Manuales Practicos Refrigeracion 2

Manuales prácticos de refrigeración 11 Francesc Buqué

CORRIENTE ELECTRICA [ PRINCIPIOS DE ELECTRICIDAD

I

21.1. NATURALEZA DE LA ELECTRICIDAD OBJETO DE ESTUDIO: Introducción a diferentes conocimientos básicos sobre electricidad. CAMPO DE APLICACIÓN: Entender el funcionamiento de los componentes eléctricos y sus diferentes instalaciones. Entre todas las ideas que existen sobre la electricidad y su comportamiento, existe una teoría que nos ayudará mucho a comprender el funcionamiento de todos los componentes eléctricos de un circuito. Para explicar esta teoría empezaremos por considerar la molécula. Como ya es sabido una molécula es la partícula más pequeña de cualquier sustancia. Por ejemplo, una molécula de sal es la partícula más pequeña que puede existir sin dejar de ser sal. Si llevamos la división más allá, no tendremos ya sal, sino, un átomo del elemento sodio y otro de cloro. Hay noventa y dos elementos en total, estando entre ellos el sodio y el cloro juntamente con otros tan familiares como el hierro, y otros tan raros como el protoactinio. Estos elementos al combinarse entre si, forman todas las sustancias conocidas. El agua se compone de dos átomos del elemento hidrógeno y un átomo del elemento oxígeno. Se cree que cada átomo está formado por un núcleo central, y uno o varios electrones alrededor de este núcleo central. El núcleo central del átomo permanece fijo en su posición, pero en determinadas circunstancias pueden separarse de los átomos algunos electrones y vagar sueltos o asociarse con otros átomos .

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Se supone que los electrones son partículas de electricidad propiamente dicha. Cuando los electrones se mueven a través del cuerpo de una sustancia, corno por ejemplo, a través del alambre de cobre tenemos electricidad en movimiento, o sea, una corriente eléctrica. La aplicación de una fuerza eléctrica suficiente hará que los electrones abandonen la sustancia y se desplacen a través del espacio que la rodea. Esto es lo que sucede en los tubos de televisión, en los tubos de rayos X y en las lamparas fluorescentes.

5

21. Corriente eléctrica. principios de electricidad

Aunque más importante aún que saber lo que es realmente la electricidad, es saber como se puede controlar, como seleccionar, instalar y conservar la maquinaria eléctrica, y que se debe hacer cuando algo no marcha bien. Es importante conocer suficientemente las reglas y las leyes que rigen el comportamiento de la electricidad con el fin de poder discurrir uno mismo, para resolver cualquier emergencia. Esto no quiere decir que sea necesario para ello estudiar ingeniería eléctrica, que comprende las matemáticas elevadas y otras ciencias, pero si quiere decir que hay que estar minuciosamente familiarizado con la electricidad práctica o aplicada. Antes de seguir adelante con nuestra clasificación de los aparatos y dispositivos eléctricos, hay dos cosas que deben entenderse bien, en lo que respecta a la electricidad. Por de pronto, la energía como ya sabemos puede existir en muchas formas diferentes: mecánica, química, eléctrica, calorífica, luminosa, física, etc. Según una ley fundamental, esos diferentes tipos de energía no pueden crearse ni tampoco destruirse, sin embargo, pueden transformarse fácilmente los unos en los otros. Primero: el noventa y nueve por ciento, por lo menos, de todas las aplicaciones útiles de la electricidad, exigen que ésta esté en movimiento. La electricidad estática no es más útil, en lo que respecta a realizar trabajo, que una correa inmóvil de transmisión entre una máquina y la máquina que ha de accionar. La electricidad en movimiento recibe el nombre de corriente eléctrica. Segundo: la electricidad en movimiento, o sea la corriente eléctrica, proporciona el medio más eficaz para transportar la energía de un lugar a otro, y para cambiar una forma de energía en otra. El movimiento mecánico, el calor, la luz, la energía química, el sonido y la radiación pueden producir todos una corriente eléctrica.

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21.2. ÁTOMO OBJETO DE ESTUDIO: Introducción a diferentes conocimientos básicos sobre electricidad. CAMPO DE APLICACIÓN: Entender el funcionamiento de los componentes eléctricos y sus diferentes instalaciones.

Un átomo está constituido por: - una parte central y fija que es llamada núcleo. - una parte exterior donde existen unas partículas que giran a gran velocidad alrededor de la parte fija. Las partículas que giran alrededor del núcleo 10 hacen en distintas capas u órbitas, y al conjunto de todas las capas de un átomo se le llama envoltura.

En el núcleo existen varios tipos de partículas, siendo una de estas partículas el protón, que tiene carga eléctrica positiva. En la envoltura existe un solo tipo de partícula, que es el electrón, con carga eléctrica negativa. A los electrones de la última capa del átomo (la más alejada del núcleo), los llamamos electrones libres, ya los electrones del resto de las capas los llamamos electrones fijos. Tendremos en cuenta que los electrones fijos no pueden desplazarse de unos átomos a otros, sin embargo los electrones libres sí. Generalmente los átomos tienen igual número de protones en su núcleo que de electrones en su envoltura, en este caso reciben el nombre de neutros, así pues, si un átomo tiene siete protones en el núcleo, para que sea un átomo neutro tendrá que tener siete electrones en su envoltura.

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e

e~ Átomo neutro

Átomo con carga eléctrica negativa.

7

21. Corriente eléctrica. Principios de electricidad

Debido a la facilidad de desplazamiento de los electrones libres, un átomo puede ceder o ganar electrones. De esta forma, el átomo deja de ser neutro, pasando a ser excitado o que tiene carga eléctrica. Si el número de electrones de la envoltura de un átomo es mayor que el de protones de su núcleo, el átomo tiene carga eléctrica negativa, aunque un átomo también puede perder electrones, en este caso el número de protones del núcleo es mayor que el de electrones de la envoltura, y en este caso diremos que el átomo tiene entonces carga eléctrica positiva. Es decir, la carga eléctrica positiva o negativa no es más que un defecto o exceso de electrones en un cuerpo.

. Los electrones ltbres se mueven de un lugar con exceso de electrones a otro con defecto.

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La corriente eléctrica es el desplazamiento de electrones libres. El movimiento de los electrones libres lo podemos comparar al movimiento que se produce cuando en una fila hecha con fichas de dominó, empujamos la primera de ellas y ese impulso se transmite a través de todas hasta llegar a derribar la última.

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Para que esto suceda es necesario que haya fichas intermedias que transmitan el movimiento, del mismo modo, para que los electrones libres se puedan desplazar, es necesario que encuentren en su camino otros átomos con nuevos electrones libres. A los cuerpos capaces de transmitir o conducir la corriente eléctrica se les llama conductores, aunque hay cuerpos que en sus átomos no tienen electrones libres, yen tal caso reciben el nombre de aislantes.

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21.3. CIRCUITO ELECTRICO OBJETO DE ESTUDIO: Introducción a diferentes conocimientos básicos sobre electricidad. CAMPO DE APLICACIÓN: Entender el funcionamiento de los componentes eléctricos y sus diferentes instalaciones. En todo circuito eléctrico podemos distinguir los tres elementos fundamentales que son:

GENERADOR, CONDUCTORES Y RECEPTOR.

CONDUCTOR o:: o fü

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O Ü

GENERADOR

El generador sirve para crear la fuerza electromotriz, que es la causa del establecimiento de la tensión y de la circulación de corriente en el circuito, el camino que recorre la corriente eléctrica desde donde se produce ( generador), hasta donde va a ser utilizada (receptor), es a través de los conductores. El receptor es un aparato que transforma la energía eléctrica que recibe, en otro tipo de energía.

Interruptor

En todo circuito se prevé la posibilidad de interrumpir o establecer la circulación de corriente a través de un interruptor.

9

21. corriente eléctrica. Principios de electricidad

21.4. INTENSIDAD DE CORRIENTE. OBJETO DE ESTUDIO: Introducción a diferentes conocimientos básicos sobre electricidad. CAMPO DE APLICACIÓN: Entender el funcionamiento de los componentes eléctricos y sus diferentes instalaciones. La magnitud que nos indica la cantidad de electrones que ha circulado se llama cantidad de electricidad, pero como el electrón es muy pequeño, en la práctica para medir la cantidad de electricidad se utiliza como unidad el culombio. Veamos un ejemplo comparativo que ayude a comprender esta magnitud. Si decimos que por una carretera han pasado 30 coches, no nos damos idea de la importancia de la circulación o de la intensidad de tráfico, sin embargo, si decimos que los 30 coches han pasado en 5 segundos, vemos que la intensidad de tráfico es de 6 coches por segundo. Si por un conductor circula una cantidad de electricidad de 30 culombios, no nos damos idea de la importancia de dicha circulación de corriente, en cambio, si decimos que los 30 culombios han pasado en 5 segundos, si que podemos indicar que la circulación de corriente es de 6 culombios por segundo.

1

.1

La cantidad de electricidad que circula en la unidad de tiempo se llama intensidad de corriente, y se representa por la letra ( 1 ). La unidad de intensidad de corriente se llama amperio. por tanto:

1 amperio = 1 columbia: 1 segundo.

Para medir la intensidad de corriente se utiliza un amperímetro, o bien una pinza amperimétrica.

10


21.5. FUERZA ELECTROMOTRIZ OBJETO DE ESTUDIO: Introducción a diferentes conocimientos básicos sobre electricidad. CAMPO DE APLICACIÓN: Entender el funcionamiento de los componentes eléctricos y sus diferentes instalaciones. La causa que origina el movimiento de los electrones libres de unos átomos a otros es la fuerza electromotriz. Esta fuerza electromotriz origina entre dos puntos cualquiera de un conductor un desnivel eléctrico. + Placa de cobre

Placa de .5inc

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11~¡¡~~i¡¡1! -----------....:-_-----...:-_~---=--

A este desnivel eléctrico lo llamamos tensión o diferencia de potencial ( d.d.p. ), teniendo como unidad de medida el voltio. Para medir la tensión entre dos puntos usaremos el voltímetro. 21.6. RESISTENCIA OBJETO DE ESTUDIO: Introducción a diferentes conocimientos básicos sobre electricidad. CAMPO DE APLICACIÓN: Entender el funcionamiento de los componentes eléctricos y sus diferentes instalaciones. Un material conductor ofrece poca resistencia al paso de la corriente eléctrica. Por tanto, de aquí se desprende que una de las características esenciales de un conductor es su resistencia, y se representa con la letra ( R ). La resistencia de un conductor depende de su longitud, de su sección y de 10 conductor que sea el material con el que está fabricado ( resistividad ). La resistividad de un conductor se representa con la letra griega (p) que se lee "ro" Para expresar la resistencia de un conductor se utiliza como unidad de medida el ohmio (O ).

11


21.7. CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LA CORRIENTE CONTINUA Y ALTERNA

OBJETO DE ESTUDIO: Introducción a diferentes conocimientos básicos sobre electricidad. CAMPO DE APLICACIÓN: Entender el funcionamiento de los componentes eléctricos y sus diferentes instalaciones. En un circuito alimentado por una corriente continua, la tensión e intensidad no cambian de valor y la corriente no cambia de sentido.

Intensidad

Intensidad

____~c=.c~.~_____

+~A I

+

~

Tiempo

Tiempo

La corriente alterna, es una corriente que cambia de valor gradualmente e invierte su sentido de circulación en periodos regulares de tiempo. La curva que nos representa una corriente alterna se denomina senoide. Una onda o senoide tiene una parte con valores positivos y otra parte con valores negativos, y a cada una de las partes de una senoide se la llama alternancia. La corriente alterna en cada instante tiene un determinado valor, y la unión de todos los valores positivos no interrumpidos forman una alternancia positiva, y de la misma forma con los valores negativos. En toda representación gráfica de una senoide, a una alternancia positiva le sigue una alternancia negativa, y al conjunto de dos alternancias seguidas o sea de una onda completa se le denomina ciclo.

12


- Una corriente alterna monofásica se representa por una senoide. - Una corriente alterna bifásica está formada por dos alternancias monofásicas. - Una corriente alterna trifásica está formada por tres alternancias monofásicas.

MONOFASICA

BIFÁSICA

TRIFASICA

Al tiempo que tarda en completarse un ciclo le llamamos periodo. Al número de períodos por segundo se le llama frecuencia, y a un período por segundo se le llama hertzio, que abreviadamente se representa Hz.

13

21. corriente eléctrica. principios de electricidad

21.8. CARACTERISTICAS DEL SISTEMA ELÉCTRICO OBJETO DE ESTUDIO: Introducción a diferentes conocimientos básicos sobre electricidad. CAMPO DE APLICACIÓN: Entender el funcionamiento de los componentes eléctricos y sus diferentes instalaciones. Las características principales de todo sistema eléctrico son el número de fases, la tensión de servicio y la frecuencia de red. Respecto al número de fases, los sistemas más utilizados son los trifásicos, mientras que los monofásicos se emplean solo para instalaciones de baja tensión. Las tensiones de servicio normalizadas, tanto para el subsistema de transporte como para el de distribución, son los representados en esta figura, estas tensiones constituyen la característica de mayor importancia a la hora de diseñar una red de distribución.

Central hidráulica

Abonado media tensión 132/20 kV

Central térmica

380 V 400 kV

Abonado baja tensión

Alternador

Centrales generadoras (subsistema de producción)

Líneas de transporte (subs¡,stema de transporte)

Redes de distribución (subsistema de distribución)

El valor de la frecuencia de servicio para toda Europa y para gran parte del mundo, a excepción de América, esta normalizado en 50 ciclos o hertzios ( Hz ) por segundo. El centro de transformación está destinado principalmente a reducir las tensiones de servicio de la red de distribución ( 11, 15,20,35,45 Kv) a los valores de tensión de consumo en baja tensión ( 380 / 220 ó 220 / 127 V).

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21.9. REDES SECUNDARIAS DE DISTRIBUCION OBJETO DE ESTUDIO: Introducción a diferentes conocimientos básicos sobre electricidad. CAMPO DE APLICACIÓN: Entender el funcionamiento de los componentes eléctricos y sus diferentes instalaciones. Según sea su naturaleza, las redes de distribución se dividen en: redes de distribución por corriente continua y redes de distribución por corriente alterna. El estudio de las primeras no es preciso, al ser un sistema de distribución que prácticamente ha desaparecido por razones económicas y técnicas. Las redes de distribución por corriente alterna generalmente se realizan a través de sistemas monofásicos de dos conductores ( fase y neutro ) y sistemas trifásicos a tres ó cuatro conductores. En el caso de instalaciones eléctricas de baja tensión, las tensiones nominales se normaliza en los valores siguientes: Corriente alterna trifásica 127 V entre 220 V entre 220 V entre 380 V entre 440 V entre

fase y neutro. fase y neutro fases fases fases

220 In

380m

R

I

I

s

I

I I

T

I 1 I I I I ¡ I

No, o

220

220 BIFÁSICO

220

125

MONOF.

220

220

220

MONOFÁSICO

De entre estas tensiones nominales normalizadas se califican como preferentes las de 380 V entre fases y 220 V entre fase y neutro.

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21.10. TOMA DE TIERRA OBJETO DE ESTUDIO: Introducción a diferentes conocimientos básicos sobre electricidad. CAMPO DE APLICACIÓN: Entender el funcionamiento de los componentes eléctricos y sus diferentes instalaciones. En todas las instalaciones de baja tensión, hay que garantizar la seguridad de sus usuarios, dotándolas de los mecanismos de protección necesarios. La defensa contra los contactos indirectos es fundamental cuando se trata de instalaciones a las que se conectan una extensa gama de aparatos eléctricos, que son susceptibles de deterioro desde el punto de vista eléctrico. Este sistema de protección se basa principalmente en no permitir tensiones o diferencias de tensión superiores a los 24 voltios, mediante una instalación conductora paralela a la instalación de enlace del edificio, capaz de enviar a tierra cualquier corriente de fuga, de derivación, etc., así como las descargas de origen atmosférico.

Pararrayos

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Antenas

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Conducto'"'

de protección

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1---_.._-Instalación de tierra

línea principal de tiene ..-

O

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tierra

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Servicios

Punto de puesta a tierra

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Líne8 , - - secundaria

Ascensores --~ Montacargas

Línea de el'l!ace con .......... ! - - - -

-----llo~:as tierra

~~---1~~~~~~--~~_~

ElectlOdos

Esquema de la puesta a tierra de un edificio de viviendas

El color del cable de toma de tierra en cualquier instalación eléctrica siempre se distingue por las franjas longitudinales con los colores amarillo - verde, y debe tener una sección igual al conductor de fase.

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21.11. INSTRUMENTAL DE MEDICION OBJETO DE ESTUDIO: Introducción a diferentes conocimientos básicos sobre electricidad. CAMPO DE APLICACIÓN: Comprobar el funcionamiento de los componentes eléctricos y sus diferentes instalaciones. El instrumental necesario para realizar las diferentes comprobaciones eléctricas comprende: un tester equipado con voltímetro para la medición en corriente alterna y continua , un ohómetro que permita la medición de pequeños valores de resistencia, ya que los bobinados del compresor tienen estas características, y para la medición de intensidades de corriente es conveniente utilizar una pinza amperimétrica por la rapidez de conexión con respecto al tester. En el mercado existe un gran surtido de pinzas amperimétricas digitales, que también incluyen voltímetro y ohómetro. Los testers convencionales no acostumbran a incorporar escalas de medición para intensidades en corriente alterna ACA ( amperios corriente alterna ), aunque en caso de llevarla para realizar la medición tendríamos que instalar el instrumento en serie con una de las líneas de alimentación eléctrica al aparato, sin tener en cuenta la instalación de las puntas de medición. Aunque los testers si acostumbran a llevar escala de medición para intensidades en corriente continua DCA ( amperios corriente directa ), aunque normalmente se usan en esta escala los submúltiplos del amperio, normalmente el miliampério ( mA).

ACV

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pcv. 600 V

OFF

600 V

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AOV

rv

pov. 600 V

OHl

=

600 V

200 V

20

20

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013M.o.

-o IDA PO

olRldD

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El instrumento también lo instalaremos en serie como en el caso anterior, pero acordándonos cuando se vaya a instalar las puntas de prueba, que la corriente continua tiene polaridad. En cuanto a la medición de intensidades en corriente alterna a través de la pinza amperimétrica solo tendremos que colocar el selector en una escala que cubra el valor de la medición, abrir la boca de la pinza y colocar dentro de su diámetro interior el conductor al que se le quiera comprobar la intensidad de la corriente en circulación. Para la medición de voltaje en corriente alterna, las puntas del tester las instalaremos en paralelo con el componente y por supuesto con la máquina conectada a la red eléctrica y en marcha, sin tener importancia los colores de las puntas en su instalación a los puntos de control, ya que este tipo de corriente varía su polaridad 50 veces por segundo. Según el modelo de tester, la zona destinada a esta medición vendrá señalizada con las letras ACV (voltaje corriente alterna) o bien con V y la senoide de la corriente alterna.

1M

1K

+0

-o ACA

[1

ollMD

11

Las escalas que encontraremos en esta zona, corresponden al máximo voltaje que podemos medir según sea la posición del selector. Por supuesto ante la duda de la tensión que podamos encontrar en la medición, situaremos el selector en la escala más alta. La zona destinada a la medición de voltaje en corriente continua vendrá señalizada con las letras DCV ( voltaje corriente directa ó continua) o bien con V y dos líneas, la superior continua y la inferior discontinua. En ésta comprobación se tendrá que respetar los colores de las puntas de medición, instalando la punta roja en el terminal positivo y la punta negra en el terminal negativo, ya que este tipo de corriente tiene polaridad.

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Tendremos que recordar que según el tester, si es analógico o digital, la salida positiva del instrumento puede estar preparada para instalarse en el polo positivo de la instalación o bien en el negativo, aunque realizando una simple medición en una pila nos sacará de dudas. La zona destinada a la medición de resistencias, la encontraremos señalizada con la letra griega omega ( n ), o bien con la palabra Ohm. Si el tester es digital la escala donde se sitúe el selector nos indica la máxima resistencia que podemos medir en esta posición. Si el tester es analógico usaremos la escala de ohmios de la pantalla y según la posición del selector multiplicaremos la lectura obtenida por 1, por 10, por 1000 (1K), ó por 10.000 (10 K ). Para la medición de resistencia tendremos que desconectar la instalación de la red eléctrica, así como desalojar los terminales eléctricos del componente para evitar la posibilidad de descarga de los condensadores permanentes o de marcha que podrían dañar al instrumento.

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21.12. LEY DE OHM (relación entre magnitudes) OBJETO DE ESTUDIO: Introducción a diferentes conocimientos básicos sobre electricidad. CAMPO DE APLICACIÓN: Comprender el funcionamiento de los componentes eléctricos y sus diferentes instalaciones. Hemos visto hasta aquí las magnitudes fundamentales que intervienen en el estudio de la corriente eléctrica, que son la intensidad, tensión y resistencia. Estas tres magnitudes que son las que intervienen en un circuito eléctrico, se relacionan mediante la LEY DE OHM.

Manteniendo constante la resistencia: Si la tensión aumenta, la intensidad aumenta en la misma proporción. Por el contrario, si la tensión disminuye, la intensidad disminuye en la misma proporción.

v

1=--R

Manteniendo constante la tensión del circuito: Si la resistencia aumenta, la intensidad disminuye en la misma proporción. Por el contrario, si la resistencia disminuye, la intensidad aumenta en la misma proporción. A través de este circulo donde se representan las tres magnitudes, nos será muy fácil poner en practica la Ley de Ohm, ya que solo tenemos que tapar la magnitud que queremos hallar, quedando al descubierto la formula a utilizar.

V=R x 1

20

V R = -------1

v 1= R


21.13. POTENCIA ELÉCTRICA OBJETO DE ESTUDIO: Introducción a diferentes conocimientos básicos sobre electricidad. CAMPO DE APLICACIÓN: Entender el funcionamiento de los componentes eléctricos y sus diferentes instalaciones. Los datos de las magnitudes eléctricas que aparecen en la placa de características de los receptores, son el "carnet de identidad" eléctrico de ellos, indicándonos aspectos de los receptores que debemos de considerar en el momento de conectarlos a la red. La tensión ( 220 V - 125 V - 380 V, etc. ) nos indica que el receptor hemos de conectarlo necesariamente a esa tensión para su perfecto funcionamiento, la potencia (1500 W, 500 W, 200 W, etc) nos indica que el receptor a pleno rendimiento, absorbe de la red una potencia igual a la marcada en su placa de características. Veamos ahora de que magnitudes eléctricas depende la potencia de un circuito o de un receptor. Debemos recordar que cuando en un circuito eléctrico se cierra el interruptor circula una corriente, esta corriente que circula es capaz de realizar un trabajo, y para un mismo receptor, el trabajo realizado es tanto mayor cuanto mayor es la intensidad de la corriente.

Por lo que el trabajo eléctrico depende de la intensidad de corriente. EL trabajo realizado en la unidad de tiempo, es decir en 1 segundo, se denomina potencia. Otra magnitud que interviene en la potencia desarrollada en un circuito es la tensión. La unidad utilizada para medir la potencia es el WATIO, y utilizando el circulo con las tres magnitudes de la misma forma que en el caso anterior nos encontramos que:

W=VxI

V=WII

I=W/V

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Combinando todas las posibilidades entre los dos circuitos, para hallar una magnitud se obtiene este resultado:

v

~

R

Vi V

RxP

VX1

\V

1

V R

W I

V

V .7-. W

'-'-

R 1

V 1 Para una misma intensidad en un circuito eléctrico: Al aumentar la tensión la potencia aumenta. Al disminuir la tensión la potencia disminuye.

Para una misma potencia: Al aumentar el voltaje la intensidad disminuye. Al disminuir el voltaje la intensidad aumenta. y para una misma tensión:

Al aumentar la intensidad la potencia aumenta. Al disminuir la intensidad la potencia disminuye.

22

¡


21.14. APLICACIÓNES DE LA CORRIENTE ALTERNA (magnetismo e inducción) OBJETO DE ESTUDIO: Introducción a diferentes conocimientos básicos sobre electricidad. CAMPO DE APLICACIÓN: Entender el funcionamiento de los componentes eléctricos y sus diferentes instalaciones. El magnetismo es un fenómeno que se da en los imanes naturales como consecuencia de su estructura molecular y se caracteriza porque alrededor del cuerpo se crea un campo magnético definido por la existencia de dos polos denominados Norte y Sur, similar al campo gravitatorio terrestre, de forma que las líneas de fuerza del campo van desde el Sur al Norte. Estos imanes naturales no precisan energía exterior y su campo de aplicación en la industria es muy amplio. Si enrollamos alrededor de un núcleo de hierro un cable eléctrico, y hacemos circular por él una corriente eléctrica, el núcleo de hierro se convierte en un imán temporal, denominado electroimán, y cuya intensidad de campo magnético es directamente proporcional a la intensidad de la corriente que circula. Su campo de utilización es muy amplio, siendo en refrigeración la base de funcionamiento de las bobinas de los contactores, válvulas solenoides, relés de arranque por intensidad, relés de tensión o potencial etc. Asimismo, los campos magnéticos se usan en las conversiones de energía mecánica en eléctrica y viceversa, en los generadores y motores respectivamente.

La inducción electromagnética. La inversión constante y rápida del sentido de la corriente alterna, provoca fenómenos de autoinducción. Esta propiedad es muy importante, pues es la base de numerosas aplicaciones prácticas ( motores alternos, solenoides, transformadores, etc. ) Oersted, sabio danés demostró en 1820 que una corriente eléctrica es capaz de desplazar la aguja imantada de una brújula. Faraday, sabio ingles, demostró en 1832 que, reciprocamente, al desplazar un imán ante un circuito cerrado, se producía una corriente eléctrica.

23


Para realizar fácilmente la experiencia de Faraday necesitaremos una bobina, un imán y un miliamperímetro.

Imón Mi liamperímetro

Bob¡na

Si se introduce el imán en la bobina, el amperímetro se desvía durante todo el movimiento, indicando el paso de una corriente en la bobina. Si se detiene el imán dentro de la bobina, el miliamperímetro vuelve a cero. Si se saca el imán de la bobina, el miliamperímetro se desvía en sentido contrario, durante todo el movimiento. Si se mantiene el imán alejado de la bobina, el mili amperímetro vuelve a cero. Las corrientes obtenidas durante los desplazamientos del imán se llaman corrientes inducidas. La bobina se llama bobina inducida ó inducido. El imán es el inductor. Con esta sencilla experiencia queda demostrada la ley de Faraday que dice : Cuando se modifica el flujo magnétko que atraviesa un circuito cerrado, se produce en éste una corriente inducida que tiene la misma duración que la variación del flujo. También se ha comprobado que el sentido de la corriente inducida varía según el sentido de deslazamiento del imán. La ley de Lenz dice : El sentido de la corriente inducida es tal, que el flujo que produce, se opone a la variación del flujo inductor que la ha producido. De este modo el campo magnético producido por la corriente inducida en una bobina se opondrá siempre a la variación del campo magnético inductor.

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Consideremos ahora un anillo de hierro dulce destinado a concentrar las líneas de fuerza y sobre el que está enrollada una espira. El anillo puede girar sobre si mismo entre los dos polos de un electroimán. La espira esta conectada a dos anillos aislados uno del otro y que giran con el inducido. En estos anillos frotan dos escobillas, conectadas a un miliamperímetro.

Para claridad del croquis, los dos anillos se han dibujado con diámetros diferentes, en realidad son iguales. Cuando el anillo da una vuelta completa, la espira barre todas las líneas de fuerza. El flujo en esta espira varía y, por consiguiente, se crea una corriente inducida. Intensidad de la corriente inducida: Como no podemos estudiar el fenómeno en cada posición de la espira, pues son muy numerosas, vamos a estudiar las ocho posiciones indicadas en la figura. Naturalmente, se trata de la misma espira, representada en las ocho posiciones numeradas de 1 al 8, que ocupa sucesivamente.

Anillos

Flui o in du etor

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En el curso de la rotación, la intensidad de la corriente inducida no será siempre la misma, ya que dependerá del número de líneas de fuerza cortadas por la espira en un tiempo dado. Ahora bien, en las proximidades de las posiciones 3 y 7 el número de líneas de fuerza cortadas es mucho mayor para un mismo espacio recorrido ( por consiguiente, durante el mismo tiempo, puesto que la velocidad del inducido se supone constante) que en las proximidades de las posiciones 1 y 5. Se sigue de ello que la intensidad de la corriente inducida será : - máxima en las posiciones 3 y 7. - mínima en las posiciones 1 y 5 ( en éstas será incluso nula). Es fácil representar por una línea curva los diferentes valores de la corriente inducida en una espira durante una vuelta completa del inducido. Para ello, trazaremos dos ejes que se corten en ángulo recto. En el eje horizontal, indicaremos las posiciones sucesivas de la espira, espaciadas regularmente y numeradas 1-2-3-4-5-6-7-8-1.

+

I max

En el eje vertical, llevaremos los distintos valores de la corriente inducida, leidos en el miliamperímetro, en cada posición de la espira los puntos estarán situados : . por encima del eje horizontal, cuando el sentido de la corriente sea el que corresponde a las posiciones 1-2-3-4-5-de la espira . . por debajo del eje horizontal, cuando el sentido de la corriente sea el que corresponde a las posiciones 5-6-7 -8-1-de la espira. Llevando para cada posición de la espira las intensidades correspondientes, obtenemos un cierto número de puntos que, unidos los unos a los otros forman una curva. Se puede observar en esta curva que la intensidad de la corriente inducida : - es nula en las posiciones 1 y 5. - es máxima en las posiciones 3 y 7 (

+ 1 max ó - 1 max.)

Sabemos que el fenómeno se reproduce en cada vuelta del inducido, y al cabo de dos vueltas y media obtendremos la curva de la figura. Esta curva se llama sinusoide. El sonido, la luz, las ondas de radio están representadas gráficamente por curvas análogas. Esta curva podría continuarse más lejos, repitiendo la misma forma. El tiempo necesario a la corriente para volver a tomar un mismo valor en el mismo sentido como ya sabemos se llama periodo.

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La denominación Hertzio para el periodo por segundo, a sido fijada por las reglas generales de normalización de casi todos los paises. El número de periodos durante un segundo o Hertzios es la frecuencia de la corriente. La corriente alterna industrial es en general como se ha indicado anteriormente, de una frecuencia de 50 Hertzios, y acostumbra a ir indicada en la placa de características de los motores.

Período

Período

Algunas corrientes utilizadas en radio tienen una frecuencia que puede alzanzar 200.000 Hertzios ( corrientes de alta frecuencia).

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21.15. TRANSFORMADORES Y AUTOTRANSFORMADORES OBJETO DE ESTUDIO: Introducción a diferentes conocimientos básicos sobre electricidad. CAMPO DE APLICACIÓN: Entender el funcionamiento de los componentes eléctricos y sus diferentes instalaciones. Los transformadores son máquinas estáticas que tienen la misión de transferir, mediante un campo electromagnético alterno, la energía desde un sistema con una determinada tensión a otro sistema con la tensión deseada. Consta de dos arrollamientos aislados entre sí que van montados sobre un núcleo común de hierro. El arrollamiento primario se conecta a la red de alimentación, y al circular corriente a través de él, crea en el núcleo de hierro un campo magnético que se transfiere al arrollamiento secundario.

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El diferente numero de espiras de ambos arrollamientos, dará el valor requerido de tensión, y el estado en cuanto a continuidad de cada arrollamiento se puede comprobar a través del ohómetro. Un transformador trifásico esta formado por la asociación de tres monofásicos, a los que se conecta cada una de las fases. Tanto el primario como el secundario pueden estar conectados en estrella o en triángulo. Los autotransformadores se emplean cuando las tensiones entre sí no difieren mucho ( aproximadamente del 25 al 30% ), y se utilizan porque se ahorra material al no estar separados eléctricamente los circuitos primario y secundario.

28


En su comprobación con el ohómetro, debemos encontrar cierta resistencia eléctrica entre todos sus terminales, ya que están conexionados en serie, siendo el de máximo valor el correspondiente a los extremos del arrollamiento, y distintos valores entre las salidas intermedias y cualquiera de los extremos.

A

UM
ptlmOiria¡

\..í n e.Q

A

st.CIJ ndClt"lo

Líoeo

$<:'CI.IIl<:l ari 0:,

8

Ejemplo: Supongamos un autotransformador de 220 V a 125 V., que consta hipotéticamente de un arrollamiento de 220 espiras, en la que se ha realizado una salida a las 125 espiras, y que cada espira tiene un valor de 1 Ohm. Al realizar las mediciones con el ohmetro encontraríamos los siguientes valores ficticios : 1 - 2 = 125 Ohms. 1 - 3 = 220 " 2 - 3 = 95

29


21.16. PROPIEDADES DE LA CORRIENTE ALTERNA (desfases entre tensión e intensidad) OBJETO DE ESTUDIO: Introducción a diferentes conocimientos básicos sobre electricidad. CAMPO DE APLICACIÓN: Entender el funcionamiento de los componentes eléctricos, cometido de los sistemas de arranque en los motores y sus diferentes instalaciones. Intensidad eficaz de la corriente alterna : En el curso de un ciclo, la intensidad de la corriente alterna varía cada instante, siendo dos veces nula y dos veces máxima ( pero de sentido opuesto + 1 max y - 1 max ).

+1 max

-1 max Período

La intensidad eficaz de una corriente alterna es igual a la de la corriente continua que en iguales condiciones produce los mismos efectos caloríficos. Todos los amperímetros utilizados para medir la intensidad de las corrientes alternas están graduados para indicar la intensidad eficaz.

Diferencia de potencial eficaz de la corriente alterna : La diferencia de potencial de una corriente alterna varía a cada instante. Como para la intensidad, se mide en corriente alterna la diferencia de potencial eficaz. Si se designa por E max. la diferencia de potencial máxima aplicada a un circuito de resistencia R, recorrida por una corriente de intensidad máxima 1 max., se puede escribir según la ley de 01un:

+ E max

-E max Período

Emax=R

Emax

= R

X

Imax

x Imax

Todos los voltímetros utilizados para medir la diferencia de potencial de las corrientes alternas están graduados para indicar la diferencia de potencial eficaz.

30


El calefactor eléctrico ( resistencias) en corriente alterna : Los fenómenos observados en un calefactor eléctrico, son semejantes a los del circuito alimentado con corriente continua. El valor de la intensidad y la tensión leídos en el amperímetro y voltímetro son valores eficaces. La ley de ohm permite escribir : Tensión eficaz en voltios Intensidad eficaz en amperios =

----------------

Resistencia del calefactor en ohmios Podemos deducir de ello que, para una tensión dada, la intensidad eficaz de una corriente alterna que recorre un circuito exclusivamente resistente es la misma que la intensidad de la corriente continua que recorre el mismo circuito. Por esto la potencia a desarrollar es también idéntica. Potencia en watios = Tensión eficaz en voltios

x

Intensidad eficaz en amperios

Representación gráfica de la tensión y la intensidad: La tensión y la intensidad de una corriente alterna pueden ser representados por curvas sinusoidales. Cuando el valor de la tensión U aumenta, el de I aumenta también, si la tensión U pasa de O a +U max, la intensidad 1, pasa de O a +1 max.

-+- Umax -+- I max

- I max

---

o

U 1

-Umax

Cuando el valor de U disminuye, el valor de I disminuye también, si la tensión U pasa de + U max a O, la intensidad I pasa de + I max a O. Las dos curvas alcanzan pues sus valores máximos y sus valores nulos en el mismo instante, se dice que están en fase. En lugar de representar la tensión y la intensidad por curvas, podemos indicar sus valores por dos flechas o vectores, que parten de un punto común O. La longitud de estos vectores debe ser proporcional a los valores de la tensión y de la intensidad. En el caso actual de un circuito exclusivamente resistente, estos dos vectores tienen la misma dirección y el mismo sentido. Indican que la tensión y la intensidad están en fase.

31


La bobina en corriente alterna: Las variaciones de intensidad de la corriente alterna crean en la bobina una corriente de autoinducción que, según la ley de Lenz, tiende a oponerse al paso de la principal. Esta oposición, que es evidentemente proporcional a la importancia del número de espiras de la bobina y al número de variaciones de la corriente por segundo ( frecuencia ), se llama reactancia del circuito. Se parece a una resistencia y se evalúa en ohmios. Representación gráfica de la tensión y la intensidad : En realidad, la corriente inducida de auto inducción no impide que la corriente principal atraviesa la bobina, sino que la dificulta y la retarda.

+ Umax

+ Imax

o

o

u

-tmax 1

-Umax de periodo

Se sigue de ello que la corriente se desfasa sobre la tensión y que las dos curvas que representan la tensión y la intensidad no están ya en fase. Cuando la tensión U es nula, la intensidad es 1 max. Cuando la tensión es

+ U max, la intensidad es nula.

Cuando la tensión es nula de nuevo, la intensidad es +1 max, etc. La curva que representa la intensidad ( 1 ) toma entonces sus valores nulo y máximo, un cuarto de periodo más tarde que la curva que representa la tensión. Se dice que la intensidad está desfasada en retraso respecto a la tensión en un cuarto de ciclo o 90 grados. La tensión y la intensidad pueden ser representadas por vectores que formen entre sí un ángulo recto, encontrándose la intensidad retrasada con respecto a la tensión.

32


El condensador en corriente alterna: Contrariamente a la bobina, el condensador no se opone al paso de la corriente alterna, sino que lo facilita. Esta facilidad es tanto mayor cuanto más elevada sea la capacidad del condensador y más importante la frecuencia de la corriente. Se llama capacitancia y se expresa en ohmios. Representación gráfica de la tensión y la intensidad : El condensador por sus descargas repetidas, dos por periodo, desplaza la intensidad en avance con respecto a la tensión.

1

+Umax +Imox

o

u

- J mo>c

-Umox 1/4 de período

Las curvas representativas de la tensión y de la intensidad no están ya en fase. Cuando la tensión U es nula, la intensidad es +1 max. Cuando la tensión es

+ U max, la intensidad es nula.

Cuando la tensión es nula de nuevo, la intensidad es - 1 max, etc. La curva que representa la intensidad toma entonces sus valores nulos y máximos antes que la curva que representa la tensión. Se dice que la intensidad está desfasada en adelanto respecto a la tensión un cuarto de ciclo ó 90 grados.

33


Importancia práctica del coseno de phi (

Es evidente pues que la corriente total I que recorre el circuito está desfasada en retraso con respecto a la tensión no ya un cuarto de ciclo sino una fracción más pequeña que varía según la importancia respectiva de i 1 e i 2, es decir, según la importancia de la resistencia con respecto a la de la bobina. El valor de la corriente 1 no es ya, como en corriente continua : U

U

1=--R

sino

1=---

z

Z se llama impedancia del circuito. Esta impedancia varía según Los valores de la resistencia R y de la reactancia L del circuito.

Representación gráfica de la tensión

:v la intensidad

Como en los casos anteriores, se pueden representar la tensión y la intensidad por vectores : - U es el vector que representa la tensión. - i 1 el vector que representa la intensidad en fase con la tensión, intensidad que corresponde a un gasto de energía en calor, debido a la resistencia del circuito. - i 2 el vector que representa la intensidad, desfasado un cuarto de ciclo en retraso respecto a la tensión, intensidad que conserva el campo magnético de la bobina y que no gasta ninguna energía.

34


El vector 1, que representa la corriente total que recorre el circuito, se obtiene por un trazado geométrico sencillo. Es suficiente construir la diagonal del rectángulo cuyos lados son iguales a i 1 e i 2.

Se comprueba que la corriente 1 está desfasada, en retraso con respecto a la tensión U, en un cierto ángulo

u

o I

I

I

I I I

--y Valor de la potencia: La fórmula: Potencia = tensión x intensidad, que da la potencia en corriente continua, no es aplicable en corriente alterna. El producto del valor de la intensidad 1 ( del amperímetro ) por el valor de la tensión U ( del voltímetro), no corresponde al de la potencia leída en el vatímetro. Esta última es menor que la primera. El producto U x 1 es la potencia aparente del circuito, y se expresa en voltios-amperios. Potencia real La relación - - - - - - - - d e un circuito se llama factor de potencia de este circuito. Potencia aparente Varía entre O y 1, como el coseno de un ángulo. Este ángulo no es otro que el ángulo

= cos

Potencia aparente Potencia real = Potencia aparente x cos

Potencia real

=U

x 1 x cos
35


Circuitos compuestos de resistencias, inductancias y capacidades en corriente alterna : Después de lo expuesto anteriormente sabemos que : . la resistencia del circuito utilizará una parte de i la tensión U .

1

de la corriente total 1 que estará en fase con

. la inductancia utilizará una parte de i 2 de la corriente total 1 que estará desfasada, en retraso con respecto a la tensión U, en un cuarto de periodo . .la capacidad utilizará una parte i 3 de la corriente total 1, que estará desfasada, en avance con respecto a la tensión U, en un cuarto de periodo. Según los valores de i 1, i 2 e i 3, la corriente total 1 que recorre el circuito estará desfasada en atraso o en adelanto con respecto a la tensión, y podrá incluso, cuando i 2 sea igual a i 3, estar en fase con ella. U

En un circuito tal, el valor de la corriente 1 = - - - - -

z

La impedancia Z del circuito tiene un valor que es función de la resistencia R del circuito, de su reactancia L ro y de su capacitancia 1 I C ro

Representación gráfica de la tensión y la intensidad: Como en los casos anteriores, se pueden representar la tensión y la intensidad por vectores : - U el vector que representa la tensión.

- i 1 el vector que representa la intensi.dad en la resistencia, en fase con la tensión U. - i 2 el vector que representa la intensidad en la inductancia, desfasado un cuarto de periodo en retraso con respecto a la tensión. - i 3 el vector que representa la intensidad de la capacidad, desfasada en un cuarto de periodo en avance con respecto a la tensión.

Las intensidades i 1 e i 2 dan una primera resultante 1 1, que es la diagonal del rectángulo que tiene i 1 e i 2 como lados. La resultante 1 se obtiene construyendo la diagonal del paralelogramo que tenga 1 1 e i 3 como lados.

36


21.17. CONDENSADORES ELÉCTRICOS OBJETO DE ESTUDIO: Introducción a diferentes conocimientos básicos sobre electricidad. CAMPO DE APLICACIÓN: Entender el funcionamiento de los componentes eléctricos y sus diferentes instalaciones. Los condensadores están formados por dos placas conductoras o armaduras A y B, separadas por un material aislante D llamado dieléctrico. Según la teoría de la constitución de la materia, en el dieléctrico se encuentran una multitud de electrones en estado de equilibrio. Si aplicamos a las dos armaduras A y B una diferencia de tensión o potencial eléctrico, se romperá el equilibrio de los electrones en el dieléctrico D orientándose en la dirección de la diferencia de potencial eléctrico, y siendo negativa la carga de electrones, éstos serán atraídos por el polo positivo, moviéndose hacia la armadura A y manteniéndose en ella mientras no haya variación en la tensión o diferencia de potencial entre las dos armaduras, suponiendo siempre que la diferencia de potencial sea lo suficientemente fuerte para romper las líneas de atracción que unen los electrones a los átomos del dieléctrico y perforarlo.

D (dieléctrico) Armadura A

U

.. C()Hlcnte¡

--//

de carga

\

~

ArmaduraB

Electrones

\

~>

Al retirar el voltaje aplicado a las armaduras, los electrones quedaran en la misma posición y el condensador queda cargado, lo que quiere decir que los electrones no están en posición de equilibrio neutro, sino que están más apiñados hacia la armadura A que ha sido positiva, existiendo una diferencia de potencial entre las dos armaduras A y B del condensador. En estas condiciones si unimos mediante un conductor, las dos armaduras del condensador, se establecerá un flujo instantáneo de corriente para anular la diferencia de potencial, volviendo los electrones por elasticidad a su posición primitiva de equilibrio neutro. Si en vez de unir las dos armaduras por medio de un conductor las conectamos a un generador de corriente continua a través de un interruptor, irán adquiriendo carga eléctrica, de acuerdo al terminal que estén conectadas. El proceso continuará hasta que la diferencia de potencial entre ambas placas sea igual a la del generador, momento en que se interrumpirá la circulación de corriente. Así pues, el condensador tiene la propiedad de almacenar energía eléctrica. Cuando el voltaje es máximo ( está cargado ), la corriente es nula, y la intensidad y el voltaje están desfasados 90° . Si el condensador está instalado en un circuito de corriente alterna, se cargará y descargará a la misma frecuencia de red. La unidad de capacidad es el Faradio, utilizándose los submúltiplos, nano (nF ), pico (pF ) Y microfaradio ( p,F ), y el tipo de condensador que más se utiliza en refrigeración es el electrolítico sin polaridad y capacidades expresadas en ( p,F ) .

37


21.18. CONEXIONADO DE CONDENSADORES EN SERIE Y EN PARALELO OBJETO DE ESTUDIO: Introducción a diferentes conocimientos básicos sobre electricidad. CAMPO DE APLICACIÓN: Entender el funcionamiento de los componentes eléctricos y sus diferentes instalaciones. Si conectamos dos condensadores en serie, la capacidad total será de un valor más pequeño que el de menor capacidad: Como ejemplo instalaremos dos condensadores ,Cl de 10 y capacidad.

+u <>

L..-_ _

0-----'

~

10 x 20 Capacidad total

C2 de 20 microfaradios de

200 6,6 Microfaradios.

= ------

10

+ 20

30

Conexionado de condensadores en paralelo Si conectamos dos condensadores en paralelo, la capacidad total será la suma de sus capacidades.

C,

Cz

+u

'-----o

Capacidad total = C 1

38

+ C2

10

jo-

-

0----'

+ 20 = 30 Microfaradios.


21.19. COMPROBACIÓN DE LOS CONDENSADORES OBJETO DE ESTUDIO: Introducción a diferentes conocimientos básicos sobre electricidad. CAMPO DE APLICACIÓN: Entender el funcionamiento de los componentes eléctricos y sus diferentes instalaciones. Para la comprobación del estado de un condensador a través de un tester analógico, actuaremos de la siguiente forma:

+

+

En primer lugar le desconectaremos del circuito eléctrico y puentearemos sus dos terminales para descargarlo, a continuación situaremos el selector del tester en la posición de ohmios y en la escala más alta que dispongamos. Seguidamente instalaremos las puntas del tester en los terminales del condensador, y tendremos que ver que la aguja se desplaza hasta cierto valor y vuelve a su posición inicial o sea a infinito, quedando cargado a través de la pila del instrumento. Seguidamente y sin descargarlo invertiremos las puntas del tester en los terminales, y de estar bien la aguja se tendrá que desplazar más allá que la vez anterior. Si la aguja se desplaza hasta el mismo valor anterior, el condensador es defectuoso. En el caso de que al instalar las puntas del tester la aguja no se moviera, sería señal que el condensador esta abierto. Si al instalar las puntas del tester la aguja se desplaza a cero y no retrocede el condensador esta cruzado. Si la aguja se desplaza y no vuelve totalmente a infinito el condensador esta falto de capacidad. y por último si entre uno de los terminales y la carcasa metálica exterior existe continuidad, el condensador esta comunicado.

39


21.20. CONDENSADORES DE ARRANQUE, Y PERMANENTES O DE MARCHA OBJETO DE ESTUDIO: Introducción a diferentes conocimientos básicos sobre electricidad. CAMPO DE APLICACIÓN: Entender el funcionamiento de los componentes eléctricos y sus diferentes instalaciones. El condensador de arranque aumenta la potencia inicial de los devanados de arranque de un motor de inducción (obteniéndose pares de arranque del orden de 2,5 a 3 veces el normal ), y siempre suele ir instalado a través de un relé de intensidad ó de tensión que lo desconectará del circuito una vez arrancado el motor. Sus capacidades más normalizadas son: 47 - 56 Microfaradios ( ¡tF ) 64 - 77 " 72 - 88 " Condensadores permanentes ó de marcha El condensador de marcha incrementa la potencia del motor y el devanado de arranque no se desconecta cuando el motor alcanza su velocidad de régimen, pero junto con el condensador de marcha constituyen un devanado auxiliar. Los condensadores permanentes se usan para el accionamiento de ventiladores centrífugos o axiales y en algunos tipos de compresores cuando van acoplados directamente al árbol del motor. Sus capacidades más normalizadas son; 1,5 - 2 - 2,5 - 4 - 5 - 6 - 8 - 10- 11 - 12 - 14 - 16 - 18 - 24 - 30 - 40 Microfaradios (¡tF).

40


21.21. CÁLCULO DE LA SECCIÓN DE LOS CONDUCTORES OBJETO DE ESTUDIO: Introducción a diferentes conocimientos básicos sobre electricidad. CAMPO DE APLICACIÓN: Entender el funcionamiento de los componentes eléctricos y sus diferentes instalaciones. El cálculo eléctrico de la sección de los conductores empleados en las instalaciones eléctricas de baja tensión se puede efectuar de dos formas diferentes: por el método de la capacidad térmica, también denominado de la densidad de corriente, y también por el método de la caída de tensión. En este apartado solamente calcularemos secciones por el método de la capacidad térmica. El cálculo basado en la capacidad térmica consiste en elegir una sección que admita la intensidad que pasa a través del conductor, sin producir un excesivo calentamiento que pudiera deteriorar el aislante. Este método se emplea en líneas o conductores que tienen poca longitud, donde la caída de tensión es despreciable, como en líneas interiores de viviendas, fábricas, acometidas, etc. Para realizar el cálculo de la sección de los conductores de una línea, por el método de la capacidad térmica, se efectúa tal como se indica a continuación: Al aire o directamente empotrados

,

-----r--

_._..~--....-:--_ . ~..__................ ·_·· .. _

Bajo

tub~-;'--::~~ducto (4)

--'---1 ....!

.. ·1· ....·........·. ···· .......... ~ .......:...........................,........ .....................

