiento con las paredes, y a la salida se evapora por la baja presin.Es como una tubera larga y estrecha, sin partes en movimiento.

El capilar se selecciona por su calibre interior y su longitud. Con lalongitud podemos ajustar la cada de presin en un capilar.

Normalmente los capilares estn ajustados de fbrica, y no hay quecambiarlos, a menos que se atasquen.

En el capilar el caudal de paso es fijo, y est calculado segn la longitudy presin de alta.

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Capilar de expansin

Valvula de expansin termosttica

En los equipos mayores se utilizan vlvulas de expansin de tipotermosttico.

Vlvula de expansin termosttica

Con la vlvula de expansin se regula la cantidad de refrigerante quepasa por el orificio, de forma que el recalentamiento sea de unos 5 Chasta la salida del evaporador.

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El sensor de temperatura es un bulbo que se coloca al final del evaporador.

La vlvula tiene un ajuste para variar el recalentamiento, de forma quepodemos rebajar el rendimiento de un evaporador demasiado grande.

Valvula de expansin electrnica de impulsos

Aunque las vlvulas de expansin termostticas funcionan muy bien,tienen una inercia o tiempo de respuesta demasiado alto y no permitenun control programado, los equipos modernos de tipo inverter llevanvlvulas de expansin electrnicas, que son mucho ms rpidas, permitenun control proporcional de la carga de refrigerante, pueden interrumpirel suministro y responder a un microprocesador programado que analicecondiciones de ambiente, presiones, etc.

Vlvula de expansin electrnica

Consisten en una elecrovlvula que va regulando el paso de refrigrantemediante impulsos, y el bulbo es una sonda PTC.

Al aumentar la demanda de refrigerante, se aumenta la frecuencia delos impulsos.

Son muy utilizadas en equipos multis, y VRV.

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10.6. Vlvula inversora

Los equipos reversibles o bomba de calor llevan una vlvula de 4 vas querealiza la inversin del sentido de circulacin del refrigerante.

Consiste en un cilindro con un pistn doble que se desplaza de izquierdaa derecha por la accin de la propia presin del compresor. Una bobinaconecta dos capilares a uno u otro lado del pistn, el cual se desplaza ycambia la conexin de los 4 tubos dos a dos.

Los dos tubos centrales (arriba y abajo) se conectan al compresor, y loslaterales al evaporador y condensador.

Vlvula de cuatro vas o inversora

Vlvula de cuatro vias inversora

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10.7. Otros componentes

Filtros y deshidratadores: se instalan en la lnea de lquido antes de lavlvula de expansin. Adems de filtrar tambin retienen la humedady la acidez. En algunos casos pueden llegar a obstruirse. Los de tamaogrande son desmontables y tiene el cartucho interior recambiable.

Los equipos de bomba de calor deben llevar siempre filtros de dobledireccin.

Electro-vlvulas de corte o solenoides: se instalan en la lnea de lquidopara cortar el paso del refrigerante al evaporador. Son como una llavede paso actuada por un electroimn.

Visores de lquido: son tiles para determinar si falta refrigerante, ya queentonces se ven circular burbujas. Se instalan en la tubera de lquidotras el caldern. Tambin muestran por colores si el refrigerante tienehumedad, o est correcto.

Separadores de lquido: se instalan antes de la aspiracin del compresor,para protegerlo de la entrada de gotas de refrigerante lquido, quedaaran las vlvulas y pistones. Retienen los golpes de lquido que seevaporan despus en un recipiente cilndrico.

Calderines: acumulan refrigerante. Pueden tener llaves de corte y pruebaen la salida. Se denominan por su volumen en litros y presin de timbre.Todos incorporan una vlvula de seguridad que abre al sobrepasar supresin de tarado.

Silenciadores: se colocan en la descarga de los compresores rotativos,para disminuir el ruido.

Presostato

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Intercambiadores: se utilizan para mejorar la eficiencia del ciclo y evitarla llevada de lquido al compresor.

