INSTITUTO TÉCNICO SUPERIOR
COMUNITARIO (ITSC)
FUNDAMENTO DE
PROGRAMA DE CLASE
CONCEPTOS BÁSICOS
Tema l
1-
Refrigeración
2-
Calor
3-
Transmisión de calor
4-
Conducción
5-
Radiación
6-
Convección
7-
Frio
8-
Aislamiento
9-
Temperatura
Tema ll
1-
Principios fundamentales de refrigeración
2-
Presión
Componente de la presión
a) Masa
b) Fuerza y peso
c) Unidades de presión
d) Ley de Pascal
e) Presión atmosférica
f) Vacío
g) Conversión de las unidades de presión
h) Presión absoluta y presión
manométrica
Tema lll
Refrigeracion
Qué significa “Refrigeración” y
“Climatización”?
1-Aislación térmica
2-
Carga térmica
3-
Refrigerante
4-
Principio de refrigeración
5-
Ciclo de refrigeración
6- Piezas principales del sistema de
refrigeración
7- Lado bajo y lado alto
Tema lV
Clasificación de los
acondicionadores de aire
1
- Climatización
2
¿Qué es un aire confortable?
3 - Clasificación de los
acondicionadores de aire
a) Clasificación por métodos de expansión
b) Clasificación por métodos de eliminación de
calor
c) Clasificación por estructuras
d) Clasificación por localización del compresor
e) Clasificación por utilización
f) Clasificación por métodos de instalación de
las unidades (interiores) fan coil
g) Tabla de clasificación de acondicionadores de
aire
Tema V
Componentes principales
1- Compresor
a) Clasificaciones por métodos de compresión
b) Clasificaciones de compresores de pistón por
estructura
2 - Condensador
a) Tipo tubo doble (Tipo tubo dentro de
un tubo)
b) Tipo cárter
c) Tipo bobina de aletas cruzadas
d) Tipo aletas enrolladas
3 - Evaporador
a) Tipo tubo dentro de un tubo múltiple
b) Tipo cárter y tubo de expansión seca
c) Tipo cárter y tubo inundado
d) Tipo bobina de aletas cruzadas
4 - Aparatos de medición (1) Tubo
capilar
5- Válvulas de expansión
termostáticas
6- Válvula de expansión
electrónica
(1) Reemplazo de una sección del motor
(2) Disposición cuando la válvula de expansión electrónica no quiere
abrirse
(3) Trabajo etapa por etapa
(4) Teoría de la inversión
7- Dispositivos de control
(1) Válvula de cuatro vías
(2) Receptor de líquido
(3) Filtro secador
(4) Acumulador
(5) Tubo capilar de inyección
(6) Válvula de control de presión baja
(7) Intercambiador de calor gas/líquido
(8) Pre-enfriador
(9) Silenciador
(10) Válvula solenoide
(11) Válvula de control
8- Dispositivos de seguridad
(1) Conmutador de presión alta (HPS)
(2) Conmutador de presión baja (LPS)
(3) Conmutador de presión de aceite (OPS)
(4) Tapón fusible
(6) Válvula de seguridad (válvula de descarga)
Tema Vl
Sistema eléctrico
1- Principios fundamentales
a) Reglas para la utilización de los símbolos
gráficos
c) Símbolos gráficos básicos
c) Contactos
2- Partes eléctricas
a) Conjuntor rotativo
b) Termostato
c) Relé de puesta en marcha y
capacitor
d) Protector contra inversión de fase
e) Protector interno (IP)
f) Protector térmico del compresor
(CTP)
g) Relé de sobreintensidad (OC)
h) Termostato de protección contra la
congelación
i) Temporizador de seguridad
j) Conmutador
k) Varistor
Preparado por Aprobado por
Ing. Leopoldo Rosario R. Ing.
Carlos Peralta Ramos
Profesor Coordinador
DESARROLLO PROGRANA DE
CLASE
CONCEPTOS BÁSICOS
Tema l
1-
Refrigeración
2-
Calor
3-
Transmisión de calor
4-
Conducción
5-
Radiación
6-
Convección
7-
Frio
8-
Aislamiento
9-
Temperatura
CONCEPTOS BÁSICOS
1-
Refrigeración
La refrigeración se puede definir como el
proceso de bajar la temperatura a un
cuerpo o espacio determinado, quitándole calorías de una forma
controlada.
Las aplicaciones de la refrigeración son
múltiples, entre las más importantes
tenemos la conservación de alimentos y el acondicionamiento de aire.
El objetivo básico de la refrigeración es
transferir parte del calor de un cuerpo
o un espacio
hacia un lugar
donde ese calor
no produzca ningún
efecto negativo. De esta manera
se logra establecer una temperatura deseada en ese cuerpo o espacio.
2-
Calor
El calor es una de las formas de energía
que se produce por la vibración de las
moléculas de los cuerpos. La producción de calor es el resultado de
la aplicación de una fuerza a un cuerpo y
la energía consumida se transforma en
energía que actúa en el interior del cuerpo aumentando su velocidad
y distancia molecular. La unidad de
medida del calor es la caloría
3-
Transmisión de calor
El Calor se transmite por: Conducción,
Radiación y Convección
4-
CONDUCCIÓN
:
Es la transmisión
de calor desde
un punto con
una determinada temperatura hasta
otro de menor
temperatura, que puede
ser dentro de un mismo cuerpo o
de un cuerpo a otro.
5- RADIACIÓN:
Es
la transferencia de calor que se da sin la necesidad de un cuerpo o agente conductor, el calor se
transmite por medio de ondas o rayos que
son capaces de atravesar espacios vacíos y el alcance de ellos depende de la potencia de la fuente calorífica.
El acabado y el color de la superficie de
los materiales es de suma importancia
para los efectos de la radiación, si la superficie es lisa y el color es claro o mejor
aún es refractivo, los
rayos de calor
al igual que
los de luz
son reflejados. Si la superficie
tiene rugosidades y es de color oscuro sobre todo negro, los rayos caloríficos son absorbidos.
La
velocidad de conducción
de calor depende
del material utilizado
como conductor, los metales son
buenos conductores de calor y uno de los mejores y más utilizados es el cobre. Otros materiales
tales como el poliuretano, la lana de
vidrio, el corcho son utilizados como aislantes térmicos.
6- CONVECCIÓN:
La transferencia de
calor por convección
se da por
la diferencia de densidad que
sufren los gases y los líquidos. Cuando un gas o un líquido se calienta pierde densidad por lo
tanto tiende a subir y cuando un gas o
líquido se enfría o pierde calor sube su densidad o peso específico y tiende a
bajar, esto hace que se forme un ciclo permanente que sube el gas o líquido
mientras esté cerca de una fuente de calor y bajar cuando se aleja de ella. En
el momento que la fuente calorífica se suspenda, se igualan sus temperaturas,
sus densidades y desaparece el ciclo mencionado.
7-
FRÍO.
El frío es simplemente la ausencia de calor
parcial o total, la ausencia de calor produce frío así como la ausencia de luz
produce sombra. Por lo tanto el frío no
es energía es ausencia de energía calorífica. El frío se produce cuando se quita el calor a un cuerpo o espacio.
8- AISLAMIENTO.
Hasta
el momento no
existe un material
aislante de calor
perfecto, los materiales que
se utilizan para
aislar el calor,
lo que hacen es
reducir la velocidad de transferencia de calor de tal
forma que el sistema de refrigeración
saque el calor
con mayor rapidez
de lo que
le toma a este entrarse
nuevamente.
Un
aislante de calor
ideal debe evitar
la transferencia de
calor en sus
tres formas que son la
conducción, la radiación y la convección. Si este material existiera la refrigeración fuera mucho más
fácil.
Para
aislar la conducción
del calor se
utilizan materiales con un factor
de conductividad lo más bajo
posible. Para aislar el calor por radiación se debe utilizar superficies planas y de colores
claros y brillantes que reflejen las
ondas de energía
radiante. Mientras más
refleje el material
menos calor absorbe.
En cuanto al aislamiento contra la
convección se utilizan materiales que tienen
atrapadas celdas pequeñas de aire evitando la circulación del mismo
buscando en lo posible que se produzca
el menor movimiento.
9- TEMPERATURA
La temperatura es una magnitud referida a
las nociones comunes de caliente, tibio o frío que puede ser medida con un
termómetro. En física, se define como una magnitud escalar relacionada con la
energía de un sistema termodinámico, definida por el principio cero de la
termodinámica.
Más
específicamente, está relacionada directamente con la parte de la energía
interna conocida como «energía cinética», que es la energía asociada a los
movimientos de las partículas del sistema, sea en un sentido traslacional,
rotacional, o en forma de vibraciones. A medida de que sea mayor la energía
cinética de un sistema, se observa que éste se encuentra más «caliente»; es
decir, que su temperatura es mayor.
Nociones
generales
La temperatura es una propiedad física que
se refiere a las nociones comunes de calor o ausencia de calor, sin embargo su
significado formal en termodinámica es más complejo, a menudo el calor o el
frío percibido por las personas tiene más que ver con la sensación térmica (ver
más abajo), que con la temperatura real. Fundamentalmente, la temperatura es
una propiedad que poseen los sistemas físicos a nivel macroscópico, la cual
tiene una causa a nivel microscópico, que es la energía promedio por la
partícula.
La temperatura está íntimamente relacionada
con la energía interna y con la entalpía de un sistema: a mayor temperatura
mayor serán la energía interna y la entalpía del sistema.
La temperatura es una propiedad intensiva,
es decir, que no depende del tamaño del sistema, sino que es una propiedad que
le es inherente y no depende ni de la cantidad de sustancia ni del material del
que este compuesto.
También es posible definir la temperatura
en términos de la segunda ley de la termodinámica, la cual dice que la entropía
de todos los sistemas, o bien permanece igual o bien aumenta con el tiempo,
esto se aplica al Universo entero como sistema termodinámico.
Para dar la definición de temperatura con
base en la segunda ley, habrá que introducir el concepto de máquina térmica la
cual es cualquier dispositivo capaz de transformar calor en trabajo mecánico.