?~5f1~ ~-1..-~r 50;0 ct~""-l-'_"I-i~iO: cab/~._1-t--l·~~;~o~p~:·_·I···+_..2~~r~l~ caiJle: .......1! Unipolar ¡Bipolar ¡Tripa/ar (1) Unipolares: Un/polares (3)..j..~njPOlar (2) i Bipo/ar 1Tripo/ar (liuniPolar~.; Unip~l~es (3)..j " 1 5,5 5 i 6 5,5 i 7 5 4,5 I 5,5 5 I 0,5 i 7,5 1

I

0,75;

10 13

1

1 1,5

I\

l:

50 70 95 120 150

¡

9,5 ¡

8,5 12

7

9

9

12

7

P

7,5

6,5

8,5:

7,5

9,5

8,5

~: ~~

~~

~~

~~~: ~~

~~

~~

31

23

28

23

28

22

19

23

20

I

40

32

29

36

29

34

28

24

29

26

I

I

97

88

110

87

110

83

72

88

78

: 115

105

130

110

130

98

85

110

185

140

120

165

140

160

;118

100

I 135

95 120

225

166

145

200

180

200

140

120

1 165

145

260

235

210

300

270

240 __

230 265

120 1. 145

· l

1

I

I

25

:; . : ~ :: ~ :::; r: ~ ::

16

25 35

6,5

23

17

2,5

8 10,5.

I

L........_~ _

.

_ ~_ _

,1

I I

I

I 190 170 ¡ 220 195 -..-l _ _.. _ _...._-.....J

(11 1..05 mismos valores se aplican a los cables de 4 conductores, constituidos por tres fases y neutro, o tres fases y protección, y a los de 5 conductores, constituidos por tres fases, neutro y protección. (2) Sólo aplicable para corriente continua en cualquier clase de tubo o para corriente alterna en tubos de material no ferromagnético. (3) 1..05 mismos valores se aplican al agrupamiento de 4 Ó 5 conductores para suministros trifásicos con neutro

ylo protección.

(4) Ver apartado 2.1.4 «Factores de corrección». (5) No todas las secciones nominales son de fabricación normal para todas las composiciones de cables en ambos tipos de aislamiento. Véanse las normas UNE 21 02.7 1,' R. Y 21 031.

41


1 ° Se calcula la intensidad nominal que pasaría por el conductor. 2°Se consulta la tabla del Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión ( RBT ), referente al tipo de línea, a la clase de conductor ( cobre o aluminio) y a la tensión nominal de aislamiento del conductor. También es útil consultar las tablas de los catálogos de conductores eléctricos. 3 ° Mediante la consulta de estas tablas se halla el valor de la sección, teniendo en cuenta el tipo de canalización, el número de conductores y la clase de aislante. Debido al objetivo de este libro, solamente hallaremos la seCClOn de los conductores en instalaciones interiores, cuya tensión nominal de aislamiento sea igualo inferior a 750 V. por ello únicamente utilizaremos las tablas de la Instrucción Complementaria MIE BT 017 del reglamento citado, sin emplear coeficientes correctores. EJEMPLO: Calcular la sección de un cable bipolar flexible de corta longitud que alimenta a un aparato de aire acondicionado de 3Kw de potencia eléctrica y de 220 V de tensión nominal. Primero se calcula la intensidad nominal mediante la formula conocida:

w

3000w

V

220 v

I

13,6 Amperios.

Consultando la tabla observaremos que debemos elegir una sección mínima de 1,5 mlm 2 , pues la intensidad nominal del aparato es de 13,6 A, valor comprendido entre 13,5 y 16 A. Por lo tanto el cable tendrá una sección de : S == 2 x 1,5 mlm 2

42


21.22. SIMBOLOS GRÁFICOS PARA ESQUEMAS ELÉCTRICOS Designación

Símbolos

Corriente continua

o -~---

ru Ilti TII/

Corriente alterna

~

Corriente ondulada (o rectificada)

---

Conductor eléctrico

o

{

I

+ -fe-

«n» conductores (representación unifilar)

Conductor neutro

Conductor de protección

I

Conductor a tierra

-

mk O

+

Conductor unido a la masa

•

Borne. Conexión de conductores

Cruce de dos conductores sin conexión eléctrica

43

,¡:,. ,¡:,. I\J

-"

Símbolos

Designación

n

\;----

Mando por palanca (accionamiento rectilíneo)

~----

+

Mando por palanca (accionamiento circular)

I

il

9

Mando electromecánico (símbolo general)

(j)' ::J

Cruce de dos conductores con conexión eléctrica

@' ~

co,

.,n..... Derivación

~. "'C

a) de calentamiento eléctrico directo

b) de calentamiento eléctrico indirecto

?

Dispositivo magnético

~

Dispositivo magneto térmico

~

U

11

~

~

-c::::JDispositivo térmico que actúa sobre una unión mecánica

~ ~1

o

.,.,O

:::::!.

~

é 9

I

Flotador

-O-

o

Designación

Símbolos

SU1JLr

o

-1~ -1J~

->: -----.

o

~

---'\1--Válvula magnética Transformador monofásico con dos bobinas separadas Autotransformador monofásico

es o

::J

Bobinado de una máquina o aparato

Q. 'O

o'

Resistencia no reactiva

'"a

co co

Condensador

ro g. :::::!.

n

c:

III

Condensador electrolítico no polarizado

Par termoeléctrico, termopar

Conexión mecánica Dispositivo de enganche (rearme manual) Cierre entre aparatos por medios mecánicos

Excéntrica, leva

Excéntrica con indicación de los ángulos de accionamiento

a

Designación

Símbolos

)-1

Contacto de dos direcciones (apertura antes del cierre)

U· b

f

6

cp ~

Órgano de mando con una bobina

Órgano de mando con dos bobinas

Seccionador

(.

Seccionador con fusible incorporado

~

~ W U1

Interruptor de dos direcciones con posición media de apertura

\ \

,¡::.

Contacto con dos cierres

,

~

Contacto de apertura retardado en el cierre

~I

Designación

Símbolos

I

Motor monofásico asíncrono con rotor en cortocircuíto Motor trifásico asíncrono con rotor en cortocircuito (representación unifilar)

~

(representación multifilar)

i

Motor trifásico asíncrono con rotor bobinado anular

é ~ ~ (

Motor monofásico síncrono

Interruptor I'-l

-"

Contacto de cierre

()

Contacto de apertura

.-t'

..,.., ro' :;j

O

ro ro

(ji-

Contactor

Discontactor

E~

Disyuntor

)-~

Contacto de cierre con retardo en el cierre

..,~ ~' "O

::l, :;j

Contacto de cierre con retardo en la apertura

n

-O' O' Vl

Fusible

E1

o. Contacto de apertura retardado

ro ro

ro ..,~

B:o. ~

o.

~

en

IV

-"

Designación

Símbolos

Símbolos

~

Ventilador accionado por motor trifásico asíncrono

r;::::;,. '0

Lámpara incandescente

o

Visor luminoso

~

Avisador sonoro

Timbre

M'2F]-'·EI

Pletina de conexiones

o

Reloj, Símbolo general

~ '-'-'-'l

r,rt~v. ~J -\1

ói,-y\ \

, I

L._._._.J

,0-_~1

m ~

Designación

--r¡

o

Reloj con dispositivo de marcha por motor eléctrico

E-~

E( ® ®

:::J

Interruptor tripolar

Auxiliar automático de mando conectado a la magnitud física "x"

:::¡, :::J (')

-O'

o' V'l

Botón pulsador con cierre y retomo automáticos

c. ro ro 10

..,g. o: !Il

¡:;' Botón pulsador con apertura y retomo automáticos

Conmutador rotativo eje dos posiciones (*)

Conmutador rotativo de cuatro posiciones (*)

\ 1/ ~i

® ®

ro;

'U

Discontactor tripolar con relés magnetotérrnicos

-....

®,

ro

g. .., ~'

1 2 3 •

Interruptor tripolar cerrado de 18 a 23 horas con reloj de mando accionado por motor eléctrico

..,..,o

Có'

ar

I

~

I

()

Conmutador rotativo de tres etapas y cuatros posiciones con diagrama de posición (*)

o o

-- '----------

...

---

C.


Designación Órgano de mando de un relé con apertura (puesta en reposo) retardada

Órgano de mando de un relé de cierre (puesta en marcha) retardado

Órgano de mando de UD relé con apertura (puesta en reposo) y cierre (puesta en marcha) retardados

Dispositivo accionado por la temperatura

Dispositivo accionado por la presión

Dispositivo accionado por el nivel de nn fluido Dispositivo accionado por una serie de factores (o mandado por contador)

Dispositivo accionado por la presencia

de UD caudal

Dispositivo accionado por un caudal gaseoso

Dispositivo accionado por la humedad relativa

47

COMPONENTES ELECTRICOS

I MOTORES, SISTEMAS DE ARRANQUE Y PROTECCIÓN I 22.1. MOTORES ELÉCTRICOS, PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO. En este apartado trataremos los motores de corriente alterna por ser éstos los que se utilizan casi exclusivamente en las instalaciones de refrigeración y climatización. Supongamos una espira de un material conductor dentro del campo magnético creado por un par de polos (N - S ), como se muestra en la figura. Si estos giran con una velocidad angular (Lp.m. Ó revoluciones por minuto ), inducirán en la espira una fuerza electromotriz ( tensión) que hará circular una corriente eléctrica ( 1 ) por ella. ESPIRA

El efecto de esta corriente ( 1 ) dentro del campo magnético es la aparición de una fuerza ( F ) sobre la espira, haciendo que ésta gire siguiendo el movimiento de los polos magnéticos. Este tipo de motor se denomina de inducción. En un motor existen dos partes, el rotor o parte que gira y el estator que permanece fijo y estará unido a la carcasa, mediante un sistema de sujección. En el estator se crea el campo magnético giratorio mediante unos bobinados también llamados devanados o arrollamientos, fabricados con hilos de cobre aislados eléctricamente ente sí, que estarán alimentados con una tensión alterna. El rotor puede ser de dos tipos : - bobinado, si está formado por unas bobinas similares a las del estatoL - jaula de ardilla, en las que unas barras desnudas de cobre, bronce o aluminio están conectadas en cortocircuito en sus dos extremos, como se indica en la figura, este tipo de rotor es el más utilizado por su simplicidad y economía.

49

22. Componentes eléctricos. Motores. Sistemas de arranque y protección

En este tipo de motores, el rotor nunca puede girar a la misma velocidad que el campo magnético, dado que si lo hiciese, en la espira no habría variación del campo magnético que la atraviesa yen consecuencia no se induciría ninguna fuerza electromotriz ( tensión) que haga circular la corriente ( 1 ) que origina la fuerza ( F ).

Por este motivo estos motores reciben el nombre de asíncronos, ( porque no giran a la misma velocidad que el campo magnético rotativo de sus estatores), llamándose deslizamiento a la diferencia de velocidad entre el campo magnético y el rotor (espira), según el sistema de la tensión de alimentación, existen motores monofásicos y trifásicos, aunque a partir de aproximadamente una potencia de 1 Kw, todos los motores acostumbran a ser trifásicos porque resultan más compactos, económicos y con mejor rendimiento. El deslizamiento de un motor variará según la carga. Aumentando la carga se reduce algo la velocidad del rotor y esto hace que el campo magnético corte a los conductores del rotor más rápidamente y que, por consiguiente, se produzca en el rotor la corriente inducida más intensa necesaria para mantener el par motor qut: ha de aumentar con la carga mayor. El deslizamiento de los diferentes motores de inducción, suele variar entre el 2 y el 8 %, según el tamaño y el tipo de motor, y según la carga conectada a él. Los motores grandes tienen menos deslizamiento que los pequeños. El término par motor se refiere al esfuerzo giratorio desarrollado por un motor. El par motor se expresa y se mide en metros-kilogramo, o sea, un par de veinte metros-kilogramo es igual a un esfuerzo de tracción de 20 Kg. aplicado a un radio de un metro, o un esfuerzo de 10 Kg. aplicado a un radio de 2 metros etc. También hay que saber que los periodos importantes del par motor que hay que tener en cuenta al elegir los motores de características apropiadas son: el par de arranque, el par de plena carga y el par de agarrotamiento.

50

22. Componentes eléctricos. Motores. Sistemas de arranque V protección

El par de plena carga de un motor se toma como base, y el par de arranque y el de agarrotamiento se comparan con él y se expresan en forma de un cierto porcentaje del par de plena carga. Por ejemplo, si un motor tiene un par de plena carga de 2 m/Kg. y un par de arranque de 4 m/Kg. el par de arranque es dos veces el par de plena carga, o sea, el 200 %. Los compresores utilizados en refrigeración normalmente siempre arrancan con carga, por lo tanto es necesario que los motores eléctricos que los accionan puedan vencer en el arranque la inercia de la máquina por un lado, y por otra parte, la presión existente en el circuito de alta de la instalación, debido a la igualación correcta de las presiones que se debe efectuar en los paros por termostato, ya que de encontrar el motor en el momento del arranque una presión de alta demasiado alta dificultaría la puesta en marcha del motor. El valor del par de arranque debe ser como mínimo de 1,8 a 2, y algunas veces de 2,5 a 3 en los motores pequeños.

51


22. 2. MOTORES ASINCRONOS MONOFASICOS Son aquellos que funcionan con una tensión monofásica y tienen dos devanados en el estator, uno auxiliar para el arranque y desplazado 90° geométricos respecto al devanado principal, ya que éste solo por si mismo no puede crear un campo magnético giratorio, que es como hemos visto el principio de funcionamiento de los motores de inducción. Tecnológicamente se basa en el mismo principio que el motor trifásico, la diferencia estriba en que aquí se obtiene el tercer conductor mediante un condensador. Para que la corriente que recorre el devanado auxiliar o de arranque S ( Start ) esté desfasada respecto a la que recorre el bobinado principal o de marcha R ( Run), se alimenta al primero a través de un relé de intensidad, o bien, con la combinación de un relé de intensidad y un condensador, que como hemos visto anteriormente este último desfasa la corriente que 10 recorre 90° en el tiempo respecto a la tensión que se le aplica. Lo ideal sería lograr un desfase de 120° como en los trifásicos.

MARCHA

lo--~---?O---:------;:::::l

ROTOR

RELE ARRANQUE ._ _ __

ESTATOR

.

----~

N~____~~C--------~ ~

COMUN

Aunque en el devanado secundario o de arranque no se produce un desfase de 90° exactos, debido a la inductancia del mismo, éste es suficiente como para producir un campo magnético giratorio que permita el arranque del motor. Una vez alcanzada una cierta velocidad de giro el condensador puede desconectarse normalmente a través de un relé y el motor seguirá girando. En otro tipo de motores es normal dejar conectado el condensador ( permanente o de marcha) con lo que el régimen es más estable y se mejora el factor de potencia. En los terminales del motor o bien en los componentes de arranque la denominación habitual para sus bornes de conexión son: C para e:l común, S para el secundario, auxiliar o arranque y R para el principal, marcha o rotor. Por su sencillez y amplio desarrollo tecnológico en su fabricación, estos motores no requieren mantenimiento, siempre que se mantengan sus condiciones propias de funcionamiento ( temperatura, humedad, u otras sustancias, etc.) Se utilizan para potencias pequeñas hasta 1 Kwaproximadamente.

52


22.3. DISTRIBUCION DE BOBINADOS Para verificar la situación de las bobinas de arranque y trabajo en un motor monofásico, empezaremos por nUmerar los terminales del motor y efectuar la medición de resistencia con todas las combinaciones posibles entre ellos, así mediremos entre:

1

o

1 y2 = 13 Ohms. ly3=7 " 2 Y 3 = 20

o

o

2

3

Después de las mediciones podemos asegurar que entre los terminales 1 y 3 se encuentra la bobina de trabajo, ya que es resultado más pequeño de las tres mediciones efectuadas. Entre los terminales 1 y 2 se encuentra la bobina de arranque por ser el valor intermedio, y que el tercer resultado de 20 Ohms. que hemos medido entre los terminales 2 y 3 corresponde a la suma de los dos valores anteriormente citados, ya que en este caso medimos a las dos resistencias de los dos bobinados en serie.

1

7 Ohms.

130hms.

2

3

Para determinar cual de los tres terminales es el común a las dos bobinas solo bastará comprobar que terminal se repite entre las dos mediciones con valores más pequeños, y comprobaremos que en este caso es el terminal 1. Otra forma de localizar el terminal común del motor, sería comprobando entre que terminales se ha encontrado la medición más alta de resistencia correspondiente a la suma de valores de las dos bobinas, en nuestro caso es entre los terminales 2 y 3, pues el terminal que no figura es el común del motor.

53


22.4. COMPROBACIONES ANTE AVERlAS Si al realizar las mediciones de los bobinados de un compresor, solo encontramos resistencia en una de las combinaciones, deberíamos reemplazar el compresor ya que tenemos una bobina cortada. Pero si realizamos las tres mediciones y la que corresponde a la suma de las dos bobinas tiene su valor alterado, debemos desconfiar del motor ya que lo más probable es que las bobinas estén comunicadas en algún punto.

1

7 Ohms.

130hms.

2

3

Una vez comprobados los bobinados del motor, su alimentación de la red eléctrica se efectuará a través de diferentes sistemas de protección y arranque.

54


22.5. MOTORES DE VENTILACIÓN El tipo de motor normalmente empleado para la ventilación en instalaciones de refrigeración son los de inducción, bien sean monofásicos con condensador permanente ó bien trifásicos. La diferencia de fase en los motores monofásicos también se consigue con dos devanados, ambos incorporados en el estator, empleando muchas espiras de hilo delgado en el devanado de arranque para obtener una elevada resistencia y el devanado de trabajo que está compuesto por menos espiras de hilo más grueso que ofrecen menor resistencia.

OFF

<>

FAN

,@ @

/\

COOUNG

®®

MA1HSWITCH

OFlANGE

Resistance of Fan Motor windings and rated Capacitor

YEU.OW

BLUE

BLUE

-

YELLOW1GREEN

:c

GRAY

I:!

,,~

BLUE·YELLOW

1

YELLQW.QRANGE

zen

~~

!!: ..
,

REO-YELLOW

BLACK BLUE CAPAClTOR

--il CAPACITOR

"""

Resistance of Compressor windings and rated Capacitor

[~R ~s

BLUE

3.406 4.707

BLACK

COMP. WIRINQ

Las diferentes velocidades se obtienen, intercalando bobinas de diferentes valores de resistencia entre la alimentación de red y el punto común de las bobinas de trabajo y arranque, consiguiéndose a mayor resistencia menor velocidad y viceversa.

55

22. Componentes eléctricos. Motores. sistemas de arranque y protección

Ventilador de tipo helecoidaI

La hélice es de tipo convencional formada normalmente por tres o cuatro palas, que soplan en el sentido del eje del motor, por lo que reciben el nombre de axial y que a su vez pueden ser de plástico o de aluminio. Con las hélices de plástico se consiguen niveles sonoros más bajos que con las de metal, ya que el plástico recupera siempre su forma primitiva en caso de deformación por golpe o uso indebido (transporte, almacenamiento, etc. ) Este tipo de ventilador lo encontraremos en unidades condensadoras montadas al aire libre exterior ( sin conductos ).

Ventilador centrífugo

Llamado también radial, esta formado por paletas rectangulares y alargadas, dispuestas paralelamente entre sí, formando entre ellas un cilindro. En este caso el ventilador sopla en el sentido de los radios del cilindro ( perpendicularmente al eje del motor ), por lo que recibe el nombre de radial o centrífugo. Normalmente se construyen los rodetes en chapa de acero galvanizado, por estampación. El ventilador centrífugo en general tiene más presión disponible que el axial, y gira a un numero de revoluciones mayor Su aplicación es la de colocarle en conductos para canalizar la entrada y salida del aire. El motor en ambos casos es del tipo de inducción.

56


22.6. MOTORES ASINCRONOS TRIF ASICOS Estos motores instalan tres devanados en el estator, desplazados en 120° geométricos entre sí, que al series aplicado un sistema trifásico de tensiones (con un desplazamiento de 120° eléctricos) crean un campo magnético (CM) constante y giratorio que arrastra el motor.

E NlREH1ERRO

F1=Lx ROIOR

Z\

v

57

22. componentes eléctricos. Motores. Sistemas de arranque y protección

Prácticamente están constituidos por: - Una corona estatórica de chapas magnéticas aisladas entre sí, ranuradas, prensadas y sujetas a una carcasa de hierro. - Un devanado trifásico alojado en las ranuras del estator. - Una corona rotórica de chapas apiladas, directamente sobre el eje en muchos casos. - Un devanado polifásico en las ranuras del rotor que ha de estar cerrado en cortocircuito.

Paquetes de chapas del estator

Corona estatórica de chapas magnéticas

lJ .l~JJl Ranuras estatóricas

eje

chavetero -

____"...v

Rotor

Bobinado trifásico del estator

58


Para la formación de un campo rotatorio puro ( un circulo ) se requieren básicamente 2 condiciones : 1° En el estator debe haber regularmente distribuidos tres juegos de bobinas distanciadas entre sí 120°, o sea, idéntica distribución que para los alternadores trifásicos. 2° Por las tres fases debe circular corriente alterna de onda senoidal. Las tres están desfasadas entre sí 120°, o sea 1 / 3 de periodo. Es decir, que se trata de corriente trifásica, como la que generan los alternadores trifásicos.

-+1

---

I. /

-----h 1

V.lor

,

rN.imo

-1

-+- _ Posici6n

elel ampo

oir.a1o"¡n rt...1 o1H:1l11tnr

Creación de un campo giratorio :

El campo giratorio se forma como suma de los campos alternos de las tres fases de una corriente alterna trifásica. El valor y el sentido instantáneos de estas corrientes en los lados de las bobinas, modifican la posición de la polaridad del campo giratorio. La inducción y el flujo permanecen constantes, por serlo la suma de las intensidades de las tres fases y su efecto magnético. El campo gira en el sentido de las agujas del reloj, porque las corrientes evolucionan en sucesión correlativa, R, S, T, según el orden en que se mueven las agujas del reloj. Si se cambia ésta correlación de fases mediante la inversión de dos conductores de conexión, el campo giratorio se desplaza en el estator en sentido contrario al de las agujas del reloj. Esto permite invertir con facilidad el sentido de giro de los motores eléctricos trifásicos. En la figura se observa como el campo rotatorio de dos polos del estator da durante 1 periodo 1 vuelta al estator. Con una frecuencia de 50 Hz dará 50 rev / s ó 3000 rev / minuto ( r.p.m.). Este número de revoluciones es el mismo que da la rueda de polos del alternador de alimentación, o sea que la velocidad de giro del campo rotatorio es una velocidad síncrona con la frecuencia.

59


La velocidad del campo rotatorio la determinan la frecuencia y la polaridad ( número de pares de polos) - 3000 r.p.m. y 1 par de polos originan en un alternador 50 Hz. - 50 Hz y 1 par de polos originan en un motor un campo rotatorio de 3000 r.p.m. Con una frecuencia de 50 Hz se obtienen los valores siguientes :

La velocidad máxima que se puede obtener con 50 Hz es 3000 r.p.m .. Cuando se requieren velocidades mayores debe recurrir se al empleo de frecuencias mayores ( se utilizan frecuencias de 100 a 500 Hz ). En la siguiente tabla se relacionan los valores de intensidad media absorbida por motores trifásicos y monofásicos respectivamente, en función de las potencias de los mismos y las tensiones de alimentación.

Motores trifásicos Potencia del motor kW

cv

0,25 0,37 0,55 0,75

1/3 1/2 3/4 1 1,5 2 2,5 3 4 5,5 6 7,5 10 12 15 20 25 30 34 40 45 50 60 70 75 BO 85 100

1,1

1,5 1,8 2,2 3

4 4,5 5,5 7,5 9

11 15 18,5 22 25 30 33 37 45 51 55 59 63 75

Motores monofásicos Potencia del motor

Intensidad absorbida, A

220 V 380 V 415 V 550 V 240 V 400 V 440 V 460 V 550 V 575 V 6QOV 1,4 1,8 2,75 3,5 4,4 6,1 7,5 8,7 11,5 14,5 18,9 20 27

32 39 52 64 75 85 103 113 126 150 170 182 195 203 240

0,88 1,03 1,6 2 2,6 3,5 4,3 5 6,6 8,5 10,8 11,5 15,5 18,5 22 30 37 44 52 60 68 72 85 98 105 112 117 138

0,76 0,99 1,36 2 2,5 3,5 4,2 5 6,5 8,4 10,5

0,58 0,84 1,17 1,53 2,14 2,88

11

9,7 12,6

14 17 21 28 35 40 47 55 60 66 80 90 100 105

4,14

1

1,21 1,5 2 2,6 3,1 3,8

0,58 0,84 1,11 1,22 1,77 2,3 3,32

5

19,1 25,3 31,3 36,4 49

60,5 71,5 89

115 135

0,59

6,5 8,6 9 12 13,9 18,4 23 28,5 33 39,4 45 50 55 65 75 80 85

7,72 10,1 15,2 20,2 25 29,2 39,2 48,4 57,2 71,2

89 116

105

93,2

660 V 690 V

0,56 0,77 1,02 1,22 1,66 2,22 2,6 3,16 4,25 5,6 7,2 7,5

0,6 0,9 1,1 1,5 2 2,3 2,8 3,8 4,9 6,4 6,6

9,9

8,9

11,6 14,1 19,3 23,5 27,2 30,9 37,1 41,3 45,4 54,2 61,4 66,2 71,1 76,6 90,3

10,6 14 17,3 21,3 25,4 30,3

34,6 39 42 49 57 61 66 69 82

Intensidad absorbida, A

kW

cv

100 V

115 V

200 V

0,09 0,12 0,18 0,25 0,37 0,55 0,75 1,1 1,5 1,8 2,2 3 3,7 4 4,5 5,2 5,5 7,5 11 15

1/8 1/6 114 1/3 1/2 3/4 1 1,5 2 2,5 3 4 5 5,5 6 7 7,5 10 15 20

3,3

2,8

1,65 1,9 2,8 3 3,85 6 7,7 10,8 14 17,3 18,5 28,1 28,6 35

3,2

5,6

24

4,6 5,2 7,4 10,2 13 18,4 24

34,6 45 56,3

34 56

7,7 9,6 14

66,4

40

82,3 109 159 209

40,5 41,1 54 79 105

80 100

220 V 240 V 1,4 1,6 2,3 2,6 3,7 5,1 6,5 9,2 12 15,7 17 24,3 28 29,6 34,7 39,8 40 50 70

92

Nota: Las potencias indicadas son las de las normas IEC34-1, NFC 51-111, BS49 99, VDE 0530. Los valores~e:nt~nsldad se dan a tftulo IDdicativQ y varían según el tipo de motor y su fabricante. Las tablas de seleCCIón se establecen para las potencias mdlcadas.

60


2.7. CONEXIONADO Y CAJA DE BORNES Un devanado consiste en un conjunto de bobinas de hilo de cobre. Los tres devanados de un motor trifásico los podemos conectar en estrella o en triángulo a través de unas pletinas de cobre, según sea la tensión trifásica disponible. Los seis extremos de los devanados que forman el estator salen al exterior del motor a través de la caja de bornes, cuya configuración standard se muestra en la figura.

1

@

U

2 @Z

3

@

V

4 @X

5@W

6 @Y

Partiremos de la base de que una bobina no tiene principio ni final, pero el conjunto de devanados si tienen un principio y un final para realizar su conexión eléctrica, y pueden estar marcados en el motor ( siguiendo el abecedario con respecto a las tres letras con las que se identifican las fases de red R-S-T ) con las letras U. V. W. que pueden corresponder a los principios o finales de los devanados, igual que X.Y.Z. para el otro extremo de los mismos. Si unimos solamente los tres principios de los devanados, hemos hecho una conexión en estrella, igual como si unimos solamente los tres finales de los devanados.

p

p

p

F

F

F

F

61


Si la tensión de red es de 380 V, es decir entre cada dos fases hay una tensión de 380 V, esta se aplica directamente a cada devanado por lo que este deberá estar diseñado para esa tensión.

R

@u

2

3~

UI ,/f Y"'1~VS T ··~w (X

50W

~\ 4~

@

Z

X

z X Y f~l

6 O Y

Conexión a tensión mayor

tR-tS·~ A

380 V

En este montaje los devanados no están sometidos a la tensión de línea ( entre fases) sino a una tensión menor ( tensión de fase), cuyo valor es el de la tensión de línea dividida por la raíz cuadrada de tres. Para conectar los tres devanados en triángulo, unimos el principio de cada uno de ellos con el final del otro, formando así una cadena cerrada. La tensión de red se aplica directamente a cada devanado, y las pletinas de cobre se conectan como se muestra en la figura.

T

Conexión a tensión menor ~ 220 V

62

s


En cualquiera de las conexiones, estrella o triángulo, los tres conductores de línea o fases, se designan con las letras R, S, Y T, Y al neutro con la letra "O". En cualquiera de estos dos tipos de conexionado del motor trifásico, si cambiamos dos cualquiera de las tensiones de alimentación en su conexión, el sentido de giro se invierte. La primera vez que se conecta un motor hay que verificar el sentido de giro del mismo, que deberá estar marcado de forma clara en su carcasa mediante una flecha. De forma general, alimentando a los bornes U.V.W., respectivamente a las tensiones R.S.T., el motor girará a derechas, es decir en sentido de las agujas del reloj mirando el motor desde el eje, como se muestra en la figura.

T

S

R

Caja de bornas

Estátor

La protección directa de los bobinados se realiza por medio de sondas termistoras sensibles a la temperatura que van incorporadas en el interior de las bobinas. Las sondas son conductores térmicos de conductancia fría, o sea, que son termistores cuya resistencia se eleva bruscamente ante una temperatura de referencia llamada "temperatura nominal de funcionamiento", que por lo general no debe pasar aproximadamante de los 110 oC La protección del motor exige una sonda por bobinado, tres para un motor trifásico de una velocidad, y seis si es de dos velocidades. Las sondas se incorporan a cada bobinado antes de su impregnación. Si por haber excedido la temperatura nominal de funcionamiento se eleva la resistencia de una de las sondas, el relé entra en posición de reposo, abriéndose el contacto de cierre que conecta con la bobina del contactor de mando del motor, deteniéndose éste. El contacto de apertura se cierra entonces y puede accionar una alarma luminosa o sonora. La reposición para volver a poner en servicio el motor, solo puede efectuarse manualmente.

63


Ejemplo para efectuar la inversión del sentido de giro: Al accionar K-l, el motor girará a derechas. Al accionar K-2, el motor girará a izquierdas. Si se conectase K-l y K-2 al mismo tiempo, se produciría un cortocircuito entre dos fases. R

S

T

K2

Kl

--[2]

-[ZJ

R T

En los compresores alternativos no influye para nada el orden de conexión de las fases, ya que aún que gire el motor en un sentido o en otro, este movimiento rotativo lo traduce la biela en un movimiento alternativo (pistón) de dos fases: admisión y escape. Sin embargo en los compresores rotativos es muy importante el sentido de giro, puesto que si giran las paletas en sentido contrario, el compresor no comprime, y por ser de excéntrica se produciría un agarrotamiento en la cámara de compresión. Estos compresores van normalmente protegidos por un "protector de fases" que impide el arranque si están invertidas las fases.

[=~~= ~ --

[ - - - - - T ON O3

1

::>

o

5

Í<~ () (~

)

j52C 1 R

S

TI

L_~ S1C

64


Lo mismo ocurre con el compresor Scroll, por lo tanto, al hacer la primera conexión de un equipo con compresor trifásico o bien con ventiladores trifásicos, debemos fijarnos en el sentido de giro de ambos. En el caso de los ventiladores es muy sencillo pues observamos el sentido de giro del rodete, pero en el caso del compresor, se tendría que comprobar el sentido de giro a través de un comprobador de fases ( fasímetro ), o bien ( aún siendo muy arriesgado) nos deberemos fijar en el ruido producido por el compresor ( ruido extraño y más alto que en el funcionamiento correcto). En una línea con tres fases y neutro, a la tensión entre cada dos fases se le llama tensión de línea o tensión compuesta. A la tensión entre una fase cualquiera y el neutro se le llama tensión simple. La tensión simple medida entre una fase cualquiera y el neutro es la misma. La tensión de línea es igual a raíz cuadrada de tres, multiplicado por la tensión simple La intensidad que recorre cada fase, se llama intensidad de línea. En un sistema trifásico equilibrado en estrella, por el neutro no circula intensidad. En el punto central de la alimentación eléctrica en un compresor trifásico conectado a 380 V ( estrella) se tiene un neutro, que conjuntamente con una cualquiera de las fases del compresor, servirá para la alimentación de los ventiladores de la unidad condensadora en el caso que estos sean monofásicos 220 V.

65

22. Componentes eléctricos. Motores. sistemas de arranque V protección

Ejemplo de conexión de motores trifásicos a un sistema monofásico. Conexión en triángulo

s

R

s

R

Conexión en estrella

R

s

S

R P'i-'- - t

1-

La capacidad del condensador determina el par de arranque : Por ejemplo, con 75 p,F a la tensión de 220 V, ó bien 25 p,F a 380 V, se obtiene aproximadamente 1/3 del par nominal.

66


22.8. SISTEMAS DE PROTECCION y ARRANQUE PARA MOTORES MONOFASICOS Los compresores monofásicos pueden montar diferentes sistemas de protección y arranque que varían según sea su potencia y características de funcionamiento de la instalación. Los sistemas utilizados para el arranque de compresores monofásicos son: RSIR, para motores de inducción con arranque por resistencia. CSIR, para motores de inducción con arranque con condensador. CSR, para motores de inducción con condensador de marcha y condensador de arranque. Ciertos modelos de compresor permiten ser arrancados indistintamente con dos de los tres sistemas anteriormente citados.

22.9. PROTECTOR DE MOTOR" KLIXON" Los compresores monofásicos instalan en el terminal común de las bobinas, un protector de motor también denominado klixon, el cual puede estar instalado internamente sobre los devanados del motor, o bien externamente. Está formado por una resistencia eléctrica conectada en serie con dos metales que al calentarse, y tener cada uno de ellos distintos coeficientes de dilatación, se curvan y abren un contacto eléctrico. La misión del K1ixon es proteger al motor ante un exagerado aumento de temperatura en el compresor, ya que en tal caso el bimetal actuaría desconectando la alimentación eléctrica al motor, aunque también debe protegerlo ante un aumento del consumo eléctrico que sobrepase la intensidad nominal ( In) para la que está diseñado.

e

------ -------_...-

67


En este caso toda la intensidad de corriente pasaría a través de la resistencia interior instalada en serie, y esta se calentaría de tal forma que llegaría a ponerse incandescente haciendo actuar al bimetal, abriendo el circuito de alimentación. Algunos tipos de compresores están equipados con un protector de motor incorporado interiormente ( protector de devanado). Si el protector de devanado abre sus contactos estando caliente el compresor ( temperatura de la carcasa del compresor superior a 80 oC ), el tiempo necesario para restablecer las condiciones de arranque aumenta. Si la temperatura de la carcasa del compresor está entre 120 y 130 oC, pueden necesitarse hasta 45 minutos para que el protector vuelva a su estado inicial. Por este motivo, si un equipo frigorífico se conecta y desconecta el compresor con mucha frecuencia, debemos aseguramos que no se debe al ajuste del termostato de ambiente, y sospechar que se trata de algunas de las protecciones de rearme automático que tiene el equipo. El protector de devanado interno se elige de tal manera que el motor no pueda estar sometido durante largos periodos de tiempo, a temperaturas que puedan conducir a la destrucción del sistema aislante, sin embargo, la vida útil del compresor no depende solamente de la temperatura del motor, sino también de la relación mutua entre refrigerante, aceite y sistema aislante, durante las condiciones variables a las cuales están sometidos el compresor y el sistema de refrigeración. Con un funcionamiento continuo a una temperatura ambiente aproximada a 32 oC, la temperatura de condensación es aconsejable que no sea superior a 50 oC, en caso de trabajar a temperaturas superiores es aconsejable instalar un compresor con circuito refrigerador.

22.10. COMPROBACIONES ANTE AVERlAS Las averías que puede presentar un klixon son de que el bimetal no cierre contacto entre los dos terminale, bien sea por suciedad en los platinos o por estar la resistencia interior instalada en serie con la alimentación eléctrica abierta. Su comprobación la realizaremos encontrando continuidad entre sus terminales exteriores, con el selector del tester situado en Ohms. En el caso de estar defectuoso, deberemos sustituirlo por uno que corresponda a la potencia y voltaje del compresor, yen el caso de encontrarse abierto en el interior de un compresor hermético, se tendrá que cambiar el compresor.

68

22. componentes eléctricos. Motores. Sistemas de arranque V protección

22.11. SISTEMA DE ARRANQUE CON TERMISTORES P.T.C. ( Resistencias de coeficiente térmico positivo ). Están fabricados con titanáto de bario ( aglomerados policristalinos ) estructurados en numerosos pequeños cristales, unidos entre sí en el proceso de fabricación. Al aumentar la temperatura, los cristales siempre en vibración creciente, forman barreras homogéneas que obstaculizan el paso de electrones, esto hace que la resistividad aumente, siendo mucho más elevada que la de los metales, por lo que este componente en frío tendrá poca resistencia y conforme aumente su temperatura irá aumentando su resistencia. La P. T.C. proporciona al compresor un bajo par de arranque, y se utiliza básicamente en sistemas de refrigeración que expansionen con tubo capilar, en los cuales se efectúa la igualación de presión entre los lados de aspiración y de descarga durante cada pausa del compresor, teniendo en cuenta que el tiempo de parada no debe ser inferior a 5 minutos.

PTC

PTC

Arranque con condensador permanente Si el tiempo de igualación de presiones es mayor, el periodo de parada debe prolongarse correspondientemente. Si al intentar arrancar el compresor, los cortes de corriente no tienen duración adecuada para enfriar la P.T.C., puede producirse un desajuste entre la P.T.C. y el protector de devanado, que puede durar 30 minutos aproximadamente. Esta condición de desajuste puede evitarse cortando la corriente durante cinco minutos.

69


Es conveniente que estos compresores no se pongan en marcha si no es con su equipo eléctrico original, debido a que algunos modelos de compresor montan los bornes de conexión en posición invertida con respecto a los compresores que arrancan con relé de intensidad, pero además también puede variar la situación de las bobinas de arranque y trabajo con respecto a los terminales del relé.

22.12. COMPROBACIONES ANTE AVERlAS Las averías que podemos encontrar en una P. T. c., son de que no haya continuidad entre sus dos terminales exteriores, o que se haya alterado el valor de su resistencia en frío. Su resistencia en frío alimentadas a 220 VoIts. es de aproximadamente entre 25 y 50 Ohms. Alimentadas a 125 VIts. su resistencia es de aproximadamente de 6,5 a 12 Ohms.

70


22.13. SISTEMA DE ARRANQUE CON RELE DE INTENSIDAD El principio de funcionamiento del relé de intensidad, es que su bobina queda instalada en serie entre la alimentación eléctrica y el bobinado de trabajo del motocompresor, aprovechando el aumento de consumo que se produce en cada arranque de la instalación. En el momento del arranque, el consumo del motor aumenta entre 4 y 5 veces con respecto a la intensidad nominal, creando a la vez en la bobina del relé un campo magnético capaz de atraer al martillo interior y establecer contacto entre la alimentación eléctrica y la bobina de arranque del motor.

Terminales compresor

Una vez arrancado el motor, la intensidad nominal desciende a su valor de funcionamiento, descendiendo a la vez el campo magnético en la bobina del relé, momento en el que por peso, el martillo se desplaza a su posición inicial hasta un nuevo arranque.

22.14. COMPROBACIONES ANTE AVERlAS Situaremos el selector del tester para la medición de continuidad, en la máxima escala disponible. Introduciremos las dos puntas de medición en los dos terminales del relé, y girándolo 180 0 debemos encontrar continuidad en una de las posiciones, ya que de estar en buen estado el martillo interior por peso se desplazará, cerrando circuito entre los dos terminales. Las averías más normales son: - Siempre hay contacto entre los dos terminales sea cual sea la posición ( martillo soldado en los terminales. ). - No hay nunca contacto sea cual sea la posición (martillo clavado mecánicamente ó contactos defectuosos. ) - Bobina del relé abierta.

71


En cualquiera de las tres situaciones el compresor no lograría arrancar, aunque cabe destacar que en las dos primeras averías el motor intentaría arrancar pero el aumento de consumo haría que solo funcionara a intervalos de pocos segundos, debido a la desconexión del klixon ( en estos casos al compresor lo encontraríamos muy calieJ!lte ). En la tercera situación el compresor estaría frío, debido a no llegarle la alimentación eléctrica al bobinado de trabajo del motor y no realizar ningún intento de arranque.

72

22. componentes eléctricos. Motores. Sistemas de arranque V protección

22.15. SISTEMA DE ARRANQUE CON RELE DE INTENSIDAD Y CONDENSADOR DE ARRANQUE En compresores que montan este sistema de arranque, al relé puede ir instalado en las mismos bornes del compresor, o bien en una caja de conexiones fuera del compresor. El principio de funcionamiento es el mismo que se ha descrito en el apartado del relé de intensidad, aunque en este caso en vez de llevar un puente metálico entre un terminal de la bobina y un contacto del martillo, se ha instalado un condensador que en el momento del arranque queda instalado en serie con el bobinado auxiliar del motor.

a

l I

I

-

a - Terminales compresor b - Protector de motor e-Relé d -- Condensador de arranque e - Condensador permanente

En el caso de que el relé esté montado en una caja de conexiones tendremos que recordar que guarda una posición concreta, para que el martillo solo actúe en los momentos del arranque, de lo contrario su funcionamiento podría no ser correcto, y provocar una avería al quedar el martillo permanentemente conectado, haciendo actuar al protector del motor "Klixon". Este sistema de arranque proporciona al compresor un alto par de arranque, y puede utilizarse en sistemas de refrigeración equipados con válvula de expansión, y en sistemas provistos de tubo capilar que no alcanzan una igualación de presión completa antes de cada arranque.

73

22. componentes eléctricos. Motores. sistemas de arranque y protección

22.16. COMPROBACIONES ANTE AVERlAS Este tipo de relé se comprueba igual que el de intensidad, pero desconectando el condensador de sus terminales y efectuando un puente metálico entre ellos, de lo contrario no encontraríamos continuidad en ninguna posición. La comprobación del condensador quedó explicada en el apartado correspondiente.

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PROTECTOR

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TERMOSTATO

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I I

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(TIPO e.SJ.RJ

74

-.. LINEA DE FUERZA


22.17. SISTEMA DE ARRANQUE CON RELE DE TENSION O POTENCIAL El relé de tensión puede instalar solo un condensador de arranque, o bien un condensador de arranque y un condensador de marcha o permanente, que en el momento del arranque quédan conectados en paralelo sumándose sus capacidades ya que sus contactos en reposo son ( N. C. ) normalmente cerrados. Cuando el motor es alimentado, la tensión en los bornes de la bobina del relé en el momento del arranque, es insuficiente para permitir a la bobina abrir el contacto. La tensión en los bornes de la bobina de arranque del compresor aumenta regularmente a medida que se eleva la velocidad de giro del motor, por lo que ocurre lo mismo en la alimentación de la bobina del relé.

a - Terminales compresor b - Protector de motor c- Relé d - Condensador de arranque e - Condensador permanente Cuando la velocidad es del orden del 85 % de la nominal, la corriente inducida en el relé es lo suficientemente elevada como para abrir los contactos normalmente cerrados, con lo que se abre el circuito del condensador de arranque y la alimentación eléctrica a la bobina auxiliar del compresor. En el caso de montar condensador de marcha o permanente el devanado de arranque del compresor permanece conectado con dicho condensador permanente instalado en serie, incluso después de que se haya excitado el relé.

75


22.18. COMPROBACIONES ANTE AVERlAS

Para la comprobación del relé de tensión estando en reposo deberemos encontrar las siguientes lecturas de resistencia entre sus terminales exteriores: Entre terminales 5 y 2: medimos la bobina del relé con una resistencia aproximada de entre 6.500 y 10.000 Ohmios. Entre los terminales 5 y 1: En reposo la. misma resistencia que entre los terminales 5 y 2 , pues de estar defectuosos los contactos del martillo no se mediría resistencia. Terminal 4: Regleta de conexiones eléctricas ajenas al funcionamiento interno del relé. Terminal 6: Borne de contacto aislado interiormente con P. V. c. ( de no estar aislado tendría opción de conmutar con un lado de la bobina del relé, terminal 2, pero mecánicamente es imposible) La comprobación de los condensadores quedó desarrollada en el apartado correspondiente.

76


22.19. SISTEMA DE ARRANQUE CON CONDENSADOR PERMANENTE Este sistema de arranque se utiliza mucho en aparatos de aire acondicionado Splits de pequeña potencia, y no utiliza ni condensador de arranque ni relé. Debido a su reducido par de arranque, debe emplearse en acondicionadores cuyas presiones en lado de alta y baja se igualen rápidamente mientras el compresor está parado. Si la presión en el circuito de alta fuese demasiado elevada en el momento del arranque, el motor no podría vencer la carga adicional y la sobrecarga que se produciría podría dañar el motor.

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/

a - Terminales compresor b - Protector de motor e-Relé d - Condensador de arranque e - Condensador permanente

Ya que en la mayoría de los sistemas de aire acondicionado las presiones de alta y baja se igualan muy rápidamente, el escaso par de arranque de este tipo de motores no presenta ningún inconveniente para su buen funcionamiento. El condensador de marcha se queda conectado al circuito una vez el motor ha arrancado, aumentando la potencia del motor.

22.20. COMPROBACIONES ANTE AVERÍAS Todos los fallos derivados de estar el condensador averiado bien sea por estar cruzado, abierto o falto de capacidad, se traducirán en que el compresor no podrá arrancar, aumentando el consumo eléctrico y funcionando a intervalos cortos por la actuación del protector de motor "klixon" . La comprobación de los condensadores quedó desarrollada en el apartado correspondiente.

77


22.21. CIRCUITOS ELECTRICOS EN REFRIGERADORES DOMESTICOS.

FRIGORÍFICOS DE UN COMPARTIMENTO ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO

Termostato

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Lámpara

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22. Componentes eléctricos. Motores. sistemas de arranque V protección

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RELE DE ARRANQUE TERMOSTATO

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79


FRIGORÍFICOS DE DOS COMPARTIMENTOS, UN MOTOR.

XLfXON

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RESlSI TRAVESAÑO RESISTENCIA

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FRIGORÍFICOS DE bos COMPARttMENTOS, DOS MOTORES "COMBIS"

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Compresor Refrigeralor

Thermostato 3

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lampara

interruptor Luminoso

Microcontacto

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ESQUEMA DE CABLEADO

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1 COMPRESOR CONGELATOR m THERMOSTATO TI lHERMOSTATO Il INTERRUPTOR ID COMPRESOR REFRIGERADOR 1ZI LAMPARA

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CONDENSADOR TOMA TIERRE MUEBLE CABLE ALlMENTAC ION RELE ARRANOUE GUARDA MOTOR COMPRESSOR FRIGOR1FICO COMPRESSOR CONGELADOR LAMPARA PULSANTE LUZ INTER IOR TERMOSTATO FRIGORIFICO TERMOSTATO CONGELADOR CAJA CONEX IONES

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FRIGORÍFICOS "NO FROST" T~ZADOR

Ttrmostato

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Rni.t;t. soportt panel

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Fabricado r cubito,

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El tctrovd lyula

86


22.22. CIRCUITOS ELECTRICOS EN MUEBLES DE CONSERVACION y CONGELACION PARA HOSTELERIA

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N

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TF

TM .......... PROGRAMAOOR DESCONGELACION R............ RESISTENCtA ANTIVAHO TC ..............TOMA DE CORRi ENTE 1t. ............. INTERRUPTOR UNIDAD CONDENSADORA p, ............. PilOTO ROJO CONEXION RED P2 ............. PILOTO VERDE FUNCIONAMIENTO UNIDAD T............. JERMOSTATO FUS........... FUSI BLE' ,1 .............. INTERRUPTOR ALUM BRADO Z ...............REACTAN CI A TF............... TUBO FLUORESCENTE C.............. CEBA. DOR

CONDENSADORA

PROGRAMADOR

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88

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Esquema sinóptico de alumbrado para expositores

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I

I

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89


22.23. CIRCUITOS ELECTRICOS EN APARATOS DE AIRE ACONDICIONADO SPLIT DOMESTICO

EQUIPOS DE VENTANA 1 0 ,240/220V, 50Hz

ORANGE YElLOW VEllO\\' IGREErl LIJ

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COHPRESSOR L<>--Q---is--'
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DIAGRAMA CABLEADO INTERNO Unidad externa

91


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DIAGRAMA CABLEADO INTERNO Unidad externa

92

22. componentes eléctricos. Motores. sistemas de arranque Y protección

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Esquema eléctrico unidad exterior

93


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50Hz 2201240V

95

COMPONENTES ELECTRICOS

I ELEMENTOS DE POTENCIA Y MANIOBRA I 23.1. ELEMENTOS DE PROTECCIÓN

Son aquellos encargados de proteger a las personas, líneas y equipos ante sobreintensidades o cortocircuitos, así como por contactos directos o indirectos. Los más utilizados son: fusibles, interruptores magnetotérmicos e interruptores diferenciales. 23.2. FUSIBLES

Van instalados al comienzo de la línea eléctrica y constituyen el punto más débil de la misma. Están formados por un filamento conductor calibrado para una determinada máxima intensidad eléctrica ( amperaje ). Cuando el valor de ésta sobrepasa el máximo, el calor producido funde el filamento interrumpiéndose el circuito eléctrico y en consecuencia cesando el paso de corriente.

Cortacircuitos fusible Fusible de tapón

}<'usible de cuchillas

Fusibles de petal..-a

Fusibles de clavija

Fusibles de cartucho

97

23. Componentes eléctricos. Elementos de potencia y maniobra

Según su utilización pueden ser rápidos o lentos, yen algunos casos incorporan un "percutor", en uno de sus extremos para informar de que se ha producido la fusión del filamento, pudiendo utilizar este mismo percutor para activar un contacto eléctrico y efectuar con ello alguna maniobra. Por ejemplo, pensemos en una máquina trifásica y por alguna causa una de sus fases está muy sobrecargada hasta el punto en que haga fundir el fusible. En este punto la máquina se quedaría alimentada con solo dos fases que podría originar una avería mayor. Si con la acción del percutor abrimos el circuito de mando del contactor de la máquina, cortaremos totalmente la alimentación a la misma, protegiéndola.

R~------€~;~------------, S~----~~----------~ T~6-t3~-~--~----~

A

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Este caso se representa en el esquema de la figura, en el que el contacto A está cerrado, si ninguno de los percutores ( Pl- P2 o P3 ) está activado, en cuanto cualquier fusible se funda sale el percutor y acciona sobre las barritas que constituye el contacto A, abriéndolo y desactivando el contactor c.

98


23.3. INTERRUPTORES DIFERENCIALES Los interruptores diferenciales son dispositivos de protección contra contactos indirectos, que detectan la diferencia de corriente entre dos conductores, en el caso de los monofásicos, representados en la figura, su funcionamiento es el siguiente: Se hacen pasar por el primario del transformador toroida11a fase y el neutro de alimentación al aparato o línea que se desea proteger.

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El secundario del transformador es un delgado conductor arrollado sobre el núcleo de forma que, cuando la corriente que circula por el conductor de fase y el neutro son diferentes, se induce una tensión en el secundario del transformador que actúa sobre un electroimán de bloqueo y abre los contactos de la línea de alimentación. Existen también interruptores diferenciales para corrientes trifásicas, llamados tetrapo1ares en los que se hacen pasar por el interior del transformador toroidal, los tres conductores de fases y el neutro, y si en alguna de ellas existe un consumo superior a la sensibilidad del interruptor diferencial, se desconectará la alimentación de las tres fases. Normalmente en la protección de personas contra contactos indirectos, se combina la protección mediante puesta a tierra con la instalación de interruptores diferenciales, que en este caso deberán poseer una alta sensibilidad ( 30 mA ).

99


23.4. RELE TERMICO Un motor queda protegido completamente, cuando su circuito de potencia dispone de fusibles y de relé térmico, magnético o magnetotérmico. El funcionamiento de los relés térmicos como la misma palabra señala se basan en el calor producido por el efecto Joule. Una corriente al pasar por un conductor seleccionado para una corriente determinada, puede dar lugar a un calentamiento del conductor cuando por él circula una corriente mayor, el tiempo de calentamiento será más lento o rápido en función del valor de la sobreintensidad que circula por el conductor. Si con el calor que desprende el conductor se calienta un bimetal, éste se curva, al tener diferentes coeficientes de dilatación y estar solidariamente unidos. Las figuras adjuntas representan dos formas de presentar a los bimetales, siendo la primera para pequeñas intensidades y la segunda para medianas.

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La figura muestra un conjunto de relé térmico trifásico con dispositivo de accionamiento para el contacto que luego se utiliza en el circuito de maniobra. Al dilatarse uno cualquiera de los bimetales por el efecto producido por una sobreintensidad, el dispositivo mecánico cambia la posición del contacto, quedando enclavado tal como se muestra en la figura. Habrá que esperar a que el bimetal se enfríe para que el contacto vuelva a su posición pulsando en S. En este momento podrá reiniciarse la maniobra de arranque. En la figura se representa de forma simbólica un relé térmico en el circuito de potencia.

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4

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23. componentes eléctricos. Elementos de potencia y maniobra

REGULACIÓN DE RELÉS TÉRMICOS DE PROTECCIÓN PARA MOTORES TRIFÁSICOS

Pot~nci.t

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23. 5. RELE MAGNETOTERMICO Cuando la intensidad que circula por el circuito de potencia supera los límites del reglaje hecho sobre el relé magnético, es capaz de atraer a una armadura mediante la cual podrá abrirse un contacto, y con él tirar la maniobra y como consecuencia desconectar el receptor. Cuando se trata de grandes intensidades se recurre al relé magnetotérmico, que consta básicamente, como se aprecia en la figura, de un transformador de intensidad por fase, conectada su salida a un conductor enrollado a un bimetaI.

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RELÉ MAGNÉTICO

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El funcionamiento es igual al señalado para los relés térmicos. En la figura se representa simbólicamente un relé magnetotérmico para un circuito de potencia.

102

23. Componentes eléctricos. Elementos de potencia V maniobra

23. 6. ELEMENTOS DE POTENCIA El elemento más utilizado para el gobierno de motores y otros aparatos de potencia es el contactor, ya que supone el abaratar las maniobras, facilitarlas y poderlas integrar en diferentes procesos automáticos por difíciles que sean.

23.7. CONTACTORES Se define al contactor como un interruptor gobernado a distancia de muy diversas maneras, estando constituido principalmente por : 10 _ Circuito electromagnético. 2 o-Contactos auxiliares. 3 o- Contactos de potencia REO

Los contactores son interruptores electromagnéticamente accionados, que con reducida potencia de mando pueden conectar grandes potencias de trabajo. Los contactos de conexión son movidos por la armadura de un electroimán, por lo que el contactor atrae, si el arrollamiento de excitación es activado con corriente. La causa de la fuerza de atracción es el campo magnético resultante por el paso de la corriente. Los contactos abren o cierran el circuito movidos por la armadura, franqueando con ello el paso de la corriente. La diferencia entre contactor y relé estriba principalmente en que el contactor pilota un circuito de potencia y tiene contactos auxiliares para su propio gobierno y para participar con otros componentes que forman el esquema. En la representación de los esquemas, los contactos auxiliares (2) Yel circuito electromagnético ( 1 ) van con el llamado esquema de maniobra, mientras que los contactos principales ( 3 ) van con el esquema de potencia. El dimensionado del contactor debe corresponder a la potencia del receptor a pilotar, la clase de corriente que pasa por el circuito de potencia y con la que se va a utilizar para pilotar a la propia bobina del electroimán.

103


23.8. ELECCION DEL CONTACTOR Seguidamente se señalan y enumeran una serie de datos que ayudan a la elección del contactor en función a su utilización. Dos datos importantes en la elección del contactor son :

10 Tiempo que permanecen los contactos pasando corriente a través de ellos. 2 o La categoría de servicio según su utilización. Según el tiempo que permanecen los contactos contactores se clasifican en : a) b) c) d)

pasando corriente a través de ellos, los

Empleo ininterrumpido. Empleo de 8 horas. Empleo temporal. Empleo intermitente.

Empleo ininterrumpido Los contactos pueden permanecer cerrados durante un tiempo ilimitado, pasando por ellos la corriente de utilización.

Empleo de 8 horas El tiempo de empleo puede ser del orden de 8 horas de tal forma que los contactos adquieran el equilibrio térmico.

Empleo temporal. En este caso, el tiempo de paso de corriente por los contactos es tal que estos no llegan a adquirir el equilibrio térmico. El tiempo de reposo será tal que asegure que los contactos adquieran la temperatura de ambiente.

Empleo intermitente. Este empleo está constituido por una sucesión de ciclos iguales, compuesto cada uno por un tiempo de conexión en el que los contactos adquieran el equilibrio térmico y un tiempo de desconexión durante el cual los contactos adquieran la temperatura del ambiente. La clasificación de los aparatos dentro de su empleo intermitente, teniendo en cuenta el número de maniobras a efectuar en una hora es la siguiente : Clase O número de maniobras por hora 6 " 30 Clase 1 " 150 Clase II " " " Clase III " " 600 Clase IV " " " 1.200

104


23.9. ELEMENTOS DE MANDO Son aquellos que utilizamos para controlar la puesta en marcha o paro de los equipos, formando parte de la cadena de automatísmos que controlaran el funcionamiento de la maquinaria o de un equipo en particular. 23.10. PULSADORES Estos componentes abren o cierran un circuito al momento de actuar sobre ellos, pudiendo ser cerrados, abiertos o conmutados, según estén los contactos en la posición de reposo. Una aplicación muy clásica en los cuadros eléctricos, es para realizar el mecanismo paro marcha de un equipo como se representa en esta figura.

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Al pulsar sobre la marcha (M) se activa el contactor C , cerrándose el contacto 1 - 2 , que está conectado en paralelo con M. Al soltar éste, el contactar sigue activado, alimentándose a través de P-1-2. Cuando se pulsa sobre el paro P, deja de llegar tensión a la bobina y el contactar se desactiva, abriéndose sus contactos. Al soltar el pulsador P la alimentación al contactar está abierta tanto a través de M como del contacto 1-2, permaneciendo el contactor en reposo.

105


23.11. ARRANCADOR ESTRELLA - TRIANGULO

Es un automatismo típico utilizado en el arranque de los motores trifásicos, para reducir las altas corrientes que se producen en los arranques directos. Aunque sea posible un arranque directo sin perturbaciones, hay máquinas que precisan un arranque más suave y progresivo. El sistema más racional para conseguirlo consiste en alimentar el motor trifásico a tensión reducida. El más simple de ellos es el arranque estrella-triángulo, aplicable solamente a motores de jaula, cuya conexión definitiva a la red es en triángulo. Este sistema consiste en: Alimentar el motor a la red, en conexión estrella en el arranque y durante la aceleración. Pasar dicha conexión a triángulo, cuando la velocidad se ha estabilizado. De este modo, cada devanado está sometido a una tensión inicial de valor -..j 3 veces menor que la nominal. El motor de 133 /230 V de la figura nos ofrece un ejemplo de este arranque. 3

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Como el valor del par motor es proporcional al cuadrado de la tensión aplicada a los devanados, resulta que el par de arranque es ( -..j 3) 2 = 3 veces menor que en un arranque directo. Este par reducido ha de ser por lo menos, ligeramente mayor que el correspondiente par resistente de la máquina arrastrada, de lo contrario no arrancará. Una vez alcanzada la velocidad de estabilización n'n se pasa a la conexión triángulo. En este momento, el valor del par salta del punto 1 al punto 2, y habrá una nueva aceleración y se alcanzará la velocidad de régimen n n.

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Por su parte, la intensidad de línea del motor queda reducida mientras el motor permanece en estrella, a la tercera parte de la que tendría en arranque directo. En el paso a triángulo, de 1'a 2' de la figura, se produce una cierta punta de intensidad, pero es menor que la que hemos evitado 1 a.

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Este tipo de arranque ha de utilizarse en máquinas con par resistente pequeño en el arranque y aceleración. Este es el caso de máquinas que arrancan en vacío, como ciertos compresores y bombas alternativas.

107


Este arranque puede no ser adecuado en máquinas centrífugas en las que el par resistente aumenta con la velocidad. En estos casos pueden alcanzarse los puntos 1 y l' a velocidades relativamente bajas, y el paso a triángulo produce una punta de intensidad casi igual a la de arranque directo.

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108


23.12. ELEMENTOS DE SEÑALIZACION Son en general lámparas de neón cuyo estado encendido o apagado indicará la presencia de tensión entre sus extremos. Normalmente uno de estos extremos está conectado al neutro (O) de la instalación y el otro al punto donde se desea indicar la presencia de tensión, como se muestra en la figura. Cuando se accione el interruptor 1 se activa el contactar C, cerrando los cuatro contactos y alimentando la tensión de la carga y encendiéndose el piloto P.

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Es importante que los pilotos de señalización funcionen correctamente, dado que ellos nos dan la información visual del estado de marcha o paro de un equipo, por lo que en algunos cuadros existen pulsadores de "test de lámparas" . Las lámparas utilizadas se encuentran en el mercado en tres colores standard, rojo, naranja y verde, y que generalmente su interpretación es: Rojo significa alarma, naranja significa avería y el verde significa funcionamiento normal.

109


23.13. LETRAS PARA IDENTIFICAR LOS APARATOS ELECTRICOS y CONDUCTORES B - Convertidores de magnitudes no eléctricas a magnitudes eléctricas o viceversa. Presostatos, termostatos. C - Condensadores. F - Dispositivos de protección. Fusibles ( cortacircuitos ), relés de protección, limitadores, disparadores .... G - Generadores. Generadores, alternadores, baterías, equipos de alimentación, regulador de fases ..... H - Dispositivos de señalización. Dispositivos de señalización ópticos y acústicos. K - Relés y contactores. Se utiliza generalmente KA para relés y aparatos auxiliares y KM para contactores. L - Inductancias. Bobinas de inducción y bloqueo. M - Motores. P - Instrumentos de medida, equipos de prueba. Instrumentos de medida indicadores, registradores, contadores, relojes ...... . Q - Aparatos mecánicos de maniobra para circuitos de potencia. Interruptores, seccionadores, disyuntores.

R - Resistencias. Resistencias de regulación, potenciometros, reostatos, shunt, termistores. S - Interruptores, selectores para circuitos de mando. Interruptores, conmutadores, pulsadores, selectores rotativos. T - Transformadores. W - Vías de transmisión. Hilos de conexión, cables, bornas de conexión.

x - Bornas, clavijas, zócalos. Clavijas y cajas de conexión, clavijas de prueba, regletas de bornas. y - Aparatos eléctricos accionados mecánicamente. Electroimanes, electroválvulas.

Z - Equipos de compensación, limitadores. Reguladores.

110


Designación de los conductores Red de corriente alterna: 1 a Fase R = Ll 2 a Fase S = L2 3 a Fase T = L3 Neutro =O Tierra =E = MM Masa 23 -14 - IDENTIFICACION DE BORNAS PARA LOS ELEMENTOS DE POTENCIA Todos los elementos de potencia como fusibles, interruptores, relés de protección, contactores, se marcan con una cifra colocada en su parte superior derecha para las cifras impares, y en su parte inferior derecha para las cifras pares, por orden correlativo de arriba a abajo. Si los aparatos son:

Monopolares Bipolares Tripolares Tetrapolares Pentapolares

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23.15. COMPONENTES DEL CIRCUITO DE MANIOBRA Los componentes que integran el circuito de maniobra de una instalación frigorífica, son todos los que están instalados en serie, ya que su funcionamiento eléctrico se basa en la apertura o cierre de contactos, bien sean interruptores o conmutadores, como por ejemplo: presostatos, termostatos, contactos de los relojes de desescarche, contactos auxiliares de los contactores, etc. Los componentes alimentados en paralelo que normalmente también forman parte del circuito de maniobra son por ejemplo: las bobinas de mando de todos los contactores, válvulas solenoides, ventiladores y resistencias siempre que no se alimenten a través de contactores, etc.

23.16. SISTEMAS DE DESESCARCHES Siempre que se retire humedad del aire u otro producto que se enfríe o congele, y el refrigerante se evapore a temperaturas por debajo de los O oC, se acumulará escarcha sobre los tubos del evaporador y tendrá que ser retirada periódicamente. En instalaciones comerciales donde la temperatura del recinto refrigerado está sobre los +2 oC, ( temperatura para conservación de alimentos ), la descongelación se puede producir durante el tiempo de parada del motor por termostato, o bien a través de algún tipo de aparato de control.

111


23.17. RELOJ DE DESESCARCHE POR TIEMPO Este programador horario normalmente establece ciclos de desescarche de duración mínima de 60 minutos, con inicio a elegir cada 30 minutos del dial de 24 horas que lleva incorporado, y con un máximo de 12 desescarches en 24 horas. El inicio yel fin del desescarche, quedan determinados por la posición en el dial de los caballetes de distintos colores que deberán ser insertados en los zócalos. Dispone normalmente según el modelo de 3 hilos para su conexión eléctrica, dos de ellos corresponderán a la alimentación eléctrica al motor del temporizador, y tomando ( en el circuito interior) uno de ellos como común para el interruptor de la instalación frigorífica y poder efectuar el tiempo de paro seleccionado en el dial.

Para su comprobación de funcionamiento a través del ohmetro, deberemos encontrar cierta resistencia eléctrica entre dos de los hilos que corresponderá al motor de tiempo, y continuidad entre uno de los hilos de la alimentación del motor y el tercer hilo, que corresponderá a la salida del interruptor hacia la alimentación eléctrica de la instalación como se muestra en la figura.

112


23.18. RELOJES DE DESESCARCHE POR TIEMPO O RESISTENCIAS Cuando la temperatura del recinto refrigerado está por debajo de los O oC, la acumulación de escarcha en el serpentin evaporador no se fundirá durante la parada de la instalación, y se tendrá que recurrir a algún medio artificial de desescarche. Los más utilizados son: . Resistencias de calefacción eléctricas . . Inyección de gas caliente proveniente de la descarga del compresor, a través de una válvula solenoide de dos o tres vías.