Presostatos: abren un contacto elctrico cuando el sistema rebasa, o noalcanza un determinado valor.

Los de baja presin se usan para arrancar el compresor segn la presinde aspiracin, o parar la mquina si falta presin en baja.

Los de alta presin protegen el sector de alta, en caso de subir la presinexcesivamente, por suciedad del condensador u otro problema. Cuandosaltan, deben rearmarse manualmente.

Termostatos: abren o cierran un contacto elctrico cuando se alcanzala temperatura fijada. Hay de muchos tipos, pero principalmente:

De ambiente. Para colocar en la pared de una habitacin.

De bulbo. Para colocar en conductos de aire.

De insercin. Para controlar tuberas con lquidos.

Electrnicos, con sondas de termopar, etc.

Llaves de conexin: se instalan en equipos partidos (splits), para conectarlas tuberas de refrigerante que van de una mquina a otra. Tienenvlvulas de corte que se accionan mediante una llave hexagonal (Allen),y algunos tienen una toma para manmetro con obs.

En la siguiente figura podemos ver su funcionamiento.

Termostato

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Con la llave cerrada, el pistn asla el equipo, quedando conectadas latubera con la toma de presin.

Con la llave abierta, las tres salidas estn comunicadas.

Llave de conexin

341



11. REPARACIN DE AVERAS EN EQUIPOSFRIGORFICOS

La metodologa general para el diagnstico de averas debe ser:

Equipos elctricos:

Seguir el circuito mediante el puenteo correlativo de cada elementode proteccin o control: termostatos, presostatos, temporizadores,etc. Comprobar la existencia de tensin en elementos.

Si se detecta el fallo en un elemento, sustituirlo y seguir probando.

En caso de encontrar fallos generalizados, es posible que la causa seaotra diferente de la que se ensaya.

Revisar aprietes y continuidades de cables. No cambiar nada, teniendoen cuenta que el equipo antes funcionaba.

Equipo frigorficos:

Seguir la metodologa para averas tipo de falta de carga, exceso,condensador sucio, etc.

Antes de sustituir un elemento, asegurarse bien de que est defectuoso.Es lamentable el reparador que va cambiando piezas sin saber elorigen de la avera.

Si no se puede detectar la avera, siempre es bueno consultar con elservicio tcnico del fabricante.

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12. SNTOMAS CARACTERSTICOS

Estado normal de un climatizador:

En todo equipo frigorfico se presentan averas que dan como resultadolos grupos de sntomas siguientes:

1. Condensador con exceso de refrigerante.

2. Condensador con falta de refrigerante.

3. Evaporador con exceso de refrigerante.

4. Evaporador con falta de refrigerante.

5. Circuito con atasco.

6. Compresor no rinde.

7. Presencia de aire en el circuito.

Seguidamente describimos cada una de ellas:

Parmetro Normal

Temperatura de entrada de aire al evaporador (T. Ambiente) 24

Temperatura de salida aire del evaporador:

10 C bajo la temperatura de entrada: 14

Presin de Baja: para R-22 y R-407c 4,8 Bar

Presin de Baja: para R-410A 9,5 Bar

Recalentamiento: depende de la velocidad del ventilador 5 a 7 C

Temperatura de entrada aire al condensador (T. exterior) 30-40 C

Temperatura de condensacin: 15 C sobre T. exterior 45-55 C

Presin de Alta para R-22 y R407c 16 bar

Presin de Alta para R-410A 26 bar

Subenfriamiento: 5

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12.1. Condensador con exceso de refrigerante

Esta avera provoca un aumento de la presin de alta, ya que el intercambiode calor se reduce. Tambin provoca un subenfriamiento elevado, yaque gran parte del condensador est lleno de lquido que sigueenfrindose. Un caso tpico del caso del condensador sucio, o un excesode refrigerante.

Puede ser producida por:

Exceso de refrigerante.