Las escalas de medición de la temperatura
se dividen fundamentalmente en dos tipos, las relativas y las absolutas. Los
valores que puede adoptar la temperatura en cualquier escala de medición, no
tienen un nivel máximo, sino un nivel mínimo: el cero absoluto. Las escalas
absolutas se basan en el cero absoluto.
Temperatura
Absolutas
Las escalas que asignan los valores de la
temperatura en dos puntos diferentes se conocen como escalas a dos puntos. Sin
embargo en el estudio de la termodinámica es necesario tener una escala de
medición que no dependa de las propiedades de las sustancias.
Las
escalas de éste tipo se conocen como escalas absolutas o escalas de temperatura
termodinámicas.
Temperatura
Relativas: Unidades derivadas del SI.
Grado Celsius (°C). Para establecer una
base de medida de la temperatura (Anders Celsius utilizó en 1742) los puntos de fusión y ebullición
del agua.
Se considera que una mezcla de hielo y agua
que se encuentra en equilibrio con aire saturado a una presión de 1 atm
está en el punto de fusión.
Una mezcla de agua y vapor de agua (sin
aire) en equilibrio a 1 atm de presión se considera que está en el punto de
ebullición. Celsius dividió el intervalo de temperatura que existe entre éstos
dos puntos en 100 partes iguales a las que llamó grados centígrados °C. Sin
embargo, en 1948 fueron renombrados
grados Celsius en su honor; así mismo se comenzó a utilizar la letra
mayúscula “ C “ para denominarlos
|
Temperaturas de fusión y ebullición del agua a 1
atm de presión atmosférica
|
||
|
Escala
|
Fusión
|
Ebullición
|
|
273,15 K
|
373,15 K
|
|
|
Celsius
|
0 °C
|
100 °C
|
|
32 °F
|
212 °F
|
|
Temperatura
en un sistema de refrigeración
Punto
de encuentro de los Refrs. R-22 y R-410 A
En el caso de un sólido, los
movimientos en cuestión resultan ser las vibraciones de las partículas en sus
sitios dentro del sólido.
También es posible definir la
temperatura en términos de la segunda ley de la termodinámica, la cual dice que
la entropía de todos los sistemas, o bien permanece igual o bien aumenta con el
tiempo, esto se aplica al Universo entero como sistema termodinámico.
La temperatura se mide con
termómetros, los cuales pueden ser calibrados de acuerdo a una multitud de
escalas que dan lugar a unidades de medición de la temperatura.
La unidad de medida de la
temperatura son:
. En el Sistema Internacional de
Unidades, la unidad de temperatura es el kelvin (K)
1- La escala más extendida es la
escala Celsius ( C ), llamada «centígrada»
2- En los Estados Unidos, la mas
usada es la escala Fahrenheit y tambien es usada
3- La escala Rankine (°R) que
establece su punto de referencia en el mismo punto de la 5- escala Kelvin, el
cero absoluto.
Entalpía: es una magnitud termodinámica, simbolizada
con la letra H mayúscula, cuya variación expresa una medida de la cantidad de
energía absorbida o cedida por un sistema termodinámico, es decir, la cantidad
de energía que un sistema puede intercambiar con su entorno.
Entropía:
En
termodinámica, la entropía (simbolizada como S) es una magnitud física que,
mediante cálculo, permite determinar la parte de la energía que no puede
utilizarse para producir trabajo. Es una función de estado de carácter
extensivo y su valor, en un sistema aislado, crece en el transcurso de un
proceso que se dé de forma natural. La entropía describe lo irreversible de los
sistemas termodinámicos.
Tema ll
1- Principios
fundamentales de refrigeración
2- Presión
Componentes de la presión
a) Masa
b) Fuerza y peso
c) Unidades de presión
d) Ley de Pascal
e) Presión atmosférica
f) Vacío
g) Conversión de las unidades
de presión
h) Presión absoluta y presión
manométrica
Principios fundamentales de refrigeración
Para estudiar la refrigeración y
la climatización, es importante dominar los principios fundamentales de la
física y de la termodinámica que se explican en este tema.
A las personas que ya se
familiarizaron con estos principios fundamentales, les servirá de repaso o de
material de referencia. Las unidades constituyen un tema importante. Se
utilizan varias unidades según las aplicaciones y las regiones y por ahora no
se ha logrado la unificación de las mismas en el mundo. El sistema yarda/libra
sigue en uso en varios países, al tiempo que las industrias japonesas de
refrigeración y climatización utilizan el sistema métrico.
Además, el sistema métrico
comprende varios tipos de sistemas. Para luchar contra la confusión causada por
la diversidad de unidades, se presenta y apoya ampliamente el sistema
internacional de unidades (SI) En este tema, sin embargo, se explican todas las
unidades del sistema métrico que se utilizan habitualmente, porque consideramos
que es demasiado precoz adoptar exclusivamente el sistema métrico SI, ya que
este sistema no se utiliza en los manómetros, catálogos de productos y
materiales técnicos que los técnicos de servicio utilizan en su trabajo diario.
Para que las personas
familiarizadas con el sistema yarda/ libra puedan leer este tema, se explican
las fórmulas de conversión de las unidades del sistema métrico convencional a
las del sistema yarda/libra, así como al sistema métrico S.I. que será necesario
en un futuro cercano.
Presión
Presión...La presión es la fuerza
por la superficie. Puede describirse como una medida de la intensidad de fuerza
en un punto dado sobre la superficie de contacto. Puesto que la fuerza se
distribuye de manera uniforme sobre una superficie dada, la presión en
cualquier punto sobre la superficie de contacto es la misma y puede calcularse
dividiendo la fuerza total ejercida por la superficie total en la cual se
aplica dicha fuerza. Esta relación se expresa por la ecuación siguiente. (Ver
la Fig.), abrevia Kg / cm2 y en el
sistema inglés. Libras sobre pulgada
cuadrada que se Abrevia, en Lb / Plg2.
Un bloque de hielo (sólido)
ejerce una presión sobre su soporte. El agua (líquido) ejerce una presión sobre
los lados y la parte inferior de su contenedor. El vapor (gas) ejerce una
presión sobre toda la superficie de su contenedor. (Ver la Fig.)
Masa
La masa es la cantidad de materia
en una sustancia medida en gramos y kilogramos. Gramo (g). Un centímetro cúbico
(cm3) de agua a la temperatura de mayor densidad tiene una masa de 1 g (Ver la
Fig.).
Tabla SI
|
Sistema
métrico convencional y sistema métrico internacional (SI)
|
Sistema
Yarda / Libra
|
||
|
g
|
kg
|
oz
|
lb
|
|
1
|
0.001
|
0.03527
|
0.002205
|
|
1000
|
1
|
35.27
|
0.0625
|
|
453.6
|
0.4536
|
16
|
1
|
La unidad de medida
métrica convencionales y las unidades métricas S.I. de masa son las mismas
Para convertir de una unidad a otra,
utilice las fórmulas siguientes:
1- Para convertir gramos en kilogramos
Kg = 0.001 x g
2- Para convertir gramos en onzas
Oz = 0.03527 x g
1- Para convertir kilogramos en libras
Lb = 2.205 x kg
Ejemplo: Convierta 200 g en kg
Solución: 200 x0.001= 0.2 kg
Ejemplo Convierta 500 g en oz
Solución: 0.03527 x 500g = 17.635
Ejemplo Convierta 4kg en g
Solución: 4 /0.001 = 4000g
Fuerza y
peso
Fuerza...Una fuerza se define como
un impulso o una tracción. Es todo lo que tiene tendencia a poner un cuerpo en
movimiento, a detener un cuerpo en movimiento o a cambiar la dirección del
movimiento. Una fuerza también puede cambiar el tamaño o la forma de un cuerpo.
Peso...El peso es la fuerza más
conocida. El peso de un cuerpo es una medida de la fuerza ejercida sobre el
cuerpo por la fuerza de gravedad de la tierra. (Ver la Fig.)
Newton [N]...Un newton es
la fuerza que, cuando se aplica a un cuerpo que tiene una masa de 1kg,
proporciona una aceleración de un metro por segundo. [Ver la Fig.]
Las relaciones entre kilogramo fuerza y libra fuerza se
indican en la Tabla 1-2.
|
Sistema
métrico convencional
|
Sistema
métrico S.I.
|
Sistema
yarda libra
|
|
kgf
|
N
|
lbf
|
|
1
|
9.807
|
2.205
|
|
0.1020
|
1
|
0.2248
|
|
0.4536
|
4.448
|
1
|
Unidades
de presión
Las unidades de presión son el kilogramo fuerza por
centímetro cuadrado [kgf/cm2 ] en el sistema métrico convencional, el pascal
[Pa), el kilopascal [kPa] en el sistema métrico S.I. y la libra por pulgada
cuadrada [psi] en el sistema yarda libra.
Kilogramo fuerza por centímetro cuadrado [kgf/cm2]...Un sólido
que pesa 1kgf con una superficie inferior a 1cm2 ejerce una presión de 1kgf/cm2
sobre una superficie plana. [Ver Fig. 1-7 (a)]
Superficie
interior: 1 cm x 1cm =1 cm²
Presión:
1 kgf/1 cm² = 1 kgf/cm²
Como las unidades de peso, las unidades de presión también
se abrevian: kilogramo fuerza por centímetro cuadrado se abrevia en kilogramo
por centímetro cuadrado, y libra fuerza por pulgada cuadrada se abrevia en
libra por pulgada cuadrada. Sus símbolos también se abrevian: kgf/cm2 en kg/cm2
y lbf/pulg.2 en lb/pulg.2 . En los manómetros generalmente utilizados por los
técnicos de servicio sólo se indica kg/cm2 o lb/pulg. 2. No hay ningún problema
en considerar que kg/cm2 o lb/pulg2 son equivalentes respectivamente a kgf/cm2
o lbf/pulg2.
d) Ley de Pascal
Ley de Pascal...La
presión aplicada sobre un fluido encerrado se transmite de forma igual en todas
las direcciones.
La Fig. 1-9 ilustra la ley de Pascal. Muestra un cilindro
lleno de fluido con diferentes formas de cámaras.