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El reloj que gobierna los ciclos de desescarche consta normalmente de cinco cables eléctricos, dos que corresponden al motor de tiempo del programador y tres que corresponden al conmutador de funcionamiento, como se indica en la figura. A este tipo de reloj también le podemos encontrar en instalaciones que desescarchen por tiempo, en tal caso uno de los hilos del conmutador estará sin servicio. Algunos modelos de programador, llevan incorporado un bulbo que está en contacto con el evaporador, y su misión es determinar el final del ciclo de desescarche cuando en el evaporador se consigue una temperatura aproximada a + 6 oC, asegurando con esta temperatura la completa eliminación de escarcha.

113


23.19. RELOJES DE DESESCARCHE CON RETARDO DE VENTILADORES

Encontraremos instalaciones que desescarchan por resistencias que una vez finalizado el ciclo de descongelación, el reloj da la orden para la puesta en marcha del compresor, retardando el funcionamiento de los ventiladores del evaporador. Esto es debido a que el calor existente en el evaporador producido por las resistencias durante el desecarche, no es aconsejable mandarlo al ambiente de la cámara, en tal caso encontraremos dos diales de regulación, uno para el tiempo de desecarche y otro para el tiempo de retardo de los ventiladores.

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115


23.20. RESISTENCIAS DE DESESCARCHE Las resistencias empleadas para los desescarches de evaporadores toman diferentes formas según el tipo de evaporador. La comprobación de resistencia eléctrica la efectuaremos mediante un ohómetro, así como la de su aislamiento con el propio evaporador. Para esta prueba situaremos el selector del tester en la posición de Ohms en la máxima escala, y comprobaremos si existe continuidad entre uno cualquiera de los bornes de la resistencia (con los hilos de alimentación desconectados ) y el propio evaporador. De existir continuidad por pequeña que esta sea la resistencia estará comunicada, recordando que para esta prueba es aconsejable que la resistencia y evaporador estén mojados.

La alimentación eléctrica para este tipo de resistencias se acostumbra a efectuar a través de un contactor debido a su potencia. Es muy normal encontrar instalado en serie con la alimentación eléctrica a las resistencias, un termostato para controlar el final del desescarche.

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RESISTENCIAS BLINDADAS MALEABLES

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23.21. OTRAS RESISTENCIAS EMPLEADAS EN REFRIGERACION Las resistencias más empleadas en instalaciones frigoríficas son las flexibles con funda de goma siliconada, cintas calentadoras, y las blindadas con la particularidad de que son maleables.

RESISTENCIAS FLEXIBLES CON FUNDA DE GOMASILlCONADA

CINTA CALENTADORA AUTO-REGULABLE

Indistintamente las podemos encontrar montadas en bandejas o conducciones de desagüe de los evaporadores que trabajan en cámaras de temperatura negativa, formación de escarcha o condensación en paredes, techos, marcos, puertas, empañamiento de cristales en expositores, y también en los burletes de goma de las puertas de acceso.

117


23.22. CIRCUITOS ELECTRICOS ]~N INSTALACIONES DE REFRIGERACION En este apartado se pretende dar un principio del funcionamiento eléctrico básico y por supuesto el más normalizado de cada instalación, aunque cabe destacar que en el mercado encontraremos un sinfín de instalaciones eléctricas, que aún partiendo de la misma base de funcionamiento podrán incorporar según el fabricante, coste y destino de la instalación, una serie de automatísmos que es imprevisible relacionar. Las combinaciones posibles entre los componentes desarrollados en este capitulo, dan una idea de la variedad de instalaciones eléctricas que nos podemos encontrar en el mercado.

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P1, P2 Ql Q2 Re R3, R4 S1 Ti Y1, Y2

- Sistema de desescarche 1 y 2 - Interruptor general - Protector magnetotérmico general - Resistencias de cárter compresor i y 2 - Resistencias eléctricas 1 y 2 - Selector de comoresores - Transformador 230J24V - Válvulas reversibles 1 y 2

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23.24. CIRCUITOS ELECTRICOS EN CAMARAS DE CONSERVACION y CONGELACION

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Si no lleva termisores, dejar la boma N libre y hacer un puente entre bomas R- J . Este puente se puede sustituir por cualquier controlo protector exterior.

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FUNDAMENTOS DE ELECTRÓNICA BÁSICA

ICIRCUITOS ELECTRÓNICOS APLICADOS A LA REFRIGERACIÓN I 24.1. INTRODUCCIÓN La mayoría de equipos de refrigeración tanto domésticos como industriales, suelen ir equipados cada vez más, con elementos electrónicos para controlar así su funcionamiento, bien sea a través de sondas de temperatura, reguladores de velocidad, variadores de frecuencia, controles de humedad, etc., que tienen como finalidad automatizar y aumentar cada vez más las prestaciones de los aparatos. La diferencia que a grandes rasgos existe entre electricidad y electrónica estriba en que trabajando con la electricidad se controla el "chorro" de electrones, y con la electrónica se controlan los electrones uno a uno. Dado que el estudio de la electrónica engloba un sinfín de conocimientos tanto teóricos, como prácticos que escapan de la finalidad de este libro, y siempre partiendo de la base de que la mayoría de los técnicos de servicio en refrigeración, han trabajado más con la electricidad que con la electrónica, creemos que les será importante conocer en principio cual es desde un punto de vista muy básico pero práctico, el funcionamiento en bloques de la parte electrónica de los aparatos de aire acondicionado, ya que es uno de los sectores donde más campo de aplicación tiene. La gran incógnita con la que se acostumbra a encontrar el técnico de servicio ante el diagnóstico de numerosas averías, es asegurar si la avería se encuentra en el componente en cuestión, o bien en la placa electrónica, y la solución siempre en el caso de no disponer de la suficiente información técnica del fabricante, sobre el autodiagnóstico de la avería a través de los leds de funcionamiento, solo tiene dos caminos, o se tienen los suficientes conocimientos de electrónica en cuanto al seguimiento de esquemas, información técnica del fabricante y los aparatos de comprobación necesarios, ó bien tendremos que saber comprobar los diferentes componentes que lo permitan directamente de la corriente (compresor, ventiladores, etc.), y por otro lado en la placa electrónica comprobar el valor de las sondas, entrada y salida de la fuente de alimentación, y elementos de potencia ( como resistencias, triacs, tiristores, diodos, relés, etc) de forma estática, o sea, sin conectar la instalación a la red eléctrica, ya que su comprobación individual de forma estática, es común para todos los circuitos. Una vez la placa es alimentada eléctricamente, un mismo componente puede trabajar con diferentes tensiones y cumplir diferentes objetivos, por lo que será inevitable tener unos conocimientos de electrónica lo más amplios posible, como para poder llevar a cabo dicha reparación de una forma fiable y contundente. En caso de cercar el diagnóstico de la avería en la placa electrónica, solo nos quedará la opción de sustituirla por una nueva, o bien reemplazar el componente defectuoso.

127

24. Fundamentos de electrónica básica. Circuitos electrónicos aplicados a la refrigeración

En cuanto al seguimiento del circuito electrónico, la mayoría de pistas nos llevarán al circuito o circuitos integrados, donde su comprobación aparte de tener que disponer de la suficiente información técnica del fabricante, solo es posible llevarla a cabo a través de instrumentos muy sofisticados como generadores de señal, osciloscópios, etc. por lo que la sustitución de la placa entera es inevitable. En próximas publicaciones está previsto desarrollar los conocimientos de electrónica necesarios, que den a conocer de una forma clara, sencilla, y sobre todo práctica para el técnico de servicio, de como es aplicada la electrónica a este tipos de instalaciones, y por supuesto siempre será tratada con la profundidad y seriedad que se merece.

24.2. CIRCUITO IMPRESO La placa de circuito impreso se ha convertido en el método más popular de cableado en la construcción de circuitos electrónicos. La tarjeta en sí consiste en una placa normalmente de fibra de vidrio reforzada con resinas epoxi, y cubierta en uno o en los dos lados, por una capa de cobre que será removido en un proceso fotoquímico para dejar tan solo las pistas deseadas sobre el circuito. Una vez soldados los componentes en su lugar correspondiente el circuito estará terminado, y tan solo hace falta la alimentación de corriente para que se complete el circuito eléctrico. Los puntos donde se forma o se rompe el circuito, se conocen como contactos.

128


24.3. DIAGRAMA DE FUNCIONAMIENTO POR BLOQUES DEL MICROPROCESADOR EN EQUIPOS DE AIRE ACOND. DOMÉSTICO El control de funcionamiento de un acondicionador Split "partido" , se efectúa electrónicamente mediante un microprocesador, situado en la unidad interior.

El microprocesador recibe del exterior: - Alimentación eléctrica de corriente alterna, que rectifica a cierto valor de corriente continua para la alimentación de los componentes electrónicos de la placa. - Señal del mando a distancia para efectuar los diferentes modos de funcionamiento. - Valor de resistencia de las diferentes sondas que equipe la unidad interior y la exterior, que son las que informan de las condiciones ambientales y de trabajo. Alimentación eléctrica

Señal del mando a distancia

Sensores de temperatura y humedad

... Compara y evalúa las mediciones de los sensores. Y ordena la forma de funcionamienlo del:

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Panel visual

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El microprocesador trabaja: . Comparando y evaluando las mediciones de las sondas, para que el sistema pueda realizar las operaciones normales de funcionamiento y protección.

129


El microprocesador gobierna: El modo de funcionamiento de los siguientes componentes montados al exterior de la placa:

-

Conmutador - selector de la unidad. Compresor. Ventilador de la unidad exterior. Válvula de 4 vías ( en el caso de bomba de calor ). Ventilador de la unidad interior. Motor de los deflectores. Panel de visualización de la unidad interior.

El técnico de servicio tiene que conocer el funcionamiento de una fuente de alimentación, y saber comprobar los componentes que la integran, también le será muy importante y útil para el diagnóstico de averías, conocer el funcionamiento de las sondas ó termistores exteriores, ya que son la única información de referencia que tiene el microprocesador.

130


24.4. FUENTE DE ALIMENTACIÓN, COMPONENTES, MISIÓN Y COMPROBACIÓN Fusible: Los fusibles de precisión para proteger circuitos electrónicos se utilizan con intensidades nominales de 1 mA a 15 A aproximadamente. La intensidad nominal esta siempre indicada en el casquete de contacto. En los fusibles rápidos ( sin ningún distintivo de reconocimiento) se funde más rápidamente el fusible, para la misma intensidad, que en los lentos (distintivos T o bien TT).

n FUSE 2.SA .

.2'S0V

Comprobación: Para comprobar su estado de forma estática, desconectaremos el aparato de la red eléctrica, y solo tendremos que levantar del zócalo a uno de los casquetes de contacto. A continuación seleccionaremos en el tester la medición de Ohms, y comprobaremos la continuidad entre sus extremos.

131


Varistor:

Los varistores tienen la característica de que su resistencia disminuye cuando la tensión aumenta. Están constituidos de un polvo de carburo de silicio que se prensa con aglutinantes en formas adecuadas y que se sintetiza a altas temperaturas. El material utilizado es un polvo fino, poroso y muy duro. Los varistores también denominados VDR, se fabrican con o sin agujero central, las superficies planas llevan una capa metálica que sirve de contacto.

as> Las propiedades de un varistor es que al aumentar la intensidad de la corriente aumenta la tensión, primero muy rápidamente y luego más despacio. El que la resistencia dependa de la tensión es debido a la variación de la resistencia de contacto de los distintos granos del carburo de silicio, o sea, cuanto mayor sea la tensión más rápidamente aumentará la intensidad, y la resistencia disminuirá.

CN·AUMENTACION AC 220j240V 50Hz. AC 220V I---HH-- 60Hz

fUSIBLE 250V

ff2A

Los varistores se emplean para evitar grandes sobretensiones en componentes amenazados, por ejemplo bobinas e interruptores. Para ello se debe conectar el varistor en paralelo con el componente a proteger. Los varistores se emplean además para estabilizar las tensiones.

132


Comprobación: Para su localización, solo tendremos que seguir una de las pistas del fusible ya que va instalado en paralelo con la entrada de corriente alterna. Entre sus extremos tendremos que encontrar cierta resistencia según sean sus características. En el caso de estar cruzado, se comportaría como un cortocircuito entre las dos líneas de alimentación, haciendo que el fusible actuara abriendo el circuito de alimentación eléctrica al aparato. Hay que tener presente que la electrónica de la tarjeta puede verse afectada por una baja tensión de alimentación o por defecto de conexión a tierra, además podría presentar un funcionamiento anómalo y completamente aleatorio si se ve afectado por las causas antes citadas, corriéndose el riesgo de que se dañe de forma irreparable, por 10 que la alimentación eléctrica al sistema debe hacerse necesariamente a una base de enchufe con toma de tierra. Las cargas de electricidad estática también pueden dañar la tarjeta.

133


Condensadores: Los condensadores son elementos de almacenamiento temporal, y pueden ser "llenados" con una corriente, más bien dicho, cargados con una corriente que será extraída de ellos más tarde.

Un condensador almacenqa energía eléctrica, además de circular a través de él. Algo así ocurre en un tanque de agua convencional. Estos componentes son bastante diferentes de los que conocemos hasta ahora y como veremos, su comportamiento con respecto a la tensión y a la corriente también es bastante distinto. La unidad de capacidad es el faradio (F), aunque 1 F es una cantidad demasiado grande, frente a las capacidades comúnmente utilizadas en electrónica, por este motivo los valores de los condensadores vienen dados en fracciones de esta unidad. Estas unidades de capacidad se relacionan entre sí de la siguiente forma:

1 pF = un picofaradio = 10 -12 F 1 nF = un nanofaradio = 10 -9 F 1 Il F = un microfaradio = 10 -6 F

El esquema ''básico'' de un condensador responde a una configuración tan simple como la que ~e muestra en esta figura.

resumiendo : 1 IlF = l.000 nF = 1.000.000 pF

Un segundo y muy importante parámetro de los condensadores es su "tensión nominal", ya que se trata de la máxima tensión a la que puede funcionar en un circuito y que no debe ser sobrepasada bajo ninguna circunstancia. La tensión nominal normalmente viene impresa sobre el cuerpo del componente. Existen en el mercado un muy amplio surtido de tipos diferentes de condensadores, de los que conviene conocer sus principales características con objeto de poder utilizarlos para la aplicación más idónea.

134


Los condensadores cerámicos están construidos normalmente por una base tubular de este material (también existen otras formas), cuyas superficies interior y exterior están metalizadas con plata y sobre ellas dispuestos los terminales, mediante un casquillo soldado o arrollado al tubo. Sobre este conjunto hay una envoltura aislante que normalmente es poliester. Su aspecto exterior puede ser tubular, de disco, cuadrados o rectangulares. Marcado de condensadores Código de colores para condensadores según EIA R5198 B

A

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O 1 2 3 4 5 6 7 8 9

F

TOLERANCIA C¡:10p C
VALOR EN pF (¡tF EN ElECTROl.) CIFRA 2~ CIFRA MULTIPLICADOR

O 1 2 3 4 5 6 7 8 9

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CODIGO ESPECIAL D

C

2 0,1

O 00 000 0000 00000

0,5

20 1 2 3 5

0,001 O~Ol

0,25 10 1

0,1

G

H

COEFICIENTE DE TEMPERATURA TENSION MAX. V.C.C. ppmx,·C POllESTER STYROFlEX TANTALIO

NPO N033 N075 250 N150 N220 400 N330 N470 630 N750 P150 ... N1500 PlOO ... N750 P100

630

10

160

4 40 6,3 16

63 25

25 2,5

N1500

Condensadores cerámicos Grupo

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TUBULARES

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TUBULAR

Indic. de la armadura exterior y, según el color, la tensión (Ver Código GI

~ 0.22

250

M

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Tenslon

POllESTER METALIZADO

TANTALIO

Tal. (liSIa 1)

135


Condensadores electrolíticos

Los condensadores electrolíticos, que encontraremos en la fuente de alimentación, tienen polaridad, lo que quiere decir que deben instalarse en los circuitos de la forma correcta, el signo " +" ó "-" marcado sobre la superficie del componente indicará la polaridad de cada terminal. El dieléctrico de un condensador electrolítico está formado por una delgada película de óxido y esto permite fabricarlos con valores muy altos de capacitancia. Sin embargo, el condensador electrolítico es muy sensible a las sobretensiones y a las inversiones de polaridad. De hecho, conectando estos condensadores con la polaridad cambiada, se destruirá la capa de óxido y el componente.

A

e

B

D

Existe un tipo de condensador electrolítico bipolar ( utilizado en el arranque de compresores de refrigeración, motores de ventilación, motores principales de lavadoras, lavavajillas, etc. etc. ), en el que la polaridad es totalmente indiferente. Durante la carga, la corriente solo circulará en el condensador hasta que el nivel de tensión almacenada alcance la tensión de la batería y durante la descarga, la corriente solo circulará desde el condensador hasta alcanzar los cero voltios ( descarga completa). Por ello el condensador también puede tomarse como componente que conduce brevemente al cambiar el nivel de tensión aplicada, y para ser más exactos, diremos que no es corriente sino carga lo que se almacena en el condensador. Su nivel depende de la corriente puesta en juego y del tiempo que dure la operación, ya que cuanto mayor sea la corriente y cuanto má.s dure, mayor será la carga almacenada. El comportanmiento del condensdor puede compararse con el de una piscina, donde la cantidad de agua ( carga) que haya en ella, dependerá del flujo del líquido a través de la válvula (corriente de carga), y del tiempo ( tiempo de carga). Cuanto más agua fluya, mayor será el nivel que alcance el líquido, aunque el nivel de agua depende por supuesto también de la capacidad de la piscina. Un condensador con una capacitancia alta, tiene más carga que otro de menor capacitancia, si las tensiones aplicadas a ambos son iguales.

136


Su misión en la entrada de red es eliminar la entrada de armónicos en la frecuencia de línea, debido a perturbaciones producidas en otros aparatos ( batidoras, lavadoras, aspiradores, etc. ) CN·ALlMENTACION AC 220/240V

~OHz.

AC 220V 1---t-lH-- 60Hz

Comprobación: Para la comprobación de un condensador eléctrolítico, en el caso de no disponer de un capacímetro, la realizaremos con un tester analógico. En primer lugar y desoldando uno de sus terminales de la placa, descargaremos el condensador cruzando sus terminales con un destornillador. A continuación situando el selector del tester en la posición de más resistencia, lo cargaremos con la pila interna del instrumento, cuidando que la polaridad de las puntas de prueba correspondan a las del componente. Veremos que la aguja del tester toma cierto valor de resistencia y vuelve a infinito. A continuación y sin descargar el condensador, invertiremos la polaridad de las puntas de prueba en los terminales del componente, comprobando que la aguja toma un valor superior ( o sea, se desplaza más a la derecha de la escala ), y seguidamente aumenta hasta infinito ( parte izquierda de la escala ), en este caso el condensador se puede dar en principio como bueno.

+

+

137


Si al realizar la segunda comprobación, la aguja no vuelve totalmente a infinito, el condensador estaría falto de capacidad. Si en esta última comprobación, la aguja del instrumento se desplaza al mismo valor que la comprobación anterior, el condensador delata que es defectuoso. Para la comprobación de un condensador cerámico, tendremos que disponer de un tester analógico, con una escala de medición en ohms, superior a 1 K.

En primer lugar lo descargaremos cruzando sus terminales, situaremos el selector del tester en la máxima escala. Al tocar sus terminales con las puntas de prueba (en este tipo de condensadores no importa la polaridad), observaremos en la pantalla una muy pequeña desviación de la aguja. A continuación y sin descargarlo invertiremos la instalación de las puntas de prueba, y de estar bien tendremos que observar que, aunque en muy pequeño porcentaje la desviación de la aguja es mayor. Si al realizar la comprobación del componente la aguja no se mueve, el condensador esta abierto. Si al realizar la comprobación del componente, la aguja marca un valor de resistencia de cero ohms., es señal de que el condensador está en cortocircuito.

138


Tranformadores: Los transformadores como se ha indicado en el capítulo de electricidad, son aparatos eléctricos cuyo funcionamiento se basa en la inducción. Se utilizan distintos tipos de transformadores para transmitir potencia eléctrica, para efectuar medidas y para la transmisión de señales.

Dos bobinas montadas sobre un núcleo de hierro común constituyen un transformador. El primario( bobinado de entrada) consume energía eléctrica. Esta energía se transmite al núcleo en forma de campo magnético alterno. La energía del campo alterno es transformada nuevamente en energía eléctrica por el secundario ( bobinado de salida ), y suministrada a la carga conectada.

v

v

En el transformador sin carga las tensiones son aproximadamente proporcionales a los números de espiras. Cuando se conecta una carga al secundario aparece una caída de tensión en la resistencia interna del transformador. La tensión de salida cuando el transformador se carga con resistencias óhmicas o con resistencias inductivas, es menor que la tensión de salida en circuito abierto.

139


En los transformadores de potencia, por ejemplo en los transformadores de alimentación se conocen por la razón de transformación, por ejemplo 220 V / 12 V. Normalmente en aparatos de aire acondicionado de la gama doméstica, se alojan en la unidad interior, detrás de la placa electrónica.

T~

13~1 Conectar un transformador a una tensión continua no solo es inútil ( ya que no hay alternancia de polaridad) sino que también resulta peligroso, ya que conectamos una tensión constante a una bobina ( lo cual es poco más o menos un cortocircuito que dependerá de la resistencia del bobinado) y solo conseguiremos calentar o incluso quemar el primario del transformador.

Comprobación: Para la comprobación del estado de las bobinas con el tester en ohmios, tendremos que encontrar cierta resistencia entre los dos hilos de entrada ( primario ), y cierta resistencia entre los dos hilos de salida ( secundario ). Si se le aplica tensión alterna al primario, se podrá medir la tensión alterna de salida en el secundario.

ACV~ ACV CN·ALlMENTAGION

I-I-+-++-- AC

220/240V

50Hz, ~c

220V

.¡.....-+-++-_ 6OH~

TRANSFORMER

eNI

140


Resistencia: Podemos ver a la resistencia por analogía, como un corte por obras en una carretera. Todos estamos familiarizados con la resistencia que ofrece un embotellamiento al paso de los vehículos. El estrechamiento y ensanchamiento de la carretera, y el pequeño espacio comprendido entre ambos, hacen que el tráfico pase más lentamente a través del obstáculo. Esto mismo puede aplicarse a los materiales resistivos con los que están construidas las resistencias ( carbón, grafito, etc. ) cuya misión en el circuito será obligar a que los electrones circulen más lentamente. Debido a la falta de espacio en muchos esquemas eléctricos, a menudo se utilizan abreviaturas para indicar los valores de las resistencias, por ejemplo: 3K9 = 3.900 Ohms. lM5 = 1.500.0000hms. 18K = 18.0000hms. Código de colores Las resistencias están marcadas con bandas coloreadas, donde las tres primeras bandas indican el valor y la tolerancia viene indicada por la cuarta banda.

Color Negro Marrón Rojo Naranja Amarillo Verde Azul Violeta Gris Blanco

Primer valor

----1

2 3 4 5

Se.!;undo valor O 1 2 3 4 5

6

6

7 8

7 8 9

9

Oro

_.... _--

---_ ...

Plata

-----

-----

Multiplicador

----10 100 1.000 10.000 100.000 1.000.000 _... _--

Tolerancia +/- 20 % +/- 1%

--------......

---

+/- 5% ... _...... -

...... _---.....-

-...... -... ----

0,1 0,01

+/- 5% +/- 10%

...... ,.. ...

EJEMPLOS: 100 Q = marrón, negro, marrón, plata. 220 Q = rojo, rojo, marrón, plata. 470 Q = amarillo, violeta, marrón, plata. Potenciómetros : La mayoría de potenciómetros poseen una característica de resistencia lineal. Esto quiere decir que la resistencia de la pista cambia en proporción al ángulo de rotación, aunque para aplicaciones especiales (tales como el control de volumen en aparatos de audio ), se utilizan potenciómetros con características logarítmicas de resistencia.

141


Los potenciómetros estándar son divisores ajustables de tensión, donde el cursor se mueve a lo largo de la pista de material resistivo. Las dos secciones de la pista entre el contacto del cursor y los extremos de la misma son las dos resistencias. La sección más larga es en términos físicos la mayor resistencia que se alcanzará. Sin embargo, la resistencia total de la pista permanece igual Tipos de potenciómetros :

- Los potenciómetros ajustables son muy pequeños y solo se utilizan en ajustes ocasionales. ( mientras se calibra un aparato por ejemplo ). - Los potenciómetros rotatorios en la mayoría de los casos se ajustan girando un eje. El máximo giro disponible suele ser de unos 270° ( % de vuelta) - Los potenciómetros de diez vueltas son rotatorios, muy precisos y con 3.600° de giro ( 10 vueltas) - Los potenciómetros deslizantes se ajustan deslizando un botón, y se instalan a menudo en mesas de mezclas. - Los potenciómetros acoplados o en estereo, están formados por dos potenciómetros normales conectados juntos con el mismo eje. - Los potenciómetros bobinados contienen una pista hecha con hilo resistivo, y se destinan a usos que requieren márgenes de potencias grandes. - Los potenciómetros logarítmicos, se utilizan para el control de volumen en equipos de audio. Un potenciómetro ajustable es un tipo de resistencia variable, y puede utilizarse como divisor de tensión ajustable ya que los valores de la resistencia en las dos secciones de la pista cambian y así cambia también la relación entre ellas ,manteniéndose igual la resistencia total del potenciómetro.

142


Semiconductores: Las sustancias semiconductoras tienen una estructura cristalina. Su conductividad es menor que la de los metales, pero mayor que la de los aislantes. De las sustancias semiconductoras, las que poseen mayor importancia son el germanio y el silicio.

Las sustancias semiconductoras deben fabricarse con una pureza extraordinaria, ya que una pequeñísima adición de sustancias extrañas hace variar considerablemente las propiedades del material semiconductor. El germanio debe ser fabricado tan puro que en 100 millones de átomos de germanio haya como máximo un átomo extraño. Comparativamente esto es lo mismo que impurificar el agua de un depósito de 25 metros de largo, 12 metros de ancho y dos metros de hondo con un dedal lleno de tinta. El funcionamiento de los componentes semiconductores se puede explicar tomando el germanio como ejemplo, pues en él los fenómenos atómicos son muy claros.

143


El átomo de germanio se compone de un núcleo atómico y de 32 electrónes. El comportamiento químico de una sustancia viene determinado por los electrónes que se mueven en la capa exterior. Estos electrones como ya sabemos, son los que determinan la valencia química de una sustancia, por lo que se les llama electrones de valencia. /

_ _ Anillo de valencia

/

GERMANIO

En el cristal de germanio cada electrón de valencia gira alrededor de su propio núcleo y del de un átomo vecino. Al tener cuatro electrones de valencia podrá enlazar con cuatro átomos vecinos. Para la construcción del cristal de germanio, son necesarios todos los electrones de valencia. Por tanto a temperaturas muy bajas no podrá moverse libremente por el cristal ningún electrón.

Conducción de la corriente en los semiconductores Conducción intrínseca. Cuando se calientan las sustancias semilconductoras, sus átomos describen movimientos vibratorios alrededor de su composición de reposo, movimientos que se hacen más enérgicos al crecer la temperatura, debido a ello algunos pares de electrones son arrancados de la red cristalina.

144


Los electrones de valencia de estos enlaces destruidos se alejan de sus átomos y se convierten en electrones de conducción que pueden moverse libremente por la red cristalina, por tanto, a la temperatura ambiente los semiconductores ya poseen una reducida conductividad. Si un electrón de valencia se aleja de su enlace en la red, queda en ésta un átomo al que le falta una carga negativa. Este átomo está cargado por tanto positivamente. Este agujero en la red cristalina se denomina hueco.

Al someter un semiconductor a una tensión, los electrones de conducción se moverán como portadores negativos de carga, hacia el polo positivo del generador. Un electrón liberado puede volver a ser capturado por un hueco. El propio electrón deja también un hueco tras sí, que tiene tendencia por su parte a capturar igualmente un electrón. Por tanto cuando se aplica una tensión los electrones se mueven del polo negativo al positivo. Los nuevos huecos aparecidos avanzan en este proceso forzosamente en sentido contrario, o sea del polo positivo al negativo. Se dice entonces que los huecos se desplazan.

~_I'

ler. PASO

2° PASO

3er.PASO

0-"-" 145


En los semiconductores hay que distinguir entre la conducción por electrones y la conducción por huecos. Comparación: Alguien llega tarde al cine, yen el centro de una fila queda aún un sitio libre. Todas las personas de esta fila se corren cada una un sitio hacia el centro. Al mismo tiempo el sitio libre también se corre del centro hacia el extremo de la fila. El sitio libre se desplaza por tanto en sentido contrario al sentido en que se corren las personas. Los huecos, también llamados "electrones en defecto", se comportan como partículas positivas cuando se aplica una tensión, y son atraídos por el polo negativo del generador. En un cristal semiconductor los electrones de conducción se mueven hacia el polo positivo y los huecos hacia el polo negativo del generador.

Al destruir un enlace formado por un par de electrones aparece un electrón de conducción, pero simultáneamente también un hueco. En un crístal semiconductor se forman por tanto siempre pares de portadores de carga. A la formación de pares de portadores se debe la conductividad intrínseca del semiconductor, que depende de la temperatura y del material semiconductor. En el germanio la conductividad intrínseca se duplica cada 9 K de aumento de temperatura, y en el silicio se triplica cada 10K. La conductividad de los semiconductores crece con la temperatura Por encima de un determinado límite de temperatura se destruye la red cristalina de un semiconductor, por ello al soldar deben tomarse determinadas medidas de precaución. Los puntos de soldadura cuidadosa y previamente preparados, con un soldador lo suficientemente caliente, reducen el tiempo de soldadura. Para mejor disipación del calor, es conveniente agarrar las patas de conexión del componente con unos alicates de boca plana, entre el punto de soldadura y la cápsula del componente semiconductor Conducción extrínseca La conductividad de las sustancias semiconductoras puras es muy reducida. El número de portadores de carga móviles en el cristal se puede aumentar considerablemente añadiendo átomos extraños, también llamados impurezas. Estas impurezas son átomos que poseen un electrón de valencia más o menos que los átomos del crístal semiconductor. El germanio tiene valencia 4, por lo tanto se añadirán impurezas de valencia 3 ó 5 en la red cristalina del germanio. Los átomos de impurezas, que ceden electrones en la estructura cristalina, se denominan donantes ( de electrones ), ya que aquí el transporte de cargas tiene lugar como en los metales mediante portadores de carga negativos ( electrones), se dice que estos semiconductores son del tipo N

146


Los semiconductores del tipo N son semiconductores dopados con impurezas de valencia mayor, y que al aplicar una tensión circula una corriente de electrones. Si se introduce en la red cristalina del germanio impurezas de valencia menor, por ejemplo átomos de indio ( simbolo químico In ) aparecen huecos en exceso. Las impurezas que toman electrones en la estructura cristalina se llaman aceptoras (de electrones) . Aquí el transporte de cargas se lleva a cabo fundamentalmente mediante portadores positivos, por ello se dice que este semiconductor es de tipo P. Los semiconductores tipo P son semiconductores dopados con impurezas de valencia menor. Al aplicarles una tensión circula una corriente de huecos.

.... I + -

- + Los semiconductores tipo N y tipo P obtienen su conductividad de las impurezas en la red cristalina, y por ello esta forma de conducción se llama extrínseca. La conductividad de la conducción extrínseca depende del grado de dopado, aunque para poder verlo mejor en los semiconductores tipo P sólo se representan los huecos y en los de tipo N, sólo los electrones de conducción. La conducción extrínseca es independiente de la temperatura.

147


Diodos semiconductores: La materia prima del diodo suele ser silicio, y éste no es ni conductor ni aislante sino algo "intermedio", aunque por medio de un proceso químico denominado "dopado" se proporciona al material un alto número de "electrones libres", de esta manera se consigue el silicio tipo "N". El opuesto al silicio tipo "N" es el silicio tipo "P" y se consigue por procesos diferentes de dopado, o sea, en este caso el silicio queda con un exceso de los llamados "huecos", y los "huecos" se desplazan de átomo a átomo a través del silicio. Es normal considerar los electrones libres en el silicio tipo N y los huecos en el tipo P, como portadores de corriente, ya que al situar juntas una pequeña sección de material tipo P y otra de material tipo N, se conoce como unión PN y constituye lo que se conoce como diodo, teniendo la particularidad de conducir solo en una dirección, y bloquearse en dirección inversa.

Utilizando el diodo como elemento rectificador de corriente, diremos que es un camino de baja resistencia para los electrones que circulan en una dirección y un camino de alta resistencia para los que circulan en dirección contraria.

148


Al conjunto de los cuatro diodos le podemos encontrar con diferentes encapsulados en montaje "puente", donde encontraremos debidamente señalizada la entrada de corriente alterna y la polaridad de salida de la corriente continua.

Puente rectificador monofásico, equivalente a cuatro diodos.

12V

6.8V

CN·ALlMENTAGION

R20 13OJ/I'II

ZDl S.BV

1/2'11

1104 C2

1-+-++-1-- AC 220/HOV

.

!lOH., AC 220V

1--++-1-_ 6OH •

El conjunto de condensadores electrolíticos y resistencias asociadas a los diodos rectificadores tienen como misión, eliminar al máximo los rizados provocados por la rectificación de la corriente alterna. Diodo Zener

Si polarizamos inversamente un diodo estándar y aumentamos la tensión llega un momento en que se origina un fuerte paso de corriente que lleva al diodo a su destrucción. Este punto viene dado por la tensión de ruptura del diodo. Pero podemos conseguir "controlar" este fenómeno y aprovecharnos de él, de forma que no se origine necesariamente la destrucción del diodo, ya que todo lo que tenemos que hacer es que este fenómeno se dé dentro de unos márgenes controlables.

RL

1 I..-----4-----0J Oz

OUT

149


El diodo zener es capaz de trabajar en la región en la que se da el efecto del mismo nombre cuando las condiciones de polarización así lo determinen, y volver a comportarse como un diodo estándar una vez que la polarización retorne a su zona de trabajo habitual. Resumiendo, el diodo zéner se comportará como un diodo normal, salvo que alcance la tensión zener ( tensión de ruptura ), para la que ha sido tarado en fábrica, momento en que dejará pasar a través de él una cantidad ingente de corriente. Este efecto se produce en todo tipo de circuitos reguladores, !imitadores, recortadores de tensión y fuentes de alimentación. Su aspecto es normalmente de cristal transparente, y lleva la banda identificadora del cátodo.

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2~eU

Este es un ejemplo sencillo de cómo esUí

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150


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Comprobación:

Los diodos llevan normalmente una banda plateada o negra grabada en uno de los laterales que nos identifica el terminal correspondiente al cátodo.

Anodo

\.

Cétodo

=={-----;.,..,.I}=

En el caso de conexión como la figura, utilizando un polimetro digital y situando el selector en la posición correspondiente a la comprobación de diodos, la corriente fluye en orden ( directo) y la caída de tensión directa de este diodo aparece en el display. Normalmente la caída de tensión directa en un diodo en buen estado está entre 500 y 800 mV. Si es defectuoso, en el display aparecerá "OOO"si está en cortocircuito ó "1" si no conduce.

+

+ Si la comprobación se realiza con el ohómetro, y el diodo está en buen estado, aparece "1" en el display, y si el diodo es defectuoso aparecerá "000" u otros valores.

152


La mayoría de polímetros analógicos, al ser utilizados como ohómetro, suministran tensión positiva (procedente de las pilas internas) por la punta de prueba utilizada como negativo, al medir tensiones continuas. Para la comprobación del estado de un diodo, situaremos el selector del tester para medir continuidad, y comprobaremos que el diodo solo conduzca en una dirección, en el caso de no conducir en ninguna de las posiciones de las puntas de prueba el diodo estaría abierto, y si conduce en las dos direcciones el diodo está cruzado.

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Es importante para realizar la comprobación estática de cualquier componente electrónico, desoldar y levantar del circuito, uno de sus dos terminales ( diodos, resistencias, etc. ), en el caso de transistores, triacs, tiristores, etc., que tienen tres terminales, es conveniente desoldar el componente del circuito para efectuar su comprobación, ya que de lo contrario las mediciones efectuadas podrían estar alteradas por otros componentes del propio circuito.

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Diodo LED

La operativa de un diodo LED se basa en la recombinación de portadores mayoritarios en la capa de barrera cuando se polariza una unión PN en sentido directo. En cada recombinación de un electrón con un hueco se libera cierta energía, y esta energía en el caso de determinados semiconductores, se irradia en forma de luz, en otros se hace en forma térmica.

Dichas radiaciones son básicamente monocromáticas y mediante un adecuado "dopado" del material semiconductor, se puede afectar la energía de radiación del diodo. El nombre de LED se debe a su abreviatura inglesa ( Light Emmiting Diode ), pero además de los diodos LED, existen otros diodos con diferente emisión, en concreto infrarroja, y que responde a la denominación IRED ( Diodo emisor d.e Infra-rojos )

154


Si observamos el esquema adjunto veremos que los LEDS del panel de control visual reciben la alimentación directamente del microprocesador, por lo que en caso de avería solo podremos comprobar su funcionamiento.

Comprobación:

Con este pequeño circuito podremos realizar la prueba de cualquier tipo de diodo luminiscente LED. Como puede verse, solo necesitamos una pila de 9 V, una resistencia de 470 a (aunque también valdría un valor comprendido entre 470 a y 1 Ka) y el diodo LED que ha de probarse, alimentándole con la polaridad adecuada.

LEO

155


24.5. CIRCUITO DE MANDO En el amplio espectro de las ondas electromagnéticas, en la banda de las longitudes de onda más largas e inmediatamente después de las osciilaciones correspondientes a la luz visible, se encuentran los llamados rayos infrarrojos, siendo comúnmente utilizados como medio de transporte de información. Desde el mando a distancia se transporta al receptor de señales de rayos infrarrojos de la unidad interior, la orden de ejecución de las siguientes funciones: · Conexión y desconexión del aparato. · Selector - Mode ( automático, refrigeración., deshumidificación, ventilación, calefacción, etc.) · Velocidad del ventilador interior ( alta, media, baja, automática. ) · Selector de temperatura. · Swing ( orientación del aire) · Selección de horario. · Temporizador on / off. Al poner en marcha el aparato, tendremos que esperar más de tres minutos para que la operación de refrigeración, calefacción o deshumidificación empiece. Al usar la función DRY ( deshumidific:ación) tendremos que asegurarnos que la temperatura ambiente esté entre 16 o y 27 oc., ya que fuera de estas temperaturas, el climatizador podría protegerse y dejar de funcionar. Igualmente cuando se utilicen las funciones COOL ( refrigeración) o DRY, la humedad en el ambiente deberá estar por debajo del 78 %, puesto que si se usa la unidad prolongadamente en elevada humedad, podría aparecer agua en la salida de aire y gotear.

156


24.6. CONTROLES EXTERIORES (termistores, sondas) El microprocesador, es quien evalúa las mediciones de los tres termistores ó sondas instaladas al exterior de la placa, para poder realizar las operaciones normales de funcionamiento diagnóstico, y protecciones del acondicionador, lo que les permite ser utilizados en todo momento y circunstancia, sin depender de la temperatura exterior. Algunos de estos sistemas se detallan a continuación:

FUNCIÓN Refrigeración y deshumidificación

Calefacción

CONDICIONES DE OPERACIÓN Baja temperatura exterior

PROTECCIONES CONTRA Congelación del serpentin interior

Alta temperatura exterior

Recalentamiento del serpentín exterior

Baja temperatura exterior

Hielo en el serpentin exterior

Alta temperatura interior o exterior

Recalentamiento del serpentín interior

CORRECCION CONTROLADA Detiene el compresor antes de la congelación y reanuda la operación de forma automática. Detiene el compresor antes del recalentamiento y reanuda la operación de forma automática Invierte la operación en pequeños lapsos,para derretir el hielo Detiene el compresor antes que el serpentin se recaliente y reanuda la operación de forma automática

Es muy importante que los conductores que llegan desde la sonda de la unidad exterior sean independientes del resto de los cables de interconexión, con el fin de evitar interferencias que pudieran afectar el funcionamiento de la tarjeta electrónica. No son necesarios hilos apantallados, pero sí que no formen parte de la misma manguera o funda protectora de los demás. En la unidad interior se encuentra: -Termistor ó sonda 1: Mide la temperatura de retorno del aire a la unidad evaporadora, actuando de termostato y está situada físicamente en el frontal de la batería. -Termistor ó sonda 2: Sonda de protección que se aloja en una vaina en contacto directo con la batería interior y realiza dos funciones : . En el ciclo de refrigeración detecta la baja temperatura de la batería interior, permitiendo a la tarjeta proteger el sistema contra la eventual congelación de la batería, parando la máquina. (Cabe señalar que el piloto indicador de filtro, se enciende a cada 250 horas de funcionamiento, avisando que se requiere la limpieza del mismo. Para apagarlo hay que pulsar el botón RESET, iniciando a partir de este momento una nueva cuenta de 250 horas. Con independencia de la función anterior, si se pulsa el botón RESET, se elimina el sonido del zumbador ).

157


- En el ciclo de calefacción detecta un posible sobrecalentamiento de la batería, actuando como presostato de alta (aproximadamente 68 oC.), parando la máquina y protegiendo de esta forma el compresor. En invierno actúa para iniciar la marcha de la turbina, cuando alcanza aproximadamente los 49 oC. la batería interior. En el esquema adjunto les encontramos como Room Temp. Thermistor y Pipe Temp Thermistor, donde entra en un amplificador operacional, y es comparada la información recibida por las sondas exteriores, con los circuitos osciladores propios. Por último la señal resultante se entra al microprocesador para que ordene el modo de funcionamiento.

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TEST

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En la unidad exterior se encuentra: - Termistor o sonda 3: Sonda de protección que se aloja en una vaina, y está en contacto directo con la batería exterior realizando dos funciones : . En el ciclo de refrigeración detecta un sobrecalentamiento de la batería, actuando como un presostato de alta, limitando la temperatura máxima de la batería exterior, suciedad, obstrucción del motoventilador, entrada de aire etc., parando la instalación al detectar aproximadamente los 68 oc. ,y de esta forma proteger al compresor. . En calefacción detecta la condición de desescarche actuando a - 8 oC., y desactivándolo a + 17 oC. En el caso de no detectar los + 17 oC., debido a la baja temperatura exterior lo desactiva aproximadamente a los 6 minutos.

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En este esquema encontramos los mismos dos termistores de la unidad interior, más una sonda controladora de la humedad. En el exterior solo lleva una sonda de temperatura, pero todas ellas siguen el mismo destino que en el caso anterior, por lo que a estos componentes tendremos que prestarles la máxima atención en cuanto al control de funcionamiento y su comprobación .

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Termistor. Hay ciertos materiales que presentan coeficientes de temperaturas negativos, que pueden ser de gran valor absoluto para algunos de ellos, cuya resistencia disminuye fuertemente cuando aumenta la temperatura. A estas resistencias se les denomina termistores ( palabra formada del ingles Thermal Sensitive Resistor, traducido al castellano como, resistencia sensible a la temperatura ), y también pueden recibir el nombre de resistencias NTC (resistencias de coeficiente térmico negativo)

Estructura : Los termistores se componen de mezclas de óxidos metálicos y cristales mixtos oxidados, que se sintetizan con un agregado de aglutinantes. Se utilizan, por ejemplo, óxidos de magnesio y titanio o bien cobalto y óxidos de magnesio y niquel.

Tipos: Según su aplicación se emplean termistores cilíndricos, en forma de disco, de placa, de perla, esféricos o atornillables.

CiHndrlco

Disco

Esférico

Puntual

Placa

Atornlllable

159


Los termistores en forma de disco se fabrican prensando la masa del termistor en forma redonda. Los termistores esféricos y las perlas se realizan llevando una gota de la masa del óxido dos alambres paralelos tensados. Después de darles forma se sintetizan las resistencias a altas temperaturas. Las perlas de termistores se introducen a continuación en una ampolla de vidrio. Propiedades: Si se calienta un termistor disminuye su resistensia. El coeficiente de temperatura depende de la temperatura. Como resistencia en frío se da la resistencia a 20 oC ó 25 oC. ( en nuestro caso se toma como temperatura ambiente promedio + 25 oC ). Cuando el calentamiento debido a la corriente es escaso, la resistencia no depende de la intensidad de la corriente y la tensión crece linealmente con aquella. Una variación de la resistencia solo puede deberse a una fuente calorífica externa, en el caso de aparatos de aire acondicionado, la variación de resistencia será debido a la temperatura a la que llegue el aire de retorno, o bien a la temperatura que se encuentren los serpentines evaporador o condensador. Los termistores recorridos por corrientes débiles, funcionan como si se les calentara sólo exteriormente. Cuanto más intensa sea la corriente, tanto más disminuye la resistencia y con ella la tensión del termistor a causa del calentamiento propio. Como resumen diremos que el calentamiento propio de los termistores lo origina la corriente que circula por ellos. Comprobación: Debido a que en las instalaciones de aire acondicionado podemos encontrarnos diferentes termistores o sondas, y que según el modelo y cometido en la regulación electrónica del aparato pueden tomar diferentes valores, diremos que tomando como temperatura ambiente el valor de + 25 oC , los valores más normales de las sondas utilizadas en instalaciones de aire acondicionado son las que se relacionan en la tabla adjunta ( valores de resistencia en negrilla a + 25 oC. de temperatura ambiente ). Para su comprobación diremos que entre sus terminales a temperatura ambiente encontraremos cierto valor de resistencia. Si calentamos el termistor con cualquier fuente de calor, la resistencia debe descender, pero si introducimos el sensor del termistor en un vaso con agua y hielo, la temperatura del agua descenderá hasta + 1 ó + 1,2 oC., en este momento deberemos comprobar con respecto a la medición efectuada a la temperatura ambiente, que su valor tiene que haber aumentado aproximadamente entre un 300 % y un 350 %. En caso contrario podemos desconfiar del correcto funcionamiento del termistor. VALORES DE RESISTENCIA APROXIMADOS EN TERMISTORES ( Q ) Ohms. TEMPERATURA TEMPERA TURA TEMPERATURA + 40 Oc O°C +25°C 1.100 2.000 6.500 2.700 16.500 5.000 5.500 32.500 10.000 7.600 54.500 15.000 10.000 67.000 20.000 12.800 83.000 25.000

160


24.7. VENTILADOR DE LA UNIDAD INTERIOR El motor de la turbina de la unidad interior, vemos en el esquema que por la distribución de bobinas es un motor asíncrono monofásico, con un condensador permanente ó de marcha instalado entre las bobinas de arranque y trabajo (terminales de conexión 5 y 6) Y alimentado a 220 V, en corriente alterna. La alimentación eléctrica de L-1, la recibe directamente del terminal de conexión nO 1, a la bobina de trabajo del motor. La alimentación de L-2, la puede recibir a través de alguno de los tres relés que seleccionan la velocidad baja, media ó alta, cogiendo para ello mayor o menor cantidad de bobinas (a menor resistencia mayor velocidad y viceversa ).

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Las bobinas de estos relés ( RY -1, RY -2, RY -3) están alimentadas a 12 V en corriente continua, y gobernado su funcionamiento por un circuito integrado.

161


Comprobaciones: · Comprobar la llegada de alimentación eléctrica de 220 V. en la entrada de los relés. · Al motor le podemos comprobar, desconectándolo de la placa, y midiendo los valores de resistencia de sus bobinados. · Comprobar el estado del condensador. · Alimentar el motor directamente de la corriente alterna, teniendo en cuenta que el condensador deberá ir instalado entre las bobinas del motor que han dado mayor valor de resistencia. · Comprobar valores de resistencia en las bobinas de los tres relés. · Comprobar cierre y apertura de contactos del relé, alimentando a la bobina de cada uno con 12 V en corriente continua, a través de cualquier alimentador doméstico (por ejemplo los que se utilizan para radio, radiocassette, etc) que tenga esta tensión de salida. Habrá que recordar que según el tipo de aparato, puede equipar diferentes modos de funcionamiento en cuanto a la turbina de la unidad interior se refiere, por ejemplo es muy normal encontrarse aparatos que en el ciclo de calefacción realicen las siguientes funciones :

Si el equipo para por termostato: Si el mando está en la posición de automático en cuanto a las velocidades de ventilación, la turbina para al cabo de 20'de producirse el paro del compresor. Si esta en otra cualquiera de las posiciones del mando, la turbina no para.

Si el equipo para por sonda : Primero para el ventilador exterior, luego puede parar el compresor, y en este caso la turbina no parará.

Si el equipo para por desescarche : El equipo invierte el ciclo y la turbina para. En caso de no trabajar de esta forma, si el equipo está correctamente instalado, el problema estaría en la placa electrónica.

162


24.8. MOTOR PASO A PASO O DE VELOCIDAD GRADUAL (deflectores de aire).

El motor paso a paso, es un actuador que transforma los impulsos eléctricos de la entrada, en ángulo de giro. Contando los impulsos, podemos saber la posición del eje del motor. Un símil mecánico sería un mecanismo de motor accionado por un trinquete. PASO A PASO MECÁNICO

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P ASO A PASO ELÉCTRICO

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163


En el mercado existe gran variedad de motores paso a paso dependiendo del número de impulsos por revolución y del par que deben ejercer. Este motor necesita un interface electrónico que adapte el motor a la entrada de los impulsos. Si la entrada de los impulsos es rápida, el eje del motor avanzará suavemente sin dar sacudidas

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Siguiendo el esquema del motor superior vemos que consta de 5 hilos y de dos grupos de bobinas unidas por el terminal común en el mismo motor ( cable de color rojo en el esquema ), que está alimentado a 12 V, a través del terminal 2 de la regleta. Siguiendo el esquema inferior comprobamos que este mismo motor tiene 6 hilos, y la unión de los dos comunes se realiza después de la regleta de conexión, donde igualmente recibe la alimentación de 12 V a las bobinas, a través del puente existente entre los terminales 1 y 2 de la regleta.

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Comprobación: Para comprobar que terminal es el común del motor, tendremos que realizar la medición de resistencia entre todas las bobinas, teniendo en cuenta que el valor independiente de cada una de ellas por separado es el mismo, por 10 que en el caso de un motor de 5 hilos encontraremos 4 valores iguales de un valor inferior (por ejemplo 300. ), y 6 resultados de doble valor ( 60 0.) . El terminal común será el terminal que se repita en las mediciones que se hayan conseguido los 300., donde se comprobará la alimentación de 12 V. En el caso de los motores de 6 hilos, tendremos que localizar el puente en la regleta de conexión instalada al exterior del motor.

165


24.9. CONTROL DE FUNCIONAMIENTO DEL COMPRESOR, VENTILADOR Y VÁLVULA DE 4 VÍAS. El funcionamiento en cuanto a la parte electrónica tanto del compresor, como el ventilador o la válvula de 4 vías, se efectúa a través de relés, donde la comprobación de tensiones en los contactos es igual en todos los casos, aunque si seguimos el circuito de alimentación al ventilador, comprobaremos que se alimenta con corriente alterna de los terminales A y B instalados a la salida del filtro de ruidos, pero realmente quien decide su funcionamiento es el microprocesador alimentándole la línea B a través de un relé.

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En algunos aparatos este ventilador se alimenta con corriente continua, con unos valores que van aproximadamente de los 20 V para 400 r.p.m. a 38 V para 650 r.p.m.

166


24.10. CARACTERÍSTICAS BÁSICAS Y COMPROBACIÓN DEL TRANSISTOR, DIAC, TIRISTOR, TRIAC y CIRCUITO INTEGRADO El transistor: Como ya sabemos, si tenemos un material semiconductor tipo P y uno de tipo N, Y los juntamos, esta unión da lugar al diodo, pieza básica de cualquier circuito electrónico. Este tipo de unión P-N no es la única que se puede hacer con materiales semiconductores. La ampliación más sencilla que se puede hacer a unión P-N es simplemente añadir de nuevo otra capa de semiconductor tipo P o N. Es así como se obtiene lo que se conoce con el nombre de transistor de unión bipolar. Un transistor bipolar es la unión de un material semiconductor tipo P, uno del tipo N y de nuevo otro del tipo P, este sería el caso de un transistor P-N-P . Por el contrario, si uniésemos dos materiales tipo N más uno del tipo P, en medio de ellos obtendríamos un transistor tipo N-P-N.

Vemos pues que existen dos tipos de transistores según su estructura interna, aunque aparentemente, ambos son muy similares, sus características de funcionamiento van a ser opuestas.

167


Transistores N-P-N Y P-N-P. Cada una de las tres secciones que forman el transistor recibe un nombre : - Colector. - Emisor. - Base. El colector es la parte que recibe electrones o huecos según el tipo de transistor. El emisor es la parte que los emite" "" " " La base es la zona intermedia por donde van a pasar.

EMISOR

(A)

(B)

Como vimos en las uniones P-N para que este tipo de dispositivos funcionen, es necesario aplicarles una diferencia de potencial externa, y según como se conecte este potencial, vamos a obtener una polarización directa o inversa.

168


Identificación y comprobación de un transistor: Si imaginamos un transistor como suma de dos diodos podemos utilizar esto como base para identificar sus patillas. El transistor N-P-N tiene los diodos en serie, pero unidos por el ánodo, por lo que precisa polarización inversa. En el símbolo que lo representa la flecha señala la parte externa del transistor.

B

En los transistores N-P-N , al aplicar el terminal positivo del tester a la base y cerrar circuito sobre emisor o colector con la otra punta ( negativo ), se establece conducción y el instrumento facilita una lectura de baja resistencia.

169


Si a este mismo transistor se aplica la punta de prueba con negativo sobre la base, cerrando circuito por emisor o colector con la otra punta de prueba (positiva), no puede existir conducción ( ánodos negativos ) y el instrumento indicará lecturas de alta resistencia. El transistor P-N-P es comparable a dos diodos en serie unidos por el lado del cátodo. En el símbolo que lo representa la flecha señala la parte interna del transistor.

B

Cuando se trata de transistores del tipo P-N-P las condiciones de polarización se invierten con respecto al N-P-N. Existirá conducción y por lo tanto baja resistencia cuando sobre la base esté aplicada la punta de prueba portadora de polaridad negativa y se sitúe la otra punta ( positivo ) sobre emisor o colector.

Si al realizar las diferentes comprobaciones, se encuentran alteradas las reacciones del instrumento, tendremos que desconfiar del componente y tendremos que proceder a su sustitución. Es normal que la resistencia base - emisor, sea ligeramente superior a la que se encuentra al medir la de la unión base - colector.

170


El diac ( diodo de disparo ) El diac es un componente que podemos denominar "reversible", es decir, que no precisa conectarlo de una u otra forma, resumiendo, no posee polaridad. El significado de la palabra diac proviene de las siglas inglesas "Diode Alternative Current" y se compone de una doble difusión de impurezas de tipo opuesto al substrato.

Dos diodos conectados en antiparalelo, conducen en ambas direcciones. Debido a sus tensiones umbrales, ambos diodos se bloquearán solo por encima de - 0,7 hasta + 0,7 V. Con diacs, este margen se ha ampliado desde aproximadamente - 30 V hasta + 30 V. Su símbolo en el circuito, dos diodos en antiparalelo, en realidad debería mostrar dos diodos zener. En contraste con los diodos zener sin embargo, la tensión del DIAC cae desde 30 V hasta 20 V en el instante de la conducción. El diac es el elemento de disparo estándar, para circuitos controlados por triac y se utilizan en circuitos de control en corriente alterna.

171


El tiristor ( rectificador controlado die silicio SCR ). Comprobación. Este nombre proviene de la mezcla de dos palabras TIRatrón y transISTOR, por lo que se puede deducir que su comportamiento va a ser la mezcla de tiratrones y transistores, y sus propiedades aunarán las de ambos. Concretamente se puede decir que un tiristor está constituido por una pareja de transistores con distintas polaridades y que, de los tres elementos que componen un transistor, tiene dos en común.

ANODO TRANSISTOR Ngl NPN

--

EXCITACION MANTENIMIENTO

TRANSISTOR NQ2 PNP

Los tiristores son elementos unidireccionales con tres terminales: - ánodo. -cátodo. -puerta.

PUERTA

ANODO

172

CATODO


Los electrones en el interior del tiristor circulan del cátodo al ánodo y esta corriente de electrones está controlada por el otro terminal denominado puerta. Con la puerta se puede mantener el suficiente control para que el tiristor esté en corte durante un tiempo. Si aplicamos una corriente en la puerta, el tiristor puede alcanzar el estado de conducción, pero una vez que esté conduciendo la puerta deja de ser el elemento de control y ya no puede hacer que el tiristor vuelva a estar en corte, ni que conduzca más. La única forma de hacer que la puerta vuelva a controlar al dispositivo es interrumpiendo el camino de la corriente. Un tiristor tiene muchas utilidades, siendo las más destacables: -como interruptor dentro de un circuito. -como rectificador de corriente alterna. -como convertidor de corriente continua a corriente alterna. -como estabilizador de temperaturas y tensiones etc.

A

T

Comprobación:

Entre ánodo y cátodo siempre debe dar infinito, al igual que entre puerta (G) y ánodo. Entre puerta y cátodo en un sentido encontraremos resistencia, yen el otro infinito.

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El triac ( Comprobación) El triac es un elemento que pertenece a la familia de los tiristores, y su funcionamiento es muy parecido al tiristor , pero se diferencia en que el triac es bidireccional, es decir, una vez que le aplicamos la señal de mando a la puerta, la corriente que pasa puede circular en los dos sentidos, mientras que en el tiristor, al ser unidireccional, solo puede circular en un sentido.

PUERTA

Unión de dos tiristores que equivale a un triae.

Símbolo del triae.

Al igual que los tiristores, tiene tres electrodos, uno denominado puerta que es el electrodo de mando, y los otros dos son los principales de conducción. Los triacs también pueden pasar de un estado de bloqueo a un estado de conducción pero en los dos sentidos de polarización y volver al estado de bloqueo por inversión de la tensión o por que la corriente disminuya por debajo de un cierto valor al que se le denomina valor de mantenimiento. Con un circuito en el que coloquemos dos tiristores en antiparalelo podemos conseguir los mismos efectos que con un triac. Una de las ventajas del triac entre otras es el de poder pasar del estado bloqueado al de conducción, con independencia de las polaridades de puerta o de ánodo.

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O

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Comprobación: Entre T-2 Y TI siempre debe dar infinito, igual que entre la puerta (G) y T-2. Entre la puerta y T-1, en los dos sentidos tendremos que encontrar cierta resistencia.

174


El circuito integrado ( Distribución de patillas) Los circuitos integrados son circuitos "comprimidos" en un chip, que realizan la misma función que un circuito compuesto de transistores, diodos, resistencias, etc. , cuyo número puede llegar a superar el millón de componentes.

1

13

Aspecto interno de un circuito integrado.

ESTRUCTURA INTERNA

7.

SALIDA +o-----II-----tI:

ENTRADAS

Estructura interna y encapsulado de un LM710.

175


Lo importante es que cada circuito integrado puede desempeñar una función concreta sin interesarnos los componentes que contiene en su interior, sin embargo hay que saber manejar aparatos muy sofisticados, como osciloscopios, computadores, etc., para poder comprobar su correcto funcionamiento. Por tal motivo y debido a la finalidad de este libro, nos limitaremos a conocer según el encapsulado, la numeración y posición de las patillas, para de esta forma poder comprobar las tensiones de alimentación y/o en el caso de disponer de la suficiente información técnica, los valores de tensión que deberemos encontrar en los diferentes terminales. En el caso de que una vez realizadas todas las mediciones posibles, se desconfía de su correcto funcionamiento tendríamos que sustituir el componente, o bien el conjunto de la placa electrónica. Distribución de patillas en circuitos integrados. Existen dos tipos de encapsulados, los DIL ( Dual In Une) dos en línea, y los IL ( In Une) en línea, que son metálicos.

N

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LAOO PATILLAS

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Este es otro tipo de encapsulado para circuitos integrados. La patilla 1 ocupa también nna esqnina dentro de la superficie del chip.

176


24.11. EJEMPLOS DE CONTROLES ELECTRÓNICOS PARA GAMA INDUSTRIAL Bombas de calor aire - aire Las bombas de calor aire - aire, pueden ir equipadas con ventiladores centrífugos tanto en la unidad interior como en la unidad exterior, también compactas. Debido a que la bomba de calor funciona como ya es sabido absorbiendo calor del aire exterior, puede haber momentos en que esta temperatura sea tan fría que el calor que se extrae no sea suficiente para satisfacer la demanda. Para estos momentos el módulo de control incorpora seis puntos de balance (entre O y 14° C ) uno de los cuales se ajustará en la puesta en marcha. Seguridades del compresor : Un elemento sensor de temperatura, se encarga de la protección del compresor contra temperaturas de descarga muy altas. Un elemento presostático detiene el compresor cuando la presión de descarga es muy alta, actuando también en caso de un caudal de aire insuficiente a través de las baterías Temporizador de arranque: Elimina los paros y arranques continuados. Después de un paro de la unidad, esta no se vuelve a poner en marcha hasta que hayan transcurridos de 2 a 5 minutos seleccionados a voluntad. Panel de control : El completo control del funcionamiento de las bombas de calor, se efectúa mediante un termostato que normalmente permite las siguientes funciones : 1° Regular la temperatura que se desea. 2° Disponer de frío o calor automáticamente, según las necesidades. 3 ° Regular que el funcionamiento del ventilador interior sea continuo o intermitente de acuerdo con el funcionamiento del compresor. 4° Hacer funcionar las resistencias eléctricas, desconectando el resto de la unidad. Módulo lógico : El módulo lógico es la central de control de la bomba de calor, y responde a la señal de demanda del termostato, examinando los valores de los sensores "exterior", "descarga" y "líquido" , determinando si la bomba de calor y/o la resistencia accesoria deben funcionar. Sensor exterior : Es un termistor colocado en la entrada de aire de la batería exterior que acusa la temperatura del aire, y controla el funcionamiento de la bomba, parando cuando la temperatura exterior se aproxima a-15° C., evitando el funcionamiento del compresor con una elevada relación de compresión que puede producirle una fatiga excesiva. Permite la conexión de la resistencia de conducto ( si se instala) controlada por la 2 a etapa del termostato ambiente, si la temperatura exterior es inferior a-15° C.

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Permite, mediante "el punto de balance", ajustar la temperatura a la que ha de conectar la resistencia eléctrica adicional.

Sensor de descarga : Está conectado en la tubería de descarga del compresor y montado en serie con el presostato de alta, protegiendo el compresor contra altas temperaturas y presiones de funcionamiento. Protege al compresor por pérdida de carga de refrigerante y por reducción del caudal de aire en las baterías interior o exterior.