Atasco en el capilar o vlvula de expansin.

12.2. Condensador con falta de refrigerante

Resulta una alta presin muy baja, pues el refrigerante se condensarpidamente, y se vaca. Aparece sobre todo en caso de falta de refrigerante,compresor deficiente, y atasco en lnea de lquido.


Falta de refrigerante.

Condensador sucio, ventilador quemado.

12.3. Evaporador con exceso de refrigerante

Aparece cuando el compresor no es capaz de absorber todo el refrigerantedel evaporador, y cuando el evaporador est sucio o congelado. Laconsecuencia principal es una baja presin muy alta, y un subenfriamientogrande. Aparece cuando falla la vlvula de expansin, o hay un granexceso de refrigerante.


Exceso de refrigerante.

Mal funcionamiento de la vlvula de expansin.

Compresor no rinde.

12.4. Evaporador con falta de refrigerante

Genera una baja presin y un recalentamiento alto. Aparece cuando hayuna obstruccin en la lnea de lquido.

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12.5. Circuito con atasco

Puede ocurrir un atasco en la parte de alta presin: por aplastamientode una tubera, taponamiento del filtro, taponamiento de un capilar odel filtro de la vlvula de expansin. El refrigerante llena el condensadory provoca una alta presin de alta, y una baja presin de baja, por faltade refrigerante en el evaporador. La zona con el atasco provoca unaexpansin un enfriamiento con aparicin de hielo.

Si el atasco est en la parte de baja presin o aspiracin, provocar queel evaporador aumente de presin y se llene de lquido, bajando sutemperatura.

12.6. Compresor no rinde

Cuando un compresor no rinde aparecen los sntomas siguientes:

Bajo consumo de corriente.

Presin de descarga baja.

Temperatura de descarga baja.

Presin de aspiracin alta. Evaporador lleno.

12.7. Presencia de aire en el circuito

SI existen fluidos no condensables, como aire o nitrgeno, provocan unadisminucin de las potencia del circuito, dado que los gases circulanrestan capacidad al sistema. Tambin provocan un falseamiento de lapresin, y sobre todo, un aumento de la presin de alta y de la temperaturade descarga del compresor. Tambin un subenfriamiento muy alto.

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RESUMEN

El funcionamiento de un climatizador autnomo se basa en el ciclo derefrigeracin de Carnot. Consiste en el traslado de energa calorfica deun foco caliente a uno fro o viceversa, mediante la energa mecnicaque suministra el compresor del equipo.

El rendimiento de una mquina frigorfica es la relacin entre el calortil y la energa mecnica aportada. En caso de equipos frigorficos elcalor til es Q1 (extrado del foco fro). En caso de bombas de calor, elcalor til es Q2 (calor aportado al foco caliente). Este rendimiento sedenomina CEE o COP.

La refrigeracin es la tcnica de enfriar un local u objeto por debajo dela temperatura ambiente.

El ciclo real de refrigeracin se basa en hacer circular por un circuitocerrado a un fluido que al pasar de lquido a gas absorbe una cantidadde calor llamada calor latente de evaporacin, y al pasar de gas a lquidodesprende la misma cantidad. Para forzar la evaporacin bajamosbruscamente la presin, y para condensar el fluido aumentamos la presiny ventilamos.

Refrigerantes son los lquidos que utilizaremos en el circuito interior delos equipos frigorficos. Son fluidos con las mejores propiedades posiblespara su utilizacin en bombas de calor.

Si tenemos en cuenta que los equipos se disean para un refrigeranteconcreto, sus presiones y temperaturas de trabajo, aceite, etc., no podemoscambiar un refrigerante por otro cualquiera, pues con toda probabilidaddaaremos el equipo.

Si tomamos el gas refrigerante R-22, podemos ver la evolucin del ciclode refrigeracin de un equipo climatizador en el diagrama de Mollier,con presiones en el eje vertical (absolutas), y entalpa (o energa total)en el eje horizontal en caloras por kg.

