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Componentes de refrigeracin
Maquinas trmicas y servicios
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Elementos bsicos de una instalacin frigorfica
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Ciclo de refrigeracin
Compresin
COMPRESOR
VALVULA DE
EXPANSION
CONDENSADOR
EVAPORADOR
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Ciclo de refrigeracin
Condensacin
VALVULA DE
EXPANSION
COMPRESOR
CONDENSADOR
EVAPORADOR
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Ciclo de refrigeracin
Expansin
EVAPORADOR
CONDENSADOR
COMPRESOR
VALVULA DE
EXPANSION
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Ciclo de refrigeracin
Evaporacin
COMPRESOR
EVAPORADOR
CONDENSADOR
VALVULA DE
EXPANSION
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Ciclo de refrigeracin
Rendimiento
E.R.N. Wc
Se define como rendimiento de un ciclo frigorfico a la razn entre elefecto refrigerante neto y el trabajo de compresin.
COP = E.R.N./ Wc
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Rendimiento con subenfriamiento
A mayor efecto refrigerante neto, permaneciendoel trabajo de compresin constante, mayor ser elrendimiento.
Si E.R.N.2
> E.R.N.1
implica que aumenta el COP
E.R.N.1
E.R.N.2
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Rendimiento con sobrecalentamiento
A mayor trabajo de compresin, permaneciendo elefecto refrigerante neto, menor ser el rendimiento.
Si WC2> WC1
implica que disminuye el COP
Wc2
Wc1
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Equipamiento de
Refrigeracin
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Compresores
La tarea del compresor es aumentar la presin de los vapores(generalmente sobrecalentados) que provienen delevaporador para que se puedan condensar con el medio deenfriamiento disponible.
La presin de descarga depende de este medio y no delcompresor, ni de la temperatura de evaporacin.
Son aptos para un fluido refrigerante (indicado en su placa
caracterstica)
Fabricantes: Copeland, LUnite Hermetique Danfoss, Bitzer,Tecumsen, Carlyle
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Tipos de Compresores
Desplazamiento positivo
Alternativos
Rotativos Scroll
Tornillos
Rodillo, paletas
Dinmicos
Centrfugos
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Compresores a pistn
Vibraciones
2 vlvulas
Flujo pulsante
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Compresores a paletas y rodillo
Silenciosos
Sin vlvula de admisin
Sensibles golpe de lquido
Dbil estanqueidad(bajas relaciones de
compresin)
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Compresores skroll
Flujo continuo
Sin vlvulas
Relacin de compresin fija
Necesita vlvula antirretorno
El sellado no soporta toda la diferencia
de presin
Resistente a la entrada de lquido
Comprime por el movimiento orbital de
la espiral inferior dentro de la superior.
Alta eficiencia
Baja vibracin
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Compresores a tornillo
Sellado con aceite
Sin vlvulas
Relacin de compresin fija
Regulacin de capacidad
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Compresores centrfugos
Baja relacin de compresin Grandes volmenes
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Tipo de Construccin
Compresores Abiertos
Compresores Hermticos Compresores Semihermticos
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Compresores Abiertos
Son aquellos donde unelemento con movimiento(el cigeal) atraviesa lacarcaza del compresor y elmotor es exterior a esta.
Los compresores abiertostienen amplio uso en lasaplicaciones industrialesdonde el amonaco espreferentemente utilizado.
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Compresores Hermticos
Son aquellos donde el conjunto motor compresor se hallanmontados en un eje comn y se encuentran dentro de unacarcasa sellada hermticamente por soldadura.
Tienen amplio campo de uso en los artefactos que usan elciclo de refrigeracin que son producidos masivamente.
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Compresores Semihermticos
Son un tipo intermedio entre los dos anteriores
El conjunto motor - compresor se halla montado en unamisma carcasa, pero es accesible a travs de distintas tapas.
Su campo de aplicacin son las aplicaciones de refrigeracin
comercial.