Sensor de líquido : Está conectado en la línea de líquido de la batería exterior. Inicia el ciclo de desescarche una vez haya transcurrido 60, 75 ó 90 minutos ( según se seleccione ), desde la puesta en marcha o el último desescarche si la temperatura que detecta es igual ó inferior a - 5 ° e. Indica la terminación del ciclo de desescarche cuando la temperatura del líquido alcanza los 13 °

e, o se mantiene a un mínimo de 7° e por espacio de 5 minutos. Evita el inicio del desescarche en climas suaves al no detectar una temperatura de líquido suficientemente baja. Punto de balance :

Evita el funcionamiento del sistema de apoyo, cuando la temperatura exterior está por encima del punto de balance ajustado en la placa, y con ello ahorramos el funcionamiento de la resistencia, siempre que la bomba de calor sea capaz de satisfacer las necesidades del edificio. El punto de balance puede ajustarse entre 14° e y 0° e. Esto evita la necesidad de instalar un termómetro exterior adicional.

Temporizador: Retarda durante varios minutos la puesta en marcha, con objeto de evitar ciclos repetidos de arranque. Con ello se consigue igualar las presiones de funcionamiento antes de la puesta en marcha del compresor. Si el termostato o la manipulación provocan falsos contactos, la bomba de calor no queda afectada. Retarda la puesta en marcha después die una interrupción de corriente, lo que permite que la tensión de línea vuelva a los valores normales.

Ciclo de desescarche ( Temporizado) La escarcha que se produce en la batería exterior durante el ciclo de calor, debe eliminarse cuando ésta empieza a bloquear la batería. El ciclo de desescarche termina cuando la temperatura de líquido controlada por un termistor, es suficientemente elevada ( 13° e) o bien cuando, si no llega a calentarse, permanece a un mínimo de 7° e durante un periodo de 5 minutos. Al terminar el ciclo de desescarche,
178

REFRIGERACION DOMESTICA FARACTERÍSTICAS DE LOS FRIGORÍFICOS DOMÉSTICOS

I

25.1. FRIGORÍFICOS DE UN COMPARTIMENTO

Los frigoríficos de un compartimento están catalogados como instalaciones de dos estrellas ( temperatura a obtener en el interior del "cajón" congelador de -12 oC ), montan un compresor de baja temperatura con unas potencias que van aproximadamente de 1 / 8 HP para aparatos de hasta 275 litros, a 1 /6 o 1/5 de HP para aparatos de 300 litros o más. Los compresores de 1/8 HP tienen una cilindrada de aproximadamente 4,5 cm 3, Yun rendimiento evaporando aproximadamente a - 22 oC de 70 Fg/h. Los compresores de 1/6 HP tienen una cilindrada de aproximadamente 5,5 cm 3 y un rendimiento evaporando aproximadamente a - 22 oC de 92 Fg/h. Según el fabricante puede incorporar una bandeja en la parte superior del compresor, donde se recoge y evapora el agua que proviene del evaporador cuando realiza los desescarches. Otro sistema para evaporar el agua de los desescarches es instalar un recipiente, y hacer pasar en su interior el tubo de alta presión que sale del compresor, dado que su temperatura en este punto es lo suficientemente elevada como para evaporar el agua de los condensados.

Tubo de aspiración "¡;;¡:;==l'?

179

25. Refrigeración doméstica. Características de los frigoríficos domésticos

El condensador en todos los casos es estático, y está fabricado normalmente con una aleación denominada "bundy" , por lo que se tendrá que aportar decapante para su soldadura con el cobre o latón, y la varilla tendrá como mínimo un 5 % de plata. Al final del condensador se instala el filtro deshidratador, que normalmente tiene una capacidad estándar de 20 gramos, aunque según el fabricante pueden montar de origen un filtro más pequeño de ( 8 gramos ). El tubo capilar sale del filtro secador e inmediatamente circula por el interior del tubo de baja en su camino hacia el evaporador, consiguiendo con este montaje un sencillo y barato circuito intercambiador de calor, mejorando a través de los vapores frescos que circulan por el tubo de retomo, la calidad del liquido refrigerante a la entrada del evaporador, y evitando el escarche del tubo de retomo del evaporador a la aspiración del compresor. El evaporador puede ser visto ó puede estar instalado en el interior del mueble, así como el tubo de retomo al compresor. En caso de producirse una fuga en un evaporador instalado en el interior del mueble podremos dejarle inutilizado y montar un evaporador visto de placa, para lo cual una vez fijado en la pared interior donde se encuentra el vierteaguas, se tendrá que agujerear el mueble para instalar exteriormente y debidamente aislado, el tubo de aspiración hasta el compresor.

180

25. Refrigeración doméstica. características de los frigoríficos domésticos

25.2. FRIGORÍFICOS CONGELADORES Los frigoríficos congeladores están catalogados como de tres estrellas ( temperatura mínima en el interior del recinto de -18 oC ), montan un compresor de baja temperatura con unas potencias de aproximadamente 1 /6 HP para aparatos de hasta 175 litros y 1 /5 HP Y 1 /4 HP para capacidades superiores. Los compresores de 1 / 6 HP evaporando aproximadamente a - 28 oC tienen un rendimiento de 60 Fg/h, los de 1 / 5 HP tienen una cilindrada de 7,55 cm 3 y un rendimiento de 85 Fg/h, Y los de 1 / 4 HP una cilindrada de 8,85 cm 3 y un rendimiento de 110 Fg/h. Siguiendo el tubo de alta presión a su salida del compresor podemos encontrar dos montajes, que el tubo se dirija al condensador exterior, o bien que circule hacia el interior del mueble para recorrer el circuito perimétrico también llamado de espira caliente, cuya finalidad es evitar con la aportación de calor, la posible condensación de humedad que se puede depositar entre el marco de la puerta y el burlete de goma, debido a la diferencia de temperatura existente entre el interior del mueble ( -18 OC) y el ambiente donde se encuentre el frigorífico ( +24 oC aprox. ).

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Es conveniente resaltar que en este circuito se encuentra el mayor porcentaje de fugas de refrigerante, y que en el caso de tener que sustituirlo, se tendría que medir la longitud del circuito que realiza por el interior del mueble, y montar en el exterior otro serpentin condensador que lo sustituya, dejando el circuito averiado inutilizado dentro del mueble. De lo contrario se tendrá que sustituir el mueble completo con el circuito perimétrico incorporado en su interior. En caso de encontrarse la avería en este circuito y no montar este segundo condensador en verano tendríamos una temperatura y presión de condensación excesiva, por el hecho de haber reducido la superficie destinada a la condensación del refrigerante, traduciéndose en cuanto al funcionamiento de la instalación, en tener una mala calidad de liquido a la entrada del evaporador y por consiguiente una refrigeración deficiente, escarchando parte del evaporador y efectuando unos ciclos de funcionamiento muy largos o incluso no llegar nunca a la temperatura de corte del termostato. Siguiendo el circuito, al final del condensador encontraremos instalado el filtro deshidratador, y en su salida el tubo capilar que igual que en el caso anterior circulará por el interior del tubo de baja hasta el evaporador. El evaporador igual que el tubo de retomo podrán ser vistos o estar instalados en el interior del mueble.

182


25.3. FRIGORÍFICOS DE DOS COMPARTIMENTOS CON UN COMPRESOR En los frigoríficos de dos compartimentos con un solo compresor, están catalogados igualmente como aparatos de tres estrellas, ya que la temperatura mínima a obtener en el compartimento congelador es de -18 oC. En este tipo de instalaciones encontraremos normalmente compresores de 1 / 5 Y 1 / 4 HP, Y que según el fabricante del compresor pueden incorporar un circuito enfriador de aceite en la parte inferior del propio compresor. En estas instalaciones veremos que el tubo de alta a la salida del compresor se dirige a un precondensador, utilizando para ello una parte de la superficie total del condensador, para a continuación entrar en el circuito enfriador de aceite del compresor, que no es más que un circuito de tubo con bocas de entrada y salida indistinta, que está sumergido en el aceite. En este caso el compresor tendrá 5 tubos. La finalidad de este montaje es descargar el calor de compresión en el circuito precondensador, y absorber calor del aceite del compresor, evitando así que este calor pueda dañar el barniz aislante de las bobinas del compresor.

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A la salida del circuito enfriador de aceite del compresor, el circuito frigorífico puede dirigirse según la marca y modelo, a la parrilla del condensador o bien al circuito perimétrico que recorre el marco de la puerta del compartimento congelador, no teniendo mayor importancia para el funcionamiento de la instalación el orden de montaje.

183


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Al final del circuito condensador encontraremos igual que en los casos anteriores, el filtro deshidratador, y a su salida el tubo capilar, que circulando por el interior del tubo de baja presión se podrá dirigir según el fabricado al evaporador del compartimento congelador, o bien al del compartimento conservador. Los evaporadores en este tipo de frigoríficos están instalados normalmente en serie, bien sea empezando la expansión en el evaporador congelador y siendo el final del circuito el evaporador del compartimento conservador, o bien empezar la expansión en el compartimento conservador e instalar el evaporador del compartimento congelador en serie, o bien empezar la expansión en el compartimento congelador e intercalar el evaporador del compartimento conservador en el circuito del evaporador congelador. Sea cual sea el montaje utilizado, la diferencia de temperaturas entre los dos compartimentos se consigue a través de que en el compartimento congelador tenemos mucho circuito evaporador con respecto al espacio a refrigerar, y en el compartimento conservador tenemos poco evaporador con respecto a su capacidad. Los frigoríficos NO FROST ( no escarcha ), para el circuito condensador pueden utilizan cualquiera de los montajes descritos anteriormente, pero instalan un solo evaporador en el compartimento congelador para enfriar a los dos compartimentos.

184


La circulación de aire entre los dos compartimentos se consigue a través de un ventilador y unos conductos que controlados por unas aberturas bien sean con regulación manual o automática, ( en este último caso se denominan "dampers"), actúan abriendo o cerrando el paso de aire según sea la temperatura detectada por un bulbo termostático, a través de unas compuestas movidas automáticamente por la contracción o dilatación de un fuelle, circulando parte del aire del compartimento congelador al compartimento conservador. Difusor AIRE FRIO impulsando a C.C •.- - - - - - . . . . , "U 11 =C.=R._--;" +\

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Con ensedor

El tubo de retorno a la aspiración del compresor, puede circular indistintamente por el interior o por el exterior del mueble frigorífico. Por último podremos encontrar un sistema de refrigeración que aún siendo menos utilizado no podemos ignorar su funcionamiento. El sistema de condensación empleado puede ser cualquiera de los descritos anteriormente, pero la alimentación de los evaporadores se realiza por mediación de una válvula solenoide de tres vías instalada a continuación del filtro secador, de la cual parten dos tubos capilares ( uno para cada evaporador ), y los tubos de retorno de cada evaporador se convierten en uno, al encontrarse instalados a una "T" antes de entrar a la aspiración de compresor. La válvula solenoide está gobernada eléctricamente por la conmutación de los termostatos de ambos compartimentos.

185

25. Refrigeración doméstica. características de loS frigoríficos domésticos

25.4. FRIGORÍFICOS" COMBIS" DE DOS COMPARTIMENTOS Y DOS MOTORES

Los aparatos combinados, son realmente un frigorífico y un congelador independientes montados en un mismo mueble, teniendo como común el cable de conexión a la red eléctrica. EVAPORADOR REFRlGERAOOfi

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VAPOR SECO

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ASPIRACION

COMPRESOR CONGEl.ADOA

Cada compartimento tiene su propio circuito frigorífico y un termostato independiente para cada uno de ellos, permitiendo con este montaje parar uno de los compartimentos sin que ello influya en el funcionamiento del otro. El evaporador del compartimento conservador puede ser visto ó instalado en el interior del mueble. Al evaporador del compartimento congelador se le da normalmente la forma para que sirva a la vez de evaporador y de estantería para alojar a los cajones interiores. El serpentín condensador en la mayoría de los casos es compartido mecánicamente por las dos instalaciones, utilizando una parte de su superficie el conservador y otra el evaporador, según la instalación de cada compresor. Para que a simple vista podamos saber a que compartimento corresponde cada compresor, solo tendremos que observar cual de los dos lleva instalada la bandeja de recogida de condensados, ya que este será el compresor del compartimento conservador, pues el compartimento congelador se descongela parando la instalación y no instala bandeja de recogida de condensados. Los diferentes montajes frigoríficos que pueden adoptar, son los desarrollados en los apartados de "frigoríficos de 1 compartimento" y "frigoríficos congeladores".

186


25.5. TEMPERATURAS DE EVAPORACIÓN

La temperatura de evaporación en frigoríficos domésticos varia según sean congeladores o conservadores. La temperatura de evaporación para los congeladores, esta determinada por las tres estrellas ( cada estrella equivale a - 6 oC ) que aseguran obtener una temperatura ambiente mínima en el interior del compartimento congelador de -18 oC, por lo que la temperatura de evaporación estará aproximadamente alrededor de los -26 a -28 oC, al ser ésta la temperatura de evaporación del líquido en el interior de los tubos del evaporador, y -18 oC la temperatura del ambiente en el recinto refrigerado.

*** La estrella que se encuentra fuera del rectángulo, la llevan los frigoríficos que cumplen las normas europeas de congelación, o sea, asegura que la instalación puede pasar 5 kg. de producto, de la temperatura ambiente a - 18 oC en 24 horas. Según el tipo de refrigerante que se utilice, nos dará la presión correspondiente a esta temperatura. Los aparatos conservadores de un solo compartimento están catalogados como de dos estrellas, o sea, en el ambiente del cajón evaporador se tiene que alcanzar una temperatura de -12 oC, por lo que la temperatura de evaporación estará alrededor de -20 a -22 oc. Igual que en el caso anterior el refrigerante utilizado nos dará la presión correspondiente a esta temperatura de evaporación. En los aparatos "COMBIS" que constan de congelador y conservador en el mismo mueble, cargaremos a cada compartimento como frigoríficos individuales. En frigoríficos de dos compartimentos con un solo motor, la temperatura de evaporación a tener en cuenta en la carga de refrigerante será la del congelador, ya que en estos modelos la diferencia de temperatura en los dos compartimentos se consigue como se ha descrito anteriormente, a base de que en el compartimento más pequeño hay un circuito evaporador muy grande ( congelador ), y en el compartimento grande hay un circuito evaporador pequeño ( conservador ), ya que los evaporadores están montados normalmente en serie formando un circuito único de evaporación En los refrigeradores domésticos normalmente no podremos tener acceso a la toma de alta presión, sino es que se instale una válvula de intervención rápida en dicho circuito.

187


25.6. TIPOS DE REFRIGERANTE EN FRIGORÍFICOS DOMÉSTICOS La mayoría de frigoríficos fabricados antes del 1 / 01 / 1996 acostumbraban a montar como refrigerante el CFC- R- 12, quedando prohibida la fabricación de este refrigerante a partir de esta fecha. Estas instalaciones las podremos cargar directamente con cualquier refrigerante mezcla fabricado para su sustitución, siendo las más comercializadas el R- 406-A, R- 409-A, R-413-A, teniendo que evaporar de -26 a -28 oc en el compartimento congelador, y de -20 a -22 oC en el compartimento conservador, siempre aproximadamente ya que el lograr exactamente estas temperaturas, dependerá de la cantidad de alimentos que se depositen en su interior y de las veces que se abran las puertas. Las presiones de trabajo serán las que correspondan a cada refrigerante para evaporar a estas temperaturas, según se desarrolla en el apartado 16 correspondiente a "Fluidos refrigerantes" . Cuando se realice una carga de refrigerante a un refrigerador doméstico, se tendrán que lograr para darla por finalizada :

Que el evaporador o evaporadores estén totalmente escarchados. El tubo de aspiración al compresor, no debe de estar escarchado a la salida del mueble. El termostato debe parar la instalación, situándolo en diferentes posiciones ( mínimo y máximo) El que en un principio cuando se realiza la carga de refrigerante, la temperatura de evaporación esté dos o tres grados por encima de la que se estima como correcta es debido, a que al inicio de la carga en el interior del mueble hay más calor que el que habrá cuando se haya conseguido la temperatura de corte del termostato, este calor inicial hace subir la presión de baja e irá decreciendo conforme se vaya enfriando el recinto refrigerado. En caso de que al realizar la carga se haya introducido demasiado refrigerante, y el tubo de baja se escarche en cualquier posición del termostato, solo tendremos que pinchar el obús de la válvula de carga y descargar refrigerante en estado gaseoso cuando se trabaje con refrigerantes puros, y en estado líquido ( antes del filtro secador ) cuando trabajemos con refrigerantes mezcla, comprobando que pasados unos minutos la escarcha del tubo de baja empieza a retroceder hacia el evaporador. Habrá que tener en cuenta que cuando una instalación está sobrecargada de refrigerante la temperatura de evaporación es menos negativa, dando pié a que la temperatura que se consigue en el interior del mueble esté por encima de la temperatura de corte del termostato, y en consecuencia la instalación realiza normalmente ciclos ininterrumpidos de funcionamiento, llegando a desconfiar ( en caso de avería) del correcto funcionamiento del termostato. Comprobaremos en este caso en particular, que cuando descarguemos el refrigerante sobrante los ciclos de funcionamiento de la instalación vuelven a la normalidad. En el caso de cargar una instalación vieja de R- 12 con el refrigerante ecológico R- 134-a, antes de efectuar la carga de refrigerante tendremos que alargar el tubo capilar un 25 % debido a que la molécula de R-134-a es más pequeña que la del R-12, así como también los filtros deshidratadores para este tipo de refrigerante son especiales ya que son más tupidos ( tamiz de 3 Amstrongs ), para realizar la carga y cambios de aceite seguiremos los pasos desarrollados en el apartado 20 - 4 destinado a "Cargas de instalaciones de CFC's con refrigerantes HFC's". Si la carga se realiza a una instalación de R- 134-a, se realizará la carga tomando las mismas temperaturas de evaporación relacionadas anteriormente para cada compartimento.

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25.7. FRIGORÍFICOS EQillPADOS CON ISOBUTANO R-600-a. (presiones y temperaturas) Ultimamente algunos fabricantes han adoptado como fluido refrigerante al Isobutano R- 600-a, entre otras razones por no dañar la capa de ozono, ni contribuir al efecto invernadero de la Tierra. En la carga de instalaciones con refrigerante R- 600-a, se tendrá que tener en cuenta que para conseguir las temperaturas de evaporación requeridas en cada compartimento, la presión de trabajo se sitúa en zona de vacío. TEMPERATURAS DE EVAPORACIÓN

Presión (barg ) - 1,0 - 0,8 - 0,6 - 0,4 - 0,3 O 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 5,0 6,0 6,8 13,0 13,9 15,5

R-600-a/ oC

R-134-a/oC

R-413-A/oC

-

-

-46 -33 -24 -17 -11,7 -7 -3 +1 +4 +7 +10 +13 +15 +18 +20 +25 +30 +34 +38 +45 +51 +55

-56 -45 -37 -31 -26,5 -22 -18 -15 -12

-

-10

-8 -5,5 -3 -1 +1 +5 +9 +12,5 +16 +22 +27

-54 -46,5 -40 -35 -31 -27 -23,5 -20 -17 -15 -l3 -11 -8,5 -6,5 -2 +2 +6 +9,5 +15,5 +21

R-12/oC

-63 -50 -42 -35,5 -29,8 -26 -22 -19 -16 -13 -10,5 -8 -5,5 -3,5 -1 +3,5 +7 +11 +15 +21 +27 +55

+55 +55

Una instalación puede trabajar perfectamente en zona de vacío, aunque no es muy normal esta situación debido a que en caso de fuga en el circuito de baja presión, en vez de salir refrigerante, entra aire al interior de la instalación mezclándose con el refrigerante.

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En este tipo de instalaciones es sumamente importante cargar el peso justo de refrigerante indicado en la placa de características, a través de una báscula de precisión ya que una pequeña variación en la carga de aproximadamente ( +/- 1 gramo ), repercute en una gran variación de la temperatura de evaporación ( consultar tabla de temperaturas de evaporación). Todos los aparatos que montan este tipo de gas, llevan una etiqueta en el compresor donde se indica el tipo de gas utilizado y el símbolo de gas inflamable, la tarjeta de matrícula del aparato que normalmente se encuentra en la parte trasera del mueble, o en un lateral del interior del mueble conservador donde se aloja el cajón del verdulero, también se indica el tipo de gas y la cantidad de carga en gramos.

190


25.8. HERRAMIENTAS ESPECÍFICAS PARA LA REPARACIÓN (R-600-a) En los circuitos de frío equipados con R-600-a, no se debe trabajar con llama abierta de soldar, ni con aparatos de soldar por resistencia. Se debe emplear de forma exclusiva la técnica de unión Lokring. El sistema Lokring ha sido diseñado para la unión de piezas con superficies exteriores cilíndricas. Es un procedimiento de unión fija y hermética por el cual ambas piezas ( el tubo metálico y el anillo) son introducidas de forma telescópica una dentro de otra, para a continuación ser deformadas plástica y elásticamente mediante una pinza especial ( sistema Lokring ) y obtener así unas uniones resistentes y a la vez elásticas entre metal y metal. El anillo o conector Lokring es introducido en dirección longitudinal sobre los dos elementos a unir ( no necesariamente del mismo diámetro ), hasta una posición final ya preestablecida. El conector Lokring dispone en la parte exterior de un ligero juego diametral, lo que le permite un mejor ensamblaje en los tubos a unir. Para realizar con éxito una unión Lokring deben darse los siguientes pasos :

10 Limpiar perfectamente los extremos de los tubos a conectar mediante papel de lija o material abrasivo, siempre con movimientos rotatorios, nunca longitudinales. 2 0 Colocar una gota de líquido sellante en los extremos de los tubos a unir, insertándolos a continuación en el conector correspondiente hasta el fondo, aunque para conseguir una mejor distribución de líquido sellante es aconsejable girar la pieza de unión Lokring en sentido rotatorio.

Es muy importante que los tubos a unir lleguen a hacer tope en el conector Lokring. El líquido sellante "Lokprep" tiene como misión fundamental la de rellenar las posibles cavidades que puedan existir en la superficie de los tubos, como consecuencia de la posible porosidad superficial o posibles rayados longitudinales. Este líquido anaeróbico fluye hacia las posibles cavidades, las rellena y durante el montaje quedará solidario y endurecerá posteriormente, con lo que se consigue un acabado superficial homogéneo. Es importante que después de realizada la unión no se debe girar los tubos, siendo en la preparación previa cuando se deben girar, para que el líquido pueda alojarse mejor en las posibles irregularidades de los tubos.

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Solo debe aplicarse una gota en las uniones ya que una aplicación excesiva puede producir una obstrucción total o parcial en el interior de los tubos. 3° Completar la unión Lokring mediante la pinza y las bocas correspondientes, asegurándose de que las piezas móviles del conector llegan a su tope correspondiente. La pinza dispone de un brazo móvil con un desmultiplicador que permite una mejor acción de presión.

Para que una unión no de problemas de fuga, es importante que las bocas de la tenaza sean las adecuadas y estén perfectamente acunados los conectores Lokring que se estén utilizando en dichas bocas, las cuales son intercambiables y varían según el tipo de unión a realizar o los diferentes diámetros de los tubos a unir. Con este sistema se pueden unir tubos de diferentes materiales entre sí (aluminio, cobre, bundy, etc. ), donde el índice de fugas realizando correctamente las uniones es prácticamente nulo. Los conectores Lokring más utilizados son: NK = Uniones para tubos del mismo diámetro - tí"-~-fllJLJr==1

NR = Uniones para tubos de distinto diámetro

SV = Uniones con válvula para carga en "T"

192


VS = Uniones con un lado ciego ( Tapón)

NTR = Uniones en "T" para tubo capilar

NAV = Prolongador de apéndices del compresor

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25.9. EQUIPO DE CARGA PARA R-600-a Con los dosificadores de líquido que se han empleado normalmente para R-12, R-22, R-134-a, etc., no es posible cumplir con las tolerancias de llenado que requiere el R-600-a, además no se permite el uso de estos dosificadores para los refrigerantes del grupo I1I, de baja seguridad. En estos momentos no existe en el mercado ningún dispositivo de llenado para el R-600-a, con el que sea posible realizar la carga de refrigerante con una precisión de 1 gramo, por lo que se tiene que recurrir a componentes individuales existentes en el mercado y en parte pertenecientes a otros ramos, cuya combinación entre sí permiten la reparación de circuitos de frío equipados con R-600-a. Los componentes del equipo de carga para R-600-a son : - Manómetro especial para R-600-a. - Balanza de precisión electrónica ( 1.200 gramos, +/- 1 gramo) - Bomba de vacío con válvula solenoide. - Envase de 420 gramos ó 1 Kg. de refrigerante R-600-a - Manguera para llenado de tubo "poliomida" , que es un material plástico de poco peso equipado con rácores en sus extremos, para poderse conectar entre la botella y la boca del manómetro, siendo de un diámetro muy pequeño y de corta longitud, lográndose de esta forma evitar las grandes concentraciones de refrigerante en estado líquido que se depositaría en el interior de las mangueras de carga normales, al tratarse de un refrigerante altamente inflamable y explosivo. - Pinza de apriete Lokring y accesorios. - Buscafugas electrónico para R-600-a. ó Spray especial para buscar fugas de gas. - Tenaza para estrangulado de tubos. - Válvula de intervención rápida de 3 / 16", 1 / 4 ", Y 5/16" - Válvulas de cierre manual para los extremos de las mangueras de servicio conectadas a la instalación. - Filtros secadores con válvula obús instalada en la entrada del componente.

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25.10. EXTRACCIÓN, VACIADO Y CARGA DE REFRIGERANTE R-600-a Para la intervención de instalaciones equipadas con R-600-a, se comercializan estaciones de carga adaptadas para trabajar especialmente con este tipo de refrigerante, las cuales incorporan un carro donde se alojan la bomba de vacío, vacuómetro, manómetro, soporte especial para la botella de refrigerante, báscula de precisión y una serie de llaves en el puente de manómetros, desde donde poder realizar las diferentes operaciones de vacío y carga de refrigerante.

Descripción general

¡,-,_., Tubo

j j ¡R600a

i i

i

Bomba de vacío

1 2 3

I

i

Manómetro R600a Manómetro R134a Vacuóme1ro Tornillo de ajuste Soporte cartucho Válvula soporte Válvula conexión Conexión R600a Conexión R134a Conexión bomba Válvula vado Válvula R600a Válvula R134a Válvula refrigerante Válvula vacuómetro Balanza electrónica Tubo manguera conexión

4

!

5 6

7 8 9

10 11 12 13 14 15 16 17 18

-=-_H--l-- 11 s _+-++t--14 -j-i-H--15

18 13

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onexlon para

bomba de vacío presión

Dado que cada estación tiene un funcionamiento en particular, según sea el puente de manómetros que incorpore, nos limitaremos en este apartado a realizar las operaciones de vacío y carga de refrigerante con grifos de manómetro standard. En el caso de disponer de una estación de carga nos ceñiremos a las instrucciones dadas por el fabricante.

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Síntomas en una instalación con fuga de refrigerante, o bien el compresor no comprime.

Si la fuga se encuentra en el circuito de alta presión ( normalmente en los congeladores en el circuito perimétrico ), la instalación ira perdiendo refrigerante durante los paros por termostato, hasta el momento en que por falta parcial de refrigerante en la instalación, no realizando ningún paro por termostato y en consecuencia el eompresor tendrá un funcionamiento ininterrumpido. Los síntomas en el compartimento refrigerado serán un escarchado parcial en la entrada del evaporador y el resto sin escarcha. La temperatura en el interior del compartimento será por supuesto, menos negativa de lo normal, al tener una falta de fluido refrigerante. En el caso de que la fuga se encuentre en el circuito de baja presión ( normalmente en la unión del tubo capilar con el evaporador en el interior del mueble, o bien en los propios tubos del evaporador o aspiración), la pérdida de refrigerante solo tendrá lugar en las paradas por termostato, cuando se efectúe la igualación de presiones con el circuito de alta, y la presión de baja coja un valor superior a la presión atmosférica, ya que al provocarse la fuga estando la instalación en marcha entrará aire en el circuito, al encontrarse la presión interior de funcionamiento en zona de vacío. Al entrar aire en el circuito hará que la presión de baja aumente y con ello la temperatura de evaporación, consiguiéndose con ello una temperatura de evaporación menos negativa, dificultando que el termostato localice en el interior del recinto refrigerado la temperatura de corte a la que está ajustado. Cuando la pérdida de refrigerante sea significativa, la instalación desde luego ya no realizará los correspondientes paros por termostato, haciendo ciclos de funcionamiento ininterrumpidos y seguirá entrando aire en el circuito mientras esté en marcha. Este aire que entra en el circuito, será aspirado por el compresor y comprimido hacia el circuito de alta presión conjuntamente con el resto de refrigerante que quede en la instalación, comportándose como un incondensable. Los síntomas en el compartimento serán una refrigeración deficiente, con escasa o nula acumulación de escarcha en su superficie debido a la falta de refrigerante, y cabe destacar que aunque la presión de baja puede encontrarse en un valor estimado dentro de lo normal, dicho valor lo causa el aumento de presión que se ha producido en la zona de alta, debido al aire existente en el circuito. En una instalación que no haya sido intervenida, normalmente nos encontraremos un apéndice de tubo en la entrada del filtro deshidratador ( alta presión ), y otro en el tubo de servicio ( baja presión o aspiración) del compresor pinzados y soldados, donde en este último tendremos que instalar una válvula de intervención rápida para comprobar la presión de baja existente en el circuito. Si al comprobar la presión en el circuito de baja encontráramos una presión ( con la instalación en marcha) por encima de la presión atmosférica, el origen de la avería estaría en que el compresor no comprime, en tal caso tendríamos que sustituirle. En primer lugar tendremos que desconectar la instalación de la red, esperar a que se igualen presiones de alta y baja, ( controlando que la presión de baja se recupere al máximo ), instalar una manguera larga en la boca de servicio del grifo del manómetro, y dirigir su extremo fuera de la vivienda, para a continuación abrir el grifo del manómetro y descargar el refrigerante al ambiente exterior, evitando como siempre, la presencia de fuentes de calor.

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Al mismo tiempo podemos instalar otra válvula rápida en el apéndice del filtro deshidratador, y mediante la llave de la propia válvula realizar la misma operación en el circuito de alta presión. En el caso de disponer de un puente de manómetros con tomas de alta y baja, la operación se realiza por las dos zonas a la vez. Una vez descargado el refrigerante, cortar los tubos de descarga y aspiración instalados en los del compresor, desmontarlo de su alojamiento, y es aconsejable sellar los tubos del compresor mediante tapones Lokring, para evitar así la salida del refrigerante contenido en el aceite durante el transporte. Si al comprobar la presión en el circuito de baja encontráramos una presión más baja de lo normal, en primer lugar tendremos que extraer el resto de refrigerante que quede en la instalación, ya que nos encontramos ante una fuga de refrigerante, o bien ante un tapón de humedad o suciedad, por lo que igual que en el caso anterior desconectaremos la instalación de la red, y descargaremos de la misma forma el refrigerante al ambiente exterior. Cuando no salga más refrigerante por la manguera de servicio, estrangularemos el tubo capilar directamente inmediatamente después del filtro deshidratador, mediante unas alicates especiales para oprimir tubo, y conectaremos el compresor a la red aproximadamente 15 minutos, con el fin de que el refrigerante que está retenido en el aceite del compresor ( aprox. 80 % ) sea liberado (auto evacuación). A continuación, desconectaremos la instalación de la red y descargaremos de nuevo el refrigerante por la válvula instalada en el filtro secador que posteriormente tendremos que sustituir. Para realizar el vacío y carga de refrigerante una vez realizada la reparación de la fuga ó el posible tapón, instalaremos una llave de paso manual en la boca de la manguera de baja antes de conectarla al tubo de servicio del compresor, y en la boca de servicio del grifo del manómetro instalaremos una manguera que conectaremos a la bomba de vacío, a continuación pondremos en marcha la bomba efectuando el vacío a la instalación. Si se dispone de un puente de manómetros, se puede realizar el vacío por alta y baja a la vez, pero una vez finalizada la operación de vacío se tendrá que pinzar el apéndice del filtro secador, para evitar que una vez la instalación este en funcionamiento, se acumule refrigerante en estado líquido en su interior, ya que debido a la poca cantidad de fluido que necesita, podría ser causa de un funcionamiento deficiente. Después de aproximadamente 15 minutos de realizar el vacío, cerraremos el grifo del manómetro y desconectaremos la bomba. Si la presión del manómetro se incrementa (pierde el vacío ), puede ser debido a restos de refrigerante que aún se encuentran diluidos con el aceite del compresor que entran evaporación, por lo que repetiremos la operación de vacío hasta que se mantenga durante cierto tiempo invariable. Una vez comprobada la estanqueidad del circuito, la carga de refrigerante se tiene que hacer saliendo de la botella en estado líquido, por lo que instalaremos el envase en la báscula de precisión, a través de un soporte especial que se comercializa para tal fin, o bien de forma que el envase quede en posición invertida. A continuación instalaremos el tubo "poliomida" para conectar el envase a la boca de servicio del grifo del manómetro, abriremos la llave de la botella, purgaremos el aire interior del tubo que hemos instalado ( que recordamos debe ser lo más corto posible ), ya continuación pondremos la báscula electrónica en marcha, que según el modelo, seleccionaremos la opción que nos permita controlar la carga con la máxima exactitud del peso introducido.

197


Abriremos la llave de paso del manómetro ( con la instalación desconectada de la red ) y cargaremos el peso de refrigerante que corresponda según el tipo de instalación ( si no se sustituye el compresor, el volumen de llenado es aconsejable reducirlo en 1 gramo ). Seguidamente esperaremos un tiempo prudencial como para que se igualen las presiones entre el circuito de baja y alta, y finalmente pondremos la instalación en marcha. Cuando se tenga que retirar la manguera instalada en el tubo de servicio del compresor, no hay que olvidar que la instalación trabaja en vacío, por lo que antes tendremos que cerrar la llave de paso manual y de esta forma evitar la entrada de aire al circuito.

Tubo pollollliw¡

El peso total de la carga varía según el aparato, pero no es de extrañar que oscile entre los 22 y 60 gramos de refrigerante. Al poner en marcha una instalación de estas características comprobaremos que la producción de frío en los primeros instantes es mucho más lenta y menos ruidosa que utilizando otros tipos de refrigerante, debido a las bajas presiones de trabajo.

198

REFRIGERACION DOMESTICA

IPUNTOS Y MEDIDAS DE CONTROL I 26.1. PUNTOS DE INSPECCIÓN En los frigoríficos domésticos normalmente se tiene acceso a comprobar el estado del evaporador ó evaporadores, a las temperaturas al tacto del condensador a lo largo de todo su recorrido, a la temperatura del filtro secador, al estado del tubo de retorno y a la temperatura y consumo eléctrico del compresor, ya que de querer comprobar la presión se tendrá que instalar una válvula de intervención rápida en el circuito que se quiera inspeccionar. El evaporador de los departamentos congeladores tanto sea de aparatos unitarios, como el de los aparatos "combis", así como en aparatos de dos compartimentos y un compresor, podrán ser como se ha apuntado anteriormente, de tubos que forman el serpentin y que a la vez sirven de soporte a los cajones interiores, o estos mismos soportes pueden estar constituidos por un evaporador de placas, o bien el evaporador puede estar enterrado dentro del mueble. Con un funcionamiento normal en la superficie del evaporador tendremos que encontrar una cierta cantidad de escarcha en toda su superficie, siendo muy importante que para una buena transmisión térmica su grosor no supere los 3 mlm, ya que de lo contrario la propia escarcha actuaría como aislante. El evaporador del departamento conservador, le deberemos encontrar escarchado cuando la instalación está en marcha y descongelándose cuando la instalación está parada por termostato, todo ello debido a que la resistencia de desescarche instalada detrás de la placa actúa en las paradas del compresor, pero nunca deberemos encontrar acumulación de escarcha. Este tipo de instalaciones tienen la condensación estática y funcionando correctamente con este tipo de condensación, nos encontraremos con el primer codo que está atravesado por el vapor recalentado en la compresión muy caliente al tacto, y los codos siguientes hasta el último estarán a temperatura menos caliente y constante. El líquido al final del condensador no se presenta más que en muy pequeña cantidad, la justa para formar una débil acumulación delante del tubo capilar, por lo que la temperatura del filtro secador deberá estar templada al tacto.

199

26. Refrigeración doméstica. puntos y medidas de control

Calientes y constantes

Templado al tacto

Muy caliente

El tubo de retorno al compresor le deberemos encontrar a temperatura ambiente e incluso fresco al tacto, pero nunca con acumulación de escarcha en su superficie. El consumo eléctrico del compresor no deberá superar la intensidad nominal que se indica en la placa del compresor, ó bien el que consta en la placa de características técnicas del propio aparato. Cuando el compresor realiza unos ciclos normales de funcionamiento, su temperatura cuando funciona es de caliente al tacto.

200

26. Refrigeración doméstica. puntos y medidas de control

26.2. DATOS DE AYUDA PARA LA DETECCIÓN DE POSIBLES AVERÍAS, SEGÚN LAS TEMPERATURAS DEL CONDENSADOR. Si nos encontramos una instalación que el primer codo está más caliente de lo normal, los codos siguientes están muy calientes, pero los últimos codos están a una temperatura más baja que va disminuyendo hacia el final del condensador igualándose con la temperatura ambiente, seguramente tendremos demasiado líquido en el condensador, lo que no es normal en una instalación expansionando con tubo capilar.

Igualación a la temp. ambiente

Más caliente de lo normal

En este caso y al cabo de cierto tiempo de estar la instalación en funcionamiento, se escarchará el tubo de aspiración hasta la entrada al compresor, por lo que tendremos que descargar de refrigerante a la instalación en intervalos cortos de tiempo, y a la vez iremos comprobando la reacción en el tubo de aspiración hasta que la escarcha en dicho tubo desaparezca por completo, con la particularidad de que el evaporador no deje de estarlo en alguna zona. Seguidamente se tendrá que comprobar los correspondientes paros por termostato situándolo en diferentes posiciones de temperatura. Pero en el caso de que el evaporador esté enteramente escarchado, y no hay escarcha en el tubo de aspiración tendremos que efectuar la siguiente prueba: En principio descargaremos algo de refrigerante, y si pasado un tiempo prudencial el evaporador deja de estar escarchado en alguna zona, quedará demostrado que el tubo capilar es demasiado resistente y tendremos que acortarlo.

201

26. Refrigeración doméstica. Puntos y medidas de control

Pero si siguiendo la temperatura del condensador al tacto, encontramos el primer codo como en el caso anterior más caliente de lo normal y de golpe el resto de codos están a una temperatura más baja de lo normal y decreciente a lo largo del condensador, esta situación indica la presencia de aire dentro de la instalación comportándose como un incondensable. Telllp. más baja

de lo nOJlll!! 1"-"

Más caliente de Jo normal

Temp. ambiente

Con la presencia de aire circulando conjuntamente con el refrigerante, encontraremos que la presión en el circuito de baja no es estable, o sea, en intervalos cortos de tiempo toma diferentes valores en más y en menos, y además el consumo eléctrico del motor lo deberemos encontrar más alto de 10 normal con respecto a su intensidad nominal ( In ). En tal caso tendremos que descargar el refrigerante de la instalación, hacer el vacío y cargar con nuevo refrigerante.

202

26. Refrigeración doméstica. puntos V medidas de control

Si el primer codo está poco caliente, y los demás tienen una temperatura demasiado baja, tendremos que observar el escarchado del evaporador que seguramente será defectuoso, en tal caso estamos ante una falta de refrigerante ó un compresor que no comprime lo suficiente.

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Temp. demasiado baja ~~---t

___¡/-.

Poco caliente

Temp. ambiente

Al medir la presión en el circuito de baja nos sacará de dudas ya que si encontramos una presión más alta de lo normal será síntoma que el compresor no comprime lo suficiente y por lo tanto tampoco aspira lo suficiente, y si encontramos una presión más baja de lo normal estaremos ante una fuga ó un tapón parcial en algún punto del circuito. Pero aunque siendo una avería muy poco normal siempre y cuando la instalación no haya sido intervenida anteriormente, cuando encontramos una presión de baja más alta de lo normal no nos debemos olvidar que este síntoma de avería también lo puede provocar, cuando en la instalación hay instalado un tubo capilar poco resistente, en tal caso tendremos que alargarlo.

203

REFRIGERACION DOMESTICA

ICUADROS SINÓPTICOS PARA EL SEGUIMIENTO Y DIAGNOSTICO DE AVERIAS I 27.1. SEGUIMIENTO DE LOS CUADROS SINÓPTICOS Para iniciar el seguimiento de una avería en este tipo de instalaciones, no existe un orden determinado de análisis, pero dado los pocos componentes frigoríficos que normalmente montan estos aparatos, empezaremos tal como se muestra en los cuadros de seguimiento y diagnóstico de averías, por las averías más comunes que nos podemos encontrar que serán que la instalación o no enfría o lo hace parcialmente. La primera inspección que aconsejamos en nuestro método de seguimiento, sería comprobar el funcionamiento del compresor, y nos podremos encontrar con tres situaciones, que funcione continuamente, que funcione a intervalos de pocos segundos ( en los dos casos lo encontraremos muy caliente), o que no funcione (que en este caso estaría frío al tacto ). Según sea el resultado de la inspección podremos asegurar que en el caso de que funcione continuamente la avería es frigorífica, y que en las otras dos situaciones la avería es eléctrica ó mecánica del propio compresor. Tomando como punto de partida la situación en que se encuentre al compresor, las flechas de los cuadros van indicando el orden en que se tienen que efectuar las diferentes comprobaciones, y cada una de ellas se ramifica a la vez en todos los supuestos que nos podemos encontrar cuando se efectúe dicha comprobación, llevándonos por último a un cuadro que nos indica el apartado a consultar para seguir la reparación antes de darla por solucionada. En primer lugar y como norma, es aconsejable hacer una primera inspección visual del estado en que se encuentran el evaporador ó evaporadores de la instalación en cuanto a la zona escarchada se refiere, pudiéndonos encontrar en que solo hay escarcha en una zona del evaporador, o bien no hay escarcha. A continuación siguiendo el cuadro de cabecera, vemos que nos pregunta que comprobemos si el compresor funciona normahnente, ó bien lo hace a intervalos de pocos segundos, ó no funciona. En nuestro caso lo encontraremos funcionando continuamente. Ante esta situación podemos asegurar que a la instalación, ó le falta refrigerante ó bien el compresor no comprime, pero para salir de dudas y al no tener acceso en este tipo de instalaciones a la toma de presión, la flecha nos lleva a un cuadro que nos dice instalar una válvula de intervención rápida ( apartado 7 - 9 ), bien sea, en el apéndice del tubo de servicio del compresor que está sellado con soldadura en la punta, teniendo en cuenta que deberemos instalar la válvula de forma que el pinzado que tiene normalmente este tubo no influya en la lectura de presión, o en el caso de que no tengamos suficiente espacio en el apéndice donde instalar la válvula, la instalaremos en el tubo de retomo lo más cerca posible del tubo de aspiración del propio compresor. Tomando como punto de referencia la presión que estimemos como normal, según sean las características de la instalación que estemos inspeccionando y gas que utilice, en este caso la flecha nos lleva a que encontramos una presión más alta de lo normal debido a la falta de aspiración del compresor al estar posiblemente pasado de válvulas ( apartado 37 - 2 ), en tal caso tendremos que sustituir el compresor. Siguiendo el mismo sistema se van desarrollando el resto de cuadros de averías correspondientes a este tipo de instalaciones.

205

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Diagnóstico: Compresor no comprime

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Funciona a intervalos de pocos segundos

Comprobar alimentación entre Klixon y relé

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consultar apartado correspondiente

No recupera presión

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Desconectar de la red

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FRIGORIFICO NO ENFRIAOLO HACE PARCIALMENTE

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Recupera presión

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Síntoma de la avería: Instalación no enfría o lo hace parcialmente 27 - 2 - Compresor no comprime

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Presión más alta de la normal

AVERIA: Compresor no comprime

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AVERIAEN: Motor Ó tensión ó componentes de arranque

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ENFRIAOLO HACE PARCIALMENTE

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AIRE ACONDICIONADO SERIE DOMESTICA. EXPANSION CON TUBO CAPILAR

ICARACTERÍSTICAS Y MONTAJE DE EQUIPOS I 28.1. CARACTERÍSTICAS BÁSICAS Un equipo acondicionador de aire es un sistema de refrigeración por compresión mecánica, donde el calor se capta en un intercambiador llamado evaporador, y se bombea mediante un compresor hacia otro intercambiador denominado condensador, donde se elimina a un nivel de temperatura superior al que fue captado.

...

213

28. Aire acondicionado doméstico. Expansión con tubo capilar. características y montaje de equipos

Como puede deducirse, cualquier equipo de refrigeración es por definición una bomba de calor, aunque según sea el efecto útil buscado se dividen en : 10 Equipos "solo frío", cuando el efecto perseguido es la refrigeración o extracción del calor de un espacio determinado. Este calor se elimina en el exterior del espacio refrigerado y no se utiliza.

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2 o Equipos "bomba de calor", cuando el efecto buscado es la calefacción o introducción de calor en un espacio determinado. Este calor se toma del exterior del espacio climatizado y se elimina en el interior del mismo. El calor eliminado en la fuente caliente (interior del recinto ), es la suma del absorbido en la fuente fría ( exterior del recinto ), más el calor de compresión, que es energía absorbida por el compresor, transformada en calor, absorbida por el refrigerante y desprendida en el espacio climatizado.

Esquema ciclo de verano

BATERIA EXTERIOR

BATERIA INTERIOR

VALVULADE 4 VIAS DE INVERSION' ACUMULADOR DESUCCION

VALVULA DE RETENCION

TUBO CAPILAR

TUBO CAPILAR FILTRO

214

VALVULA DE RETENCION


Esquema ciclo de invierno

BATERIA INTERIOR

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215

28. Aire acondicionado doméstico. Expansión con tubo capilar. Características y montaje de equipos

28.2. UBICACIÓN DE COMPONENTES En la unidad exterior (condensadora en verano y evaporadora en invierno) de un aparato split " solo frío" o "bomba de calor" de la gama denominada doméstica, la cual engloba unas potencias frigoríficas que van aproximadamente de las 1.200 a las .8000 Frigorías / hora, se alojan básicamente los siguientes componentes : 1° Compresor: En este tipo de aparatos normalmente es del tipo rotativo y acostumbra a ir equipado con un depósito antigolpe de líquido montado en la aspiración, aunque según el fabricante y modelo de aparato, el compresor también puede ser alternativo, scroll, inverter ,etc. y no montar el depósito separador de partículas líquidas. 2 ° Serpentin de aletas para tiro forzado. 3 ° Ventilador axial. 4° Tubo capilar, como elemento de expansión. 5° Válvula de 4 vías o también llamada válvula inversora (solo en los modelos bomba de calor).

FILTRO PROTECTOR CONDENSADOR

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TUBO CAPlLARo

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LLAVE DE LIQUIDO

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COMPRESOR

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216

28. Aire acondicionado doméstico. Expansión con tubo capilar. Características V montaje de equipos

6° Condensadores eléctrolíticos permanentes para el funcionamiento eléctrico del compresor y el ventilador, y que según la potencia del compresor puede montar un contactor en el circuito de potencia. 7° Dos llaves exteriores de interconexión frigorífica con la unidad interior, montando una toma de servicio en la llave de aspiración, aunque encontraremos unidades que montan toma de servicio en ambas llaves. 8 ° Regleta de interconexión eléctrica con la unidad interior. Observaciones: Habrá que tener en cuenta que en las unidades exteriores nuevas se encuentra recogido todo el refrigerante que necesita la instalación, para una distancia de interconexión frigorífica máxima fijada por el fabricante.

En la unidad interior ( evaporadora en verano y condensadora en invierno) de un equipo "solo frío" o "bomba de calor" encontraremos básicamente los siguientes componentes: 1° Serpentín de aletas 2° Filtros de aire. 3 ° Turbina de aire . 4 ° Circuito electrónico. ( que tiene por misión gestionar todas las funciones del aparato ) 5 ° Regleta de interconexión eléctrica con la unidad exterior. 6° Cable y clavija de conexión eléctrica a la red. Observaciones: Las unidades interiores nuevas acostumbran a llevar de fábrica, una precarga del mismo refrigerante que monta la instalación o bien de Nitrógeno, con el fin de evitar la entrada de humedad a la instalación durante su almacenamiento. SOPORTE PARED

EVAPORADOR

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nL'fROS DE AIRE

217


28.3. CIRCUITOS FRIGORÍFICOS EN EQUIPOS SOLO FRIO y BOMBA DE CALOR En los equipos "solo frío" y debido a que el tubo capilar se encuentra instalado en la unidad condensadora, las dos llaves montadas al exterior de dicha unidad son de baja presión ya que están montadas después de la expansión, por lo que en la mayoría de las instalaciones solo tendremos acceso a la toma de baja presión del sistema, aunque algunos fabricantes realizan una salida auxiliar al exterior con una toma realizada en el circuito de alta presión, pudiendo controlar a la vez las temperaturas de evaporación y condensación. En los equipos "bomba de calor" la válvula inversora de 4 vías y el tubo capilar se encuentran ambos instalados en la unidad exterior, por lo que las llaves montadas al exterior de la unidad funcionando en el ciclo de calor "invierno", corresponden a la zona de alta presión del sistema.

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Solo en el caso de montar la toma auxiliar, tendremos acceso a la zona de baja presión. Debido a que tenemos diferentes presiones en la toma de servicio, según trabaje la unidad en el modo de frío o bomba de calor, tendremos que prestar la máxima atención en instalar el manómetro que corresponda, de lo contrario en caso de equivocación el manómetro de baja presión quedará inservible. Una de las características negativas que tienen este tipo de aparatos, es que ante la variación de la temperatura del aire exterior a lo largo del periodo de calefacción, provoca dos tipos de inconvenientes para las bombas de calor que emplean el aire exterior como fuente fría. 1° Cuanto más baj a es la temperatura exterior menos calor suministra la bomba de calor, mientras que las necesidades de calefacción aumentan. 2° Por debajo de un cierto valor de la temperatura exterior, la temperatura de la superficie externa del evaporador en el contacto con el aire baja por debajo de los O oC, formándose una inevitable capa de escarcha sobre dicha superficie. La capa de escarcha así formada no hace más que crecer con el tiempo y en consecuencia entorpecer la transferencia térmica, provocando un aumento en la diferencia de temperatura entre el fluido que se evapora y el aire, y en definitiva, tiene el mismo efecto negativo sobre el coeficiente de funcionamiento que en eIque se produee ante un descenso de la temperatura exterior.

218

28. Aire acondicionado doméstico. Expansión con tubo capilar. características V montaje de equipos

Se ha recurrido a la inversión del ciclo para eliminar la escarcha formada sobre el evaporador actuando mediante una maniobra en la válvula de cuatro vías, haciendo que el intercambiador exterior que tenia la función de evaporador en el ciclo de calefacción, se convierta en condensador y el calor liberado permita hacer fundir la escarcha depositada. Durante la secuencia de desescarche el calor es extraído del interior del recinto, y para evitar que el aire reciclado sea insuflado al recinto acondicionado a una temperatura demasiado baja, se pueden poner automáticamente en servicio unas resistencias eléctricas con el fin de mantener el aire a una temperatura aproximada a los 20 oC., o bien simplemente, parar el funcionamiento de la turbina de ventilación de la unidad interior. Existen prácticamente dos métodos para gobernar las secuencias de desescarche: a) Constatar la presencia efectiva de escarcha y esperar que se forme una capa de espesor suficiente antes de proceder al desescarche. b) De forma contraria, proceder a secuencias sistemáticas de desescarche desde el momento que las condiciones exteriores amenacen con la formación de hielo a partir del agua condensada. El final del ciclo de desescarche se acostumbra a controlar normalmente de dos formas : a) A partir de una medida de la presión del fluido en el intercambiador exterior ( convertido en condensador durante el periodo de desescarche ). b) A través de una medida de la temperatura de dicho intercambiador, ya que la presión y temperatura del fluido aumenta rápidamente al final del desescarche, y por consiguiente, una de estas dos magnitudes puede ser utilizada para ordenar el retorno al ciclo de calefacción. Como anteriormente se ha dicho una bomba de calor que utiliza el aire exterior como fuente fría, suministra tanto menos energía cuanto más baja es la temperatura y más elevadas son las necesidades de calefacción. Para evitar esta dificultad conviene que intervenga una energía de apoyo desde el momento que la temperatura exterior se hace inferior a un cierto límite. La intervención de un apoyo eléctrico hace "caer" el coeficiente de funcionamiento anual, porque una parte de la energía eléctrica consumida no es "multiplicada" por el coeficiente de funcionamiento instantáneo antes de ser utilizado para calentar el aire interior reciclado. Un equipo también llamado de ciclo reversible o bomba de calor, toma de la red eléctrica 1 Kw, y produce aproximadamente entre 2,6 y 4 Kw. Esto supone una aparente contradicción con respecto a uno de los principios más sólidos de la termodinámica, como el que se establece en que la energía ni se crea ni se destruye, sino que solo se transforma, es decir, experimenta transformaciones a lo largo de las cuales el contenido de energía permanece constante. Los Kw que nos faltan desde 1 Kw consumido elécticamente por el equipo, hasta dar entre 2,6 y 4 Kw , el equipo de aire acondicionado los toma de la energía calorífica que hay en el aire exterior, por lo que debemos tener en cuenta que el frío es una sensación humana, no existe, ya que como ya sabemos el frío es la ausencia de calor, el cual existe hasta llegar a los O Kelvin ó - 273 oC.

219

28. Aire acondicionado doméstico. Expans¡ión con tubo capilar. Características y montaje de equipos

Esta particularidad hace especialmente atractiva la bO'mba de calO'r comO' elementO' de calefacción, ya que a diferencia de cualquier O'tra máquina que trabaja cO'n rendimientO' inferiO'r al 100 % , la bO'mba de calO'r produce más energía de la que cO'nsume, cO'nvirtiéndO'la en unO' de lO's métO'dO's más rápidO's y ecO'nómicO's ya que nO' prO'duce energía sinO' que la traslada, hasta alcanzar un 66,5 % del cO'ste de la energía cO'n respectO' al sistema eléctricO'.

28.4. FUNCIONAMIENTO DE LA VALVULA DE 4 VIAS

El tipO' de válvula es de inversión de 4 vías, 2 pO'siciO'nes del tipO' de cO'rredera de desplazamientO' hO'rizO'ntal, acciO'nada pO'r presión diferencial y de cO'nstrucción hermética. Su funciO'namientO' es cO'ntrO'ladO' pO'r una bO'bina sO'lenO'ide que actúa sO'bre la válvula auxiliar de tres vías mO'ntada en la válvula principal. El émbO'lO' de la sO'lenO'ide abre y cierra dO's O'rificiO's de la válvula auxiliar cO'nectadO's pO'r tubO' capilar a lO's extremO's de la válvula principal, y un tercer tubO' capilar que sirve de línea de purga para lO's O'trO's dO's capilares va cO'nectadO' al tubO' de succión en la válvula principal. CuandO' se invierte la válvula principal, se invierte la función de lO's intercambiadO'res de calO'r ya que el cO'ndensadO'r pasa a ser evapO'radO'r y el evapO'radO'r pasa a ser cO'ndensadO'r. Un sistema de pistón acciO'na la cO'rredera de la válvula, y la presión diferencial entre lO's ladO's de alta y de baja del sistema de refrigeración hace que el cO'njuntO' pistón - cO'rredera se invierta de pO'sición. PASADORES DE ACERO INOXIDABLE - - - - - - - , !i-----,-,MUELLE DEL EMBOLO

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CORREDERA----f+--!+------... SOPORTE DE LA CORREDERA

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DESCARGA DEL COMPRESOR

AGUJA DEL PISTON CAPILAR DE SUCCIONCOMUN

-it-'~====:;:};--_-tt_TUBO DE SUCCION

CUERPO PRINCIPAL

INTERCAMBIADOR DE CALOR

CAPILAR

INTERCAMBIA-

l=:::====\ DOR DE CALOR

COMPRESOR

Hay dispuestO's 3 tubO's en la parte inferiO'r de la válvula principal, dO'nde lO's dO's laterales irán indistintamente hasta lO's dO's intercambiadO'res de calO'r ( cO'ndensadO'r y evapO'radO'r ) , y el tubO' central estará unidO' siempre alIadO' de aspiración del sistema. El tubO' que sale sO'1O' desde encima de la válvula está cO'nectadO' siempre al tubO' de descarga del cO'mpresO'r.

220


La válvula puede ser instalada de manera que la solenoide se excite para la refrigeración o para la calefacción. Inversión de la válvula

10 La solenoide abre un orificio de la válvula auxiliar. 2 0 Disminuye la presión en el extremo de la válvula principal conectado al orificio auxiliar abierto.

3 o La presión diferencial creada entre el pistón y el extremo donde está el orificio auxiliar abierto mueve el conjunto del pistón, arrastrando consigo la corredera. 4 0 La corredera cambia los recorridos de succión y alta presión para invertir el flujo de

refrigerante a través de los intercambiado res de calor. 50 Al final de la carrera, la aguja del pistón cierra la conexión de la válvula auxiliar de manera que el refrigerante a alta presión no puede circular de nuevo hasta el tubo de succión.

6 o La presión se equilibra en ambos extremos de la válvula principal y la corredera permanece en reposo. Recorrido del gas refrigerante - Calefacción ( después de la inversión). Bobina solenoide de la válvula auxiliar desexcitada.

CIERF221 APERTURA

f f UNIDAD EXTERIOR

UNIDAD ~+--==-=~ INTERIOR

COMPRESOR

CAPILAR

221


- Fase de refrigeración o desescarche ( después de la inversión ). Bobina solenoide de la válvula auxiliar excitada.

APERTURA CIERRE

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UNIDAD EXTERIOR

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UNIDAD INTERIOR

COMPRESOR

CAPILAR

Precauciones a tomar en la sustitución de la válvula de 4 vías : Envolver el cuerpo de la válvula con un trapo húmedo mientras se suelda al sistema, ya que la temperatura del cuerpo de la válvula no debe superar los 120 oC.

222


28.5. INSTALACIÓN DE LA UNIDAD INTERIOR Planificación de la instalación

10 Verificar que la vivienda o recinto cuenta con la potencia eléctrica adecuada para instalar la unidad. 2 o Indicar donde es preferible instalar la unidad interior, debido a la conducción del agua condensada en la unidad interior durante el funcionamiento en verano. 3 0 Evitar todas las curvas posibles en la instalación de las líneas frigoríficas, ya que un número elevado de curvas reduce el rendimiento del equipo, así como también, el desnivel entre la unidad interior y exterior no debe sobrepasar los límites marcados por el fabricante. 4 o La distancia entre unidades es aconsejable que no sea inferior a 3 metros, ya que si es menor se pueden ocasionar ruidos y vibraciones indeseables (en caso de que la distancia sea menor, se tendrá que hacer una espiral con el tubo sobrante antes de su conexión con la unidad condensadora), así como tampoco es aconsejable sobrepasar las distancias máximas entre unidades marcadas por el fabricante ya que se podrían ocasionar pérdidas de carga. Unidad interior ( precauciones a tener en cuenta antes de la instalación) a) Instalar en un lugar que resista el peso de la unidad. b) No instalar cerca de una fuente de calor o vapor. c) Los pasos de entrada y salida de aire han de permanecer libres de obstáculos. ( las distancias mínimas entre los dos laterales de la unidad y la pared, así como de la parte superior de la unidad al techo será de 5 cm. )

más de

Salida de aire

por encima de la altura de los ojos

d) Instalar la unidad en un lugar en que la circulación de aire sea buena. ( controlar que no hayan rebotes ). e) No instalar la unidad cerca del acceso a la puerta. f) La altura donde es aconsejable montar la unidad está aproximadamente a 2 metros del suelo.

g) Instalar la unidad en un lugar donde sea fácil de conectar con la unidad exterior y con el desagüe.

223


Instalación de la unidad interior 10 Montar el soporte metálico donde se cuelga la unidad con cuatro tornillos y tacos, utilizando para ello un nivel con el que comprobar su instalación tanto horizontal como verticalmente, con el fin de tener un desagüe correcto de los condensados.

plato de soporte

Placa de instalación

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"'-~ínea

Pesa

de trazado

Hilo

2 0 Perforar el agujero por donde pasarán las tuberías y cables eléctricos de interconexión con la unidad condensadora, con una broca hueca de aproximadamente 70 mlm de diámetro, teniendo en cuenta que el agujero deberá estar ligeramente sesgado con caída al exterior, para prevenir así la entrada de agua al interior de la vivienda en los días de lluvia a través de los tubos.

Pared [ Interior

= 070 mm.

224

070 mm.

1

[Exterior

I


La tubería puede conectarse en cualquiera de las cinco conexiones indicadas en la figura. Cuando se conecte la tubería en las direcciones 2 y 5, habrá que cortar para el paso de la tubería con una sierra para metales la parte estriada del lateral de la cubierta frontal. Cuando se conecte la tubería en la dirección 3, se cortará una ranura en la pared delgada de la parte inferior de la pared frontal.

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izquierda

Toma trasera

Toma inferior

En caso de que la salida de tuberías se realice en la dirección 1, 2 o 3 , se tendrá que unir conjuntamente con cinta aislante, la manguera de drenaje con la manguera de interconexión eléctrica y las tuberías de refrigerante, teniendo la precaución de que la manguera de desagüe quede situada por debajo de los tubos frigoríficos, evitando siempre los sifones que no pueda vencer la caída de agua libre.

cable de ~Ü¡bÓdegas . . . . conexión ••'

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Liar los tubos juntos sin grapas

tubo de líquido

manguera de drenaie

Cinta aislante

En el caso de que la salida de tuberías se realice en las direcciones 4 ó 5 se tendrá que alargar el desagüe de la máquina con tubo de PVC, nunca con tubo de cobre.

225


3 0 Para desmontar el frontal de la unidad interior tendremos que abrir la rejilla frontal de entrada de aire donde se alojan los filtros, colocar las lamas de salida del aire en posición horizontal, y a continuación desmontar los embellecedores de plástico que tapan las cabezas de los tornillos y desatornillarl os.

Panel frontal

Tornillo de rosca

~ ~d'rooox¡oo manguera de drenaje

Pasamuros (lado exterior)

EXTERIOR

4 o Cuando se hayan pasado los tubos frigoríficos y la manguera de desagüe que salen de la unidad interior por el orificio de la pared, se colgará la unidad en las uñas superiores del soporte metálico, para que a continuación hagamos coincidir los encajes de la unidad interior con los ganchos inferiores del soporte, y al tiempo que se baja la unidad, tendremos que apretar contra la pared.

226


Unidades tipo cassette

- Ejemplos de anclaje de barras al techo Hormigón

/// Anclaje

Biga

lirantes

?

P==-_=:C:::---~ 70 o más

Rosca

~

__ =r=_-t=i 70 o más

Cielo raso

- Suspensión de la uuid¡id

Barra