Se instala un pistón en un cilindro pequeño que se conecta a
un cilindro mayor. Se aplica una fuerza al pistón en el cilindro más pequeño.
Los manómetros de presión indican que la presión se transmite igualmente en
todas las direcciones y cámaras sin que importen el tamaño y la forma de las
cámaras.
e) Presión atmosférica
Presión
atmosférica...La Tierra está rodeada de una envoltura de atmósfera o aire.
El aire tiene un peso y ejerce una presión sobre la superficie de la tierra. La
presión ejercida por la atmósfera se denomina presión atmosférica.
El peso de una columna de aire que tiene una base de 1
centímetro cuadrado y que se extiende desde la superficie de la tierra a nivel
del mar hasta los límites superiores de la atmósfera es de 1,033kgf (14,70lbf).
Por lo tanto, la presión sobre la superficie de la tierra a nivel del mar que
resulta del peso de la atmósfera es de 1,033kgf/cm2 (14,70lbf/cm2)
Ver Fig.
La presión atmosférica se expresa de diferentes formas:
Presión atmosférica
= 1,033kgf/cm2 = 1atm = 760mmHg = 101,3kPa = 14,70lbf/pulg2 (psi)
= 29,92 pulg Hg
f) Vacío
Vacío...Las presiones inferiores a la presión
atmosférica se llaman vacías.
Vacío absoluto...Una presión que ya no puede reducirse
más se llama vacío absoluto.
Vacío imperfecto...Una presión inferior a la presión atmosférica,
sin ser un vacío absoluto, se llama vacío imperfecto.
El vacío absoluto
se expresa de diferentes formas, tal como se indica a continuación.
Vacío absoluto = 0
kgf/cm2 = 0 mmHg = 0 Pa = 0 psi = 0 pulg.Hg
Ver Fig.
g) Conversión de las unidades de presión
La Tabla indica las
relaciones entre kgf/cm2, kPa, psi y otras unidades.
Tabla
Para convertir de una unidad a otra, utilice las fórmulas
siguientes
Para convertir kgf/cm 2 en atm Si tengo 20 kgf/cm2, cuanta atm tengo
Para convertir kgf/cm2 en mmHg Convierta 1,5kgf/cm2 en mmHg
Para convertir kgf/cm 2en kPa Convierta 12kgf/cm2 en kPa
Para convertir kgf/cm2 en psi Convierta 20kgf/cm 2 en psi
Para convertir kPa en psi Convierta 150kPa en psi
h) Presión absoluta y presión
manométrica
Presión manométrica...La presión manométrica es la presión
indicada por el manómetro. Es importante entender que los manómetros están calibrados
para una lectura cero de la presión atmosférica. Los manómetros sólo miden la diferencia
de presión entre la presión total del fluido en el recipiente y la presión
atmosférica. Las presiones manométricas se expresan en “kgf/cm 2 G” o “psig”.
Presión absoluta...La
presión absoluta es la presión “total” o la presión “verdadera” de un fluido.
Cuando la presión de un fluido es superior a la presión atmosférica, la presión
absoluta se determina añadiendo la presión atmosférica a la presión manométrica.
Cuando la presión del fluido es inferior a la presión atmosférica, la presión
absoluta se determina restando la presión manométrica de la presión
atmosférica.
Las presiones absolutas se expresan en “kgf/cm 2 abs” o
“psia”. Ver fig.
Ejemplo: Un manómetro de presión indica 18kgf/cm2. ¿Cuál es
la presión absoluta en este caso?
Solución: La presión absoluta = 18 + 1,03 = 19,03 kgf/cm2
Ejemplo: Un manómetro compuesto instalado en el tubo de
aspiración indica 200mmHg. ¿Cuál es la presión absoluta?
Solución: Presión absoluta = 760 –200 = 560mmHg
Tema lll
Refrigeración
¿Qué significa “Refrigeración” y
“Climatización”?
1-Aislación térmica
2-
Carga térmica
3-
Refrigerante
4-
Principio de refrigeración
5-
Ciclo de refrigeración
6- Piezas principales del sistema de
refrigeración
7- Lado bajo y lado alto
Refrigeración
¿Qué se entiende por “Refrigeración” y
“Climatización”?
Refrigeración...Se define como el proceso de
reducción y mantenimiento de la temperatura de un espacio o materia por debajo
de la temperatura del entorno.
Climatización...Se define como el proceso de
tratamiento del aire destinado a controlar simultáneamente su humedad,
limpieza, distribución y temperatura para responder a las exigencias del
espacio climatizado. La climatización constituye una parte de la refrigeración
en un sentido amplio.
1-
Aislación térmica
Dado que el
calor siempre circula desde una zona de temperatura alta hacia una zona de
temperatura más baja, siempre hay un flujo continuo en la zona refrigerada que procede
del entorno más caliente. Para limitar casi al mínimo el flujo de calor en el
espacio refrigerado, es necesario aislar el espacio del entorno con un buen
material de aislación contra el calor.
2-
Carga térmica
Carga térmica...La intensidad con la que se debe
extraer el calor del espacio o material refrigerado para producir o mantener la
temperatura deseada se llama la carga térmica.
En la
mayoría de las aplicaciones de refrigeración, la carga térmica total sobre el
equipo de refrigeración es la suma del calor que penetra en el espacio
refrigerado a través de los muros aislados, el calor que penetra en el espacio
por las puertas abiertas y el calor que se debe extraer del producto de
refrigeración para reducir la temperatura del mismo a las condiciones de
espacio o almacenamiento. El calor proporcionado por las personas que trabajan
en los ambientes refrigerados, los motores, las luces y otros equipos
eléctricos también contribuye a la carga exigida al equipo de refrigeración.
3-
Refrigerante
Para reducir
o mantener la temperatura de un espacio por debajo de la temperatura del
entorno, se debe extraer calor del espacio, y transferirlo a otro cuerpo cuya
temperatura sea inferior a la del espacio refrigerado. Esto es lo que hace el refrigerante.
Refrigerante...Un refrigerante es un calorífero que
desplaza el calor de un espacio que se debe refrigerar hacia el exterior. En lo
que concierne al ciclo de vapor-compresión, el refrigerante es el fluido
operante del ciclo que alternativamente evapora y condensa cuando absorbe o expulsa
el calor
. Generalmente
los fluidos que tienen las propiedades siguientes son considerados aptos para
su utilización como refrigerante.
(1) Barato
(2) No
venenoso
(3) No
explosivo
(4) No
corrosivo
(5) No inflamable
(6) Estable
(inerte)
(7) Elevado
calor latente de evaporación
(8) Fácil de
evaporar y condensar
(9) Fácil de
detectar fugas
Se han
utilizado muchas sustancias como refrigerante. Anteriormente, los refrigerantes
más comunes fueron el aire, el amoníaco, el bióxido de azufre, el bióxido de
carbono y el cloruro de metilo. Actualmente, los refrigerantes hidrocarbónicos
fluorados se utilizan exclusivamente en los sistemas de climatización. La Tabla
1-10 presenta la lista de los refrigerantes hidrocarbónicos fluorados
utilizados en los productos Daikin.
|
Símbolo del
refrigerante
|
Nombre
|
Fórmula
química
|
Tipo de compresor
|
Aplicación
|
|
R-11
|
Tricloromonofluorometano
|
|
Centrífugo
|
Sistemas de climatización grandes
|
|
R-12
|
Diclorodifluorometano
|
|
De pistón Rotativo
|
Pequeños
refrigeradores domésticos
Mostradores
para alimentos congelados
Climatización
residencial y comercial
Climatización
de vehículos
|
|
R-22
|
Monoclorodifluorometano
|
|
De pistón Rotativo
|
Climatización
residencial y comercial
Plantas de
congelación de alimentos, almacenamiento y
mostradores
para alimentos congelados y muchas otras aplicaciones que requieren temperaturas medias y bajas
|
|
R-502
|
Mezcla azeotrópica del 48.8% de R-22 y 51.2% de R-115
|
|
De pistón
|
Mostradores
de alimentos congelados y helados, almacenes y plantas de alimentos
congelados, mostradores de temperaturas medias
|
|
R-114
|
Diclorotetrafluoroetano
|
`
|
Rotativo
|
Sistemas de baja temperatura
|
|
De pistón
|
Enfriadores para taxis
|
|||
|
Centrífugo
|
Sistemas de climatización grandes
|
4-
Principio de refrigeración
(1)
Refrigeración con agua enfriada Suponga que se coloca1kg de agua a 0°C en un
recipiente abierto dentro de un espacio aislado que tiene una temperatura
inicial de 25°C. Durante un cierto lapso de tiempo el calor fluirá del espacio
a 25°C hacia el agua a 0°C, de tal forma que la temperatura del espacio va a
disminuir. Sin embargo, para cada kcal de calor que absorbe el agua del
espacio, la temperatura del agua va a aumentar 1°C, de tal forma que la
temperatura del espacio disminuye mientras aumenta la temperatura del agua. Ya
no habrá transferencia de calor cuando la temperatura del agua y del espacio
sea exactamente igual. (Ver Fig.)
Desventajas
• No es
posible obtener temperaturas más bajas que la del agua enfriada.
• La refrigeración
no es continua.
• Es
imposible controlar la temperatura del ambiente
.
Para obtener
una refrigeración continua, se debe enfriar y hacer circular constantemente el
agua. (Ver Fig.)
Algunos
tipos de climatizaciones adoptan este método.
(2) Refrigeración
con hielo
Suponga
ahora que hay 1kg de hielo a 0°C en lugar del agua. Esta vez, la temperatura
del hielo no cambia mientras absorbe el calor del espacio. El hielo sólo pasa de
sólido a líquido mientras su temperatura sigue siendo de 0°C. El calor absorbido
por el hielo hace que éste se transforme en agua de drenaje y el efecto refrigerante
es continuo hasta que el hielo se derrite totalmente. (Ver Fig.)
Cualquier
recipiente, tal como el recipiente mostrado en la Fig en el cual se evapora un refrigerante
se llama un “evaporador”.
"Control de la temperatura de
evaporación.