Los climatizadores con bomba de calor incorporan una vlvula de 4 vas,que intercambia en el compresor las tuberas de aspiracin y de descarga,de forma que el evaporador se convierte en condensador, y el condensadoren evaporador.

Componentes de un circuito frigorfico: Evaporador, batera interiores.Aspiracin de aire del interior. Realizado con tubos de cobre y aletas dealuminio. Botonera de mando. Marcha, paro, ventilador, termostato.Salida de aire interior, con aletas directrices del flujo. Ventilador interior,de tipo centrfugo. Motor ventiladores. Trifsico con condensadorpermanente para la tercera fase. Ventilador aire exterior, de tipo helicoidal

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de pala ancha. Condensador, con tubo de cobre y aletas de aluminio,entrada de aire posterior, salida por los laterales del equipo. Compresor,de tipo hermtico y normalmente rotativo. Vlvula inversora 4 vas. Filtrosecador. Capilar, con distribuidor de lquido. Salida desage condensados.Toma de alimentacin elctrica.

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ANEXO. HOJAS DE DATOS DE REFRIGERANTES

A continuacin se adjuntan los diagramas de Mollier de los refrigerantesusados en climatizacin: R-22, R-407C, R410A, R143A.

DIAGRAMA DE MOLLIER PARA R-22

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DIAGRAMA DE MOLLIER PARA R-407C

349



DIAGRAMA DE MOLLIER PARA R-410A

350



DIAGRAMA DE MOLLIER PARA R-143A

351



CUESTIONARIO DE AUTOEVALUACIN

1. Definiry explicar el COP en los dos modos de funcionamiento de unequipo de aire acondicionado.

2. Dibuje el ciclo frigorfico en el diagrama de Mollier Ph marcandolas etapas de compresin, expansin, evaporacin y evaporacin.Sealar dnde se absorbe y expulsa calor al ambiente.

3. Calcular el subenfriamiento y recalentamiento si en una mquina sehan medido los siguientes datos:

Baja Presin: 5,7 bar

Alta Presin: 19,4 bar

Temperatura descarga compresor: 70 C

Temperatura tubo de lquido: 41 C

Temperatura tubo de gas: 10 C

T ( C) P (bar) T( C) P (bar)

4. Un climatizador trabaja en modo refrigeracin con las condicionessiguientes:

Temperatura exterior: 36 C; Temperatura interior: 23 C.

Calcular el COP terico del equipo. Cual sera el real aproximada-mente?

5. Clasificacin de refrigerantes: explicar qu son los refrigerantesazeotrpicos y no azeotrpicos,

6. Dibujar y explicar el funcionamiento de una vlvula inversora de unclimatizador.

353



LABORATORIO

1. Desmontar un equipo de autnomo de ventana

Realizar un croquis de su circuito

Nombrar y numerar sus partes.

Describir la dimensin o caractersticas de cada parte (potencia,tensin, material, dimetro, etc.)

2. Comprobar la relacin presin- temperatura de evaporacin del gasde un equipo, variando la presin y tomando temperatura en elevaporador o condensador. Realizar la tabla de conversin.

3. Con un simulador de climatizacin, calcular el COP de un equipoa diferentes temperaturas de condensacin.

4. Con un equipo climatizador tipo partido, realizar una recirculacindel aire de la unidad exterior mediante un tubo flexible, de formaque se simule una temperatura exterior mayor o menor. Obtener suconsumo y COP a diferentes presiones de condensacin.

5. En un equipo climatizador simular las averas de: falta de refrigerante,exceso de refrigerante, condensador sucio, evaporador sucio. Verificarlos sntomas de la tabla de averas.

curso climatizacion con r410a tomo 2

Documents

instalaciones de climatizacin

instalaciones de ventilacin

instalaciones centralizadas

instalaciones de regulacin

mdulo seistomo

bomba de caloraplicada

tcnica de difusin

coordinacin general