~~~;

~\=lec=ho=:J: ;: : :>1 ~-

t::::::4

- Prueba de drenaje Aislamiento

Recipiente con agua

Drenaje Tuberia gas Tubería liquido

Barra de suspensión (8-lOmm)

Techo

Salida aire Entrada aire

227

28. Aire acondicionado doméstico.

Expans~ón

con tubo capilar. Características y montaje de equipos

Comprobaciones:

a) Tanto los ganchos superiores como los inferiores deben quedar correctamente engarzados, y la unidad no se debe mover ni hacia delante ni hacia atrás, ni a la izquierda ni a la derecha. b) La unidad debe estar perfectamente nivelada tanto horizontal como verticalmente. e) La manguera de desagüe debe estar ,en la parte inferior del agujero de la pared ( para evitar sifones ).

228


28.6. INSTALACIÓN DE LA UNIDAD EXTERIOR Unidad exterior ( precauciones a tener en cuenta antes de la instalación) a) Instalar en un lugar que resista el peso de la unidad. b) Para que el aire circule libremente, se tendrá que dejar entre las paredes y la unidad los espacios mínimos indicados en la figura, para evitar de esta forma que puedan haber rebotes o embo1samientos de aire.

más de 10 cms.

,

..e

más de 10 cms.

~

c) Si hay montado un toldo sobre la unidad para impedir la exposición a la luz solar directa o a la lluvia, habrá que tener cuidado en no restringir la libre cesión de calor por parte del condensador hacia al aire exterior. d) El aire caliente emitido no deberá afectar a ningún animal o planta. e) Si el modelo es una bomba de calor, tendremos que recordar que en la unidad exterior tendremos que conducir los condensados que se producen en invierno a algún desagüe.

Instalación de la unidad exterior 10 Fijar los soportes metálicos en la pared debidamente nivelados, asegurándonos de su correcta instalación.

2 0 Para evitar posibles vibraciones, es conveniente instalar silenblocs de goma, caucho, muelles, etc. entre los pies de la unidad y los soportes, para de esta forma evitar que dichas vibraciones puedan transmitirse a la casa.

229


28.7.INTERCONEXIÓN FRIGORÍFICA DE LAS DOS UNIDADES (R-22 Y R-410-a) Preparación de las tuberías El primer paso a realizar será medir la distancia entre las dos unidades para cortar el tubo de cobre, teniendo en cuenta las posibles curvas y siendo conveniente dejar una distancia de seguridad. En caso de que no se pueda instalar el tubo de una sola vez, podremos hacer la unión de tubos a través de tuercas y uniones roscadas, o bien por medio de soldadura. Si se debe realizar alguna soldadura, es muy importante utilizar corriente de Nitrógeno seco (pureza 99,9 %) con una presión de aproximadamente 0,2 bar, con el fin de desplazar el oxigeno del aire interior y no provocar óxidos de cobre en el circuito. Es de suma importancia utilizar siempre tubo de cobre frigorífico de primera calidad, y respetar las medidas de espesor y el diámetro de los tubos, teniendo en cuenta que jamás se debe abrir el rollo de tubo en forma de acordeón, sino, apoyarlo en el suelo y proceder a su estirado. Cortar siempre el tubo con la ayuda de un cortatubos de forma que no entren virutas en su interior, por tal motivo nunca se debe utilizar la sierra de hierro. Es importante no terminar el corte con el cortatubos, sino, para acabar el corte realizaremos una presión con las manos, ya que de esta manera no cerraremos el diámetro interior. Del mismo modo no es aconsejable presionar demasiado la cuchilla del cortatubos , a fin de no producirle dobleces o algún estrechamiento. Al escariar los cortes, debemos tener la precaución igualmente de hacerlo disponiendo el extremo del tubo hacia abajo, ya que así las virutas no se nos introducirán en el interior de los tubos, y por supuesto al finalizar el escariado evitar soplar el interior del tubo ya que introduciríamos humedad y posibles restos de cobre. En el caso de que no se eliminen las rebabas, se podrían provocar fugas de gas. Una vez finalizada la operación es importante tapar inmediatamente los extremos del tubo tras su corte a fin de evitar la entrada de polvo, suciedad y humedad. Es importante no curvar el tubo varias veces por el mismo punto, ya que este endurece y podríamos provocar su rotura. Siempre es importante evitar al máximo las curvas muy cerradas y efectuarlas siempre por medio de doblatubos o en su defecto por muelles especiales para tal fin, pero debemos conocer que con los muelles las curvas suelen quedar más abiertas. Si el curvado se realiza con muelle tendremos en primer lugar que introducirlo en el tubo y realizar la curva pretendida, para a continuación cerrar un poco más el ángulo y volver a su posición definitiva, ya que de esta forma el muelle saldrá con la máxima facilidad, de 10 contrario se corre el riesgo de deformar el muelle. Seguidamente debemos aislar los tubos por separado ( así evitaremos condensaciones y pérdidas de rendimiento en el circuito ), utilizando para ello la medida de aislamiento que corresponda según el diámetro del tubo, y a continuación taparemos los extremos de los tubos con cinta aislante e introduciendo en el interior de las tiras de aislamiento una pequeña cantidad de "polvo talco", con lo cual facilitaremos la circulación del tubo por su interior. Antes de proceder al abocardado se tendrán que introducir en los tubos las tuercas que vienen instaladas en las bocas de unión de las dos unidades, teniendo en cuenta que al abrir las tuercas de la unidad interior, podría salir gas refrigerante o Nitrógeno introducido en fábrica para evitar así la oxidación en el interior de la unidad.

230


A continuación acoplaremos el extremo del tubo de cobre a la pinza del abocardador de forma que sobresalga en principio entre 0,2 y 0,5 m/m, y una vez engrasado con aceite frigorífico el cono de la herramienta ( de esta manera se evitan un porcentaje muy alto de fugas ), procederemos a realizar el abocardado, el cual finalizará cuando se compruebe que la zona abocinada ó abocardada cubre totalmente el alojamiento dispuesto en el interior de la tuerca, ya la vez comprobaremos que al entrar el tubo en su interior, no tropieza el abocardado con los hilos de rosca de la propia tuerca. Cuando el abocardado se haya realizado correctamente, la superficie brillará uniformemente y tendrá un espesor regular, aunque siempre es recomendable verificar minuciosamente el acabado del abocardado, ya que es la parte que entra en contacto con los conectores.

<:J

~~-~tubo unidad intertor

_\.lr-< llave fija

D

tuerca

tubos

---r~ I

--p

;

R-"ave de torsión

Es importante introducir las primeras vueltas de las tuercas con la mano para lograr que se encaren correctamente los hilos de ambas roscas, seguidamente apretaremos las tuercas utilizando llaves fijas, teniendo cuidado de no apretar excesivamente ya que podríamos romper las tuercas o el abocardado del tubo. Al ser mayor la presión en un acondicionador de aire que funciona con R-410-a, que en uno que utiliza R-22, R-407-C, ó R-417-A, es necesario que el espesor de las tuberías de cobre tengan una pared mínima de 0,8 m/m, yen ningún caso deberá instalarse tubo de una pared inferior aunque se comercialicen en el mercado. manija O-O.5mm

I

tubo de cobre flecha roja indicadora

Para el abocardado de los tubos en una instalación de R-410-a, se recomienda utilizar un abocardador especial de embrague, con el que el tamaño del cono permite un abocardado adecuado para este tipo de gas, aunque también nos servirá para los otros tipos de gases.

231


Este abocardado también se puede realizar con las herramientas de R-22, aumentando en principio la distancia de salida del tubo (aproximadamente entre 1 m/m y 1,5 m/m ) de la pinza del abocardador, aunque esto puede comportar problemas, como por ejemplo la rotura del tubo. Para evitar este contratiempo se puede utilizar una galga de 1,0 m/m de espesor, que ayudará a ajustar fácilmente la salida del tubo.

28.8. INTERCONEXIÓN ELÉCTRICA DE LAS DOS UNIDADES

En principio, retiraremos de la unidad exterior la tapa lateral del panel de control aflojando el tornillo de fijación. Conectar los cables de interconexión entre unidades, asegurándonos que coincida el color de cada cable con la numeración del terminal, tanto en la unidad evaporadora como en la unidad condensadora ( siempre se tendrá que respetar las secciones de hilo recomendadas por el fabricante tanto en la interconexión de unidades, como de la manguera de alimentación eléctrica a la red)

1

X

1 SOLO FRÍO

Unidad Interior Regleta de Bornas Tierra

®

IN ¡1. !3 14 ¡

2 x 1 SOLO FRÍO

Roj. Az. Mar.

Unidad Exterior Regleta de Bornas

Mar. Az. Roj.