La temperatura a la cual el líquido se evapora
en el evaporador puede controlarse mediante el control de la presión del vapor
sobre el líquido. Por ejemplo, se instala una válvula de mano en la línea de
ventilación y se cierra parcialmente dicha ventilación para que el vapor no
pueda escaparse libremente del evaporador. Al ajustar cuidadosamente la válvula
de ventilación para regular el flujo de vapor que sale del evaporador, se puede
controlar la presión del vapor sobre el líquido y producir la evaporación del
R-22 a cualquier temperatura deseada entre –40,8°C y los 25°C de la temperatura
del ambiente.
Mantenimiento de una evaporación
continúa.
La evaporación continúa del líquido en el
evaporador requiere un suministro continuo de líquido de relleno cuando la
cantidad de líquido en el evaporador debe permanecer constante. Un método para
rellenar el suministro de líquido en el evaporador consiste en utilizar una
válvula de boya, tal como se muestra en la Fig.
Todos los aparatos, tales como la válvula de boya,
utilizados para regular el flujo de refrigerante líquido en el evaporador se
denominan como “control de flujo de refrigerante”
! Recuperación del
refrigerante
A la vez por conveniencia y ahorro, no es práctico permitir
que se escape a la atmósfera el vapor refrigerante. El vapor debe recogerse y
volver a utilizarse continuamente. Para reutilizarse, el refrigerante debe
llegar en forma líquida al evaporador, porque sólo puede absorber calor para su
evaporación. Pero como el refrigerante sale del evaporador en forma de vapor,
debe reducirse nuevamente a líquido antes de poder reutilizarse.
La forma más sencilla de proceder consiste en condensar el
refrigerante evaporado cuando abandona el evaporador. Para condensar el
refrigerante, el calor latente entregado por el vapor durante la condensación
debe transferirse a otro medio. Para ello, generalmente se utiliza agua o aire.
El aire o el agua deben tener una temperatura inferior a la temperatura de
condensación del refrigerante. A una presión dada, la temperatura de
condensación y evaporación de un fluido es la misma.
Si un refrigerante se evapora a 10°C, se debe condensar a la
misma temperatura. Por lo tanto, se necesita aire o agua a una temperatura
inferior a ésta. Obviamente, si el aire o el agua se encuentran a una
temperatura inferior, no se necesita una refrigeración mecánica.
Por ejemplo, si la presión del vapor es de 17kgf/cm2 abs,
condensará a una temperatura de 43,5°C. Luego, el vapor a 43,5°C puede
enfriarse por medio del aire o el agua disponibles. Para esto se necesita un
compresor.
La bomba utilizada para presurizar y hacer circular el
refrigerante evaporado se llama “compresor”. Cualquier recipiente, tal como el
mostrado en la Fig. , en el cual se condensa un refrigerante se denomina “condensador”.
Mejora del
intercambio de calor
La eficiencia del intercambio de calor depende de la
superficie del evaporador y del condensador en el cual se produce el
intercambio de calor. Se mejora la eficiencia del intercambio de calor al
reemplazar un simple recipiente por un serpentín, porque la superficie de este
último es mayor. [Ver Fig. 1-49(b)]Además, al poner aletas sobre el serpentín,
se logra una mayor eficiencia del intercambio de calor. [Ver Fig. 1-49(c)]
El volumen de aire también constituye uno de los factores
importantes en el intercambio de calor. Un suministro de aire por medio de un
ventilador eléctrico hace que la transferencia de calor sea aún más eficiente.
[Ver Fig. 1]
Durante la compresión, se efectúa un trabajo mecánico de
compresión del vapor para obtener una presión más alta. Para ello, el calor
entregado por el medio condensador en el condensador es la suma del calor absorbido
en el evaporador y del calor de compresión correspondiente al trabajo mecánico
del compresor. Por esta razón, el tamaño del condensador generalmente es superior
al del evaporador. (Ver Fig. 2)
Fig. 1
Fig. 2
Ahora, el refrigerante que fluye del condensador hacia el
cilindro se encuentra completamente en estado líquido (condensado) y está listo
para volver a circular hacia el evaporador.
Cualquier recipiente, tal como el mostrado en la Fig. 1-51,
en el cual un refrigerante condensado se almacena, se denomina “receptor”
La válvula de expansión, tal como la que se muestra en la
Fig. 1-51, se utiliza generalmente en lugar del conjunto de válvula de boya.
Ahora se ha completa do
el sistema de refrigeración.
Ciclo de refrigeración...Cuando el refrigerante circula en
el sistema, pasa por diversos cambios de estado o condición, cada uno de ellos
cambios se denomina un proceso.
El
refrigerante comienza en un estado o condición inicial, pasa por una serie de
procesos según una secuencia definida, y vuelve a su condición inicial. Esta
serie de procesos se denomina “ciclo de refrigeración”. El ciclo de
refrigeración simple se compone de cuatro procesos fundamentales.
(1) Expansión
(2) Evaporación
(3) Compresión
(4) Condensación
(1) Expansión
Al principio, el refrigerante líquido a temperatura y
presión altas fluye del receptor por el tubo de líquido hacia el control de
flujo de refrigerante.
La presión del líquido se reduce a la presión del evaporador
cuando el líquido pasa por el control de flujo de refrigerante, de tal forma
que la temperatura de saturación del refrigerante que entra en el evaporador es
inferior a la temperatura del ambiente refrigerado. Una parte del líquido se
evapora al pasar por el control de refrigerante para reducir la temperatura del
líquido hasta la temperatura de evaporación.
(2) Evaporación
En el evaporador, el líquido se evapora a una temperatura y
presión constantes, mientras el calor necesario para el suministro de calor
latente de evaporación pasa de las paredes del evaporador hacia el líquido que
se evapora. Todo el refrigerante se evapora en el evaporador y se recalienta en
el extremo del evaporador.
Pese a que la temperatura del vapor aumenta un poco en el
extremo del evaporador debido al recalentamiento, la presión del vapor no
varía. Aunque el vapor absorbe el calor del aire que rodea la línea de
aspiración, que aumenta su temperatura y disminuye ligeramente su presión
debido a la pérdida por fricción en la línea de aspiración, estos cambios no son
importantes para la explicación de un ciclo de refrigeración simple.
(3) Compresión
Por la acción del compresor, el vapor que resulta de la
evaporación se lleva por la línea de aspiración desde el evaporador hacia la
entrada de aspiración del compresor.
En el compresor, la temperatura y presión del vapor aumentan
debido a la compresión. El vapor de alta temperatura y alta presión se descarga
del compresor en la línea de descarga.
(4) Condensación
El vapor fluye por la línea de descarga hacia el condensador
donde evacua calor hacia el aire relativamente frío que el ventilador del
condensador hace circular a través del condensador.
Cuando el vapor caliente evacua calor hacia el aire más
frío, su temperatura se reduce a la nueva temperatura de saturación que corresponde
a la nueva presión, y el vapor se condensa, volviendo así al estado líquido. Antes
de que el refrigerante alcance el fondo del condensador, se condensa todo el
vapor y luego se subenfría. A continuación, el líquido subenfriado pasa al
receptor y queda listo para
volver a circular.
6- Piezas principales del sistema de refrigeración
Las piezas principales del sistema de refrigeración se
mencionan a continuación.
(1) Receptor
Su función consiste en proporcionar el almacenamiento para
el líquido procedente del condensador para que haya un suministro constante de
líquido para el evaporador, según las necesidades del mismo.
(2) Línea de líquido
Su función consiste en llevar el refrigerante líquido desde
el receptor hacia el control de flujo de refrigerante.
(3) Control de flujo de refrigerante
Sus funciones consisten en medir la cantidad adecuada de
refrigerante que va hacia el evaporador y en reducir la presión del líquido que
entra en el evaporador, para que así el líquido se evapore en el evaporador a
la temperatura baja deseada.
(4) Evaporador
Su función consiste en proporcionar una superficie de
transferencia de calor a través de la cual el calor pasa del ambiente
refrigerado al refrigerante evaporado.
(5) Línea de aspiración
Su función consiste en llevar el vapor de presión baja desde
el evaporador hacia la entrada de aspiración del compresor.
(6) Compresor
Sus funciones consisten en extraer el vapor del evaporador y
en aumentar la temperatura y presión del vapor para que éste pueda condensarse
con los medios de condensación normalmente disponibles.
(7) Línea de descarga
Su función es entregar el vapor a presión alta y temperatura
alta desde el compresor hasta el condensador.
(8) Condensador
Su función es proporcionar una superficie de transferencia
de calor a través de la cual el calor pasa del vapor refrigerante caliente a un
medio de condensación.
7- Lado bajo y lado alto
Un sistema de refrigeración se divide en dos partes según la
presión que el refrigerante ejerce en estas dos partes.
Lado bajo...
La parte de presión baja del sistema se compone del control
de flujo de refrigerante, el evaporador y la línea de aspiración. La presión
que ejerce el refrigerante en estas partes es la presión baja necesaria para
que el refrigerante se evapore en el evaporador. Esta presión se conoce como
“presión baja”, “presión del lado bajo”, “presión de aspiración “ o “presión de
evaporación”.
Lado alto...
La parte de presión alta del sistema se compone del
compresor, la línea de descarga, el condensador, el receptor y la línea de
líquido. La presión que ejerce el refrigerante en esta parte del sistema es la
presión alta necesaria para la condensación del refrigerante en el condensador.
Esta presión se llama “presión alta”, “presión de descarga” o “presión de
condensación”.
Los puntos divisorios entre los lados de presión alta y baja
del sistema son el control de flujo de refrigerante, donde la presión del
refrigerante se reduce de la presión de condensación a la presión de
evaporación, y las válvulas de descarga en el compresor, a través de las cuales
el vapor de presión alta se expulsa después de la compresión.
Tema IV
Clasificación
de los acondicionadores de aire
1- Climatización
2 - ¿Qué es un aire confortable? .