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Potencia de un Compresor
La potencia requerida por un compresor disminuye al subirtemperatura de evaporacin
La potencia requerida por un compresor aumenta al subir latemperatura de condensacin
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Comparacin
Rendimientos
a 5C / 45C
Pot. Frig. Pot. Elec. COP
KW KW KW
MT 125 30.17 9.24 3.26
SM120 28.84 7.33 3.94
HG4-385-4S 31.31 7.67 4.08
R 22
a -10C/45C
Pot. Frig. Pot. Elec. COPKW KW KW
MT 144 17.27 8.47 2.04
SM120 15.84 7.41 2.14
HG4-385-4 17.56 6.48 2.71
R 22
a -25C/45C
Pot. Frig. Pot. Elec. COP
KW KW KW
LTZ 100 9.12 7.95 1.15
HA4-385-4 6.51 4.49 1.45R404A
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COP
-50 -45 -40 -35 -30 -20 -10 -5 0 5 10 15
Evaporating Temperature (C)
0
1
2
3
4
5
6
COP
REFRIGERANT R22tc=40C
HA(aircooled)
HG(gascooled)
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Temperatura de Descarga
-50 -45 -40 -35 -30 -20 -10 -5 0
Evaporating Temperature (C)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
DischargeTemperatu
re(C)
Refrigerant R22tc =40Ctv1=to+20K
Additional Coolingrequired
HG (R22)
HG (R404A)
AM / HA (R22)
AM / HA (R404A)
AM / HA (=aircooled)
HG (=gascooled)
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Condensadores
Intercambiador de calor en el que el refrigerante, vapor aalta presin y temperatura, se licua, liberando calor a unmedio exterior ms fro (aire o agua)
Qcond= Qevap+ Qcomp
Para el buen funcionamiento es preciso:
Que est limpio
La temperatura del aire o agua ha de ser lo
ms baja posible se puede aprovechar la refrigeracin del
condensador para refrigerar tambin el
compresor.
C i d l d
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Consecuencias del aumento de
temperatura de condensacin
Por cada C que aumenta la temperatura de condensacin:
La capacidad frigorfica del compresor disminuye alrededor del 1,2 %
La potencia consumida por el compresor aumenta alrededor del 1,4 %
El rendimiento del compresor disminuye alrededor del 2,5 %
Estos datos significan que un incremento de la temperatura de condensacinde 4C significa un incremento del 10 % del consumo elctrico de lainstalacin.
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CONDENSADORES POR AGUA
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CONDENSADOR POR AIRE FORZADO
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Evaporadores
Tienen la misin de remover el calordel espacio refrigerado (cmara,sector de elaboracin o heladera).
En su interior el refrigerante lquidoebulle y absorbe el calor delambiente transformndose envapor.
Se clasifican segn el medio que
enfran, su tipo de construccin o sutemperatura de operacin
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Seleccin de Evaporadores
Se deben elegir segn:
Capacidad frigorficarequerida
Temperatura de
evaporacin Diferencial de
temperatura entre airey evaporacin
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Descongelamiento
Un evaporador bloqueado por hielo, no cumple su cometidode enfriar eficientemente una cmara frigorfica o unaheladera.
Se debe establecer un sistema de descongelamiento.
Descongelamiento por forzador (T+)
Descongelamiento por agua
Descongelamiento por resistencias elctricas
Descongelamiento por gas caliente
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Dispositivos de expansin
-Capilar
Longitud de 0,5 a 5 m
Diametro de 0,6 a 2,3 mm
Seleccin con experiencia y prueba yerror
Pequeas mquinas de funcionamientofijo Bajo coste
No cierran en las paradas
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Dispositivos de expansin
La tarea de la vlvula termosttica esalimentar el evaporador con lacantidad correcta de refrigerante en
cualquier condicin de carga.
Se asegura que todo el lquido esevaporado y que el vapor tiene uncierto grado de recalentamientocuando deja el evaporador.
El grado de apertura de la vlvula esfijado por el balance entre las fuerzasde cierre (presin del refrigerante y delresorte) y las de apertura (presin del
elemento termosttico)
-Valvula termostatica
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-Valvula termostatica
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Distribuidor de Lquido
Cuando los evaporadores requieren de longitudes de caosmayores para lograr la transmisin del calor requerida, para disminuirla prdida de carga se los construye con varios circuitos
El distribuidor de lquido se utiliza en evaporadores con varios
circuitos.
La prdida de carga en cada circuito debe ser la misma.
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Dispositivos de expansin
-Valvula termostatica compensada externamente
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Vlvula Reguladora
de Presin de Evaporacin (KVP) Aumenta la presin de evaporacin con respecto a la lnea de
aspiracin.
Trabaja abriendo y cerrando de acuerdo con el incremento odecremento de la presin de entrada.
La vlvula reguladora de presin de evaporacin se monta en lalnea de succin luego del bulbo de la vlvula termosttica.
Se utilizan:Cuando se quiere evitar que la presin de evaporacin (y por lotanto la temperatura) bajen de un punto determinado.Cuando la presin de succin en la lnea es inferior a la que sedebe tener en el evaporador
Vl ula Re ulado a KVP
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Vlvula Reguladora KVP
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Vlvula de Expansin Electrnica AKV
Trabaja regulando el ancho de un pulso entre 0 y 6 segundos de
acuerdo a la seal de un controlador. Cuando no hay carga trmica la vlvula permanece cerrada.
Hay tres modelos (10-15-20) con diferentes orificios.
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Vlvulas Solenoides
La vlvula deja pasar de refrigerante cuando la bobina del
solenoide se energiza y el campo magntico que se formalevanta el vstago (NC).
Pueden ser de operacin directa o servoasistida.
Pueden ser utilizadas en lneas de lquido, succin o gas caliente.