Tierra

@

2 x 1 BOMBA DE CALOR

Cables de fuerza

l(L)

232

Terminales unidad interior


unidad interior


A-Unidad

B-Unidad

A-Unidad

B-Unidad


Hay que recordar que en la interconexión de las sondas térmicas de seguridad ( en caso de montarlas) estas pueden tener polaridad. ACOMETIDAS ELÉCTRICAS PARA EQUIPOS SPLIT

Frigorías

2250 3000 4500 6000

Watios 990

1530 2000 2550

Amperios

4,6 7 9,8

12

Protección I.C.P. 10 10

15 20

Sección cable miro

2 x 2,5 + 1,5 T 2 x 2,5 + 1,5 T 2x2,5 + 1,5 T 2x4 +2,5T

28.9. BARRIDOS, VACÍOS y COMPROBACIÓN DE FUGAS (R-22, R-407-C y R-410-a) Barridos En aparatos equipados con R-22, yen el caso de no efectuar el vacío después del montaje de la instalación, se podía efectuar un barrido de la zona abierta con el propio refrigerante de la instalación antes de la puesta en marcha. Para ello una vez montada la unidad interior y las líneas frigoríficas que la unen a la unidad condensadora, abriremos la llave de interconexión "pequeña" de la condensadora, o sea, la de líquido a baja presión, y a continuación purgaremos con la ayuda de un destornillador actuando sobre el obús de la torna de servicio que monta la lleve de interconexión "grande" que corresponde a la de gas durante aproximadamente 15 ó 20 segundos, con el fin de que el refrigerante que almacena la unidad condensadora empuje hacia el exterior el aire que se encuentra en el interior de los tubos que se han instalado y en la propia unidad interior, aunque siempre que se disponga de información del fabricante, se mantendrán los tiempos de purgado indicados, que por supuesto estarán siempre en relación con la longitud de las líneas. En los aparatos equipados con refrigerantes de la serie R-400, no es aconsejable efectuar barridos, debido a la posibilidad de alterar los diferentes porcentajes de la propia mezcla de refrigerantes que 10 constituyen. Vacíos El mantener la ausencia de humedad en el interior del circuito es de suma importancia utilizando los nuevos refrigerantes R - 407 - C Y R - 410 - a, ya que la propiedad higroscópica del aceite del compresor, hace que con la entrada de humedad se formen hidratos que posiblemente taparán el capilar de la instalación, por 10 que la bomba de vacío va a ser un elemento de vital importancia a la hora de trabajar con los nuevos refrigerantes. Con el R-22 las bombas de vacío tenían en el cárter aceites minerales, y al ser totalmente perjudicial su mezcla con los aceites sintéticos de los nuevos refrigerantes, se han de tornar precauciones para que se pueda evitar que las gotas de aceite que hay en las mangueras de los manómetros se mezclen con los de la bomba. Por todo esto y aunque se puede trabajar con la misma bomba que se trabajaba con R-22, hay que añadirle un accesorio que nos impida en la medida de 10 posible este problema.

233


El accesorio consiste en colocar una válvula solenoide y una válvula antirretorno en la boca de aspiración de la propia bomba, de tal manera que la bomba aspire pero no admita nada de aceite, siendo también muy eficaz cuando por ejemplo ante un corte de fluido eléctrico (pérdida de vacío), la solenoide corta e impide que se pierda el vacío realizado. Otra opción sería tener una bomba cargada con aceite sintético, para trabajar tranquilamente con los nuevos refrigerantes. Para realizar el vacío es recomendable utilizar una bomba de doble efecto, y es conveniente que una vez realizado el vacío este se mantenga en 0,3 mbar. Comprobación de fugas Uno de los métodos que mejor resultado da cuando la fuga no se encuentra en las uniones mecánicas entre los tubos y accesorios, es la presurización del sistema por zonas, a través de Nitrógeno. El R-4lO-a igual que el R-22 es combustible bajo presión cuando se mezcla con aire, por lo tanto, la detección de fugas no debe realizarse nunca con una mezcla de refrigerante y aire, siendo mucho más conveniente utilizar una mezcla de refrigerante y Nitrógeno, y siempre con la máquina parada. La botella de Nitrógeno deberá incorporar un manorreductor desde la presión de la botella que estará alrededor de unos 200 bar, a las presiones a las que normalmente se van a presurizar las instalaciones, las cuales estarán comprendidas entre O y 60 bar. Para la detección de fugas se pueden utilizar detectores electrónicos, spray, agua jabonosa o lámparas ultravioleta para HFC, ya que los detectores de llama solamente son sensibles a los refrigerantes clorados ( R-22, R-12, etc .. ) y como estos refrigerantes no llevan cloro, este tipo de detectores son ineficaces. Hay que tener presente que algunos tipos de detectores ( los de ionización no específicos ), no son tan sensibles a los refrigerantes HFC como a los HCFC y los CFC. Para este tipo de refrigerante se utiliza un detector de alta sensibilidad exclusivo para refrigerante HFC, que en el caso del R-4lO-a, la sensibilidad de detección es de 23 gramos al año aproximadamente. 28.10. CARACTERÍSTICAS DE LOS REFRIGERANTES, (R- 22, R-407-C, R-410-a y R-417-A) Según las Regulaciones Europeas en cuanto a la fabricación de equipos, señala que los refrigerantes HCFC (R-22), no serán permitidos en equipos nuevos de menos de 100 Kw. a partir de 10 de Julio de 2002, así como la fecha limite para las bombas de calor será ello de Enero de 2004. A partir de elide Enero de 2010, queda prohibido el uso de HCFC puro, en el mantenimiento de equipos, teniéndose que cargar los sistemas existentes con refrigerantes nuevos, y a partir del 1 de Enero de 2015 quedarán prohibidos todos los HCFC. Opciones de refrigerantes naturales - Amoníaco: Venenoso, explosivo, irritante. - Hidrocarburos (Isobutano, Isopropano ): Explosivos.

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Opciones de refrigerantes artificiales ( CFC, HCFC, HFC ) - CFC : Atacan la capa de ozono, contribuyen al efecto invernadero. - HCFC : Menos ataque al ozono (20 veces menos), menor contribución al efecto invernadero. - HFC : No atacan el ozono, similar contribución al efecto invernadero que los HCFC. ( R- 134-a, R-407-C, R- 41O-A ). Hidrofluorcarbonados.

Refrigerantes alternativos En principio los refrigerantes alternativos han de tener propiedades termodinámicas ( calefacción y refrigeración) adecuadas para la aplicación prevista. El R-134-a , no es alternativa debido a que aumenta el tamaño de los compresores y también el coste en un porcentaje considerable. El R-7l7 (Amoníaco) es tóxico.

Por lo tanto se han de tomar en consideración, las combinaciones o mezclas de refrigerantes. Características del R-407-C - Termodinámicamente inferior ( de 3 al 5 % ) - Prácticamente coincide con el R-22 en prestaciones, presiones, etc. Diferencias zeotrópicas : - Deslizamiento de la temperatura "GLIDE", aproximadamente 7 ,2 oC Posibilidad de separación de los componentes de la mezcla. ( por lo que en caso de fuga de refrigerante no es aconsejable recargar) . Degradamiento de la transferencia de calor. Es conveniente no apurar las botellas de los refrigerantes R-400, ya que cabría la posibilidad de introducir gas de composición desconocida en el circuito.

Características del R-410-A : Este refrigerante trabaja con presiones de aproximadamente un 60 % superiores a las del R-22, por lo que este refrigerante no sirve para transformar máquinas de R-22, ya que las paredes de las tuberías de las baterías tienen que tener un mayor espesor para mantener el mismo nivel de seguridad que con el R-22. En las unidades de R-4lO-a , la mínima presión de rotura para todos los componentes del lado de alta del sistema debe ser de 210 bar. Asimismo implica la necesidad de utilizar manómetros con escalas de presión mayores. Nunca se debe utilizar otro refrigerante distinto del R-4l0-a, en un acondicionador de aire diseñado para funcionar con R-4lO-a. En el caso de tener que sustituir una unidad vieja que ha trabajado con R-22 por una que trabaje con R-4l0-a, es conveniente usar tuberías nuevas de interconexión entre unidades, debido a las diferentes presiones de trabajo y a los diferentes aceites lubricantes empleados, aunque si el espesor

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de pared de la tubería de cobre es el correcto, solo tendremos que hacer un abocardado nuevo, y una limpieza interior de las tuberías para no dejar restos de aceite mineral. El R-41O-a tiene un deslizamiento de temperatura tan bajo, (inferior a 0,17 K) que se considera un refrigerante "cuasiazeotrópico", lo cual es excelente ya que se comporta de un modo muy parecido a un refrigerante monocomponente puro, lo que significa que ni el deslizamiento de temperatura ni la recarga son un problema, por lo que después de una fuga, se podrá recargar la instalación con la misma particularidad que todos los refrigerantes de la serie R-400, o sea, saliendo el refrigerante de la botella en estado líquido Además, el R-4lO-a, transfiere muy bien el calor (con más eficiencia que el R-22), y al trabajar con una presión mayor la masa de refrigerante aspirada tiene mayor densidad de vapor, con lo que se consigue una mayor capacidad para el mismo desplazamiento del compresor, lo que permite diseñar aparatos más pequeños, pudiéndose utilizar satisfactoriamente en equipos "solo frío" y "bomba de calor", que trabajen con compresores Scroll o Rotativos. Aunque es ininflamable a la presión atmosférica, el R-41O-a ( igual que el R-22 ) puede convertirse combustible cuando está sometido a presión si se mezcla con aire, por lo que como se ha dicho anteriormente, se aconseja no cargar un sistema en el que exista la sospecha de que puede tener aire en su interior. El refrigerante R - 410 -a, está compuesto por: 50 % R-32 : COP bueno, pero es inflamable y trabaja a alta presión. 50 % R-125 : Reduce la inflamibilidad. Es aconsejable almacenar el refrigerante en una zona fresca, seca y bien ventilada, protegido de la luz solar directa y lejos de elementos corrosivos, ya que el calor puede elevar la presión interna de las botellas, con el riesgo consiguiente. Si se produce una fuga de gas refrigerante durante la instalación o el mantenimiento, habrá que ventilar bien el recinto, ya que si el gas refrigerante entrase en contacto con el fuego, podría formarse un gas tóxico.

236


El aumento de presión que se tendrá en instalaciones que trabajen con R - 410 .a, comparadas con las que se tienen con R- 22, a una misma temperatura son las siguientes:

Temperatura o e O 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Presión R-22 barg 4 4,8 5.8 6,9 8 9,4 10,9 12,5 14,3 16,3 18,4

Presión R-410-a bar~ 7 8,3 9,9 11,5 13,4 15,5 17,9 20,4 23,2 26,1 29,5

Por tal motivo la resistencia a la presión de las mangueras de carga así como el material, también han sido incrementadas.

Resistencia a la I presión

Presión normal Presión rotura Material

Tamaño

Manguera de carga convencional 3,4MPa (34Kg/cm 2) 17,2MPa ( 172 Kg / cm 2 ) NBRgoma

7/16 UNF 20 canallpulg.

Manguera de carga R-410-a 5,1 MPa (51 Kg/ cm 2) 27,4Mpa ( 274 Kg / cm 2 ) HNBR goma revestida interiormente con nylón 1/2 UNF 20 canall~ul..&

El R-41O-a no es miscible con aceites minerales y alquilbencenicos usados habitualmente con el refrigerante R-22, por lo que normalmente utilizan aceites del tipo poliolester ( POE ). Si se mezclan los aceites POE y minerales, ambos pueden deteriorarse y obstruir el dispositivo de expansión o causar el fallo del compresor por tener una lubricación defectuosa. La botella de refrigerante exclusiva de R-41O-a, va identificada con el nombre del refrigerante, y normalmente lleva una malla de color rosa, de acuerdo con la norma estadounidense ARI.

Según el tamaño del conector del tubo de carga, se requiere una toma de carga con rosca de 1/2 UNF de 20 hilos por pulgada y la junta correspondiente.

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Características del R- 417-A Este refrigerante es ODP cero, es decir que no daña la capa de ozono. Si queremos sustituir el R-22 por este refrigerante lo único que debemos hacer es extraer el R-22 del equipo, hacer el vacío correspondiente y cargar el R-417-A por fase líquida, no siendo necesario modificar ni realizar ningún cambio en la instalación. Esta ventaja es particularmente útil en equipos que montan compresores herméticos donde es complicado realizar los cambios de aceite del mismo. Es un refrigerante no azeotropico cuyas presiones y comportamiento es muy parecido al R-22, y además es compatible con todo tipo de aceites, teniendo una eficiencia energética (COP) superior a la del R-22. En caso de fuga de refrigerante no es aconsejable la recarga.

28.11. CARGA DE REFRIGERANTE Y AJUSTE DE INSTALACIONES (R-22, R-407-C, R-410-a y R-417-A) Conceptos generales La temperatura de evaporación recomendada para instalaciones de aire acondicionado estará alrededor de + 1 oC para todos los tipos de refrigerante, para evitar de esta forma la congelación de la humedad que contiene el aire tratado en la superficie del evaporador. Las presiones de

trabajo serán diferentes para cada refrigerante. Opción 1 ° - Carga por baja, en estado gaseoso y con la máquina en marcha. La forma de realizar la carga con refrigerante en estado gaseoso utilizando los refrigerantes mezcla, es instalando varias mangueras acopladas por mediación de uniones roscadas, entre la salida del manómetro y la instalación. Entre la botella y el manómetro, el refrigerante estará en el interior de la manguera en estado líquido, pero cuando se abra y se cierre el grifo del manómetro para realizar la carga, el refrigerante en estado líquido encontrará la baja presión de la instalación, entrando seguidamente en evaporación en el interior de las mangueras. Para más seguridad en cuanto a la posibilidad de entrar refrigerante en estado líquido a la instalación, se puede instalar un visor en la última manguera. En caso de no alargar las mangueras, y para evitar la entrada de líquido al compresor el proceso debe ser lento y realizarse antes del depósito antigolpe, para evitar de esta forma los posibles golpes de líquido en el compresor ( que provocaría rotura de válvulas en compresores alternativos y arrastre de aceite hacia la instalación).

Opción 2° - Carga por alta y/o baja, en estado líquido y con la máquina parada. En este caso se empieza la carga con máquina parada, inundando condensadora y evaporadora, con refrigerante en estado líquido, hasta comprobar un subenfriamiento con respecto a la temperatura ambiente de 3° e aproximadamente. Una vez dejado pasar un tiempo prudencial y con el fin de permitir la igualación de presiones entre los circuitos de alta y baja, se pone en marcha la instalación y se ajusta la carga por baja siguiendo los pasos de la primera opción.

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Carga de refrigerante con R- 22 - Indistintamente opción 1a O 2 a . - Control de las diferentes mediciones, (consultar apartado cantidad de fluido refrigerante). - En caso de sobrecarga de refrigerante, puede descargarse tanto en estado líquido como en gaseoso Carga de refrigerante en instalaciones nuevas de R-407-C - Indistintamente opción 1a O 2 a . - Control de las diferentes mediciones, (consultar apartado cantidad de fluido refrigerante). - El valor del recalentamiento se calculará a partir de la temperatura de rocío en el evaporador. - El valor del subenfriamiento se calculará a partir de la temperatura de burbuja en el condensador. - En caso de sobrecarga de refrigerante, solo puede descargarse en estado líquido. En el caso de aparatos split se dispone de refrigerante en estado líquido a baja presión, en la llave "pequeña" de interconexión instalada al exterior de la unidad condensadora. - Cuando se produce una fuga de gas utilizando esta mezcla de refrigerantes y al no conocer la proporción de la mezcla fugada, es conveniente como norma hacer una descarga total y posterior carga completa de refrigerante, debido al deslizamiento importante de temperaturas que sufre, ya la posible rotura o descomposición de la mezcla original. Aunque es importante conocer las diferentes concentraciones que los componentes de la mezcla tienen en fase líquida y en fase vapor. Si analizamos una botella de R-407-C, vemos que en la fase líquida la concentración de R-32 es de un 23 %, mientras que el mismo R-32 en la fase vapor está presente con una concentración del 32 %. El R-125, en fase líquida esta presente en un 25 %, mientras que en la fase vapor en un 32 %. El R-134-a que de los tres gases de la mezcla es el de menor presión, en la fase líquida está presente en un 52 %, mientras que en la fase vapor es de un 36 %. Conclusiones en cuanto a fugas y descomposición de la mezcla: Si la fuga de refrigerante se produce en una zona del circuito donde solo hay vapor ( línea de descarga del compresor y aspiración ), la composición de la mezcla no varía, debido a que la composición del vapor es idéntica a la de la mezcla, y cada componente fuga en la misma proporción. Si la fuga de refrigerante se origina en un punto del circuito donde tenemos líquido, la composición del refrigerante no cambia, debido a que la proporción del líquido es la misma a la de la mezcla y fuga en la misma proporción. Si la fuga se produce en un punto donde se tenga el refrigerante en fase líquida y vapor simultáneamente ( evaporador, condensador o recipiente de líquido ), el fraccionamiento podrá producirse y habrá un cambio en la composición del refrigerante. Si por ejemplo, la fuga se produce en el evaporador y solo fuga vapor (fugará preferentemente el de mayor presión de vapor )y habrá una variación en los porcentajes de composición de la mezcla resultante.

239

28. Aire acondicionado doméstico. Expansilón con tubo capilar. Características y montaje de equipos

Es importante tener en cuenta que para que exista un cambio en la composición del refrigerante, la fuga debe producirse en una parte del sistema donde estén presentes la fase líquida y vapor, y solamente el vapor se fugue del sistema, por lo que ante una fuga de refrigerante y siempre dependiendo de la zona donde tenga lugar, se puede llegar a aceptar la recarga en fase líquida, con este refrigerante mezcla. En el supuesto que una vez realizada la recarga de refrigerante, no se alcanzaran los valores normales de presiones y temperaturas de funcionamiento, sería inevitable el vaciado y carga de la instalación con refrigerante nuevo. Carga de refrigerante en instalaciones nuevas de R-410-a Debido a la alta presión y a la rápida evaporación del R -41 O-a, en el caso de realizar la carga de refrigerante con un cilindro de carga ó dosificador de líquido, veremos que presenta alguna dificultad debido a que genera burbujas en la escala y dificulta la lectura, por lo que es recomendable en tal caso, utilizar una báscula electrónica de precisión y realizar la carga por peso. - Indistintamente opción 1 a O 2 a . - Control de las diferentes mediciones" (consultar apartado cantidad de fluido refrigerante). - En caso de sobrecarga de refrigerante, es siempre recomendable que la descarga se efectúe en estado líquido. - En caso de fuga de refrigerante se puede recargar debido a su insignificante deslizamiento de temperaturas. Carga de instalaciones viejas de R-22 con R-417-A - Indistintamente opción 1a O 2 a . - Control de las diferentes mediciones, (consultar apartado cantidad de fluido refrigerante). - El valor del recalentamiento se calculará a partir de la temperatura de rocío en el evaporador. - El valor del subenfriamiento se calculará a partir de la temperatura de burbuja en el condensador. - En caso de sobrecarga de refrigerante, solo puede descargarse en estado líquido. - Cuando se produce una fuga de gas utilizando esta mezcla de refrigerantes y al no conocer la proporción de la mezcla fugada, hay que hacer descarga total y posterior carga completa debido al deslizamiento importante de temperaturas que sufre. Carga de instalaciones viejas de R-22 con R-407-C La polaridad de las moléculas del refrigerante RA07-C, requieren aceite sintético para lograr una eficaz lubricación, ya que el aceite mineral y los materiales orgánicos no se disuelven en el refrigerante, por lo que es necesario controlar la contaminación entre aceites. Es necesario efectuar una limpieza exhaustiva de la instalación, con el fin de no dejar restos de aceite mineral ( menos del 5 % ), evitar dejar los tubos de interconexión sin tapar, así como no dejar el compresor abierto al ambiente más de 10 minutos. - Indistintamente opción 1a O 2 a . - Control de las diferentes mediciones, (consultar apartado cantidad de fluido refrigerante). - El valor del recalentamiento se calculará a partir de la temperatura de rocío en el evaporador. - El valor del subenfriamiento se calculará a partir de la temperatura de burbuja en el condensador.

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- En caso de sobrecarga de refrigerante, solo puede descargarse en estado líquido. - Cuando se produce una fuga de gas utilizando esta mezcla de refrigerantes y al no conocer la proporción de la mezcla fugada, hay que hacer descarga total y posterior carga completa debido al deslizamiento importante de temperaturas que sufre.

28.12. CARGA DE REFRIGERANTE EN EL CICLO DE CALEFACCIÓN

Cuando un acondicionador split "doméstico" se encuentra trabajando en el ciclo de calor, la toma de servicio que instala en el tubo de gas de la unidad exterior corresponde a la toma de alta presión de la instalación, por lo que con la máquina en marcha es imposible la entrada de refrigerante, al ser esta presión mucho más alta que la disponible en el envase. En el caso de disponer de toma de baja presión al exterior, la carga puede realizarse siguiendo los pasos del próximo apartado, controlando que la temperatura de condensación se sitúe aproximadamente sobre los + 50 oC, y que tengamos en la salida de la unidad interior un subenfriamiento de aproximadamente 3 oC. Si la toma de servicio corresponde a la zona de alta de la instalación, y lo que se pretende es la recargar de refrigerante, tendremos que parar la máquina y esperar a que se igualen presiones, cargar refrigerante ( en el caso de que no entre, introduciremos el envase en agua caliente cuidando que esta no supere los + 40 oC ), a continuación pondremos en marcha la instalación y se irá controlando que la temperatura de condensación y el subenfriamiento estén dentro de los valores estimados anteriormente como correctos. Esta operación se deberá repetir tantas veces como sea necesario. Otra opción sería engañar a la sonda de temperatura de la unidad interior dándole calor, para que la máquina funcione en refrigeración, y de esta forma poder realizar la carga de refrigerante por baja con la instalación en marcha controlando el recalentamiento de la unidad interior, pero con la precaución de que debido a la baja temperatura exterior, tendremos que tapar parcialmente la entrada de aire al condensador hasta conseguir una temperatura de evaporación que esté dentro de unos márgenes correctos, y que tengamos al final del evaporador un recalentamiento de aproximadamente 5 oC. A continuación pondremos a trabajar la instalación en el ciclo de calor, y comprobaremos que la temperatura de condensación y el subenfriarniento del líquido, estén dentro de los valores citados anteriormente.

Comprobación del funcionamiento del equipo en bomba de calor :

- El salto térmico en la unidad interior deberá estar en tomo a los 20 oC. - El consumo eléctrico en la cota más alta, deberá ser inferior al 90 % del valor nominal de la placa de características. - La temperatura de condensación estará comprendida entre un minimo +47 oC y un máximo + 57 oC. Cuando la temperatura exterior este alrededor de los + 15 oC, la temperatura de condensación estará cercana a los + 57 oC . Cuando la temperatura exterior este alrededor de los O oC la temperatura de condensación estará cercana a los + 47 oC. Cuanto más altas sean las temperaturas de evaporación y condensación, más cercano estará el consumo eléctrico a la intensidad nominal de la instalación.

241


28.13. CARGA DE REFRIGERANTE EN SISTEMAS MULTISPLITS O INVERTER

En sistemas del tipo ¡nverter, o bien en instalaciones que se distribuya el refrigerante hacia varios evaporadores, es aconsejable realizar la carga por peso a través de una báscula de precisión, ya que según sea la demanda frigorífica, el control del recalentamiento y el valor de las presiones, sufrirán ciertos cambios difíciles de controlar de una forma eficiente. En instalaciones en las que se haya originado una fuga, en principio se tendrá que recuperar el refrigerante existente, presurizar la instalación a través de nitrógeno, y una vez reparada la avería, realizar el vacío y la carga completa de refrigerante a la instalación.

28.14. AJUSTE DE LA CARGA DE REFRIGERANTE EN DÍAS FRÍOS.

La carga de refrigerante cuando la temperatura ambiente alrededor de la unidad exterior este por debajo de los + 20 oC., la podemos realizar por peso a través de una báscula, o bien con un dosificador de líquido siempre que por supuesto se conozca este dato, aunque en la mayoría de aparatos consta en la placa de características de la instalación que normalmente se encuentra pegada en uno de los laterales de la unidad interior o exterior. De no tener ninguna información sobre el peso de la carga de refrigerante, tendremos que tomar ciertas precauciones cuando se efectúe la carga, debido a que como la unidad exterior está normalmente instalada en la intemperie, la presión que tenga el refrigerante estará influenciada por la temperatura existente en el ambiente exterior, siendo esta más elevada en verano y menor en invierno. La temperatura de evaporación de + 1 oC nos asegura que en el serpentin interior no se va a congelar la humedad que contiene el aire que está en circulación para refrigerarse. Para conseguir esta temperatura de evaporación de una cierta presión de baja.

+ 1 oC hay que someter al refrigerante a

Los días de más calor, la presión en el circuito de alta aumentará, así como el caudal de refrigerante en el tubo capilar, y con ello la presión en el circuito de baja, haciendo que la instalación evapore a una temperatura más positiva. En contrapartida los días menos calurosos la temperatura exterior descenderá, haciendo bajar la presión en el circuito de alta, descendiendo el caudal de líquido en el tubo capilar, y por consiguiente bajando tanto la presión de inyección del líquido al evaporador, como la de evaporación en la zona de baja, dando como resultado que el refrigerante evapore a una temperatura más negativa y por consiguiente congelando la humedad del aire sobre la superficie del evaporador, pudiendo llegar a obstruir el paso de aire y haciendo entrar la instalación en avería. Si la carga se realiza en los días más calurosos que se esperan en la zona, la carga de refrigerante finalizará cuando se consiga un recalentamiento a la salida del evaporador de entre 3 ° y 5 oC. Si la carga de refrigerante se realiza en días más fríos, se tendrá que tener en cuenta que si este día dejamos un recalentamiento de entre 3 ° Y 5 oC, el día más caluroso del año tendremos prácticamente asegurada la llegada de refrigerante líquido a la aspiración del compresor. Para evitar esta situación, si se dispone de toma de alta presión instalaremos el manómetro y obstruiremos parcialmente la entrada de aire de la unidad exterior hasta conseguir una temperatura

242


de condensación aproximada a la que se estima que trabajará la instalación el día más caluroso, una vez conseguida ajustaremos la carga de refrigerante controlando que el recalentamiento en el evaporador se sitúe entre los 3 ° Y 5 oC. Una vez se haya conseguido, sacaremos la obstrucción al paso de aire y veremos que los valores de presiones bajaran y el recalentamiento aumentará, situándose en los valores correspondientes a la temperatura existente en el ambiente exterior. Es normal según la temperatura exterior, que una vez retirada la obstrucción se congele la batería interior, pero es inevitable, ya que se debe a la baja temperatura existente en el ambiente exterior. Una posible solución estaría en montar un control de condensación, con el fin de mantener una temperatura de trabajo en la zona de alta presión lo más estable posible durante todas las estaciones del año. De no tener toma de alta presión, se tendrá que obstruir también parcialmente la entrada de aire al condensador mientras se efectúa la carga de refrigerante, controlando que la temperatura de evaporación se sitúe entre + 1 ° y +3 oC, y conseguir entonces un recalentamiento aproximado de 5° C. Este método también nos será muy útil para ajustar la carga de refrigerante en aparatos nuevos que vienen de fábrica, ya que dos instalaciones iguales cargadas con el mismo peso de refrigerante, no trabajarán igual si una está en una temperatura ambiente de +40 oC y la otra está a + 27 oC , solo tendremos que instalar los manómetros y el termómetro y ajustar la carga para que cada una de las instalaciones trabaje correctamente en su zona.

28.15. GENERALIDADES SOBRE CARGAS TERMICAS EN AIRE ACONDICIONADO

La temperatura de la piel del cuerpo humano es aproximadamente de + 21°C. Si la temperatura del aire que le rodea es superior o inferior a +21 oC tendremos la sensación de calor o frío, aunque la temperatura normal de nuestro cuerpo está entre 36 y 37 oC, se tendrá que tener en cuenta que en el caso de que esta temperatura sea : Más alta de +37 oC, empieza a ser anormal, siendo síntoma de un estado patológico. Más alta de +43 oC puede considerarse mortal. Mas baja de +35 oC, es también signo de muerte. Para mantener ésta temperatura la sangre va llevando el calor de los centros productores, a toda la periferia del cuerpo en forma de calor sensible, y va produciendo agua a través de sus glándulas que al evaporarse transformará en calor latente, y de este modo se logrará enfriar a nuestro cuerpo. El cuerpo humano tiene dos funciones fundamentales con respecto al calor: 1° Eliminar el sobrante de calor como consecuencia de su actividad ( el movimiento produce calor) 2 ° Mantener su temperatura entre límites precisos. Difiere de los demás cuerpos, en que el calor lo puede emitir en forma de calor sensible y latente (sudor). Conducción: Convección: Radiación:

2 % al suelo. 28 % hacia el aire. 46 % hacia objetos más fríos

243


Evaporación: 24 % en forma de calor latente. El ambiente exterior tendrá una influencia importante en poder cumplir estas misiones, y ante unas condiciones anormales del clima en cuanto a temperatura y humedad, el cuerpo reacciona defendiéndose. Ante una temperatura baja, habrá mayor salto térmico entre el cuerpo y los objetos que le rodean, siendo mayor el calor emitido por conducción, convección y radiación, y el cuerpo reacciona defendiéndose de la siguiente manera : 10 Mandando más sangre a la periferia. 2 o Eliminando o disminuyendo la transpiración. 3 0 Emisión extra de calor a través del movimiento muscular. ( temblor)

Ante una temperatura alta, la emisión de calor disminuye incluso desaparece al subir la temperatura exterior, y el cuerpo humano para compensarlo reacciona defendiéndose de la siguiente manera: 10 Aumentando la transpiración. 2 0 Subiendo la temperatura de la piel (fiebre), o sea aumentando el salto térmico entre la del cuerpo y la temperatura ambiente.

Si la humedad relativa es baja la emisión de calor aumenta y la temperatura de la piel baja, disminuyendo la transmisión de calor por conducción, convección y radiación, encontrándonos en que: 1o La transpiración se efectúa con gran facilidad. 2 0 No sudamos. 3 0 La piel se reseca. Ejemplos: En una sauna finlandesa el aire esta completamente seco a una temperatura de 100 oC, por tal motivo todos los objetos en su interior son de madera y la emisión de calor por conducción, radiación y convección no existe, y la totalidad del calor se emite en forma de calor latente, ya que transpiramos abundantemente y sin embargo tenemos el cuerpo seco. Al cabo de un rato se aumenta algo la humedad del ambiente y a la vez que quedamos rápidamente cubiertos de sudor, se nota una sensación sofocante que no debe prolongarse demasiado, por tal motivo se aconseja darse un baño con agua fría. Por el contrario ante una humedad relativa alta, no se puede emitir calor evaporando agua pues "no cabe" en el aire, y notaremos que: 1° El cuerpo se nos cubre de sudor. 2 ° La temperatura de la piel aumenta para incrementar el calor emitido por conducción, convección y radiación (sensación desagradable ). En un baño turco tenemos el aire saturado de humedad, y como consecuencia la temperatura de la piel se eleva hasta superar a la del ambiente. El cuerpo suda y el calor lo emite por convección, radiación, y conducción, y la temperatura del ambiente no puede ser muy alta, ya que en caso contrario sería nocivo.

244


28.16. HUMEDADES Y TEMPERATURAS Decisivo para la higiene del aire y la técnica de climatización es la aparición simultánea de humedad a una temperatura determinada. Estos datos se precisan especialmente cuando deba secarse el aire debido a que su grado de humedad es demasiado alto. Como ejemplo para determinar la diferencia que existe entre las numerosas relaciones entre humedad - temperatura que podemos encontrar en el aire ambiente, nos serviría saber el porqué se soportan mejor +30 oC tierra adentro que estos mismos + 30 oC en la costa, y la respuesta la encontraremos en el diferente grado de humedad que contiene el aire, ya que la proximidad del mar hace que en el aire exista una cantidad mayor de vapor de agua. Para que el agua pase al estado de vapor, sus moléculas deben absorber la cantidad de energía ( calor) que le sea preciso, para que estas puedan pasar del estado líquido al gaseoso, y en consecuencia tendremos que a más humedad las moléculas de aire llevaran una cantidad de calor superior que en el ambiente seco. El calor de más que tienen las moléculas de aire húmedo no 10 registra el termómetro, ya que el calor empleado en la vaporización pasa a ser latente y no se manifiesta exteriormente, solo se manifiesta de un modo sensible. Cuando el vapor vuelve a convertirse en agua ( cediendo el calor que absorbió al evaporarse), o sea, que cuando el aire de un recinto que se vaya a refrigerar, pase a través del serpentin del evaporador, el vapor de agua que contenga perderá su calor latente y pasará al estado líquido, así se comprende que el salto térmico que deberemos encontrar entre el aire de impulsión y retorno de un evaporador, depende de la humedad que contenga el aire a refrigerar. Por tal motivo la temperatura de evaporación idónea en aparatos de aire acondicionado es aconsejable que no sea inferior de O oC, ya que de 10 contrario como se ha apuntado anteriormente, se congelaría la humedad en el serpentin y se obstruiría el paso de aire. 28.17. TERMÓMETROS E HIGRÓMETROS Los termómetros conjuntamente con los manómetros son las dos herramientas que tienen que ser 10 más precisas posible y claras de interpretar, ya que al tener que efectuar la medición de muy pequeñas variaciones de temperatura, como por ejemplo en el bulbo de una válvula de expansión, se necesita trabajar con termómetros que en el caso de ser de esfera tendrán que ser de acción rápida ó sea con carga de gas ( vapor ), yen el caso de utilizar termómetros electrónicos, una de las características que se debe de tener en cuenta en su elección será la estabilidad de temperatura. La estabilidad de temperatura de un aparato indica el cambio que sufre la precisión absoluta del aparato por cada oC a la que es sometido, y se expresa en % por oC. y la incertidumbre del termómetro en la medición de una temperatura debe ser inferior a 1 oC El conocimiento de la estabilidad de temperatura de un aparato es muy importante si tiene que ser usado en instalaciones de refrigeración, ya que en esta profesión se trabaja principalmente con diferencias de temperatura. Para medir la humedad del aire en cámaras frigoríficas, recintos de aire acondicionado o conductos, se emplean diferentes tipos de higrómetros:

245

28. Aire acondicionado doméstico.

Expans~ón

con tubo capilar. Características y montaje de equipos

- Higrómetros tipo de cabello. - Psicrómetro. - Higrómetros electrónicos. Un higrómetro tipo de cabello, requiere razonable de precisión.

lID

ajuste cada vez que es usado, si se quiere un grado

Un psicrómetro ( termómetro húmedo y seco) no requiere ajuste si sus termómetros son de alta calidad. Pero ante una baja temperatura y alta humedad del aire, la temperatura diferencial entre el termómetro húmedo y seco resulta pequeña, por tal motivo la incertidumbre de un psicrómetro es grande bajo estas condiciones. Por todos los motivos anteriores lo más aconsejable es utilizar un higrómetro electrónico, ya que la mayoría incorporan también un termómetro, donde podremos controlar a la vez la temperatura y la humedad existente en el recinto refrigerado con una precisión muy elevada.

28.18. DESHUMIDIFICACION y FUNCIÓN "DRY" Como hemos visto anteriormente en el aire cabe una cierta cantidad de agua en forma de vapor, tanto mayor como más alta sea la temperatura, por ejemplo: Temperatura de +30 oC caben 27,2 gr. máximo de vapor de agua por Kg. de aire. " +3 oC " 4,7 g r . " " " " " Supongamos que el aire que circula por un evaporador, es enfriado trabajando a una temperatura de evaporación de + 3 oC , en tal caso podremos asegurar que se condensará sobre la superficie del evaporador toda el agua que sobrepase los 4,7 gr. por Kg. de aire seco. Este aire al mezclarse con el del local aumentará su temperatura y necesitará absorber agua, la cual la tomara del ambiente del local rebajando así su humedad. Para bajar la humedad de un recinto refrigerado tendremos que aumentar la diferencia entre la temperatura de evaporación con respecto a la temperatura del local, o bien bajar la velocidad de los ventiladores. La temperatura de confort, no es aquella que se mide en un termómetro común, sino, la temperatura real de confort es la temperatura efectiva. La temperatura efectiva está en función de : - La temperatura del termómetro seco ( común) - La humedad relativa del ambiente climatizado. - La velocidad que percibimos del aire circulante en el recinto. El grado o la sensación de confort es más favorable cuanto más baja sea la humedad relativa. Como ejemplo diremos que percibimos el mismo grado de confort con una temperatura de 22 grados centígrados y una humedad relativa del 70 %, que con una temperatura de 24 grados centígrados y un 40 % de humedad relativa.

246


En ambos casos la temperatura efectiva es de 21°C Los equipos o sistemas de aire acondicionado dotados de la función "Dry" trabajan de la siguiente forma: El sistema trabaja en función de refrigeración hasta alcanzar la temperatura ambiente que le hemos solicitado desde el controL Podemos seleccionar la temperatura, el caudal de impulsión con diferentes velocidades del ventilador y si la unidad interior dispone de deflectores de impulsión orientable o móvil, podemos igualmente seleccionar el ángulo o movimiento de los deflectores. Siendo uno de los factores influyentes en la temperatura efectiva la velocidad del aire, la unidad funciona con el caudal que el microprocesador decida. Una vez que se alcanza la temperatura ambiente prefijada, la unidad inicia el funcionamiento intermitente del compresor en ciclos de tres minutos funcionando y nueve minutos parado. Durante los tres primeros minutos de funcionamiento de cualquier instalación, la temperatura de evaporación siempre es más baja que la estimada como normal de funcionamiento, en el caso del aire acondicionado dicha temperatura se sitúa por debajo de O _C., por lo que el evaporador se enfría y la humedad del ambiente se deposita en más cantidad sobre las aletas y tubos del mismo, al haber aumentado la diferencia de temperaturas entre ambos medios. Durante los nueve minutos de reposo del compresor, el agua que se ha depositado en el evaporador y que se ha extraído del ambiente, se precipita a la bandeja de goteo y se evacua por el desagüe Esta función, se ha incorporado a los acondicionadores para conseguir un ahorro energético cercano en algunos casos al 75 %. 28.19. HUMEDAD RELATIVA Ó GRADO HIGROMETRICO. Es la relación existente entre el agua en suspensión que contiene el aire a una temperatura dada y la que podría contener si estuviera saturado. Normalmente oscila entre el 30 y el 65 % en un lugar acondicionado, ya que con menos del 30 % notaríamos sequedad al respirar y con más del 65 % pegajosidad en la piel. Humedad absoluta. Es la cantidad de vapor de agua que contiene el aire no saturado a una temperatura cualquiera. Aire saturado. Es el que contiene la cantidad máxima de vapor de agua, que por su temperatura le corresponde. Movimiento del aire. El aire quieto está en contacto con el cuerpo y se va calentando. Al igualarse las temperaturas no puede absorber calorías del cuerpo, por tal motivo en verano buscamos corrientes de aire para refrescarnos, yen invierno nos guarecemos de éstas.

247


Principios que debe cumplir un climatizador Una instalación para el acondicionamiento del aire debe cumplir los siguientes principios :

1° Debe filtrar el aire 2° " poner el aire en circulación 3° " enfriar el aire en verano. 4° " deshumidificar el aire en verano. 5° " renovar el aire. 6° " calentar el aire en invierno. 7° " humidificar el aire en invierno Pureza

+ Movimiento del aire

=

Efecto vigorizante

Aire parado = Efecto depresivo Confort = Sensación agradable de bienestar La temperatura de confort en verano según normativa RITE, está entre + 23 Y + 25 oC y una diferencia de temperatura entre el axterior y el interior del recinto refrigerado de entre 6 y 10 oC., siendo en invierno de entre + 20 Y + 23 oC aproximadamente, según la utilización de los locales.

28.20. CALCULO DE CARGA TERMICA PARA EQUIPOS MEDIANA POTENCIA

de PEQUEÑA Y

El cálculo de la carga de refrigeración de un local o bien de una vivienda, es un tema complejo por la variedad de datos y factores que hay que tener en cuenta, ya que además de influir las distintas características constructivas del mismo influyen sus condiciones interiores dependiendo de su utilización, numero y actividad de las personas, edad, metabolismo, características del aire interior y exterior en cuanto al contenido de calor sensible y latente, humedad relativa, humedad específica, volumen específico, caudales, renovaciones de aire, etc. Dado que la mayor parte de equipos de pequeña y mediana potencia que encontraremos en el mercado, vienen calculadas de antemano por el fabricante con las diferentes prestaciones que puede desempeñar la instalación en cuanto a, potencias frigorífica y calórica, potencia del compresor, dimensionado de los serpentines intercambiadores de calor, caudales de aire, diámetros y longitud máxima de las líneas frigoríficas, etc., en este capítulo nos limitaremos a desarrollar una sencilla hoja de carga térmica, que nos servirá para el cálculo de la potencia frigorífica necesaria para la mayoría de viviendas y locales, que debido a su actividad no precisan de un estudio más profundo. En este caso solo hay que tener en cuenta los siguientes datos de partida: 1° Croquis del local o vivienda. 2° Orientación geográfica. 3° Dimensiones del mismo. 4 ° Dimensiones de las ventanas. 5° Tipo de paredes. 6° Tipo de techo. 7° Tipo de suelo. 8° Número de personas. 9° Máquinas, aparatos eléctricos u otras fuentes de calor en uso.

248


La orientación que tengan los muros y ventanas que den al exterior del recinto que se quiera acondicionar, tienen suma importancia en cuanto al cálculo de la carga térmica que se tendrá que evacuar al exterior. Norte .- Muro sin sol todo el día. Nor-Este.- Muro soleado desde primera hora a medio día. Este.- Muro soleado toda la mañana. Sur-Este.- Muro soleado desde media mañana a medio día. Sur. - Muro soleado durante todo el día. Sur-Oeste.- Muro soleado desde mediodía hasta media tarde. Oeste.- Muro soleado durante toda la tarde. Nor-Oeste.- Muro soleado desde media tarde a última hora. GANANCIAS DEBIDAS A LOS OCUPANTES GRADO DE ACTIVIDAD

TIPO DE APLICACIÚN

Sentados en r~º-oso Sentados trabajo muy ligero De pie, marcha lenta Trabajo ligero en taller Baile o danza Trabajo pesado

Teatros, escuelas. Oficinas, hoteles, restaurantes. Almacenes, tiendas. Fábricas. Salas de fiesta Fábricas, gimnasios.

METABOLISMO ( hombre adulto Kcall hora) 98

120 139

202 227 378

GANANCIAS DE CALOR DEBIDA A LA MAQUINARIA APARATO

TOTAL Kcall h

SENSIBLE

LATENTE

Eléctricos Cafetera de 10 litros Cafetera de 20 litros Mesa calienta platos ( por m "J. ) Freidora 5 litros Freidora 10 litros Parrilla de carne (25 x 30 cm ) Tostador de pan Secador de pelo manual Casco secador de pelo Calentadores de permanente Esterilizador de ropa (50 x 90 cm ) Esterilizador de aguaJ 60 litros ) Esterilizador de utensilios

925 1425 1900 1000 2375 1500 1600 680 555 250 11920 7740 9550

550 850 950 400 950 975 1275 580 470 210 5870 1540 3100

375 575 950 600 1425 525 325 100 85 40 6050 6200 6450

1260 1960 3530 1765 3025 4540 2770

630 980 2310 1060 1815 3625 1940

630 980 1220 705 1210 915 830

Gas Cafetera de 11 litros Cafetera de 19 litros Calienta platos ( por m ¿ de supo ) Freidora de 6,8 litros Freidora de 12,7 litros Parrilla (55 x 35 cm. ) Tostador continuo

249


GANANCIAS DE CALOR DEBIDAS A MOTORES ELÉCTRICOS POTENCIA NOMINAL CV. RENDIMIENTO A PLENA CARGA

1/8 1/2 1 5 10 50 100

55 70 79 82 85 89 90

Kcall hora SENSIBLE

145 450 800 3900 7500 35700 71000

GANANCIAS DE CALOR DEBIDO AL ALUMBRADO

Alumbrado fluorescente : Ganancia = potencia útil en watios x 1,25 ( factor de la reactancia) x 0,86

Alumbrado incandescente : Ganancia = potencia útil en watios x 0,86

250


HOJA PARA EL CÁLCULO DE CARGA TÉRMICA Temperatura exterior máxima esperada en la zona, usar los coeficientes de su columna

Superf. Ó

Volumen

oC 32

OC 35

oC 38

OC 41

oC 43 I

C.oeficientes 1° Suelo 2° Volumen de la habitación 3° Ventanas expuestas al sol Sur ó Este Suroeste Oeste Norte ó Sureste ( Usar solo las de una pared y siempre la de mayor resultado) 4° Todas las ventanas (Que no estén incluidas en el punto 3° ) 5° Pared expuesta al sol ( Usar solo la pared del punto 3° sin superficie de ventana) 6° Todo el resto de paredes exteriores ( Sin contar la del punto 5° ) 7° Tabiques interiores ( Que den a espacios sin acondicionar ) 8° Tejado ó techo ( Solo uno) Techo con espacio sin acond. arriba Techo sin aislamiento Techo con 50 mlm ó más de aislamiento Telado sin aislamiento 9° Personas 10° Luces y equipos eléctricos en uso

2

19

25

120 220 300 165

13 5 135 230 315 175

150 240 330 190

165 260 345 205

30

40

55

70

85

m Z 30

36

45

50

57

m m3 m2 m2 m2 mZ

"6 115 210 285 155

m'/.

8

m

l

22

25

37

45

55

m

l

8

11

17

21

25

m2 6 m 2 22 m"r 8 m'/. 46

7 27 8 53

13 35 11 59 150 0,86

19 40 11 66

25 45 14

W

Fglh

72

CARGA DE REFRIGERACIÓN F2Ih 10 % DE SEGURIDAD CARGA TOTAL DE REFRIGERACIÓN EN F2Ih

251


28. 21. EJEMPLO PRÁCTICO PARA EL CALCULO DE CARGA TÉRMICA Se trata de acondicionar el comedor de una vivienda, que en la figura se representan las dimensiones de las cuatro paredes y de las dos ventanas, teniendo en cuenta que este comedor se encuentra en el segundo piso de un edificio de cuatro plantas, y tanto el piso inferior como el superior se encuentran sin acondicionar.

1 X 2.5 m (ESTE) I

[ 1 x 1.5 m.

4m.

6m. altura: 2.5 m. Imaginemos que la temperatura máxima que se espera alcanzar en esta población es de +32°C, los factores de multiplicación que usaremos para este cálculo serán los de la primera columna de la tabla, o sea 6 - 115 - 210 - 285 -155 - 30 - 30 - 22 - 8 - 6 - 22 - 8 Y 46 . En caso de esperar otra temperatura en la zona que se quiera montar la instalación usaríamos los factores de la columna correspondiente. 1° Superficie del suelo 4 x 6 = 24 m2 El coeficiente de la tabla es 6, por lo tanto, 24 x 6 = 144, valor que anotaremos en la columna de Fg/h. 2° Volumen de la habitación 4 x 6 x 2.5 = 60 m3 El coeficiente de la tabla es 5 x 60 = 300 Fg/h 3° Ventanas expuestas al sol ( usar solo la de la pared de mayor resultado) en este caso, es la de la pared orientada hacia el este ( de 2,5 m2 ) la que da mayor resultado o sea 2,5 m2 x coeficiente 115 = 287,5 Fg/h. 4° Todas las ventanas que no hayan sido incluidas en el punto 3° Superficie 1,5 x 30 coeficiente = 45 Fg/h 5 ° Pared expuesta al sol que se utilizó I~n el apartado 3 ° sin la superficie de ventana Pared 6 x 2.5 = 15 m2 - 2.5 m2 de ventana del punto 3° = 12,5 m2 x coeficiente 30 = 375 Fg/h 6° Todas el resto de paredes exterioreB ( sin contar el punto 5° ) Pared 4 x 2,5 = 10 m2 x 22 coeficiente = 220 Fg/h. 7° Tabiques: poner únicamente los tabi~es interiores adyacentes a espacios sin acondicionar Total 25 m2 x coeficiente 8 = 200 Fg/h. 6 x 2,5 = 15m2 y 4 x 2,5 = 10m 8° Tejado o techo, en nuestro caso se trata de un techo, y con un piso sin acondicionar encima, luego la superficie es de 4 x 6 = 24m2 x coeficiente 6 = 144 Fg/h

252


9° Personas 2 x coeficiente 150 = 300 Fg/h. 10° Luces y aparatos eléctricos total 500 W x coeficiente 0,86 = 430 Fg/h. Sumando todos los resultados de la columna de Fg/h nos da un resultado de 2445,5 Fg/h Es conveniente dar un margen de seguridad de un 10% a este resultado, ya que en el caso de encontrarnos con un día más caluroso o bien instalar algún aparato eléctrico no previsto en la carga, seguiremos disfrutando de una temperatura de confort. El total de la carga térmica será de 2690 Fg/h. En el caso de no encontrar en el mercado un aparato que se ajuste a esta potencia frigorífica, es aconsejable decidirse por la inmediata superior.

253


HOJA PARA EL CÁLCULO DE CARGA TÉRMICA Temperatura exterior máxima esperada en la zona, usar los coeficientes de su columna

oc oc oc oc oc

Superf. Ó

Volumen

32

1° Suelo 2° Volumen de la habitación 3° Ventanas expuestas al sol Sur ó Este Suroeste Oeste Norte ó Sureste ( Usar solo las de una pared y siempre la de mayor resultado) 4° Todas las ventanas (Que no estén incluidas en el punto 3° ) 5° Pared expuesta al sol ( Usar solo la pared del punto 3° sin superficie de ventana) 6° Todo el resto de paredes exteriores ( Sin contar la del punto 5° ) 7° Tabiques interiores ( Que den a espacios sin acondicionar ) 8° Tejado ó techo ( Solo uno) Techo con espacio sin acond. arriba Techo sin aislamiento Techo con 50 mlm ó más de aislamiento Telado sin aislamiento 9° Personas 10° Luces y equipos eléctricos en uso CARGA DE REFRIGERACIQN Fgl!l_ 10 % DE SEGURIDAD CARGA TOTAL DE REFRIGERACIÓN EN FgIh

254

24m 60m 3 2,5 m 1

38

41

43

C.oeficientes

1I 1

35

Fglh

6

8

115

120

mI. 210 220 mI. 285 300 mI. 155 165

19

13 5 135 230 315 175

150 240 330 190

144 300 165 287,5 260 345 205

25

1,5 m

1.

30

40

55

70

85

45

12,5 m

1

30

36

45

50

57

375

10m 1

22

25

37

45

55

220

25m 1

8

11

17

21

25

200

24m/.