3 - Clasificación de los acondicionadores de aire
a- Clasificación por
métodos de expansión
b- Clasificación por métodos de eliminación de calor
c- Clasificación por estructuras
d- Clasificación por localización del compresor
e- Clasificación por utilización
f- Clasificación por
métodos de instalación de las unidades (interiores) fan coil
g- Tabla de clasificación de acondicionadores de aire
Clasificación de los acondicionadores de aire
1- Climatización
La climatización se define como “el proceso de tratamiento
del aire de tal forma que se controlan simultáneamente su temperatura, humedad,
limpieza y distribución para responder a las exigencias del espacio
climatizado”. Tal como lo indica la definición, las acciones importantes
involucradas en la operación de un sistema de climatización son:
(1) El control de temperatura
La temperatura del ambiente se controla por la temperatura
de bulbo seco preestablecida mediante la refrigeración o calefacción del aire
del ambiente.
(2) Control de humedad
El aire del ambiente se controla para mantener la humedad
relativa preestablecida mediante la humidificación o deshumedificación del aire
del ambiente.
(3) Filtrado, limpieza y purificación del aire
Se limpia el aire del ambiente extrayendo el polvo y la
suciedad que contiene
(4) Movimiento y circulación del aire
La temperatura, humedad, limpieza y distribución del aire se
llaman los “cuatro elementos de climatización”. Al controlar estos cuatro
elementos, el aire del ambiente puede mantenerse confortable sin que importe la
temperatura exterior. Cuando estos cuatro elementos deben ser modificados por
el acondicionador de aire, el aire del ambiente penetra en el acondicionador de
aire, donde el filtro de aire extrae el polvo y la suciedad (limpieza del
aire). A continuación, el aire se envía hacia el evaporador, donde la
temperatura del aire se reduce por evaporación del refrigerante (temperatura) y
al mismo tiempo se extrae la humedad por condensación (humedad). El resultado
es que el aire distribuido por el acondicionador de aire es frío y vivificante,
y puede ser distribuido en el ambiente por el ventilador del evaporador
(distribución de corriente de aire). Estas tareas se repiten para realizar la
climatización.
2- ¿Qué es un aire
confortable?
El calor y el frío que el hombre siente dependen no sólo de
la temperatura del aire (temperatura de bulbo seco), sino también de la humedad
y de la distribución del propio aire.
Además, la zona de confort general se sitúa dentro de las
líneas oblicuas de la Fig. 3-5, aunque el confort dependa del sexo, la edad y
el tipo de trabajo que se realiza.
No obstante, en el caso de la refrigeración, aunque las
condiciones de aire del ambiente estén dentro de la zona de comodidad, el aire
del ambiente no siempre es óptimo. Por ejemplo, cuando la diferencia de
temperatura entre el interior y el exterior se sitúa alrededor de 10°C porque
la temperatura del ambiente se controla para que esté dentro de esta zona; uno
siente frío y calor al entrar y salir de la habitación, lo cual provoca
incomodidad.
Esta incomodidad se denomina “choque frío”. Por esta razón,
es importante controlar la temperatura del aire para que, gracias al ajuste del
termostato, no se sienta un “choque frío” durante la refrigeración. La
diferencia de temperatura óptima entre el interior y el exterior es de 3 a 6°C
cuando se consideran la salud y el ahorro de energía.
3- Clasificación
de los acondicionadores de aire
La mayoría de los acondicionadores de aire son compactos
(unitarios), pero se diversifican en forma y tipo en función de los
equipamientos de los edificios.
Existen varios tipos de clasificaciones de los
acondicionadores de aire. A continuación se explican las clasificaciones
significativas.
3a- Clasificación
por métodos de expansión
Los métodos de expansión se clasifican en dos tipos: la
expansión directa y la expansión indirecta.
El método de expansión directa es el método en el cual el
calor se intercambia directamente entre el aire que se debe climatizar y el
refrigerante. Los climatizadores adoptan este método. El método de expansión
indirecta es el método en el cual el calor se intercambia indirectamente entre
el aire que se debe climatizar y el refrigerante por medio de agua o salmuera.
Los sistemas que combinan enfriadoras o enfriadoras de agua centrífuga con unidades
fan coil adoptan este método.
Método de expansión: Expansión directa y Expansión indirecta
3b- Clasificación por métodos de eliminación de calor
Los métodos de eliminación de calor se clasifican en dos
tipos: tipos enfriados por agua y tipos enfriados por aire. (La tendencia
actual consiste en recurrir cada vez más
a los acondicionadores de aire enfriados por aire, que no necesitan
mantenimiento.)
Acondicionadores de aire: Tipo enfriado por aire
Tipo enfriado por agua
Tabla: Características de los tipos
enfriados por aire y enfriados por agua
|
Puntos
|
Tipo enfriado por aire
|
Tipo enfriado por agua
|
|
1-Medio de condensación
|
• Aire exterior
|
• Agua natural, agua de grifo
• Agua de torre de enfriamiento
|
|
2-Trabajos secundarios
|
• Suministro de energía
• Tubería de refrigerante
(Sólo tipo Split)
|
• Suministro de energía, tubería de
agua de refrigeración
• Bomba para agua natural o bomba de circulación
de agua para torre de enfriamiento
|
|
3-Capacidad de refrigeración por 0,75kw
|
Aprox. 2100~2500kcal/h
|
Aprox. 3000 kcal/h
|
|
Ruido
|
Comparativamente alto (Unidad
exterior)
|
Bajo
|
|
Puntos de control
|
• Condiciones de entrada de aire
exterior (productos químicos, polvo, suciedad)
• Circuito del aire distribuido corto
• Temperatura del aire exterior
|
• Cantidad y calidad del agua de
refrigeración
• Posición de una torre de
enfriamiento
|
Los acondicionadores de aire enfriados por agua son de tipo
monobloque, pero los acondicionadores de aire enfriados por aire son de dos
tipos: el tipo monobloque y el tipo split.
El tipo split comprende dos unidades, una interior y una
exterior, que se instalan por separado. Estas dos unidades se conectan por medio
de la tubería de refrigerante.
Tabla Funciones del tipo monobloque y del tipo split
|
Puntos
|
Tipo
monobloque
|
Tipo
split
|
|
1-Trabajo de instalación
(Orificio de un lado a otro)
|
Hay
que hacer un orificio grande para la radiación del calor (para conductos o
instalación)
|
Se
necesita un orificio pequeño para la tubería de refrigerante.
|
|
2-Ruido de funcionamiento
(Lado interior)
|
En
comparación con el tipo split, el tipo ventana tiene un ruido de
funcionamiento particularmente alto.
|
En
comparación con el tipo monobloque, hay poco ruido de funcionamiento, pero
hay que
Fijarse
en el ruido de la unidad exterior.
|
|
3-Posición de la instalación
|
Como
se extrae aire caliente, un lado del ambiente debe tener acceso al exterior.
(Sólo
tipo ventana)
|
Dos
tubos de refrigerante y el cableado de enlace conectan las dos unidades
|
Tipo split (sistema
par) Tipo split
(sistema múltiple)
3d- Clasificación por localización del compresor (en el 3d- Clasificación por localización
del compresor (en el caso de acondicionadores de aire de tipo split)
Tipo Split
Tipo condensador a distancia
3e- Clasificación por utilización
Los acondicionadores
de aire también se clasifican por utilización residencial, comercial e
industrial.
Generalmente, los
acondicionadores de aire residenciales se denominan acondicionadores de aire de
ambiente y los acondicionadores de aire comercial e industrial se denominan
acondicionadores de aire compactos.
3f- Clasificación por métodos de instalación de
las unidades (interiores) fan coil
Componentes principales
1-
Compresor
a)
Clasificaciones por métodos de compresión
b)
Clasificaciones de compresores de pistón por estructura
2 - Condensador
a) Tipo tubo doble (Tipo tubo dentro de
un tubo)
b) Tipo cárter
c) Tipo bobina de aletas cruzadas
d) Tipo aletas enrolladas
3 - Evaporador
a) Tipo tubo dentro de un tubo múltiple
b) Tipo cárter y tubo de expansión seca
c) Tipo cárter y tubo inundado
d) Tipo bobina de aletas cruzadas
4 - Aparatos de medición (1) Tubo
capilar
5- Válvulas de expansión
termostáticas
6-
Válvula de expansión electrónica
(1) Reemplazo de una sección del motor
(2) Disposición cuando la válvula de
expansión electrónica no quiere abrirse
(3) Trabajo etapa por etapa
(4) Teoría de la inversión
7-
Dispositivos de control
(1) Válvula de cuatro vías
(2) Receptor de líquido
(3) Filtro secador
(4) Acumulador
(5) Tubo capilar de inyección
(6) Válvula de control de presión baja
(7) Intercambiador de calor gas/líquido
(8) Pre-enfriador
(9) Silenciador
(10) Válvula solenoide
(11) Válvula de control
8- Dispositivos de seguridad
(1) Conmutador de presión alta (HPS)
(2) Conmutador de presión baja (LPS)
(3) Conmutador de presión de aceite (OPS)
(4) Tapón fusible
(6) Válvula de seguridad (válvula de
descarga)
Componentes Desarrollo
Los acondicionadores de aire se componen de varias piezas y componentes.
Es muy importante que los técnicos de servicio comprendan la estructura y las
funciones de cada pieza y componente para poder diagnosticar las averías de los
acondicionadores de aire.
En este capítulo se explican las piezas y componentes utilizados
principalmente en los acondicionadores de aire de ambiente y acondicionadores
de aire compactos durante los últimos años.
La Fig. 4-1 indica la estructura esquemática de un acondicionador de aire
de tipo split enfriado por aire para usos generales, para que usted entienda la
posición de cada componente. La Fig. 4-2 muestra el ciclo de refrigeración en
el cual se indican varios símbolos de componentes y dispositivos generalmente
utilizados, para que usted los entienda.
Componente
de un Aire
Componente
de un Aire
1-
Componentes principales
Todos los acondicionadores de aire unitarios se componen de cuatro
componentes principales: un compresor, un condensador, un evaporador y un
controlador derefrigerante.
A continuación, se explican en primer lugar las funciones y tipos de los
cuatro componentes principales.
1.1 - Compresor
El compresor funciona como una bomba que hace circular el refrigerante en
el circuito de refrigeración. El vapor refrigerante de temperatura baja y presión
baja se evapora en el evaporador y se comprime a la presión en la cual el vapor
refrigerante se puede transformar fácilmente en líquido en el condensador.