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Filtros
La misin del filtro es retener los distintos contaminantespresentes dentro del sistema frigorfico como slidos, humedad,acidez, ceras, resinas y barnices.
Algunos contaminantes penetran desde el exterior, pero otrosse forman dentro del sistema.
Tenemos dos clases de filtros segn su funcin:
Filtros de lnea de lquido
Filtros de succin
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Filtros de Lquido
Se montan en la lnea de lquidoa la salida del tubo recibidorpara retener todo tipo decontaminantes.
Como elemento filtrante se usamayormente cartuchos deMolecular Sieves.
Se deben escoger de acuerdo
a la potencia frigorfica delsistema.
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Filtros de Succin
Se colocan en la caera de succinlo mas prximo posible al compresor.
Se utilizan de dos tipos:
De malla o papel para filtrarexclusivamente slidos
De cartucho de MolecularSieves para retener todo tipo
de contaminantes.
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Vlvulas 4 vias y aislamiento
Se encarga de invertir el flujo del refrigerante
Pilotada elctricamente
Accionada por la presin del refrigerante.
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Instrumentos
d d A
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Separador de Aceite
Se montan inmediatamente despus del compresor o al final
del colector de descarga.
Se deben utilizar siempre cuando:
la temperatura de evaporacin es inferior a -10C
evaporadores inundados
sistemas de dos etapas
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Unidades Condensadoras
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Accionamiento y Control de Sistemas
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En un sistema autocontenido el compresor secomanda por un control de temperatura o por
uno de presin de succin o amboscombinados.
En un montaje de compresores en paralelo
(central de fro) y cargas mltiples loscompresores se comandan por la presin desuccin.
Accionamiento y Control de Sistemas
Frigorficos
Compresores Montados
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Compresores Montados
En Paralelo
Dos o ms compresores semontan de forma tal de quepuedan proveer refrigeracina las mismas cargas.
Todos los compresoresmontados de esta formatrabajan a la misma presinde succin y a la misma
presin de descarga.
Tienen colectores comunesde aspiracin y descarga
Ventajas de los Montajes
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Ventajas de los Montajes
en Paralelo
Modulacin de la capacidad frigorfica que permite unaexcelente adecuacin a la demanda.
Disminucin de la sobrecarga elctrica en la partida de loscompresores porque la potencia total esta fraccionada.
Posibilidad de seguir operando el sistema aunque falle algncompresor.
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Control por temperatura
ALIMENTACION
ELECTRICA
T
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Control por presin
PB
ALIMENTACION
ELECTRICA
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Control por temperatura y presin
PB
ALIMENTACION
ELECTRICA T
ALIMENTACION
ELECTRICA
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Control de compresores y condensadores
T
T
T
Cont.PA
Cont.PB
ALIMENTACIONELECTRICA
T
ALIMENTACION
ELECTRICA
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Caeras Las caeras en instalaciones frigorficas deben reunir una serie de
requisitos que son un compromiso entre distintos factores. Mximo de capacidad
Mnima cada de presin
Menor costo de materiales
Velocidad de gases suficiente para asegurar el retorno de aceite
a los compresores
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Caeras de Lquido
Se dimensionan normalmente con una cada de presin equivalente
entre 0,5C y 1C en todo su recorrido La cada de presin equivalente a 1C en la temperatura de saturacin
es de aproximadamente 5,4 psi con R22 (para una temperatura decondensacin de 40C).
Para lneas con R134a la cada de presin es de 4 psi en las mismas
condiciones.
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Caeras de succin
Se dimensionan normalmente con una cada de presin equivalentea 1C en todo su recorrido
La cada de presin equivalente a 1C en la temperatura desaturacin es de aproximadamente 2,6 psi con R22 (para unatemperatura de succin de 5C).
Para lneas con R134a la cada de presin es de 1,8 psi en las mismas
condiciones.
Las caeras de succin deben disearse con velocidadescomprendidas entre 5 y 20 m/s en los tramos horizontales y conpendiente hacia el compresor.
Cuando las caeras de succin son verticales ascendentes se debe
aumentar la velocidad para asegurar el arrastre de aceite. En estecaso la velocidad no debe ser menor a los 9 m/s.
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Trampas en U
Cuando en las caera de succin la altura a subir supere los 4 m sedeben colocar trampas en U para permitir al aceite ascender enestos casos.
Lo mismo ocurre con las caeras de descarga.
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Aislaciones
En las instalaciones frigorficas las caeras de succin deben tener
aislacin trmica para:
Impedir que la humedad del aire se condense y forme aguaen diferentes partes de la instalacin.
Evitar el sobrecalentamiento de los gases que retornan a loscompresores.
Mayor temperatura de los gases de descarga delcompresor.
Menor capacidad de enfriamiento del gas en los
bobinados de los motocompresores. Mayor consumo de potencia de los compresores.
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Muchas gracias por su atencin