6

7 27 8 53

13 35 11 59 150 0,86

19 40 11 66

25 45 14 72

144

mI. 22 mI. 8 mI. 46 2 500W

300 430 2445,5 244,5 2690


IPUNTOS Y MEDIDAS DE CONTROL I 29.1. SEGUIMIENTO Y DIAGNÓSTICO DE AVERÍAS EN EQUIPOS DE LA SERIE DOMESTICA. Este tipo de instalaciones al instalar el tubo capilar en la unidad exterior, tenemos en principio como punto de partida para el seguimiento y diagnóstico de averías, solo el circuito del evaporador, ya que las dos llaves situadas en la unidad exterior ( en el ciclo de refrigeración) son de baja presión, quedando en el interior de la unidad exterior, el compresor, el condensador y la línea de líquido, que normalmente tienen un mal acceso debido a su ubicación. En primer lugar la inspección del estado de cada una de las dos llaves en cuanto al escarchado se refiere, puede ser una ayuda para empezar el seguimiento de la avería en este tipo de instalaciones. Así por ejemplo, si se encuentran escarchadas las dos llaves, podemos asegurar que la presión de baja está por debajo de los valores normales, y que la avería se encuentra en el circuito del aire de la unidad interior ( filtros sucios, turbina a bajas r.p.m. etc. ), ya que al no ser aportado el suficiente calor para la completa evaporación del líquido en el serpentin evaporador, el fluido lo hace adelantando su posición pudiendo llegar en estado líquido incluso en la misma cámara de aspiración del compresor. En el caso de que solo esté escarchada la llave pequeña correspondiente al líquido a baja presión, también podemos asegurar que la presión estará por debajo de los valores nonnales, y que la avería podrá ser una falta de refrigerante ( en un 98 % de los casos) o bien un tapón parcial de la línea antes de la llave, o sea, en el interior de la unidad exterior ( en un 2 % de los casos) por ser esta una avería que se origina con menor frecuencia. Si ninguna de las dos llaves presentan acumulación de escarcha en su superficie, pero están las dos muy frías y con condensación de agua, podemos asegurar que la presión de baja estará por encima de la normal, y que seguramente la avería será un exceso de refrigerante. Si tampoco hay escarcha en ninguna de las dos llaves, pero la pequeña está fría con condensación de agua y la grande solo está fresca o cercana a la temperatura ambiente, la presión de baja estará más alta de lo normal, y seguramente la avería se encuentra en el circuito del aire de la unidad exterior ( bien sea por suciedad en el serpentin, ventilador a bajas r.p.m. etc. ). Pero si no hay escarcha en ninguna de las dos llaves y su temperatura al tacto está como la existente en el ambiente, podremos estar ante un tapón total al paso de refrigerante, un compresor que no comprima, una falta total de refrigerante, etc. La instalación de manómetros, pinza amperimétrica, termómetros y un buen razonamiento de los valores detectados, siempre nos sacaran de dudas antes de dar un diagnóstico concreto del motivo causante de la avería.

255

29. Aire acondicionado doméstico. Expansión con tubo capilar. Puntos y medidas de control

29.2. SALTO TÉRMICO EN EVAPORADORES DE AIRE ACONDICIONADO Algunos fabricantes dan como valor del salto térmico entre la temperatura del aire de impulsión y la temperatura del aire de retorno de 10 oC. ó más, una vez pasados 15 minutos en pleno funcionamiento. Realmente para determinar el salto térmico que debemos encontrar en cualquier instalación de aire acondicionado, deberíamos saber en primer lugar la humedad relativa que tenemos en el ambiente, bien sea a través de un higrómetro ó midiendo la temperatura de bulbo seco y húmedo del aire que entra en la batería, y con la ayuda del diagrama psicrométrico, hallar la humedad relativa que tenemos en el ambiente. Una vez sepamos la humedad relativa del aire y la temperatura del aire de retorno, sólo bastará consultar el gráfico para conocer el salto térmico que debemos encontrar. 30 28 26 24

Temperatura del aire de retomo ( bulbo seco)

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Diferencia de grados entre el aire de impulsión y retomo

Aunque basta recordar que con una temperatura del aire de retorno de 24 oC y una humedad relativa alta 70 % el salto térmico será menor (7 oC) que con los mismos 24 oC pero con una humedad relativa de un 30 % (13 oC de salto térmico). El aire a condicionar debemos considerar que está formado por una mezcla de vapor de agua (calor latente) y aire, comportándose como si estuvieran solos. El primer calor que absorberá el refrigerante, será el calor latente del aire (humedad) para seguidamente bajar la temperatura del aire del ambiente acondicionado (calor sensible). Ante el diagnóstico de una avería a través del salto térmico existente en la evaporadora tendremos que recordar que : 1° Si la diferencia existente entre la temperatura del aire de impulsión y la temperatura del aire de retorno del evaporador la encontramos mayor de lo normal, la avería estará centrada en el circuito del aire que está en circulación, (la temperatura de impulsión más negativa y la temperatura del aire de retorno más positiva), ya que un sistema de refrigeración nunca aumenta su capacidad. 2 ° Si la diferencia de temperatura entre el aire de impulsión y el de retorno es menor de lo normal, ya temperatura más positiva el problema estará en el circuito frigorífico.

256


ICUADROS SINÓPTICOS PARA EL SEGUIMIENTO Y DIAGNÓSTICO DE AVERIAS I 30.1. SEGUIMIENTO DE LOS CUADROS SINÓPTICOS

En cuanto al seguimiento del cuadro 30 - 2 - de un compresor que no comprime en absoluto, la refrigeración será nula ya que el refrigerante no circula. Los saltos térmicos tanto en la unidad interior como en la exterior y aunque los ventiladores de ambas unidades funcionen serán nulos, o sea, se impulsará el aire a la misma temperatura que se aspira ó retorna. La presión de baja la deberemos encontrar alta e igualada con la alta presión, aunque si en la instalación no tenemos toma de alta presión donde realizar la comprobación, podremos observar que la presión detectada en el circuito de baja corresponde ó está muy cercana a la temperatura ambiente que rodea a la unidad exterior. Una prueba más a efectuar será parar la instalación, y comprobar que no se efectúa la igualación de presiones con el circuito de alta. En caso de que el compresor no comprimiera lo suficiente, la presión de baja estaría por encima de lo normal, el salto térmico en los dos intercambiadores sería bajo, y un recalentamiento a la salida del evaporador alto, lo que unido a un consumo eléctrico bajo del compresor nos delata el origen de la avería, ya que con una presión de baja más alta de lo normal el consumo eléctrico del compresor debería estar alto, debido a la mayor presión a que se somete la masa de refrigerante aspirada que conlleva a que esta tenga mayor densidad. El seguimiento del cuadro 30 - 3 - correspondiente a fuga de refrigerante, diremos que es una de las averías más frecuentes en este tipo de aparatos, y por tal motivo en el 5° paso del cuadro sinóptico recomendamos después de haber realizado las comprobaciones pertinentes, cargar refrigerante ya que si los valores de presiones y temperaturas vuelven a sus valores normales, solo tendremos que parar la instalación y dejar que se igualen las presiones de alta y baja para tener una presión en toda la instalación, que será la que corresponda a la temperatura ambiente, siendo esta normalmente suficiente para encontrar la mayoría de fugas de refrigerante en las tuercas de unión.

Si al realizar la carga de refrigerante nos encontramos en que la presión de baja sigue siendo baja aún después de entrar refrigerante en repetidas ocasiones, estaremos seguramente ante el desarrollo del cuadro de averías 30 - 4 - correspondiente a tapón de suciedad, por lo que aconsejamos consultar los apartados correspondientes hasta solucionar la avería. El desarrollo del cuadro 30 - 5 - correspondiente a avería en el circuito del aire del evaporador, es conveniente como primera prueba medir el salto térmico de este componente ya que con esta avería lo encontraremos alto, o sea, la temperatura de impulsión más baja de lo normal y con poco caudal de aire y la de retorno más alta de lo normal. En el cuadro 30-6 diremos que aunque a través del salto térmico que se detecte en esta unidad, así como en el caudal de aire impulsado se puede diagnosticar el origen de la avería, es conveniente como primera inspección controlar su funcionamiento y estado de limpieza ante el seguimiento de la mayor parte de averías, ya que esta inspección conjuntamente con el estado de los filtros del aire de la unidad interior, son normalmente fáciles y rápidas de hacer.

257

30. Aire acondicionado doméstico. Expansión con tubo capilar. Cuadros sinópticos para el seguimiento y diagnóstico de averias.

Para el seguimiento del cuadro 30 - 7 -
258

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REFRIGERACION COMERCIAL E INDUSTRIAL

IESTADO DE LOS COMPONENTES Y PUNTOS DE CONTROL I 31.1. COMPRESOR (Temperaturas de descarga y relación de compresión) La temperatura de descarga se tomara sobre la superficie de la línea de descarga y aproximadamente a una distancia del compresor correspondiente a 6 diámetros de la línea y es recomendable que esta temperatura no sobrepase los 140 oC, ya que el aceite sobrecalentado se podría convertir en carbón en la cabeza del cilindro y formar ácidos, en tal caso es aconsejable montar filtros antiácidos en la línea de líquido y aspiración.

Temp.

descarga

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Lo más aconsejable es calcular la relación de compresión, que es la expresión técnica que se utiliza para hacer referencia a la diferencia de presión existente entre los circuitos de alta y baja del sistema, y sirve para comparar las condiciones de bombeo de un compresor. Para un compresor hermético alternativo, cuando se sube la relación de 10 : 1, la temperatura del gas sube de tal manera que se sobre calienta el aceite. Para reducir la relación de compresión aparte de subir en 10 posible la presión de baja ya que es el divisor de la relación, se podría en instalaciones que 10 permitan, utilizar una compresión en dos etapas. Para comprobar la temperatura de la línea de aspiración, se tendrá que comparar la temperatura detectada a la entrada del compresor, o sea, en la boca de aspiración del compresor y en la salida del evaporador, estimándose como normal un aumento de temperatura de entre 4 y 7 oC., a partir de la temperatura de recalentamiento del propio evaporador, para asegurar de esta forma una buena refrigeración del compresor. Cualquier incremento superior a 7 oC provocará un sobrecalentamiento del compresor que se tendrá que investigar y corregir.

267

31. Refrigeración comercial e industrial. Estado de los componentes y puntos de control

31.2. TEMPERATURA DE CONDENSACIÓN La temperatura de condensación estimada como correcta dependerá de : 1° El tipo de condensador. 2 ° La temperatura de entrada del medio empleado para condensar ( aire o agua) 3° El destino de la instalación ( aire acondicionado, conservación, congelación, etc. )

31.3. CONDENSACIÓN POR AIRE FORFADO, (Temperaturas y diferencia de temperaturas) La temperatura de condensación en cualquier instalación frigorífica, siempre deberá ser superior a la temperatura del medio utilizado para condensar, bien sea aire o agua, con el fin de que pueda llevarse a cabo la transferencia del calor que transporta el refrigerante absorbido durante el proceso de evaporación y compresión. Se puede dar como aceptable en un principio ya que depende de numerosos factores, que para cámaras de conservación, la diferencia de temperaturas entre la de condensación ( leída en el manómetro de alta presión) y la temperatura detectada con el termómetro en el aire de entrada a la unidad condensadora esté situada entre 8 y 15 oC, así como para instalaciones de aire acondicionado es normal que esté entre 15 y 24 oC, y para instalaciones destinadas a la congelación de productos entre 5 y 10 oC.

Temp .. condeno

BP Si por ejemplo tenemos en una cámara de conservación una temperatura en el aire que rodea a la unidad condensadora de + 27 oC, la presión de condensación del R-134-a será de 8,5 bar ó 125lbs/pulg 2 aproximadamente, ya que a esta presión le corresponde una temperatura de +38°C. Por consiguiente, la temperatura de condensación en este ejemplo es de 11°C más alta que la temperatura del aire ambiente que circula a través del serpentin condensador, dando así lugar al existir esta diferencia de temperatura, que se produzca la transferencia de calor que transporta el refrigerante al aire que circula a través de la batería. Cuanto más elevada sea la presión en el lado de baja, más alta será la presión y temperatura de condensación, debido a la mayor densidad que tiene la masa de refrigerante aspirada por el compresor, como consecuencia del aumento de presión que ha sufrido en la zona de baja presión, obligando de esta forma al compresor a bombear mayor cantidad del mismo al condensador en cada

268


carrera que efectúa el pistón, con el consiguiente aumento de consumo eléctrico al haber aumentado el trabajo de compresión, y que a su vez también provoca un aumento de calor que tendrá que ceder el condensador, desaprovechando una parte de su superficie, ya que en principio las 3 / 4 partes de ella está destinada a la condensación del fluido refrigerante que le entra en estado gaseoso. Estas diferencias de temperatura son aceptables, siempre que la temperatura del aire de entrada esté por encima de los 18 oC aproximadamente, con temperaturas ambiente más bajas es recomendable instalar algún control de condensación, ya que de lo contrario la instalación trabajará con una presión de alta baja, y esto provocará que la presión en la entrada de la expansión decaiga y que la inyección del líquido al evaporador sea deficiente. Esta bajada de presión provocará una presión de baja y una temperatura de evaporación más baja de lo normal, yen consecuencia se realizaran unos ciclos de funcionamiento del compresor más largos de lo normal, con la consiguiente acumulación exagerada de escarcha en el evaporador, debido a la falta de producción frigorífica y al no efectuar los paros por termostato correspondientes. Se debe tener en cuenta que para que la expansión pueda funcionar correctamente en los días fríos, la presión de alta debe ser aproximadamente de 5 a 7 bar (70 a 100 psi) más alta que la de aspiración. Si en verano solo tenemos 5 bar. de diferencia de presión entre alta y baja, podremos asegurar que en invierno, la instalación tendrá problemas y deberemos instalar un control de condensación. La temperatura al tacto que debemos encontrar en los codos de un condensador de este tipo funcionando correctamente serán : El primer codo muy caliente, el resto calientes pero a una temperatura constante, y el último templado al tacto.

CONDENSADOR Muy caliente

Caliente a temperatura constante

BP

Templado al tacto

269


31.4. CONDENSACIÓN POR AGUA ( Temperatura y diferencias de temperaturas)

La diferencia de temperatura que deberemos controlar condensando con agua es la siguiente: La temperatura de condensación deberá estar aproximadamente 5 oC por encima de la temperatura del agua a la salida del condensador. Por ejemplo supongamos que en verano la temperatura de entrada del agua es de que la temperatura del agua a la salida es de + 30 oc. Temperatura de condensación

=

30 oC

+5

oC =

+ 35

+ 25 oC,

y

oC

Tell=~ . cOllderJ

Temp. . aguaala. salida

Suponiendo que en invierno, tenemos una temperatura del agua en la entrada de + 5 oC, la válvula automática reduce el caudal de agua, y la temperatura del agua a la salida es de + 30 oC. Temperatura de condensación = 30 oC

+ 5 oC = + 35

oC

Si la temperatura de condensación estuviera en + 50 oC y la temperatura del agua a la salida estuviera + 30 oC, seria señal evidente que el condensador interiormente está sucio y no descarga de calor al refrigerante.

270


31.5. FILTRO DESHIDRAT ADOR (Control de temperatura ante averías)

La temperatura normal del filtro en una instalación funcionando correctamente deberá estar templado al tacto, ya que el condensador tiene que haber sido capaz de evacuar todo el calor que transporta el refrigerante para que esta sea su temperatura.

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~ Un filtro muy caliente nos indica que podemos tener problemas en la condensación, bien sea por: a) Suciedad en el serpentin b) Mal funcionamiento de los ventiladores c) Máquina sobrecargada de refrigerante d) El elemento empleado para condensar está a una temperatura muy alta e) El recinto refrigerado hay una carga térmica mayor que para la que ha estado diseñada la instalación. Sea cual sea el caso, la temperatura del filtro puede ser el punto de partida que se tome en el seguimiento de una avería, el diagnóstico solo lo podremos dar cuando efectuemos las diferentes tomas de presiones y temperaturas en diferentes puntos del circuito, que justifiquen el motivo de su aumento de temperatura. Todos los agentes deshidratantes oponen determinada resistencia a la circulación del refrigerante a medida que van absorbiendo humedad, resistencia que al estrangular la circulación del refrigerante y dar lugar a un cambio de presión, puede en ocasiones producir la refrigeración en su interior e incluso el escarchado del mismo, en tal caso tendremos que sustituir el filtro deshidratador. Es importante que en el filtro se produzca la mínima caída de presión, considerándose como normal 2 psi con caudal máximo de paso de líquido entre la entrada y la salida.

271


31.6. VISOR DE LÍQUIDO ( Control de estado ante averías) Al poner en marcha una instalación funcionando correctamente, comprobaremos que pasados unos minutos veremos pasar el refrigerante en estado líquido y poco a poco se irá llenando el visor al máximo de su capacidad, hasta que no se vean burbujas.

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Un visor que presente burbujas, podemos estar ante:

una falta de refrigerante, debido a que el líquido en circulación no es suficiente como para llenar la línea. En este caso encontraremos unas presiones de alta y baja más bajas de lo normal, un recalentamiento alto, un subenfriamiento bajo y un consumo eléctrico inferior a la intensidad nominal. una mala condensación con falta de subenfriamiento en este punto. En este caso encontraremos una presión de alta más alta de lo normal, un subenfriamiento bajo, la presión de baja estará más alta de lo normal, un recalentamiento alto, y un consumo eléctrico superior al normal. un filtro deshidratador taponado pardalmente. En este caso encontraremos una presión de baja más baja de lo normal, un recalentamiento alto, la presión de alta en el momento de provocarse la avería tendrá tendencia a subir su valor, pero al no circular el refrigerante con la suficiente normalidad, los ventiladores bajaran la temperatura al refrigerante y en consecuencia la presión de alta la encontraremos más baja de lo normal, y el consumo eléctrico estará por debajo de lo normal. una baja temperatura en el medio empleado para condensar. En este caso tanto las presiones de alta como la de baja, estarán por debajo del valor estimado como normal, un subenfriamiento bajo y lID recalentamiento alto, el consumo eléctrico estará por debajo de la intensidad nominal. Como hemos visto no se debe añadir refrigerante a una instalación simplemente porque aparezcan burbujas en el visor de líquido, antes deberemos determinar la causa que origina la aparición de burbujas. El estado en que se encuentre el visor también puede ser un primer dato para empezar el seguimiento de una avería, pero como en todos los casos deberemos realizar un examen del estado de todo el resto de componentes de la instalación, ya que conjuntamente con los diferentes valores de presiones y temperaturas que encontremos en los puntos de control, nos llevaran a poder dar un diagnóstico serio y fiable de los motivos que la han ocasionado.

272


En instalaciones que tengamos que llevar el mantenimiento, nos será de gran utilidad montar un visor después del filtro y otro antes de la válvula de expansión, ya que de existir burbujas en este último la expansión no podría funcionar nunca correctamente, debido a recibir en su entrada diferentes proporciones de líquido y vapor, en vez de liquido 100 %.

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Si el visor delante de la válvula de expansión presenta burbujas puede ser debido a :

a) Extrema longitud de la línea de líquido en relación a su diámetro. b) Línea de líquido con diámetro demasiado pequeño. c) Curvas muy pronunciadas en la línea de líquido. d) Atascamiento parcial del filtro secador o en la válvula solenoide. e) Falta de subenfriamiento del líquido a causa de la absorción de calor por estar en un ambiente muy caluroso. t) En condensadores enfriados con agua, el caudal de agua no circula a contracorriente con respecto al refrigerante.

g) Presión de condensación demasiado baja. h) La válvula de salida del recipiente de líquido no está abierta del todo. i) Demasiado desnivel entre el recipiente de líquido y la válvula de expansión. j) Válvula reguladora de la presión de condensación defectuosa o mal ajustada, causando una acumulación de líquido en el condensador. k) Si la instalación monta un control de condensación a través del arranque y parada del ventilador, puede aparecer vapor en la línea de líquido durante algún tiempo después de la puesta en marcha del ventilador. En este caso cambiar la regulación instalando válvulas reguladoras de la presión de condensación o bien un regulador de velocidad del ventilador. 1) Falta de líquido en la instalación.

273


Por todos estos motivos es aconsejable montar visores en lugares críticos, donde puedan formarse burbujas debido a perdidas de presión, por ejemplo en evaporadores o condensadores que estén muy distantes o a diferentes niveles, en desecarches por gas caliente, en retornos de aceite en separadores etc. etc. En caso que al controlar un visor, el fluido en circulación tuviera un color marrón, ello sería debido a la existencia de lodos, formados por la descomposición del aceite. En tal caso tendríamos que vaciar de refrigerante a la instalación, realizar una limpieza con un detergente como el R- 141-b, cambiar el aceite del compresor con sus previos enjuagues, instalar un filtro secador ya la vez que sea antiácidos, realizar tres veces vacío rompiéndolo con Nitrógeno, introducir la carga de refrigerante, y pasadas unas horas funcionando a pleno rendimiento, comprobar de nuevo la existencia de ácidos y humedad en el circuito.

274


31. 7. V ÁL VULA DE EXPANSIÓN ( Control de funcionamiento)

Para controlar el funcionamiento de la válvula de expansión, tendremos que instalar el manómetro en la toma de baja presión, y el termómetro junto al alojamiento del bulbo termostático, convenientemente aislado de toda temperatura que no sea la del propio tubo. V. Expansión

Temp.

'tubo

T. Recalentamiento

Con el recinto a refrigerar debidamente ambientado a la temperatura requerida, solo nos bastara comprobar que el valor del recalentamiento este dentro de unos valores correctos. Antes de asegurar ante el seguimiento y diagnóstico de una avería, que ésta se encuentra en la válvula de expansión, tendríamos que verificar la calidad de líquido que tenemos en la entrada de dicho componente, pues de lo contrario se puede llegar a sospechar que su funcionamiento no es correcto, cuando en realidad el problema nace en que la calidad del líquido existente en la entrada es deficiente, o sea, no le está llegando refrigerante en estado líquido 100 %, sino que en la entrada hay una mezcla de liquido y parte de refrigerante que aún se encuentra en estado gaseoso. Cualquier técnico de servicio, ante la duda de que si la calidad del líquido en la entrada de la válvula es la correcta o no, puede tomar dos caminos: 10 Realizar una serie de mediciones del subenfriamiento existente en diferentes puntos de la línea de líquido con respecto a la temperatura de condensación.

2 0 Montar un visor delante de la válvula y comprobar la calidad del líquido en la entrada. Las dos comprobaciones son buenas, pero para un diagnóstico rápido y con fundamento nos inclinamos por la segunda comprobación, ya que todo técnico puede confeccionarse una serie de acoplamientos a base de accesorios roscados y tubos del diámetro necesario, que le permitirán instalar un visor entre el final de la línea de liquido y la válvula de expansión. Con este montaje reducimos a cero, la duda en cuanto a la calidad del liquido que entra en la válvula de expansión, y que aconsejamos a los técnicos que se dedican al mantenimiento de instalaciones frigoríficas, que instalen un visor en este punto, igual como normalmente se encuentran en la salida del filtro secador, ya que ante el seguimiento y diagnóstico de averías , disponer de estos dos visores facilita mucho más determinar con exactitud el origen de la avería. Partiendo de la base de que funcionando correctamente la instalación, en ninguno de los dos visores se tienen que observar burbujas, podemos asegurar que :

275


1° Si en el visor instalado después del filtro secador aparecen burbujas, el problema no está en el funcionamiento de la válvula de expansión, sino en una condensación deficiente bien sea por una alta o baja presión, o una falta de refrigerante, o bien en una obstrucción parcial en la línea o alguno de los componentes montados anteriormente al visor. 2 ° Si el visor instalado después del filtro secador no presenta burbujas de vapor, y el que está instalado delante de la válvula de expansión sí, la avería queda centrada en la propia línea de líquido, o en la obstrucción parcial al paso de refrigerante de alguno de sus componentes. 3° Si en ninguno de los dos visores, se observa la presencia de burbujas la avería queda centrada en el propio elemento de expansión ( capilar o válvula), o bien en la obstrucción parcial al paso de refrigerante de alguno de los componentes que la integran.

31.8. CONTENIDO DE HUMEDAD Y REACCIONES EN LA EXPANSIÓN Los refrigerantes tienen la propiedad de absorber en solución una cantidad determinada, aunque muy reducida, de humedad. La humedad que contenga el refrigerante se encuentra disuelta en él ( por ejemplo como se disuelve la sal en el agua, hasta que la solución está saturada ), es decir, que no se encuentra la humedad en el refrigerante en forma de gotas como agua libre. Cualquier instalación por deshidratada que esté, hay siempre una cantidad muy reducida de humedad, que de ser así no dará perturbaciones. Sin embargo, cuando la cantidad de humedad pase de la capacidad de disolución del refrigerante, se podrá producir según el refrigerante y temperatura de evaporación, su congelación en el elemento de expansión . La solubilidad del agua en los diferentes refrigerantes varía mucho y decrece rápidamente a medida que baja la temperatura de evaporación, por ejemplo, instalaciones de un mismo modelo y con igual contenido de humedad, puede trabajar perfectamente con R- 22, mientras que trabajando con R - 134-a, por ejemplo, presentará serias perturbaciones. El refrigerante R-22 es de todos los refrigerantes normalmente empleados, el que más porcentaje de humedad acepta, ya que evaporando a-lO oC, puede contener hasta 0,4 g/Kg ,pero evaporando a - 25 oC, solo puede contener 0,24 g/kg. La dependencia de la solubilidad de agua, de la temperatura explica también porqué se congela el elemento de expansión en instalaciones que han trabajado durante años sin fallo de ninguna clase, cuando por falta de refrigerante, o por otro motivo de perturbación, trabajan provisionalmente a una temperatura de evaporación más baja de lo normal. Con la bajada de la temperatura de evaporación, se pasa del contenido crítico de humedad que puede contener el refrigerante, con lo que queda agua libre en circulación. Al cruzar el elemento de expansión, esta agua se congelará siempre y cuando la temperatura de evaporación sea igual o inferior a oC, obstruyendo parcial o totalmente la libre circulación del fluido refrigerante.

°

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31.9. INFLUENCIA DE LA HUMEDAD, EXPANSIONANDO CON TUBO CAPILAR En instalaciones que expansionan con tubo capilar así como los frigoríficos domésticos, pequeñas instalaciones de hostelería, etc., y siempre y cuando, el contenido de humedad en el refrigerante exceda de los límites descritos anteriormente, la congelación del agua a la salida del tubo capilar se produce taponando totalmente la circulación del refrigerante, a partir de este momento la instalación deja de enfriar por completo, y si se comprueba la presión de baja en la instalación veremos que se sitúa en zona de vacío. La comprobación más rápida para detectar en este tipo de aparatos un tapón de humedad, es parar la instalación, dejar transcurrir un tiempo prudencial hasta que se descongele el tapón, o bien calentar el evaporador con un secador o decapador de aire, y poner de nuevo en marcha la instalación, comprobando que de nuevo su funcionamiento es correcto. Pasados unos minutos de funcionamiento se volverá a formar el tapón de hielo, ya que la humedad ya está concentrada en la expansión, por lo que tendremos que reparar la avería. En este tipo de expansión el tapón parcial no se produce, aunque si el Técnico de Servicio "escucha" la expansión y solo en el caso de existir humedad, oiremos que no es constante y que se va taponando parcialmente la expansión durante breves segundos pero reanudándose de nuevo, todo ello es debido a que el contenido de humedad no es el suficiente como para obturar completamente el orificio, y la instalación aunque teniendo algo de humedad podrá funcionar correctamente.

31.10. INFLUENCIA DE LA HUMEDAD EXPANSIONANDO CON VÁLVULA. La abertura de paso entre la aguja y el orificio de la válvula, por la que el refrigerante entra al evaporador, cambia continuamente el paso ya que depende de la temperatura del bulbo y de la cantidad de refrigerante que necesita el evaporador. Dicha abertura es máxima cuando la instalación se pone en marcha, reduciéndose cada vez más conforme la temperatura de evaporación y la del bulbo se vayan igualando. Como el ancho medio es solamente de algunas centésimas de milímetro, es fácil comprender que una pequeña cantidad de agua será suficiente para cerrar el paso, bien sea por completo o bien parcialmente. 31.11. RELACIÓN ENTRE LA PRESION DE ASPIRACION EN EL COMPRESOR Y LA PRESION DE EVAPORACION Cuando tomemos la presión de aspiración en la toma de servicio de un compresor, debemos suponer que la presión existente en la batería evaporadora es mayor que la presión detectada, debido a la pérdida de presión o resistencia a la circulación del vapor por el interior de la línea de aspiración. Una pérdida de presión estimada como normal, está alrededor de 3 psi, los cuales deberán añadirse a la lectura efectuada en el tubo de servicio del compresor, a fin de obtener la presión y temperatura real del refrigerante en su cambio de estado en la batería evaporadora. Una pérdida de presión en la línea de aspiración superior a 5 psi ya influirá en el buen funcionamiento de la instalación, ya que al bajar la presión a la masa de refrigerante aspirada, en consecuencia aumenta su volumen específico y disminuye su densidad, dando como resultado un menor peso de refrigerante bombeado por el compresor y una menor producción frigorífica en el evaporador.

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31.12. EVAPORADOR ( Temperaturas y diferencia de temperaturas)

Las temperaturas de ebullición de cada refrigerante como ya sabemos, varían de acuerdo con la presión que se les aplique, ya que subiendo o bajando dicha presión conseguiremos mayor o menor temperatura de cambio de estado en el interior de los tubos del evaporador. Esta temperatura de cambio de estado de liquido a vapor que leeremos en el manómetro de baja presión de cualquier instalación frigorífica, debemos recordar que ante el seguimiento o diagnóstico de cualquier avería, será la temperatura más baja que tendremos en todo el circuito, todas las demás mediciones que se realicen estarán por encima de esta temperatura.

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Se pude dar como aceptable según la humedad relativa que se quiera mantener en el recinto refrigerado, que para cámaras de conservación la diferencia de temperatura entre la temperatura de evaporación y la temperatura que se desea en la cámara esté entre 8 y 12 oC. Así como para cámaras de congelación deberá estar entre 5 y 9 oC, y para instalaciones de aire acondicionado entre 18 y 25 oC. Así por ejemplo para obtener en una cámara de conservación una temperatura en el ambiente interior de aproximadamente + 1°C, la temperatura de evaporación deberá estar situada entre los - 8 oC y los - 10 oC, y si la instalación monta el refrigerante R-134-a, deberá mantenerse en la 2 parte de baja presión del sistema una presión de 1 bar ó 15 libras/pulg. manométricas. En cambio si utilizando R- 22 como fluido refrigerante en una instalación de aire acondicionado, queremos acondicionar un recinto a +24 oC, tendremos que evaporar como mínimo a + 1 oC , ya

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que si se evaporase a una temperatura inferior, se acumularía en forma de escarcha la humedad que conlleva el aire del recinto acondicionado sobre la superficie del serpentin evaporador, obstruyendo el paso de aire a su través. De lo expuesto se deduce que, controlando la presión ejercida sobre el refrigerante en el evaporador, se obtendrán temperaturas más bajas o más altas que las de su correspondiente punto de ebullición. La temperatura ambiente del recinto refrigerado la tomaremos en el aire de retorno al evaporador ya que por efecto de la temperatura, el aire varía su peso específico y el aire más caliente sube a la parte superior de la cámara donde se encuentra el evaporador y el más frío baja a la inferior. La diferencia de temperaturas entre la temperatura de evaporación y la temperatura en el ambiente interior en cámaras frigoríficas de conservación, depende del tipo de evaporador y del grado de humedad que se quiera mantener en el recinto. El Técnico de Servicio debe conocer que en cámaras que instalen evaporadores estáticos, la diferencia de temperatura que se considera normal está entre 8 y 12 oC. aproximadamente. Sin embargo montando evaporadores de tiro forzado la deferencia de temperaturas debe estar entre 6 y 8 oC. En las cámaras de conservación además de bajar la temperatura de los alimentos también debemos controlar la humedad relativa del aire en el ambiente. El evaporador elimina del aire, tanto calor sensible, como calor latente. Cuando elimina calor latente extrae humedad del aire del recinto, y cuando elimina calor sensible, reduce la temperatura de los alimentos. Con una diferencia aproximada de 8 oC entre la temperatura de evaporación y la temperatura del espacio refrigerado lograremos mantener una humedad relativa cercana al 75 %.

Diferencia de temperatura entre la de evaporación (manómetro de baja) y temperatura interior de la cámara

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10 9 B 1 6

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60

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70

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ss

90 8 %

Humedad relativa

279


Si esta diferencia de temperatura la aumentamos, corremos el riesgo de resecar los alimentos, y si por el contrario reducimos ésta diferencia podrían formarse moho en los alimentos, así como

la condensación de humedad en las paredes interiores de la cámara. En instalaciones de baja temperatura la diferencia oscila entre 5 oC y 8 oC. En instalaciones de aire acondicionado la diferencia estará entre 18 y 22 oC. En evaporadores para enfriamiento de agua la temperatura de evaporación deberá ser de 5 a 6°C inferior a la temperatura del agua helada.

V. &panslón

Si el baño es salmuera o solución incongelable la diferencia estará entre 4

280

° Y 6 oC.


31.13. TEMPERATURAS DE CONTROL EN LA LÍNEA DE ASPIRACIÓN En la línea de aspiración se deben controlar los diferentes valores de recalentamiento que transporta el vapor de refrigerante evaporado, en diferentes puntos de la línea. a) Los objetivos del control del recalentamiento a la salida del evaporador son: 10 Asegurarnos el máximo rendimiento del serpentín evaporador.

2 o Asegurarnos que no llegará refrigerante el estado líquido a la aspiración del compresor. Medición del recalentamiento en el tubo de aspiración del compresor El valor idóneo del recalentamiento de los vapores en el tubo de aspiración a la entrada del compresor deberá estar aproximadamente alrededor de entre 100 C y 13 0 C. b) Los objetivos del control del recalentamiento en el tubo de aspiración del compresor son: 10 Asegurar una buena refrigeración de las bobinas del motor. Cualquier incremento de estos

valores puede provocar el sobrecalentamiento del compresor haciendo que actúen los protectores térmicos deteniendo la instalación. 2 o Un recalentamiento excesivo de los vapores aspirados por el compresor conllevará a un aumento del volumen de la masa de refrigerante aspirada, y en consecuencia a una disminución de su densidad, por 10 que el peso de refrigerante bombeado por el compresor será menor, disminuyendo por todo ello la producción frigorífica de la instalación. Cualquier incremento inusual de la temperatura del gas de succión debe investigarse y corregirse, bien sea, aislando convenientemente la línea o variando su instalación.

281

INST ALACIONES FRIGORIFICAS

IANÁLISIS DE FUNCIONAMIENTO I 32.1. ANÁLISIS DE FUNCIONAMIENTO EN INSTALACIONES FRIGORÍFICAS Siempre que cualquier instalación tenga tomas de alta y baja presión, y acceso a las diferentes zonas del circuito donde instalar convenientemente los diferentes termómetros, el técnico de servicio tendrá que saber para el mantenimiento ó bien para el seguimiento y diagnóstico de averías :

10 Que temperaturas y donde las debe medir. 2 o Que valores de diferencia de temperatura son los correctos, según la instalación y destino. 3 0 Si la diferencia de temperatura, es alta o baja con respecto a la que se estima como normal, saber que puntos hay que mirar en cada caso. Al realizar la inspección pudieran aparecer defectos visibles, que por supuesto deberán corregirse antes de seguir la inspección. Cuando una instalación funciona correctamente, tiene unos valores de presiones, consumos eléctricos, temperaturas y diferencia de temperaturas, que están dentro de unos valores estimados como normales según el proyecto. Ante instalaciones que solo se tenga acceso a la toma de baja presión como por ejemplo los refrigeradores domésticos, instalaciones de refrigeración comercial que expansionan con tubo capilar ó aparatos de aire acondicionado de la serie doméstica, aunque el origen de la avería será el mismo que en los aparatos industriales, aconsejamos seguir los diferentes apartados dedicados al seguimiento y diagnóstico de averías de cada tipo de aparato en particular. Los puntos de control son : 1° Presión de alta y temperatura de condensación. 2° Presión de baja y temperatura de evaporación. 3° Consumos eléctricos de los diferentes motores. 4° Temperatura de recalentamiento a la salida del evaporador. 5° Temperatura de recalentamiento en la aspiración del compresor. 6° Temperaturas de impulsión y retorno del aire en el evaporador ( en caso de aire ). 7° Temperatura interior del recinto refrigerado.

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32. Instalaciones frigoríficas. Análisis de funcionamiento

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8° Temperatura de subenfriamiento a la salida del condensador. 9° Temperatura de subenfriamiento a la entrada de la expansión. 10° Temperaturas de aspiración e impulsión del aire en el condensador ( en caso de aire) Cuando la instalación entra en avería, exterioriza su "dolencia" cambiando varios de estos valores. El técnico de servicio tendrá que iJJ1vestigar y razonar el motivo o motivos, que han podido alterar estos valores de funcionamiento antes de dar su diagnóstico. Hay partir de la base de que ninguno de los cuatro componentes básicos que monta una instalación frigorífica ( compresor, condensador, expansión y evaporador ), trabaja independientemente, por lo que tendremos que analizar el funcionamiento de cada componente por separado yen conjunto, ya que una avería puede estar ocasionada ¡por más de una causa. Cuando la avería se encuentre en el tendido de líneas, o en alguno de los otros muchos componentes y accesorios que puede llegar a montar un sistema frigorífico, su mal funcionamiento se reflejará en el normal funcionamiento die los cuatro componentes principales. El análisis de los cuatro componentes nos ayudará a: 10 Dar un diagnóstico exacto del origen de la avería. 2 o Evitará trabajo innecesario "toqueteando sin analizar" . 3 0 Disminuirá costos y tiempo de intervlención evitando nuevas llamadas sobre la misma avería.

284


32.2. ANÁLISIS DE FUNCIONAMIENTO DEL CONDENSADOR 1° Instalar el manómetro en la zona de alta, y leer la temperatura de condensación. (En el caso de no disponer de toma de presión en la zona de alta, instalar un termómetro debidamente aislado, en el último codo de salida del condensador, y aproximadamente tendremos la temperatura de condensación) 2° Tomar la temperatura de entrada del medio empleado para condensar ( aire ó agua ). 3 ° Restar las dos temperaturas y analizar si la diferencia es alta o baj a con respecto a las estimadas como normales. 4° Según sea alta o baja, inspeccionar unos puntos en concreto. 5° Si la diferencia de temperatura es normal, habrá terminado la inspección de este componente.

32.3. DIFERENCIA DE TEMPERATURA MÁS ALTA DE LO NORMAL. El origen de la avería en condensadores enfriados por aire puede ser motivada por : 1° Suciedad en la superficie del condensador. 2° Motor del ventilador funcionando a bajas revoluciones, aspas mal orientadas o rotas, o es demasiado pequeño. 3° Acceso de aire al condensador restringido. 4° Aire de aspiración e impulsión comunicados. 5° Temperatura ambiente donde está ubicada la unidad condensadora demasiado alta. 6° Dirección contraria del aire en el condensador. El origen de la avería en condensadores enfriados por agua puede ser motivada por : 1° Temperatura del agua muy alta. 2 ° Caudal de agua demasiado pequeño. 3° Suciedad en el interior de las tuberías. 4° Bomba de agua defectuosa o no funciona.

Puntos a inspeccionar relacionados con el sistema : 1° Exceso de carga térmica. 2 ° Sobrecarga de refrigerante.

285


3° Aire o incondensables circulando con el refrigerante. 4 ° Superficie del condensador demasiado pequeña. 5° Regulación de la presión de condensación, demasiado alta.

32.4. DIFERENCIA DE TEMPERATURAS MÁS BAJA DE LO NORMAL

El origen de la avería en condensadores enfriados por aire puede ser motivada por : 1° Temperatura del aire de enfriamiento demasiado baja. 2 ° Caudal de aire hacia el condensador demasiado grande.

El origen de la avería en condensadores enfriados por agua puede ser motivada por : 1° Caudal de agua demasiado grande. 2 ° Temperatura del agua demasiado baja.

Puntos a inspeccionar relacionados con el sistema : 1° Baja carga térmica del sistema. 2 ° Anomalías en el compresor. 3° Falta de refrigerante. 4 ° Superficie del condensador demasiado grande. 5° El regulador de presión de condensación ajustado a una presión demasiado baja. 6° Recipiente de líquido no aislado e instalado en un sitio más frío que el condensador.

32.5. ANALISIS DE FUNCIONAMIENTO DEL EVAPORADOR 1° Instalar el manómetro en la toma de baja presión, y leer la temperatura de evaporación. 2° Tomar la temperatura del aire de retomo (de entrada) al evaporador. 3° Restar las dos temperaturas y analizar si la diferencia es alta o baja. 4° Según sea alta o baja, inspeccionar unos puntos en concreto. 5° Si la diferencia de temperatura es normal, habrá terminado la inspección de este componente.

286


32.6. DIFERENCIA DE TEMPERATURA MÁS ALTA DE LO NORMAL

Puntos a inspeccionar del circuito de aire y del propio componente:

10 Filtros del aire sucios.

2 o Motor del ventilador. 3 0 Compuertas parcialmente cerradas u obstáculos en la entrada del aire. 4 0 Estado del serpentino 5 o Mecánica del ventilador Si se miden las temperaturas del aire de impulsión y de retorno del evaporador, encontraremos la de impulsión mas negativa de la normal y la de retorno mas positiva de 10 normal ( salto térmico mayor).

Puntos a inspeccionar del sistema frigorífico : 10 Falta de refrigerante.

2 o Anomalías en la válvula de expansión. 3 o Caída de presión en la línea de aspiración. 4 o Excesiva cantidad de aceite en el evaporador. Si se miden las temperaturas del aire de impulsión y de retorno del evaporador, encontraremos la de impulsión menos negativa de lo normal y la de retorno más positiva de lo normal ( salto térmico menor ).

32.7. DIFERENCIA DE TEMPERATURA MÁS BAJA DE LO NORMAL, ( Temperatura interior del recinto más baja de lo normal) Puntos a inspeccionar:

10 Termostato o presostato regulado a una temperatura más baja de lo normal.

2 0 Contacto o instalación del bulbo sensor defectuoso. 3 0 Polvo o suciedad en los contactos.

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32.8. DIFERENCIA DE TEMPERATURA DENTRO DE LO NORMAL ( Temperatura del aire de salida alta)

Puntos a inspeccionar : 1° Sobrecarga térmica del sistema. 2 ° Rotura de válvulas en el compresor. 3 °Arrastre de aceite en el separador. 32.9. DIFERENCIA DE TEMPERATURA DENTRO DE LO NORMAL ( Temperatura del aire de salida baja)

Puntos a inspeccionar : 1° Baja carga ténnica del sistema. 2° Temperatura exterior muy baja. 3° Fallo en el termostato o presostato de baja.

32.10. ANALISIS DE FUNCIONAMIENTO DE LA VÁLVULA DE EXPANSIÓN 1° Instalar el manómetro en la toma de baja presión, y leer la temperatura de evaporación. 2 ° Instalar el termómetro debidamente aislado en el tubo de salida del evaporador, junto al bulbo termostático de la válvula. 3° Restar las dos temperaturas.

RECALENTAMIENTO ALTO

Puntos a inspeccionar: 1° Obstrucción en la línea de líquido. 2° Baja carga de refrigerante. 3° Tapón de hielo, suciedad o aceite. 4° Bulbo de la válvula mal instalado. 5° Ajuste de la válvula incorrecto.

288


RECALENT AMIENTO BAJO Puntos a inspeccionar : 1° Asiento de la válvula defectuoso. 2° Bulbo de la válvula mal instalado. 3° Ajuste de la válvula incorrecto.

32.11. ANALISIS DEL FUNCIONAMIENTO DEL COMPRESOR Para analizar el funcionamiento del compresor, no deberemos realizar ninguna diferencia de temperaturas como en los casos anteriores, ya que solo tendremos que comprobar si funciona o no funciona.

COMPRESOR FUNCIONA Puntos a inspeccionar: 1° Temperatura de descarga (no debe superar los 120 - 140 oC ). 2° Ruidos anormales. 3° Presión de aceite. 4° Pérdidas de aceite. 5° Nivel de aceite. 6° Aceite en ebullición. 7° Aceite descolorido. 8° Paradas excesivas del compresor. 9° Funcionamiento ininterrumpido del compresor. 10° Compresor caliente. 11 ° Compresor frío. 12 ° Golpes de líquido. 13 ° Presión de aspiración. 14° Temperatura del gas de aspiración.

289


COMPRESOR NO FUNCIONA Puntos a inspeccionar :

1° Presostato de alta. 2° Presostato de baja. 3° Termostato. 4° Fallo en el circuito de maniobra. 5° Voltaje bajo. 6° Sobrecarga del motor eléctrico. 7° Circuito de potencia de alimentación al motor abierto. 8 ° Bobinas del motor eléctrico defectuosas. 9° Compresor mecánicamente agarrotado.

290

REFRIGERACION COMERCIAL E INDUSTRIAL

ICARACTERISTICAS y TEMPERATURAS DE FUNCIONAMIENTO I 33.1. FINALIDAD DE LA REFRIGERACIÓN La finalidad de la refrigeración es asegurar que a través de las correspondientes operaciones oportunas, garantizar que los productos alimentarios sean mantenidos a temperatura controlada desde la fase de producción hasta la fase última del consumo. Podemos distinguir los cinco eslabones principales que la componen : 1° 2° 3° 4° 5°

El El El El El

frío frío frío frío frío

en la fase de producción. en la fase de almacenamiento. en los transportes frigoríficos. en la fase de distribución. en los refrigeradores domésticos.

El parámetro físico fundamental y mensurable que caracteriza estas condiciones es la temperatura de los productos sometidos al frío. Esta temperatura deberá ser mantenida lo más constante posible, en un valor determinado a lo largo de la cadena de frío. Pueden distinguirse dos tipos fundamentales de tratamiento por el frío de los productos alimentarios: El frío positivo: La refrigeración. El frío negativo: La congelación y la ultracongelación.

La refrigeración El tratamiento por el frío en lo que se refiere a la "refrigeración", consiste en enfriar y en mantener un producto a temperatura positiva ( a O oC, o próxima a O oC ), de forma que el agua contenida en este producto no pueda ser transformada en hielo.

La congelación El tratamiento por el frío en cuanto a la "congelación", consiste en enfriar, congelar y mantener un producto a una temperatura muy inferior a la de congelación del agua de constitución. Una gran parte de esta agua es transformada en hielo en forma de cristales más o menos gruesos. Las temperaturas usuales de conservación por congelación, llamada conservación de productos congelados están comprendidas entre - 10° C y-30° C., y el plazo de conservación de estos productos previamente congelados es tanto mayor cuanto menor es la temperatura de conservación.

291

33. Refrigeración comercial e industrial. Característiques y temperaturas de funcionamiento

La ultracongelación Este tratamiento es similar a la congelación. De hecho se trata de una congelación ultrarrápida que responde a numerosos criterios específicos como pueden ser la de fabricación, el embalaje, el almacenamiento y la distribución. La reglamentación vigente determina que la temperatura de los productos ultracongelados debe ser mantenida permanentemente igualo inferior a - 18 oC, incluso durante su paso por la tienda de venta al por menor, es decir, en los muebles frigoríficos. En distribución, la "congelación" y la "ultracongelación" permiten en principio grandes plazos de conservación ( de 3 a más de 12 meses, según los productos ). Sin embargo, la permanencia en los muebles frigoríficos de venta no debería exceder de algunas semanas, ya que las temperaturas interiores de los muebles de venta son fluctuantes particularmente en los momentos de desescarche, las manipulaciones de los paquetes por los clientes y el personal degradan los embalajes.

33.2. TEMPERATURAS DE MANTENIMIENTO Y TEMPERATURAS DE EVAPORACIÓN Según el tratamiento que se le quiera dar a los productos, se agrupan bajo las siguientes condiciones:

Tipo de frío

AUSENCIA DE FRIO ( o interrupción de la cadena en la fase de venta) IFRío POSITIVO FRIO NEGATIVO

292

Denominación

NO REFRIGERADO ( en muebles o mostradores denominados "secos" ) REFRIGERACION a) CONGELACION b) CONSERVACIÓN DE CONGELADOS c) ULTRACONGELACIÓN

Temperaturas a mantener según el producto y la r~amentación vigente AMBIENfAL ( o ligeramente inferiores )

+ 12 oC a - 0,5 oC ( según el producto) de - 10 oC a - 25 oC de - 18 oC a - 25 oC de - 25 oC a - 35 oC


Las temperaturas de evaporación según sea el destino de la instalación que se pueden estimar como normales son las siguientes: Tipo de frío

Denominación

FRIO POSITIVO

REFRIGERACIÓN Ó CONSERVACIÓN CONGELACIÓN ( 2 Estrellas ) CONSERVACIÓN DE CONGELADOS ( 3 Estrellas) ULTRACONGELACION

IFRío NEGATIVO FRIO NEGATIVO

IFRío

Temp. Temperatura de interior evaporación aprox. aproximada. + 1 oC - 9 oC, para una humedad relativa del 75% aproximadamente. -12 oC - 20 "C aproximadamente. - 18 oC

- 25 oC aproximadamente.

- 27 oC

- 35 oC aproximadamente.

NEGATIVO

33.3. GASES REFRIGERANTES MAS UTILIZADOS EN CONSERVACIÓN El refrigerante que se utilizó durante más tiempo en cámaras de conservación fue el CFC R- 12, Y dado que está prohibida su fabricación, en caso de tener realizar una carga de refrigerante a una instalación de este tipo, podremos realizarla con los refrigerantes mezcla R- 406-A, R-409-A, R-413-A, tomando como referencia la temperatura de evaporación a la que tenga que trabajar, según sea la humedad relativa que se quiera mantener en su interior. Si la expansión monta una válvula de R- 12, deberemos prestar la máxima atención en el ajuste del recalentamiento, ya que la carga se realizará con un refrigerante mezcla y deberemos conocer las temperaturas de burbuja y rocío tanto en la condensación como en la evaporación, para poder realizar los ajustes necesarios. En caso de querer cargar la instalación con el refrigerante ecológico R- 134-a, deberemos realizar el cambio de aceite correspondiente. Si la expansión se realiza con tubo capilar, éste se tendrá que alargar un 25 % aproximadamente, y si se realiza con válvula de expansión, se tendrá que cambiar por una de R-134-a. También el filtro secador tendrá que ser especial para este refrigerante con un tamiz de 3 Amstrongs. Si la instalación trabaja con R- 22, podremos cargarla directamente con el refrigerante mezcla R- 417-A, o bien con R-407-C realizando en este último, los cambios de aceite pertinentes.

33.4. GASES REFRIGERANTES MAS UTILIZADOS EN CONGELACIÓN El refrigerante que más se utilizó en cámaras de congelación fue el R- 502, que igual que el R-12 también está prohibida su fabricación, por lo que en caso de tener que efectuar una carga de refrigerante a una instalación vieja de este tipo, podremos utilizar el sustituto R- 408-A, tomando como referencia la temperatura de evaporación según sea su destino. En caso de utilizar otro tipo de refrigerante mezcla solo nos bastará conocer las temperaturas de burbuja y rocío en la condensación y en la evaporación.