(1) Clasificaciones por
métodos de compresión
Los compresores se clasifican por el método de compresión que aplican, es
decir la compresión volumétrica o la compresión centrífuga, con distinciones
dentro de cada método, tal como se indica a continuación.
"Compresores
de pistón
Los
compresores de pistón se componen de cilindros, pistones y válvulas.
Los movimientos oscilantes del pistón en el cilindro efectúan la
compresión. La válvula controla el gas en el cilindro y fuera del mismo (Ver
Fig.)
2- Compresores rotativos
Existen dos tipos de compresores rotativos: los de pistón rotativo y los
de paleta deslizante.
La teoría de compresión del compresor de pistón rotativo es que éste,
también denominado rotor, gira en contacto con el contorno del cilindro y una
aleta fija
comprime el refrigerante. (Ver Fig. 4-4)
El método de compresión del compresor de paleta deslizante consiste en
varias paletas que giran con el pistón rotativo en contacto con el contorno del
cilindro, comprimiendo el refrigerante. (Ver Fig. 4-5)
En comparación con los compresores de pistón, los compresores rotativos
son compactos, de construcción sencilla y con menos piezas. Además, los
compresores rotativos tienen un excelente coeficiente de rendimiento y
eficiencia.
Sin embargo, exigen precisión y resistencia al desgaste para las piezas
en contacto. Por el momento, se utiliza principalmente el compresor de tipo
pistón rotativo.
3- Compresores de espiral
Los compresores de espiral, tal como lo indica la Fig. 4- 6, se componen
de dos espirales, una de ellas fija y la otra que se mueve en órbita. El gas
refrigerante se lleva adentro a partir de la circunferencia de las espirales,
se comprime en el espacio reducido por las espirales colindantes y se descarga
por la compuerta de descarga situada en el centro.
4- Compresores de un solo
tornillo
Los compresores de tornillo se componen de rotores que tienen engranajes
machos y hembras que comprimen el refrigerante mediante introducción de un
rotor de tornillo y dos rotores de compuerta. Al igual que en los compresores
de pistón, el proceso de compresión de los compresores de tornillos tiene tres
fases: aspiración, compresión y descarga.
Para reducir al mínimo el flujo de gas, éste se aspira hacia la dirección
del eje, se comprima y se descarga.
5- Compresores centrífugos
Los compresores centrífugos se componen de un rotor y una espiral. Se
hace girar el rotor a aproximadamente 10.000 rpm. Esta fuerza centrífuga
convierte al gas refrigerante en una
energía cinética, que la compresión convierte en energía de presión.
(2) Clasificaciones de
compresores de pistón por estructura
La clasificación por estructura de los compresores de pistón
1- Compresores de tipo
abierto
Los compresores de tipo abierto se accionan mediante la energía externa
de correas en V o acoplamientos de toma directa. Para ello, un extremo del eje
conductor sale del bastidor del compresor. Para evitar la fuga de gas por el
espacio entre el bastidor del compresor y el eje conductor, se emplea una pieza
específica denominada obturador para ejes.
Estos compresores se desmontan fácilmente para su inspección y servicio.
Las piezas desgastadas o dañadas pueden reemplazarse fácilmente. Generalmente
se utilizan para aplicaciones con temperaturas bajas.
Fig. 4-9 Tipo abierto
2- Compresores de tipo
semihermético
El compresor y el motor están conectados y alojados en el mismo bastidor.
La cubierta de cada parte está cerrada con tuercas. No se requiere obturador
para ejes debido a que no se producen fugas de gas.
Compresores de tipo
hermético
El compresor y el motor están conectados y alojados en el mismo bastidor
herméticamente sellado por soldadura. En comparación con los compresores semis
herméticos, los compresores de tipo hermético presentan una excelente
hermeticidad al aire.
Los compresores de pistón y los compresores rotativos de tamaño pequeño
son generalmente de tipo hermético. En este tipo, sin embargo, cuando se
produce una avería en el compresor, es preciso cambiar todo el compresor.
Compresores de tipo
compuesto
Los compresores de tipo compuesto tienen una fase de presión alta y una
fase de presión baja en un solo compresor.
En comparación con el método de compresión de dos fases, en el cual se
utilizan compresores separados para fases de presión alta y de presión baja,
tienen una estructura simple, y ligera, necesitan poco espacio de instalación y
sus costes iníciales son bajos.
Se utilizan para aplicaciones con temperatura baja.
Tabla 4-1 Compresores de
pistón
Tabla 4-2 Clasificación por
rangos de potencia y tipos de compresores Daikin
1.2 -Condensador
El condensador debe hacer pasar de gas a líquido el estado del
refrigerante descargado por el compresor.
Como el vapor refrigerante descargado por el compresor tiene una
temperatura y una presión elevadas, el refrigerante puede condensarse
fácilmente con el aire exterior o con agua. El condensador descarga el calor
adquirido en el evaporador al exterior o en agua.
EL calor descargado por el condensador es mayor que el calor de
evaporación, ya que se añade el calor de compresión en el compresor.
(1) Tipo de tubo doble (Tipo
tubo dentro de un tubo)
Este tipo se adopta en los modelos de enfriadoras de agua monobloque
enfriadas por agua y en acondicionadores de aire de capacidades bajas.
El agua fluye en el tubo interno y el refrigerante fluye en la dirección
opuesta entre los tubos interno y externo.
La superficie externa del tubo interno tiene una ranura en espiral para
aumentar el coeficiente de intercambio de calor.
El condensador puede clasificarse en dos tipos según los métodos de
enfriamiento utilizados, es decir el tipo enfriado por agua y el tipo enfriado
por aire. Cada tipo se clasifica a su vez en dos tipos.
Este tipo se adopta en la serie Sky Air (acondicionadores de Aires
de sistema split enfriados por Aires). (R4L, 5L)
Las aletas de aluminio en forma de espina se enrollan alrededor de un
tubo de cobre para formar una espiral rectangular.
1.3- Evaporador
El evaporador enfría el aire o el agua por evaporación del refrigerante.
El refrigerante líquido que se libera a presión a través de la válvula de
expansión (o el tubo capilar) se evapora en el evaporador, tomando el calor del
aire o del agua al pasar por el evaporador. El refrigerante se transforma en un
vapor de baja temperatura y baja presión.
El evaporador y el condensador se denominan “intercambiador de calor”.
Existen dos tipos de evaporadores según sus métodos de enfriamiento: el
tipo enfriado por agua y el tipo enfriado por aire. El tipo enfriado por agua
se clasifica a su vez en varios tipos.
(1) Tipo tubo múltiple
dentro de un tubo
Este tipo se adopta en modelos de enfriadoras de agua de pequeña
capacidad.
Se insertan varios tubos dentro de un solo tubo.
El refrigerante fluye a través de los tubos internos y el agua fluye al
exterior de los tubos internos en el sentido contrario. (Ver Fig. 4-16)
(2) Tipo cárter y tubo de
expansión seca
Los tipos siguientes se adoptan en modelos de enfriadoras de agua de
capacidad mediana y grande.
1- Tipo tubo ondulado y cárter de expansión seca
Los tubos de enfriamiento ondulados de cobre se sujetan a las chapas situadas
en ambos extremos, ensanchando los extremos del tubo. Luego se encajan
cuidadosamente en un cuerpo del cárter de acero, tal como lo muestra la Fig.
4-17.
El refrigerante líquido circula en los tubos de enfriamiento, tomando el
calor del agua que fluye en contacto con los tubos de enfriamiento, y de esta
forma se evapora.
Fig. 4-17
2- Tipo tubo Hi-X y cárter de expansión seca
El tipo tubo Hi-X y cárter de expansión seca es el mismo que el tipo tubo
ondulado y cárter de expansión seca, salvo que se utilizan tubos de
enfriamiento Hi-X de cobre en lugar de tubos de enfriamiento ondulados de
cobre.
3- Tipo cárter y tubo
inundado
Este tipo se adopta en enfriadoras de agua centrífugas.
Contrariamente a los evaporadores de tipo tubo y cárter de expansión
seca, el agua fluye a través de los tubos y el refrigerante fluye al exterior
del tubo.
4- Tipo bobina de aletas
cruzadas
Este tipo se adopta para acondicionadores de aire de casi todos los
tamaños.
El evaporador de tipo bobina de aletas cruzadas se compone de tubos de
cobre en forma de U insertados en aletas de aluminio para tener una mayor
superficie de transferencia de calor. Algunos evaporadores recientes tienen
aletas de rejilla alveolar o aletas multiranuradas y tubos Hi-X, cuya superficie
interna se modifica mediante estrías.
De esta forma se aumenta el coeficiente de intercambio de calor y se
reduce el tamaño de la unidad.
1.4 -Aparatos de medición
Las funciones de los aparatos de medición consisten en regular el flujo
de refrigerante líquido de presión alta desde la línea de líquido en el
evaporador, y en mantener una presión diferencial entre los lados de presión
alta y baja del sistema para permite la evaporación del refrigerante con la
presión baja deseada en el evaporador, y la condensación del refrigerante a
presión alta en el condensador.
Existen seis tipos de base de controles de flujo de refrigerante, tal
como se indica a continuación.
Generalmente, todos los acondicionadores de aire de ambiente más
recientes y los acondicionadores de aire monobloque adoptan el tubo capilar o
la válvula de expansión termostática. Por lo tanto, éstos son los tipos que se
explican a continuación.
• Válvula de expansión manual
• Válvula de expansión automática
• Válvula de expansión termostática
• Tubo capilar
• Boya de presión baja
• Boya de presión alta
1- Tubo capilar
El aparato de medición más simple es el tubo capilar que se muestra en la
Fig. 4-21. No es más que una restricción deliberada en la línea de líquido.
Debido a la estrechez del
tubo, se crea una caída de presión considerable. El diámetro y la
longitud del tubo capilar se determinan experimentalmente en función de la
capacidad de la unidad
de refrigeración, las condiciones de funcionamiento y el volumen de
refrigerante cargado.
Este tipo de aparato de medición se utiliza generalmente en equipos
pequeños con cargas más bien constantes, tales como los acondicionadores de
aire de ambiente y los acondicionadores de aire monobloque de tamaño pequeño.
Las ventajas y desventajas del tubo capilar son las siguientes: Ventajas:
1. Coste bajo en comparación con una válvula de expansión
2. Estructura simple...difícil de dañar
3. Cuando el compresor se para, las presiones alta y baja se igualan
pronto.
Desventajas:
1. Dificultad de determinar la longitud y el diámetro
2. Dificultad de controlar el volumen de refrigerante según la carga de
refrigeración
* La cantidad de refrigerante en el sistema debe calibrarse
cuidadosamente, ya que todo el refrigerante líquido se desplazará del lado de
presión baja durante el ciclo en off, cuando ya se ha equilibrado la presión.
Tubo capilar
2- Válvulas de expansión
termostáticas
Mientras que la operación de la válvula de expansión automática se basa
en el mantenimiento de una presión constante en el evaporador, el
funcionamiento de la válvula de expansión termostática se basa en el
mantenimiento de un grado constante de recalentamiento aspirado en la salida
del evaporador.
Existen dos tipos de válvulas de expansión termostáticas, el tipo de
compensación interna y el tipo de compensación externa.
• Tipo de compensación interna
• Tipo de compensación externa
Válvulas de expansión
termostáticas
• Tipo de compensación interna
• Tipo de compensación externa
1) Válvula de expansión termostática de compensación interna
La Fig. 4-23 muestra la estructura de una válvula de expansión
termostática de compensación interna.
El grado de apertura de la válvula cambia automáticamente según las
fluctuaciones de carga, ajustando la cantidad de refrigerante suministrado para
que no se produzca compresión húmeda ni compresión recalentada.
El grado de apertura de la válvula se determina en función del estado de
equilibrio entre las tres fuerzas siguientes.
P1: Fuerza ejercida sobre el diafragma por la presión del gas sellado en el tubo sensor
P2: Presión de evaporación del refrigerante
en el evaporador
P3: Fuerza del muelle de ajuste de
recalentamiento
Válvula de expansión
termostática de compensación
interna
Cuando P1 = P2+ P3, la válvula controla el flujo de refrigerante en
condiciones estables. Si la carga aumenta, el bulbo del sensor detecta dicho
aumento, la temperatura aumenta dentro del bulbo del sensor y se presenta la
condición P1 > P2+ P3. En este momento, el diafragma es presionado hacia
abajo y la válvula comienza a abrirse. El caudal de refrigerante aumenta para
evitar una compresión recalentada (insuficiencia de capacidad). Al contrario,
cuando la carga disminuye, la presión en el bulbo del sensor disminuye y P1
< P2 + P3.
La válvula se cierra, el caudal de refrigerante disminuye y se mantiene
en forma permanente un grado de recalentamiento que evita la compresión húmeda.
“Válvula de expansión termostática de compensación externa
Cuando el refrigerante pasa por el evaporador, la presión cae a un nivel
determinado.
En el caso de una válvula de expansión termostática de compensación
interna, cuando la presión cae mucho, el nivel de recalentamiento aumenta y se
produce una compresión recalentada.
Para compensar la caída de presión en el evaporador, se utiliza la
válvula de expansión de compensación externa (Fig. 4-24). En esta válvula se
elimina la compuerta de compensación interna y se toma la presión debajo del
diafragma a partir del extremo del serpentín.
1.5 Válvula de expansión
electrónica
Con el progreso de la mecánica y de la electrónica, se hace más frecuente
el uso de válvulas de expansión electrónica.
Se utilizan para varios tipos de acondicionadores de aire y especialmente
para lograr un control más preciso.
La función de la válvula de expansión electrónica es la misma que la de
una válvula mecánica. Puede operarse eléctricamente con un programa
determinado. Se está utilizando cada vez más.
Se utilizan válvulas de control lineal de tipo EBM.
(1) Reemplazo de una sección
del motor
Cuando se extrae una sección del motor del cuerpo principal de la
válvula, se debe desconectar el suministro de energía o se debe extraer primero
el conectador.
* Cuando se extraen con la electricidad activada, el destornillador puede
saltar.
Estructura
de una válvula de expansión electrónica su cuerpo principal y la sección del
motor
(4) Teoría de la inversión
En la válvula de expansión electrónica, se utiliza un motor de impulsos
de excitación en dos fases.
4.2 Dispositivos de
control
Los cuatro dispositivos principales explicados anteriormente muestran el
efecto suficiente en la unidad de refrigeración y el acondicionador de aire. Pero
en las situaciones reales los sistemas funcionan en condiciones variadas. Para
que el sistema funcione con toda seguridad y eficiencia, se montan en los
sistemas los siguientes dispositivos de control.
1) Válvula de cuatro vías
1 Generalidades
Una válvula de cuatro vías es una válvula que se utiliza habitualmente en
los sistemas de climatización con bomba de calor. Esta válvula sirve para la
conexión de paso del refrigerante recalentado descargado del compresor hacia el
intercambiador de calor interno en el caso de la calefacción, y hacia el
intercambiador de calor externo en el caso de la descongelación y de la
refrigeración.
2 Estructura y principio de
funcionamiento
En esta sección se desarrolla el esquema estructural de la válvula de
cambio de cuatro vías. Hay una válvula solenoide de cuatro vías que funciona
como prueba por señales on-off. También hay un cuerpo principal (válvula de
corredera) que funciona por la diferencia de presión que se obtiene con este
funcionamiento de prueba. La válvula de cuatro vías se compone de estas dos
válvulas.
(1) En caso de refrigeración y
constitución del paso de
Descongelación “on-time”
Las guías (1) y (2) se conectan y
se descarga el gas de presión alta desde el compresor para entrar en el
compartimiento (5). Por otra parte, la presión del compartimiento (6), que pasa
a través de (3) y (4), ya conectados, se arrastra en el compresor para
transformarse en presión baja. En este momento se produce la diferencia de
presión entre el compartimiento (5) de presión alta y el compartimiento (6) de
presión baja. Debido a dicha diferencia de presión, el pistón se mueve hacia la
izquierda y la válvula de corredera conectada a éste también se desplaza. Esto
es el circuito de flujo de refrigerante que corresponde a lo siguiente.
(2) Receptor de líquido
El receptor de líquido se instala entre el condensador y el aparato de
medición. El receptor conserva temporalmente el refrigerante transformado en
líquido en el condensador antes de que se envíe a la válvula de expansión. Por
lo tanto, sólo puede suministrarse al aparato de medición el refrigerante
completamente licuado.
El receptor de líquido también se utiliza como recipiente para almacenar
el exceso de refrigerante, ya que la cantidad de refrigerante en circulación
cambia según las condiciones siguientes.
(3) Filtro secador
El filtro secador extrae la humedad
del refrigerante y las partículas pequeñas extrañas durante el funcionamiento.
Está constituido por un cilindro de
cobre que contiene un agente desecador que se instala entre el condensador y el
aparato de medición.
La humedad contenida en el
refrigerante causa las siguientes averías:
1. La válvula de expansión o el
tubo capilar se obstruyen con hielo.
2. Se crea ácido clorhídrico que
produce la corrosión de los metales.
3. Cobrizado.
Se utiliza cedazo molecular como
agente desecador porque su capacidad de absorción no disminuye con temperaturas
altas y presión parcial baja.
El cedazo molecular se recupera
calentándolo a una temperatura de 150°C a
300°C.
(4) Acumulador
El acumulador se instala entre el evaporador y el compresor. Sirve para
evitar que el líquido refrigerante entre en el compresor.
El acumulador contiene el líquido refrigerante y sólo envía el
refrigerante en forma de gas hacia el compresor. El aceite mezclado con el
refrigerante líquido se separa del refrigerante en el fondo del acumulador y
vuelve al compresor con el gas de aspiración a través de un orificio pequeño en
el tubo de aspiración.
(5) Tubo capilar de
inyección
Cuando la carga de refrigeración aumenta y la presión de descarga sube,
la temperatura de gas de descarga aumenta y el motor del compresor se
sobrecalienta.
La estructura del tubo capilar de inyección es la misma que la del tubo
capilar. Se conecta al compresor o al tubo de aspiración.
Un volumen constante determinado de refrigerante líquido pasa por el tubo
capilar de inyección, donde el refrigerante se transforma en un refrigerante
líquido de temperatura baja que enfría el motor del compresor.
4.3- Dispositivos de
seguridad
1) Conmutador de presión
alta (HPS)
Cuando la presión del refrigerante del lado de la presión alta se vuelve
anormalmente elevada, el conmutador de presión alta detiene automáticamente la
operación de la unidad, evitando así su parada por avería. Se instala en el
tubo de descarga.
Los fuelles del conmutador aceptan la presión de descarga y traducen la
fuerza hacia la palanca.
Cuando la presión de descarga es más alta que la ajustada, los fuelles
del conmutador empujan la palanca, el contacto eléctrico se abre y el compresor
se detiene.
(3) Conmutador de presión de
aceite (OPS)
El conmutador de presión de aceite se utiliza en las unidades grandes,
con un compresor semihermético para evitar que se queme el metal del compresor.
Se instala en el tubo de descarga.
Cuando la presión del aceite no aumenta al nivel requerido dentro del
período preestablecido (aproximadamente 45 segundos después de arrancar el
compresor), este conmutador entra automáticamente en funcionamiento para
detener el compresor y protegerlo contra un incendio.
(4) Tapón fusible
En caso de incendios o cuando el conmutador de presión alta no se activa
correctamente, el tapón fusible o la válvula de seguridad (ver párrafo
siguiente) evita que se produzca un accidente con la unidad.
Se utiliza el tapón fusible en la unidad pequeña y se instala en el
condensador o en el tubo de líquido entre el condensador y el aparato de
medición.
Cuando la temperatura de condensación aumenta más que la temperatura
ajustada (aprox. 70~75°C), el fusible metálico se funde y el refrigerante se
expulsa.
(5) Válvula de seguridad
(válvula de descarga)
La función de la válvula de seguridad es la misma que la del tapón
fusible.
La válvula de seguridad se utiliza en las unidades grandes y se instala
en el condensador.
Cuando la presión de condensación sube más que la presión de ajuste, esta
presión empuja sobre el asiento de la válvula para abrirlo y así se expulsa el
refrigerante.
Tema Vl
Sistema eléctrico
1- Principios fundamentales
a) Reglas para la utilización de los símbolos
gráficos
c) Símbolos gráficos básicos
c) Contactos
2- Partes eléctricas
a) Conjuntor rotativo
b) Termostato
c) Relé de puesta en marcha y
capacitor
d) Protector contra inversión de fase
e) Protector interno (IP)
f) Protector térmico del compresor
(CTP)
g) Relé de sobreintensidad (OC)
h) Termostato de protección contra la
congelación
i) Temporizador de seguridad
j) Conmutador
k) Varistor
Sistema eléctrico
Cableado eléctrico
Es muy importante que los técnicos de servicio lean (y entiendan) los
diagramas de cableado eléctrico para poder diagnosticar las averías.
En este gráfico se explican las reglas de lectura de los diagramas de
cableado eléctrico, las estructuras y funciones de los aparatos eléctricos
utilizados en los acondicionadores de aire y los símbolos gráficos en los diagramas,
para permitir que los técnicos puedan leer los diagramas de cableado reales.
1- Principios fundamentales
a)
Reglas para la utilización de los
símbolos gráficos
Todos los símbolos gráficos indican el estado de reposo de todos los
aparatos eléctricos o circuitos eléctricos, y su desconexión del suministro de
energía, es decir
• Todos los suministros de energía están desconectados.
• Los aparatos eléctricos que se deben controlar y los circuitos
eléctricos están en estado de reposo.
• Los aparatos eléctricos y los circuitos eléctricos se dejan en el
estado de desconexión.
• Los aparatos eléctricos y los circuitos eléctricos están en estado de
reset. Sin embargo, los dispositivos tales como los contactos de cambio, cuyas
funciones no se ven perturbadas sea cual sea el estado en el que se encuentran,
se indican en el estado deseado. (Por ejemplo, el conmutador de cambio para
FRIO/CALOR.
b)
Símbolos gráficos
básicos
c)
Contactos
(1) Contactar magnético
Estructura
El contactor
magnético se compone de un imán, los contactos principales, los contactos
auxiliares y las piezas necesarias para su sujeción.
El imán es un cable de hierro enrollado por una bobina.
Al aplicar voltaje en ambos extremos de la bobina, el eje se
desplaza mediante un muelle y abre y cierra los contactos. Los contactos son de
una aleación de plata y níquel que resiste una corriente eléctrica grande. Pueden
abrirse y cerrarse varios cientos de miles veces
Función
Cuando se suministra energía a la bobina A, la bobina se
transforma en imán. Este imán atrae el núcleo B. El contacto C se cierra y la
corriente pasa.
El contactor magnético se utiliza para poner en marcha los
motores de los compresores y ventiladores.
Símbolo
(2) contacto a y contacto b
Los símbolos para los contactos de relé que están normalmente abiertos o
normalmente cerrados se indican a continuación.
`
Cuando la bobina R está sin suministro de energía (cuando SW
está abierto), el contacto a se abre (para ello, se deja MS sin
suministro de energía) y el contacto b se cierra (para ello CH
está con suministro de energía).
Cuando la bobina R está con suministro de energía (cuando SW
está cerrado), el contacto a se cierra (para ello,
se deja MS con suministro de
energía) y el contacto b se abre (para ello CH
está sin suministro de energía).
(3)Tipos de contactos
A continuación, se muestran los tipos de contacto.
2-
Partes eléctricas
En la siguiente
ilustración se pueden
observar todos los
componentes eléctricos y
su conexión. Posteriormente se irá analizando
uno a uno de
acuerdo a su función en el sistema.
1. Motor eléctrico
2. Interruptor térmico
3. Disyuntor (Relay)
4. Capacitor
5. Termostato (Control de frío)
6. Lámpara de iluminación interna
7. Interruptor de la lámpara
(Normalmente cerrado)
8. Regleta de conexiones
9. Líneas de alimentación de corriente.
1. Motor eléctrico
Un motor eléctrico
es un dispositivo
que transforma la energía
eléctrica en energía
mecánica, requerida para
la operación de un
compresor de refrigeración. Esta transformación de energía
se logra mediante el uso de las fuerzas
de atracción y repulsión entre polos magnéticos para la operación de los motores de corriente directa y alterna.
En refrigeración doméstica
se usan motores
de corriente alterna
y de inducción monofásica, en este motor el
inductor esta bobinado sobre el estator y
el inducido es de jaula de ardilla, sobre el rotor. La corriente que atraviesa
el estator produce
un campo magnético
alterno que solicita
al rotor al
reposo tanto en un sentido como
en otro. En estas condiciones no puede
arrancar, pero si se lanza sigue girando
en el sentido del
lanzamiento. Para que el motor
pueda arrancar solo
se intercala entre los polos principales del estator, unos
polos auxiliares en las bobinas por los cuales
se hace pasar
una corriente decalada
con relación a la
corriente principal. Este
conjunto produce un campo magnético giratorio que entrapa el rotor, en un sentido o en el otro, según el
sentido de la corriente que pasa por las
bobinas auxiliares.
El decalage es
obtenido con el
auxilio de un capacitor
que es suprimido
después del arranque.
Su puesta fuera
del circuito es
obtenida mediante un relay.
2. Interruptor térmico
Estos interruptores se
utilizan principalmente para proteger
el motor del refrigerador de
una sobre intensidad, producida
muchas veces por la
prolongada conexión del bobinado de
arranque, por exceso de refrigerante o por
un cortocircuito.
Estos interruptores están conformados por un elemento térmico compuesto
de una
hoja bimetálica calentada
indirectamente por una
resistencia en serie sobre
el circuito del bobinado de marcha.
Este dispositivo de
acción temporizada provoca
el corte de
la corriente, en caso
de sobrecarga. Estos interruptores no son regulables, se los elige para
una intensidad, o potencia determinada.
Contacto Cerrado Contacto Abierto
3. Disyuntor (Relay)
Un bobinado de funcionamiento consume mayor cantidad de corriente
cuando el rotor no gira o en caso de que
lo haga lentamente.
Conforme el rotor adquiera más velocidad, los campos magnéticos se
generan y se
destruyen en el
motor. Este efecto
produce un voltaje
o fuerza contra
electromotriz (F.C.E.M) en
el bobinado de funcionamiento. Esta
F.C.E.M. reduce la corriente que llega al bobinado de funcionamiento. Un
relevador de corriente es un
electro magneto. Cuando un sistema se encuentra inactivo se puede
hacer uso de
un peso o
muelle para mantener
abiertos los puntos
de contacto del bobinado de
arranque. Cuando el contacto del control del motor se
encuentra cerrado y
la corriente fluye
a través del
bobinado de funcionamiento, el conmutador magnético queda
magnetizado intensamente, levanta el
peso y cierra
los contactos, estos
a su vez
cierran el circuito
de bobinado de arranque de modo
que el motor pueda alcanzar rápidamente el
75% de su velocidad de diseño. Con el aumento de velocidad tanto la
corriente del motor como la intensidad
del campo magnético disminuyen, permitiendo
que los puntos de contacto queden abiertos. La mayor parte de los
relevadores de corriente están diseñados
con un interruptor de sobre amperaje
.
4. Capacitor
Un condensador (en inglés, capacitor,1 2 nombre por el cual se le conoce
frecuentemente en el ámbito de la electrónica y otras ramas de la física
aplicada), es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrónica,
capaz de almacenar energía sustentando un campo eléctrico. Está formado por un
par de superficies conductoras, generalmente en forma de láminas o placas, en
situación de influencia total (esto es, que todas las líneas de campo eléctrico
que parten de una van a parar a la otra) separadas por un material dieléctrico
o por el vacío. Las placas, sometidas a una diferencia de potencial, adquieren
una determinada carga eléctrica, positiva en una de ellas y negativa en la
otra, siendo nula la variación de carga total.
Aunque desde el punto de vista físico un condensador no almacena carga ni
corriente eléctrica, sino simplemente energía mecánica latente; al ser
introducido en un circuito se comporta en la práctica como un elemento
"capaz" de almacenar la energía eléctrica que recibe durante el
periodo de carga, la misma energía que cede después durante el periodo de
descarga.
5. Termostato (Control
de frío)
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 metálica como la que utilizan los equipos de aire acondicionado para apagar o encender el compresor.
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.
Termostato bimetálico de seguridad con reinicio manual.
Termostato bimetálico de control
automático
1. Resorte de corte y
cierre rápido
2. Resorte
3. Perno de ajuste
diferencial
4. Cables eléctricos a
contactos fijos
5. Tubo capilar
6. Bulbo
7. Fuelle
8. Articulación de
palanca
9. Resorte de
regulación
10. Contactos fijos
11. Palanca
12. Tornillo de ajuste diferencial
13. Botón de regulación
14. Puente de contacto.
6. Lámpara de
iluminación interna
La luz interior
de un refrigerador
doméstico se instala
de tal forma
que únicamente encienda en el
momento que se abra la puerta, esto se logra con un interruptor
tipo pulsador normalmente
cerrado, es decir
que en el
momento que se lo oprime el
interruptor abre sus contactos interrumpiendo el circuito y esto
es lo que sucede cuando se cierra la puerta del refrigerador doméstico, particularmente las neveras. (Fig. 3.7A)
Cuando se abre el interruptor vuelve a
su posición original o sea cerrado, por lo tanto se cierran sus
contactos dando paso a la corriente que
llega hasta el bombillo haciendo que este se encienda.
MANÓMETROS
Los manómetros o múltiple de manómetros permiten al técnico
diagnosticar problemas y
facilitan la carga
de refrigerante. El
juego consta de
un manómetro compuesto incluye el
manómetro de baja presión y el manómetro
de vacío en uno solo, este generalmente es de color azul, el manómetro
de alta presión generalmente de color
rojo y el múltiple o cuerpo del juego. En la
Figura. Se puede observar el juego completo.
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