293


En caso de que la válvula de expansión sea de R- 502, tendremos que realizar el ajuste que corresponda, ya que la carga se realizará con un refrigerante mezcla. Las instalaciones nuevas de congelación, adoptan normalmente como refrigerante el R- 404-a, este refrigerante es altamente inflamable debido a la proporción de la mezcla entre el R-143-a , y su reductor R-125, para el cual ya se fabrican compresores especiales. Este refrigerante solo tiene un buen comportamiento utilizando aceites sintéticos poliol-ester.

33.5. INICIO AL CALCULO DE CARGAS TERMICAS EN CÁMARAS FRIGORÍFICAS

Carga total de refrigeración La carga total de una instalación frigorífica, es el número de kilocalorías que deben extraerse del recinto a fin de mantener la temperatura deseada en la cámara, y se tendrá que tener presentes las entradas de calor que tendremos en el recinto refrigerado : 10 Pérdidas a través de las paredes. 2 0 Pérdidas por servicio ( puertas, alumbrado, motores ventilador etc.) 3 0 Pérdidas por la carga de género que entra a diario.

Pérdidas a través de las paredes La cantidad de calor que entrará a través de las paredes depende de: 10 Superficie total exterior de la cámara. 2 o Aislamiento empleado y coeficiente de transmisión. 3 o Diferencia de temperaturas entre la del ambiente exterior y la que se quiere en el interior de la cámara. En primer lugar deberemos tomar las medidas exteriores de la cámara, o sea ancho, alto y 2 fondo, y calcularemos la superficie total de las paredes en m . En segundo lugar y determinado el espesor del aislamiento, se buscará a través de tablas el coeficiente de transmisión del material empleado. Al coeficiente de transmisión de los diferentes materiales se le conoce con la letra ( K) Y lo encontraremos en las tablas de transmisión de los diferentes materiales.

294


Coeficiente de transmisión de algunos materiales aislantes Espesor en mlm 50 75 100 125 150 200

Poliuretano

Poliestireno

0,57 0,42 0,26 0,22 0,18 0,11

0,66 0,49 0,33 0,29 0,25 0,17

Fibra de vidrio 0,70 0,52 0,35 0,31 0,27 0,18

Lana mineral

Corcho

0,62 0,47 0,31 0,27 0,23 0,16

0,78 0,58 0,39 0,34 0,29 0,20

Estos coeficientes varían con la temperatura y el grado de compresión ( densidad ), de la sustancia. En tercer lugar se establecerá la diferencia de temperatura entre la del ambiente exterior y la del interior de la cámara. Para determinar la temperatura ambiente exterior, deberemos calcular la temperatura media en la época más calurosa del año. Para fijar la temperatura deseada en el interior de la cámara, ésta dependerá de la naturaleza del producto que debe almacenarse, y también de la temperatura recomendada para dicho producto en particular, la cual hallaremos a través de tablas confeccionadas para este fin. Así pues conocidos los tres factores, podremos calcular las entradas de calor a través de las paredes, utilizando la siguiente formula: 2

Superficie en m x coeficiente de transmisión ( k) x diferencia de temperatura exterior menos interior x 24 horas = Pérdidas por paredes Para vitrinas mostrador con cristales se calculará para la pérdida de dos cristales 75 Kcal / m 2 / grado de separación entre la temperatura ambiente y la de la cámara fría cada 24 horas. Para 3 cristales 45 Kcal. Pérdidas por servicio Las pérdidas por este concepto se centran en el numero de veces que se abren las puertas según sea el destino de la cámara, siendo normal que en un restaurante se abran más veces las puertas de una cámara, si lo comparamos con las veces que las abrirá un almacén de distribución de productos congelados. Aunque se trata de un dato difícil de determinar de una manera exacta, 10 más fiable es calcular un porcentaje sobre el resultado que se ha obtenido, en el cálculo por pérdidas a través de las paredes. Para grandes cámaras será un 10 % Para detallistas será un 25 % Para pastelerías, bares y restaurantes un 40 %

295

33. Refrigeración comercial e industrial. CaraGterístiques y temperaturas de funcionamiento

Pérdidas por la carga de género En cámaras de conservación de productos a temperaturas positivas sobre cero grados centígrados tendremos que conocer tres factores. 10 Cantidad de kilos de género que entran a diario en la cámara 2 o Diferencia de temperatura del género a su entrada y la que debe obtenerse en el interior 3 o Calor específico del producto a enfriar.

La entrada de género diario es un dato muy importante, y siempre es más aconsejable calcularlo algo por encima de la realidad. Para cámaras de mediana capacidad se acostumbra a tomar como norma los datos siguientes :

Cámaras de conservación ( hasta O oC )

PRODUCTO Carne de buey colgada Carne de cordero colgada Carne de tocino colgada Frutas Pescados Huevos

Kilo2ramos aproximados 300 / 350 por m:Z150 I 200 por ID 2300 I 350 por ID 2 200 / 250 por ID~ 350 I 400 por ID 300 docenas por ID j j

Cámaras de conservación de producto congelado :

PRODUCTO Buey Cordero Tocino

Kilo2ramos aproximados 400 / 500 por m 3 400 / 500 por m 3 350 I 500 por m 3

Primero tendremos que conocer la temperatura del género a la entrada y la que queremos mantenerlo en su interior, así pues por ejemplo, para la conservación de alimentos frescos y botellería sería aproximadamente +2 oC, para conservación de alimentos congelados -18 oC Para congeladores comerciales - 26 oC, etc.etc .. Por último hallaremos el calor específico del producto almacenado a través de tablas.

296


Calores específicos y temperaturas de conservación y congelación de diversos productos

Conservación Producto

COll2elación

Temperat. recomenda da oC

Calor esp. sobre O°C Frig/día/Kg

H.R.%

2a4 2a4 2a4 la3

0,70 0,81 0,65 0,80

80/85 80/85 80/85 80/85

2a4

0,89

80/85

-1 a 2

0,82

Oa2 2a4

0,84 0,56

Respiración Frig/día/Kg

Temperat. recomenda da oC

Calor esp. bajo OoC Frig/díaIKg

Calor latente de congo FrilÚdía/Kg

-15120 12i15

0,40 0,37 0,36 0,42

51 47 36 59

-

-

0,56

62

90/95

-

-15120

0,41

61

80/85 65170

-

-

0,45 0,34

67 36

Carnes Ternera Cordero Cerdo Aves y caza Embutido

-

-

-12/15 -8/10

Pescados Fresco (en hiel~ Marisco Pesca salada

Conservación Producto

Temp. recomendada oC

Calor esp. sobre OoC FriRtdía/K2

H.R.%

Respiración FriRtdía/K2

2a6 10 a 15 1a3 1a3 1a3 1a3 12 a 14 1a2 Oa3 Oa2 Oa2 10 a 15 2a7 la3 7 a 12 3a7

0,92 0,91 0,90 0,92 0,92 0,90 0,81 0,92 0,92 0,86 0,83 0,83 0,92 0,87 0,82 0,45

80/85 80/85 80/85 80/85 85/90 85/90 85/95 85/90 80/85 80/85 80/85 75/80 80/85 80/85 80/85 70/75

0,41 0,22 0,55 0,38 0,55 3,64 2,30 1,82 0,27 3,66

2a7

0,95

80/85

-

Frutos Manzanas Limones Melones Naranjas Melocotones Peras Platanos Fresas Uvas Cerezas Ciruelas Dátiles Frambuesas Albaricoques Higos Frutas secas

-

1,83

-

Verduras Espárragos

297


Habas Coles Lechuga Cebollas Patatas Tomates Alcachofas Berengenas Espinacas Pimientos Judías verdes Judías secas Verduras mezcladas

0,92 0,93 0,95 0,90 0,78 0,95 0,90 0,94 0,92 0,94 0,92 0,30 0,90

80/85 85/90 85/90 75/80 80/95 85/90 80/85 80/85 85/90 85/90 85/90 65170 Promedio

2a6 0,5 a2 la4 2a4

0,93 0,76 0,64 0,64

80/85 80/85 80/85 80/85

-15 a -18 -11 a -14

0,80 0,80

-

-

6a8 5 a 10 2a5 laS la2 -2 a-4

1,00 0,88 0,90 0,90 0,50 1,00

-

2a7 2a7 2a7 4a 10 2a7 lOa 13 3a7 7 a 10 5 a 10 2a7 2a7 2a7 2a7

,

I

~ I!

1,82

4,44 0,55 0,46 0,27 0,56

-

1,30

-

-

i

r-

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i

Leche y huevos

!

Leche Huevos Queso fresco Mantequilla

2,73

-

Helados Bloque Granel

-

Líquidos Agua Vinos Cerveza Cava Aceite Hielo

-

-

-

y una vez conocidos los tres factores solo tendremos que hacer la siguiente operación:

Pérdidas )[>or carga de género = Kilos de género x diferencia de temp. (exterior -interior) x calor específico

298


Obtención de la carga total Para la obtención de la carga total solo necesitamos sumar los tres factores: Pérdidas por paredes + Pérdidas por servicio kilocalorías que se deberán evacuar en 24 horas.

+ Pérdidas por carga y obtendremos el total de

Debido a que durante las 24 horas el evaporador tendrá que entrar varias veces en desescarche, y el compresor deberá realizar unos tiempos de parada, es aconsejable fijar el tiempo máximo de

funcionamiento de la instalación en 16 horas aproximadamente. Por tal motivo tendremos que dividir la carga total entre 16 horas y obtendremos las frigorías que deberán producirse por hora. Finalmente y con objeto de cubrir todo posible imprevisto, es aconsejable añadir un 10% extra de frigorías como coeficiente de seguridad. En el caso que el evaporador monte ventiladores, tendremos en cuenta que: 1 CV x 632 = Kcal / h. Las pérdidas por reacción y renovación de aire en frutas y verduras, o sea materias vivas, las cuales originan cambios debidos a la respiración, el oxígeno del aire se combina con el carbono de los tejidos del fruto, desprendiendo energía en forma de calor, se tomará: Kilos x coeficiente de respiración en frigorías día por kilo El promedio será de 4 renovaciones totales de aire al día Volumen m 3 cámara x 4 renovaciones x 20 frigorías / día / m 3

33.6. EJEMPLO PRACTICO PARA EL CALCULO DE CÁMARAS Se trata de calcular una cámara para conservación de carne de cordero, conociendo los siguientes datos: Medidas exteriores de la cámara: 3 x 2 x 2.70 mts. Espesor del aislamiento de poliuretano: 10 cms. Temperatura a obtener + 3 oC Temperatura máxima en el ambiente exterior: + 30 oC Entrada de género al día : 300 kilos.

1 ° Calcularemos la superficie de la cámara 3.00 x 2.00 = 6.00 2.00 x 2.70 = 5.40 2.70 x 3.00 = 8.10

19.50 x 2 = 39 m 2

299


2 ° Pérdidas por paredes 39 m2 ( de superficie) x 0.26 ( coeficiente de aislamiento del poliuretano ) x 27 oC ( diferencia de temperatura ext. - int ) x 24 horas = 6.570 Frigorías / día

3° Pérdidas por uso 25 % sobre 6.570

=

1.642 Frigorías / día

4° Pérdidas de carga. 300 kg de carne x 0.81 ( calor específico del cordero sobre O OC ) x 27 oC ( diferencia de temperatura exterior - interior) = 6.561 Frigorías / día 5° Sumamos los tres resultados obtenidos = 14.773 Frigorías / día 6° Dividimos las 14.773 Frigorías / día ( 24h) : 16 horas

= 923 Frigorías / hora

7° Añadiremos un 10% de seguridad = 92 Frigorías / hora TOTAL FRIGORÍAS QUE DEBERAN PRODUCIRSE 1.015 Frigorías / hora

300

REFRIGERACION COMERCIAL ID EXPANSION CON TUBO CAPILAR

ICUADROS SINÓPTICOS PARA EL SEGUIMIENTO Y DIAGNOSTICO DE AVERIAS I 34.1. CARACTERÍSTICAS DE INSTALACIONES, SEGUIMIENTO Y DIAGNÓSTICO DE AVERÍAS Un mueble frigorífico de venta está destinado en primer lugar a exponer o presentar los productos alimentarios a los consumidores, con objeto de facilitar su venta. El mueble está refrigerado mediante una máquina frigorífica que permite mantener dentro de su volumen útil, los productos alojados, previamente refrigerados hasta una temperatura lo más próxima posible a la que tendrá en el expositor.

Un mueble frigorífico comercial abierto, no puede normalmente enfriar los productos introducidos. Todo lo más puede mantenerlos a la temperatura conseguida en anteriores etapas de la cadena de frío, de la cual constituye el último equipamiento público. Los modelos de muebles y de vitrinas existentes en el mercado, ya sea mobiliario fabricado industrial o artesanalmente, es muy variado, pero básicamente se centran en:

301

34. Refrigeración comercial. Expansión con tubo capilar. Cuadros sinópticos para el seguimiento y diagnóstico de averias

VITRINAS FRIGORÍFICAS DE CONVECCIÓN NATURAL Ó FORZADA Estructura de cristales Movimiento de aire interio

302


GÓNDOLAS FRIGORÍFICAS DE CONVECCIÓN NATURAL O FORZADA, CON O SIN CORTINA DE AIRE

MUEBLE MURAL VERTICAL DE CONVECCIÓN FORZADA, CON CORTINA DE AIRE

,////////

303

_34. Refrigeración comercial. Expansión con tubo capilar. Cuadros sinópticos para el seguimiento y diagnóstico de averias

MOSTRADOR FRIGORÍFICO DE CONVECCIÓN FORZADA Y DE CORTINA DE AIRE.

La forma más empleada para proteger la abertura de un mueble frigorífico abierto, es con la instalación de una cortina de aire. Las cortinas de aire de los muebles frigoríficos de convección forzada deben satisfacer entre otras, las siguientes funciones : a) Permitir el fácil acceso a los productos expuestos y almacenados en el volumen útil de carga del mueble, sin otra barrera material que el aire. b) Conservar el ambiente interno del volumen refrigerado al nivel requerido de temperatura. c) Minimizar el intercambio de calor sensible que procede del ambiente externo del mueble. d) Reducir y controlar el intercambio de humedad procedente del ambiente hacia el interior del mueble. e) Compensar los aportes térmicos por radiación sobre los productos, con la extracción de calor por convección forzada.

304


La cortina de aire clásica en circuito cerrado, básicamente es un chorro de aire frío impulsado por el conducto de impulsión del mueble frigorífico y aspirado por una boca longitudinal de retorno, la diferencia de densidad entre el aire frío impulsado por la cortina y el del ambiente exterior, hace de "barrera" entre los focos frío y caliente.

Debido a la entrada de humedad del ambiente exterior, estas instalaciones van equipadas con un sistema de desescarche automático, tales como relojes, sistemas electrónicos con sensores, etc., para evitar con ello la acumulación de escarcha en el evaporador. Para el seguimiento y diagnóstico de averías, no existe un orden predeterminado de actuación, ya que depende del tipo de instalación frigorífica, del tipo de avería y de los conocimientos del técnico de servicio, aunque lo más aconsejable en todos los casos es seguir un método gradual y lógico acoplado al tipo de instalación, ya que en consecuencia nos evitará llegar a conclusiones erróneas que en primer lugar no resolverían la avería, y además nos reportarían unas pérdidas de tiempo y por supuesto económicas importantes. Este tipo de instalaciones al expansionar con tubo capilar no precisan recipiente de líquido al final del condensador, lo que nos limita a no disponer normalmente de toma de alta presión, aunque aproximadamente la podremos conocer instalando como se ha apuntado anteriormente, un termómetro debidamente aislado en el último codo del serpentin del condensador. La condensación acostumbra a ser normalmente por tiro forzado de aire, lo cual provoca tener averías que son producidas por tener mala condensación a causa de acumulación de suciedad en el serpentín, o bien por un funcionamiento incorrecto del ventilador, o por estar la unidad a una temperatura ambiente muy alta o baja, etc., y el evaporador suele ser estático o de tiro forzado.

305


Al ser el evaporador un componente que normalmente es fácil comprobar su estado, la cabecera de los cuadros de averías empiezan con una instalación que no enfría o la hace parcialmente, y la primera comprobación que deberemos realizar será conocer la acumulación de escarcha que hay en su superficie, pudiéndonos encontrar en que no hay escarcha, o está escarchado parcialmente, o bien está bloqueado de escarcha. A partir de conocer su estado tendremos que situarnos en la casilla del cuadro de averías, y seguir el camino que corresponda según sean los valores de las mediciones tanto de presiones como de temperaturas que vayamos realizando. En el caso de tener el evaporador un difílcil acceso para comprobar su estado, es aconsejable iniciar el seguimiento del cuadro a partir de la temperatura del filtro deshidratador. Por último llegaremos a una casilla donde nos indicará la avería que tiene la instalación, y seguidamente deberemos consultar el apartado ó apartados que correspondan, para iniciar la reparación de dicha avería.

306

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I .I t--+l

~. Bajo

'1

. d consunar.apt o.corresp.

ó Reloj desescarche

-

I I S'' • del ~ lO ~ evaporador escarcha

I l.

~I--------:=====:::---;:====::::;-I

-rJ~-, t_ I 7°Cargar r:: - t... Refrig. I 6°Baja l ' I

r---I l° Estado

+,...-----~

Bloqueado de escarcha

r;OMedir presión ~I de baja .

AVERlA: Mala condensación

AVERIA:

cons. aptdo.correspondiente

Medir consumo eléctrico

-1 Ir:;o:;:b~mp.

r;T=:'. del filtro al ""'1 tacto

20 Escarchado

INSTALACION NOENFRIA O LO HACE PARCIALMENTE

MUY..fríO

~

AVERIA: Obstrucción parcial en su interior

Q.Pl

Pl

=

< ~

-

AVERIA:

-.

cons.aptclo,correspondiente

~. Obstmcción

2" Escarchad~ . parcIalmente

INSTALACION NO ENFRIA OLOHACE PARCIALMENTE

.

H

calient,

I ~I{".Estadod I or I I- apora -

~

l~

Problema en: Termostato ó ReloJ desescarche

<.O

del filtro al tacto

Descongelar poner elllllarcha ~ y tomar presión


c.v o

r - I 1"T 'MedIr ' eUl' I--..I ...ambIente . p. I I presIón I L _ _ ..1~ de baJa. I L"]_ ¡7"Cargar -AVERlA: I

--1. - - . i" Temp.

11 --.

AVERIA:

.

~

t+


T

~


ll1tenor

- - I 11-. r-1- -

r cons,aptdo.corresp.

consultar npart:ldo corresp,

AVERIA:

~aJ'ci,al en su

f Muy fno

I-

",,,,,,,,,,,Ció.

- +.- i_.:.:.:.; __

I S"No I recllP.era preslon

escarcha

Funciona a interyalos de pocos segundos

.-

T

Ftlga de ref;igerallte

AVERIAEN: Alimentación, bobinas motor. motor, relé, klb:Oll. condensador termostato.

.

cous.aptdo. correspondiente

cons.aptdo. correspondiente

Síntoma de la antia: Instalación no enftia 6 10 hace lu,rciallllente 34 - 4 - Tal,ón de suciedad

__

n

__ _

I I

R E

P

r -Parar 3_ -, la inst. y

A R A

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R

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I calellt:lf caPílnr~

_

consultar.aptdo.corresp..

i

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-

No funciona motor

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:

Refrig.

cOlls.aptdo. corres!'.

Sin

r-.

~no comprime ,-- - - - - ., Alto : '---,---I ---------------I , I : ImposIble : 1 " ~-----------+¡ des~~nectaf1a ,: I1 elKhxon 'I (No es este : : cuadro de : ,,-,,¡a" I

~ - ri

6"B.ja

Bajo

:

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Mala

I ,1 Compresor

--.

I preslO11recupera lO"~?

ReCtlp~l:a

presJOll

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I Ml1~;ríO

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_ _

I 3" Telllp.

~

r 2" Escarchad:-t

I parcialmente

-1-

INSTALACION

NO ENFRIA OLOHACE

•


. 11 1NT Problema en: TenllostMo

Rel~; desescarche

del fIltro al tacto

---

J

AVERlA:

ó

J--.

AVERIA: Obstmccióll parcial en su interior

I

17 I I '" Tb~mp. J'--.:Lam_ lente _

caliente

ll.....

1" Estado del eyaporaclor

I 1-+. I 1l. I

1-+ ..Y

Alta

[ Alta


.

I cons.aptdo.corresp.

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consumo eléctrico ~

~

Bajo

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r7"Cargnr . - -I

--

escardl

L _ _~

_.

. r---~Y-----,

y Funciona a inten'alos ele pocos segundos

•

.

AVERIAEN: Alimentación. bobinas 1110tOr. motor. relé. klixol1. condel1sador tenuostato.

l cons.aptdo. correspondiente ....

•

COrt-esp. _ _--' c,. .O_lls:-:._al_'t_cl_,J.--:::-:----::--: Síntoma de la an'Jia: In~talacióll no enflia o lo hace I}arcialmente 3-' - 5 - Tapón de huntedad

Fllga de refrigerante

~.

I cOllSllltar opte/o. con'esp.

.

~

t-+

• ]

o' en ::D

consultar ap:ut;¡do corres]).

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o'

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l_~~e~'~~s~

l7No- -. recup,em I preSlOll J I

=-. 8en

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I,

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Tapón de suciedad

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I -;;ReC~~l'era I preston

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Tapón de humedad

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I cons.aptdo.corresp

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No recupenl presión

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: Imposible L___________ ..: desconectaría : el KlixOll ,: (No es este : cuadro de

r 6"Baja~ Refrig. J~ C-

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L"]_

AVERIA : Mala condensación

~

~_.~I Medir

r:I5"Meclir I I I presión L-....t de baJa. I ...1

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Q-.¡::..

cOl1s.aptclo.correspondiente

Descollgelar poner en marcha y tomar presión

~

III

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AVERIA. Obstmcción parcial en su interior

TelUIl. del filtro al

Escarchado parcialmente

Temp. ambiente

~ cons.aptdo, correspondiente

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r---.

AVERIA: Mala condensación

-- .....U

AVERIA:

II

INSTALACION NO ENFRIA

~A'R~~;:ENTE

FEstado del e eyaporador

_

I

-

L

.

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Alta

Problema en: Termostato ó Reloj desescarche

ú.) ~

.......

~


I

¡-..,

..

Medir presión de baja

+

I Baja

I I I

-, funciona motor

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r -'

FlUlciona a inten'alos de pocos segundos

-.-

~

~I

Cargar Refrig.

-----~

c011s.aptdo.correspolldiente

Síntonta (le la anda: IJlstalación no enfda o lo hace Ilarcialmente 34 - 6 - CODllu'esol' 110 funciona ó lo hace a iutel",-alos de IloCOS segundos

_______________ _,

I

Recupera presión

~.-

.

cons.aptdo. correspondiente.

:

-¡ ,L_:':.:~~!' _______ _

~ Fuga de refrigerante

I~ I

... _..t _ _ _ _

______________-L________

t------

consultar apnrtado corres!'.

Imposible desconectaría ,: el Klixoll : (No es este : cuadro de

,r------'----,

AVERIAEN: Alimentación, bobinas motor. motor, relé. klh:on, condensador termostato.

r-----L-----., Lcons.aptdo. correspondiente.

AVERIA: Compresor 110 comprime

, : : L___________ +:


;1"

~

,-- ... _--., eléctrico I I ~._~:t;~_J

1.- J r _+_ -,

r-~" No

Descongelar poner en marcha y tomar preSlOll "

I

2" Sin escarcha

~I Medir conSUlllO

Alta

I .I .J-"1


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R No recupera presión

Recupera presión

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R A

Pnrar la in51. y calentar capilnr

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I parcialmente I

-1-

- -:i-:" r 4" Muy

----~::=::;----J!L caliente

I

AVERIA:

iNSTALACiON

NO ENFRIA O LO HACE PARCIALMENTE

IH~:¡-stado=.I- ..J

'I

eyaporador

- -

~

I

~


+

!NOr II Problema en: Termostato ó Rel~i desescarche

r Alta "+ Medir

LJrem

r 2"----, Escarchado I

... Alta

J~


•

r cOJlS.aptdo.corresp.

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: el K1ixon

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l'

Recupera preSIón

~Fuga de refrigerante

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cOl1S.apartado. correspoJ1diente.

+

+ ' ' ____ . __ .

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R E

No recupera presi.ón

.

P A

R

Parar la inst. y calentar capilar

A

R


Recupera presión

Tapón de suciedad

Tapón de humedad

cOlls,aptdo.correspondiente

Síntoma de la a,-erfa: Instalación no enflia o lo hace parcialmente 34 - 7 - Mala condensación

..,..

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3' _. xm

: cuadro de

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F

o'

:::J

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Cargar Refrig.

cOlls,aptdo,cor1'espondiente,

... -. r

w

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cOllsultllf apaltado corresp.

:L___________ +:¡ desconectnrÍa Imposible ¡:

.-

Funciona a inten'aJos de pocos segundos

J-.

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-

AVERIAEN: Alimentación. bobinas motor. motor. relé. klixoll. condensador termostato,

I

I

-:18, aptd=rr:;ll;:te~ ro-- _...J

.... -

+

consumo eléctrico

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r

No funciona lllotor

t----t.¡~ Medir

presión de baja

~


Sin escarcha

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~o~tdo~~fi(liente

AVERIA: ObSf!,lcción ~rcl,al en su UlteriOr

...

"'O

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... 6)'

(f)

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AVERIA: Obstmcción parcial en su interior

cOlls.nptdo, correspondiente

I Alta

consumo eléctrico

3 Temp. de 1ftJ. tro al

Escarchado

-- ......I

AVERIA:

1<' Estado

I del I e,'aporador I


-

.L

~ SIn escarcha

~

..

No funciona motor

..... _ _ - , 1" Descongelar poner elllllarcha y tomar presión

I I I de escarcha r-+¡ -

r-

" ' - .....,

r 2" Bloqueado

I

--r---T-- J I Norr I ·1-" Altn -

Pl'Oblema en: Termostato ó Reloj desescarche c.v .....

c.v

-

1-

AVERIA: Mala condensacióll

caliente

Sobrecarga ele refrigerante

&!E~!!!!j!!!i!!!!!E3

f--I

--- --- ---

I Baja

•

'----

+

FUllciona a internllos de pocos segundos

-,,-

AVERIAEN: Alimentación. bobinas motor. motor. relé. klixOll. condensador termostato,

.....J~

___

Cargar Refrig.

___

~

]+,

~O-_l

I

Recupera presión

..f Fuga de refrigerante

"

cons.aptdo, correspondiente.

1

consultar npartado ~ corresp,

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I

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cons,aptdo.correspondiellte.

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~

~-.t~1 Medir

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I ,1

Imposible desconectaría el Klixon (No es este cuadro de

,.

l'

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R E


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R A R

Parar la iust. y calentar Capil:lf


Recupera presión

cons. aptdo, correspondiente

SintoDla de la aveda: Instalación no enfl'Ía o lo hace (,arcialmente 3-' - 8 - Sobrecarga de reftigerante

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CD'O ~. C/l

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() ú.)

......

AVERIA: Obstmcción parcial en su interior

..¡:,..

Temp. del filtro al

Escarchado

I Al,

Temp. ambiente

INSTALACION

NO ENFRIA OLOHACE PARCIALMENTE

U I del

...

T-

-

I

No funciona motor y tomar j)resión

--

J

Problema en: Termostato Ó

Relol desescarche

I cOllS.ap.corresp.

Funciona a illteryalos de pocos segundos

~

AVERIAEN: Alimentación. bobinas motor. motor. relé. klixOll. condensador termostato.

Cargar Refrig.

r,

J Recupera presión

'SCD

o'

_______________ _ I

: Imposible !..-----------~ desconectaría : elKl.ixon :I (No es este

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Parar la inst. y

presión

•

cOlls.aptdo. correspondiente.

Sfntonla de la ayedll: Instalación no enflia o lo hace IJarcial1uellte 34 - 9 - Tel1l1ostato Ó reloj de desescarche

I

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AVERIA: Compresor

:

cons.aptdo.correspondiente.

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I Baja

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AVERIA:

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Medir ~... Ba.io conSUlllO eléctrico 1-------' ~._~:~_l

1----1.. ~1


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caliente

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cOlls.aptdo,correspolldiellte

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CD' ::::l. III

(J)

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ObstmcCÍón parcial en su interior

l '" MÍfrlo r ' -" --. 1 .' Temp. I ~ del fIltro al '-+

r 2"-Escarchado - ::-l I parcialmente J

...

-1-

AVERIA:

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I I

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01

desescarche

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I

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AVERIA:

Compresor 110

~

______________ _

~~

:L___________ +:l desconectnria Imposible

l

~--------------~

.-

1

J No n1l1Cíolta motor

Recupera presión


~

Funciona a intef\'alos de pocos segundos

::Ld

: elKlixon (No es este : cl1adro de : Il\-erías)

l

f-

¡-.

consultar npartado corresp ..

comprime

t-...J ___ Alto , __ 1:

I

cOIls.apartado.corresp.


,¡,

Parar la inst. y

+

R E p A R A R

cOl1s.ap .. correspondiente.

r cons.aptdo.corresp.

-.

consultar.aptc1o.corresp.

r

~

Síntoma de la antia: hl!!talación no enfría o lo hace IHu'cialmenfe 34 - 10 - Filtro secador talla(lo llal'cialmente

Tapón de suciedad

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Tapón de humedad

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consultar.aptdo. correspolldiente.

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AVERIAEN: Alimentación. bobinas motor. motor. relé. klixOll. condensador termostato.

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1----1.11"11


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Mala COlldensac16n

caliente

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consultar. apartado corresp.

AVERIA:

Sobrecarga de 11 Alt:~r------' refrigerante


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- - - - - -I

IAl.

1" Estado del I 1 Sin e"aporador ~ escarcha

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Temperanua ambiente

I

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AIRE ACONDICIONADO INDUSTRIAL ICARACTERISTICAS DE INSTALACIONES

I

35.1. SISTEMAS DE AIRE ACONDICIONADO

Para pequeñas y medianas potencias ( aproximadamente de 8.000 a 20.000 Fg / h), se pueden utilizar equipos compactos que permiten el acoplamiento de conductos y, por lo tanto, una distribución racional del aire por todo el recinto climatizado.

t

C',E.

i-I,

-----~

317

35. Aire acondicionado industrial. Características de instalaciones

Posición standard de embocaduras (A)

Combinaciones posibles entre sí a partir de la unidad standard

POSICiÓN 1

POSICiÓN 3

POSICiÓN 2

(A)

(Al

(A) Cuadro eléctrico

CUADRO ELÉCTRICO UNIDAD.

318

FILTRO


En el caso de que el equipo sea "bomba de calor" podrá montar doble válvula de expansión, o bien válvula de expansión y tubo capilar, así como válvulas antirretorno en cada uno de los sistemas de expansión, para obligar al refrigerante a realizar el ciclo convenientemente. En este caso el filtro deshidratador deberá ser especial para bombas de calor, ya que tendrá que permitir la circulación del líquido en ambas direcciones. ~

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I 1

Según el tipo de aparato podrá equipar diferentes sistemas destinados a aumentar las prestaciones de funcionamiento de la unidad así como a la protección del sistema, siendo muy normales la instalación de un control de la presión de condensación con sensor de temperatura, presostato de alta y presostato de pérdida de refrigerante, resistencia calentadora del cárter del compresor, protección contra inversión de fases en compresores rotativos y protección contra pérdida de fase en unidades trifásicas en general, etc. etc. En potencias superiores a las anteriormente citadas, y debido a los múltiples sistemas que se pueden utilizar, el fluido empleado para llevar a cabo la evaporación o la condensación del refrigerante, es quien normalmente identifica el tipo de instalación. En los sistemas centralizados todos los componentes se hallan agrupados en una sala de maquinas. En esta "estación central" se lleva acabo el proceso total de acondicionamiento de aire. Entre los procesos más corrientes se encuentran los siguientes:

319


Por ventiloconvectores, tipo "fan-coil".

En una estación central situada normalmente en el sótano del edificio se calienta enfría, según la época del año, el agua que después, por medio de unas bombas, se envía a cada unidad fan-coil. Un ventilador hace pasar el aire por un radiador, por el cual el aire se calienta o enfría y deshumidifica, según la época. VASO EXPANS ION

PURGA LLENADO

o

CI

roc Lú > Z

o z

a::

o rLú oc

TERMOMETROS

320

I>
VALVULA COMPUERTA

o

VALVULA REGULACION

~

VALVULAS 3 VIAS

o

PURGADOR


Por inducción. En este sistema existen unas unidades c1imatizadoras zonales tipo fan-coil, pero sin ventilador. Hasta estas c1imatizadoras se envía por un lado agua tratada. Asimismo, el aire primario, al salir por las toberas de impulsión, induce unas corrientes de aire secundario que atraviesan la batería de agua, consiguiendo un perfecto control de la temperatura.

I

j

LOCAL

-----/

.1 1/11/f~¡j

AGU A

~'-

AIRE PRIMARIO ------

(

-

)

----

--..... ) /

Instalaciones mixtas a dos o cuatro tubos. Suele denominarse instalación a dos tubos aquella en la que utilizando como medio transmisor el agua, la distribución de la misma a las unidades de manejo de aire se realiza con dos tuberías ( Ida - Retorno ).

////////////

"'''''""''''"''''

"''"''''/ / / / / / / / / /"''/.......

TORRE DE ENFRIAMIENTO

"" INO'

F-C UNIDAD ENFRIADORA

INSTALACION MIXTA A DOS TUBOS CON INDUCTORES Y FAN-COILS

321


Pueden utilizarse dos tubos en instalaciones sólo frío, sólo calor o calor y frío con el sistema de colectores y válvulas necesarias para hacer el cambio de envío de agua fría en verano yagua caliente en invierno por la misma red. Esta instalación puede aplicarse utilizando como unidades terminales: -climatizado res -fan-coils - inductores -combinación de los anteriores En las instalaciones con inductores el aire de ventilación se trata en un climatizador y se suministra a alta velocidad a cada inductor en los que por medio de sus toberas se produce la inducción necesaria de aire interior a través de las baterías de intercambio de calor. En las instalaciones con fan-coils el aire de ventilación puede tratarse en un climatizador y suministrarse a los distintos espacios. Los fan-coils tratarán el aire interior recirculándolo. Puede tratarse el aire de ventilación por medio de una toma directa de aire exterior al fan-coil. En las instalaciones por climatizado res el aire de ventilación se trata por medio de una sección de mezcla con el de retorno. Debe preverse el dimensionado y regulación necesaria para utilización del aire exterior para refrigeración en épocas intermedias. La instalación de cuatro tubos utiliza como medio transmisor el agua conducida desde una central de producción de agua enfriada y otra de agua caliente por dos circuitos independientes (Ida-Retorno).

11 11//1

INO

F-C

AGUA ENFRIADA

AGUA CAL.IENTE

INSTALACION MIXTA A CUATRO TUBOS CON INDUCTORES Y FAN-COILS

322


En circulación constante por los intercambiadores de las unidades terminales, fan-coil e inductores o climatizadores permite, mediante un sistema de regulación basado normalmente en la regulación del caudal de paso, el disponer de calefacción y refrigeración en todas las dependencias utilizando en cada momento el necesario. Con ello podríamos estar calentando en invierno las dependencias periféricas de un edificio y refrigerando las zonas interiores que puedan necesitarlo. Este sistema requerirá una regulación bien proyectada para conseguir una buena eficiencia energértica.

Sistema de enfriadoras de agua, condensación por aire. Componentes para acoplarse unos con otros

10 Generador El generador es el corazón del sistema, y se ocupa de mantener el agua a la temperatura adecuada: fría en verano. caliente en invierno. La gama de generadores existente en el mercado, cubre cualquier necesidad: enfriadoras de agua reversibles o no. posibilidad de instalación al exterior o al interior. una extensa gama de potencias. 2 o Módulo hidráulico El módulo hidráulico es el cerebro del sistema Su misión es asegurar todas las funciones, así como el control de las unidades terminales y los generadores.

UNIDADES TERlvIlNALES GENERADOR FLUIDO FRlGORÍGENO

AGUA

323


3 o Circuito hidráulico El sistema hidráulico, es un sistema abierto a las diferentes técnicas de circuitos: -tubería tradicional ( 2 tubos ) -hidrocableado.

TUBERÍA TRADICIONAL (DOS TUBOS)

HIDROCABLEADO

Solamente el agua circula por el edificio a climatizar. El refrigerante circula únicamente por el generador. 4 0 Unidades terminales Adaptadas a las necesidades de cada local a climatizar, pueden ser del tipo mural, de techo, de tipo cassette, o de baja silueta para canalizar. Este sistema permite distancias de hasta 100 metros, entre el generador y la unidad terminal más alejada.

324

35, Aire acondicionado industrial. Características de instalaciones

Sistema agua - agua. Este sistema utiliza agua coma medio para condensar el refrigerante y también agua para enfriarla y acondicionar los locales, siendo sus elementos más característicos los ventiloconvectores ( fan-coil ), Condensador de tubo y carcaSa de uss pasos con bailes imegrales y testsres ctJs:::cmablos. ENTR<.DA

R-22

SALIDA

DE

AGUA

S~~¡OA

~-:2

,,'!TRADA

i'l- 22

-O

¡lf@¡,:!i:; ,¡ - ¡;~;¡

Evaporador da expansión directa para ~2 y circu~os de agua. Lo~ bafles intanol'QS resistentes a la corrosión, dlrijen el agua enfriada hacia adalanta y hacia atrás a través de los tubos llenos da refrigorante.

•

Fig,6 Evaporador de expansión

;¡r.~t

- - CIRCUITO DEL REFRIGERANTE (lNlERIOR DE LOS TUBOS) _•••• CIRCUITO DELAGUA (ENTRE LOS TUBOS Y LA CARCASA)

...

ENTRt,DA

5Ac:JA

Del AGUA

DEL .<-GUA

¿irecta

SALIDA R-22 /l.._ ....

<.,r_..J

e:::>

ENTRAC~

R·n

325


Existen unidades terminales de diferentes modelos, que podrán montarse en suelo, paredes y techo, con la posibilidad, en estos últimos, de acoplarles conductos y difusores o rejillas. Suelen llevar también una toma para poder conducirles aire exterior de renovación, que puede haber sido tratado previamente en un climatizador o atemperado en un recuperador de calor a contracorriente con el aire de extracción.

Otros sistemas. El sistema de volumen de refrigerante variable ( VRV ) utiliza unidades exteriores condensadas por aire que van unidas mediante tuberías de refrigerante ( líquido y gas) a un distribuidor situado estratégicamente en la zona a acondicionar, donde se van "pinchando" las unidades interiores en número variable según su capacidad hasta completar la de la unidad exterior. Los límites prácticos suelen estar en unas cinco unidades, 60 metros de tubería y 15 metros de diferencia de altura entre la unidad exterior y las interiores, aún cuando van aumentándose con la evolución de los equipos. El control de capacidad de las unidades interiores se realiza variando el caudal de refrigerante que llega a ellas mediante la velocidad variable del compresor. Para su aplicación a un edificio, deben agruparse en una misma unidad exterior unidades interiores que necesiten al mismo tiempo frío o calor, lo que se cumplirá en locales con la misma orientación. De esta forma es posible lograr por ejemplo, que un conjunto de unidades que dan servicio a una zona periférica de orientación Este, funcionen en refrigeración en las horas de la mañana de invierno, y simultáneamente, otro conjunto que da servicio a otra zona Oeste funcione en calefacción. Sistemas de volumen variable mediante cajas YAC-YAC. Estas cajas mezclan el aire primario procedente de un sistema de volumen variable con un aire secundario que puede proceder del propio local, con lo cual, impulsando un caudal constante puede variar su temperatura adaptándose a la carga del local.

326

REFRIGERACION INDUSTRIAL ICARACTERISTICAS DE INSTALACIONES. INICIO AL SEGUIMIENTO DE AVERÍAS 36.1. CARACTERISTICAS DE INSTALACIONES FRIGORÍFICAS Los elementos fundamentales que conforman el circuito frigorífico de una instalación básica de refrigeración, así como su misión y funcionamiento han sido expuestos en los apartados correspondientes, por lo que la cantidad de combinaciones posibles que se pueden realizar entre los diversos componentes, sería prácticamente imposible reflejarlas en un apartado, sin dejarse ninguna. Delante de una instalación a la que se tiene que intervenir por haber entrado en avería, lo más recomendable para cualquier técnico de servicio es : 1° Inspeccionar que componentes monta la instalación. 2° Comprobar el circuito frigorífico entre ellos. 3° Conocer las características de funcionamiento, instalación y regulación de cada uno de los componentes que la constituyen en particular, y como intervienen en el buen funcionamiento de la instalación en conjunto. Por tal motivo en este apartado solo se representan, las características de algunas de las instalaciones frigoríficas más comunes que podemos encontrarnos en el mercado.

327

I

36. Refrigeración industrial. Características de instalaciones. inicio al seguimiento de averías

SÍMBOLOS PARA INSTALACIONES FRIGORÍFICAS

-~

Símbolos Designación Actuales

I

Futuros

Aparatos principales

e

-®-

-O

-®-

Compresor de tornillo

~

-@-

Compresor centrífugo

1)

Compresor de pistones «compound»

e

-®-

Compresor de pistones en cárter cerrado

Compresor rotativo

Grupo de compresión de pistones (acoplamiento directo)

00

Grupo de compresión de pistones (transmisión por correas)

ÓÓ

Motocompresor a pistones (hermético accesible)

00

Grupo de compresión rotativo (acoplamiento directo)

$8

328

-®-®-



Motocompresor de pistones (hermético)

Futuros

-® ~

Condensador de aire por circulación natural Condensador de aire por circulación forzada

Condensador de agua tipo de inmersión Condensador de agua de tubos concéntricos

Condensador de agua multitubular

Condensador de agua multitubular con reserva de líquido

Condensador por rociado de agua

-W-

~ ~

$=

~

o

~

W ~

Símbolos Designación Actúales

Condensador con evaporación forzada

~~

Economizador de agua en torre de enfriamiento abierta

D~

Evaporador enfriador de líquido tipo «serpentín»

Evaporador enfriador de líquido tipo «inundado»

Evaporador multitubular (evaporación entre los tubos y el envolvente)

Evaporador multitubular «Dry Ex». Tubos rectos

LS

Futuros

m

m

lID ~

• ••

$= o

~

I

Evaporador multitubular «Dry Ex». Tubos en horquillas

Evaporador multitubular vertical

G

329


Símbolos Designación Futuros

Actuales

~

Evaporador enfriador de aire por circulación natural

;-

Evaporador enfriador de aire por circulación forzada

!]á

Evaporador enfriador de aire tipo de techo

Aerofrigorífero con bocas de descarga

Evaporador de placas

G ~

N

=VI

Batena refrigerante de agua fría o helada

~

Batena de calefacción de agua caliente

N

=a

Batena de calefacción eléctrica

~ Símbolos

Designación Actuales

I

Futuros

Aparatos anexos

Separador de aceite

Recipiente de líquído vertical

Recipiente de lfquido horizontal

-[}

Cl

O

~

I 1

Recipiente de lfquido con visor de nivel (fluidos halógenos)

cJ=)

Recipiente de lfquido con visor de uivel (amoniaco)

~

Separador de lfquido intermedio (inyección parcial)

Separador de líquido intermedio (inyección total)

330

W

~

¡

{¡

f

g

,


Símbolos Designación Futuros

Actuales

Separador de líquido vertical

Separador de líquido horizontal

Recipiente antigolpes de líquido

n ~

{J

D

TI

~

Purgador de aire automático

--- ---ID--

-ID--

Filtro Deshidratado!

-@-.

Visor de líquido

-@-

Visor de líquido indicador de humedad

--\&)-


~

Visor de nivel de tubo

~

Intercambiador de calor Bomba centrífuga (precisar la naturaleza del fluido bombeado)

-4

--0

Ventilador centófugo

~

Ventilador helicoidal

Futuros

-cw -©~

Xó

Agitador de líquido Ventilador centrífugo de acoplamiento directo

-G-0

Ventilador centrífugo accionado por correa

-º=ó Tuberfas y válvulas

Tubería Tubería flexible (amortigUador de vibraciones) Bucle de tubo Bucle de dilatación

~ -'VVVVV-

-D--D-

Conexión por racores roscados

--El-

Conexión por bridas

--11---

Grifo accionado a mano

--4-

Válvula de paso a la izquierda

-lV11--

t-

~

-{::kJ-

~

331



Futuros

Válvula manual de tres pasos, o válvula de paso del compresor con toma para manómetro

-+-

Válvula manual

-4-

Válvula de retención (sin retorno)

-!
Válvula calibrada o diferencial

~ .s.

-Kl-

-Kl-

Válvula principal pilotada (precisar el tipo de dispositivo piloto)

-@-

-[::k::J-

Bridas Empalmes roscados macho Empalmes roscados hembra Empalmes soldados

W .s.

--lOr-O-O-O-

T (

T (

Mando eléctrico

I

I

Mando por el mismo f1uldo

f

f

Mando manual Mando mecánico a distancia

r

Mando por fluido auxiliar Mando por flotador

O--

r {

é)

Mando por contrapeso


Tubo capilar

-VV0r-

Válvula de expansión manual

-t:kJ-

--w-

Válvula de expansión termostática

~

~ ~

Válvula de expansión termostática con equilibrio exterior de presión Distribnidor de líqnido con «n» salidas

Válvula de expansión termostática de inyección

V álvu1a de flotador de alta presión

Válvula de flotador de baja presión

Regulador de nivel (no se precisa el tipo de mando) Válvula magnética (solenoide)

Válvula de presión constante

F-

-VV0r-

--(}E

--(}E

4

4

q

~

=r6r

ctJ

-4-

~

q- 4

-é- -ckpe

332

Futuros

pe


Símbolos Designación

Futuros

Actuales

-&-&-&-

V áIYula de arranque

--@ --@ ~

RO

Regulador de capacidad

Re

Válvula de agua presostática

E

Válvula de agua termostática

~

~

Válvula de seguridad

-4-

--r>tr-

~

~

I~Byl

I rB~1

~

~

Presostato (precisar si es de baja o alta presión) Presostato combinado de baja y alta presión Pre,ostato diferencial (de aceite)

[!]

Termostato bimetal

GJO

Termostato con bulbo incorporado

Gn

Termostato con bulbo a distancia (termostato de contacto) ....

~

00

Termostato con bulbo a distancia (termostato de ambiente)

.......


Manómetro de liquido en "U. Manómetro metálico: 1. Baja presión 2. Media presión (presión intermedia) 3. Alta presión Termómetro: 1. Portátil 2. Con vaina de alojamiento Termómetro a distancia

Medidor de caudal

Diafragma I

Tubo Venturi

U
C?

1.f , 2

~

~

A

-(:::::(J--

L ~ I I

-{::::::::}~

Silenciador Aislamiento

F------I

Tubería aislada

~

Filtro de aire

E------I

Filtro de agna

Futuros

!illlillZIi ~

~

-trt-

333


Símbolos Designación

Futuros

Actuales.

U

Tanque de agua Rociador de agua

I

Batería de pulverización

I

Rompegotas

,1 ,1 ,1

,1

,

@

Motor eléctrico Alimentación del motor eléctrico 1. Corriente continua 2. Corriente monofásica 3. Corriente trifásica

(0

AA~ 3 2 1 1-

-{

Resistencia de calentamiento

Símbolos

?

cr

Envolvente sin aislar

Designación

Símbolos

JUlJlJlJl

Designación

Símbolos de fluidos

Agua E Eg Egl Ef Em Ee Es Eu Et Eco

334

Símbolo general Agua helada Agua glicolada Agua fría Agua templada Agua caliente Agua sobrecalentada Agua usada Agua tratada Agua de condensación

Afi Al A2 Av Af Ac

Ah Aco Am AC

Aire filtrado Aire primario Aire secundario Aire viciado Aire frío Aire caliente Aire humidificado Aire comprimido Aire mezclado Aire acondicionado


Características de instalaciones. 10 Sistema con válvula de expansión automática, con filtro secador y control de temperatura a través de termostato de bulbo.

2 o Sistema con válvula de expansión termostática, con filtro secador, presostatos de seguridad para alta y baja presión, un solo evaporador y control de temperatura a través de termostato de ambiente con bulbo a distancia.

LiJó

335


3° Sistema con válvula de expansión termostática, con filtro secador, dos evaporadores montados en serie a una misma temperatura, en una misma cámara, y control de temperatura a través del termostato de ambiente.

4° Sistema de instalación múltiple a diferentes temperaturas, con válvula de expansión termostática, con filtro secador, con válvula solenoide en la línea de líquido del evaporador menos frío, combinada con termostato y presostato regulado sobre el evaporador más frío, y válvula de retención.

336


5° Sistema de instalación múltiple a una misma temperatura, con válvulas de expanslOn termostáticas, filtro secador, presostatos de alta y baja, combinados con válvulas de solenoide en la línea de líquido, y termostatos.

6° Sistema de instalación múltiple de dos temperaturas, con válvulas de expansión, filtro secador, válvula automática de acción instantánea ( de presión constante o reguladora de temperatura) en la línea de aspiración del evaporador menos frío, con presostato controlando el evaporador más frío.

337

ú) ú)

ex>

3 6 - 2 - CUADRO PARA MANTENIMIENTO Y ANÁLISIS DE FUNCIONAMIENTO .. ALTA

t

I BAJA 1

I

~

Determinar diferencia de temp. entre: - Temp. de condensación. - Temp. medio condensante.

~ Análisis de funcionamiento de la unidad condensadora

.

Análisis del funcionatlUento de una instalación frigorífica.

del comnreRor

NORMAL

Temp. del filtro secador

--1

.

-

r-+

Análisis de funcionamiento de la válvula de expansión.

+

Determinar recalentamiento ~

+ Ciclos aprox, en 24 horas -16 h.en funcionamiento - 8 h, parada.

Análisis de funcionamiento de la evaporación

~

I

Determinar dif. temp. entre: -Temp de evaporación -Temp. del recinto.

+

"".

NORMAL

Alto

INSPECCION FINALIZADA I Ciclos correctos I ., ., I No funciona I ...I Ciclos cortos de funcionamiento I... ... .. ~

I

--+

..

NORMAL

., Alta

Consultar apartado correspondiente.

...

--'"

t

~

~

- El encontrar alterada una medición, no significa haber encontrado la avería, puede estar motivada por el mal funcionamiento de otro componente. (Tendremos que analizar el funciona..'lliento de todos los componentes.)

Consultar apartado correspondiente .

.....

-+

....

INSPECCION FINALIZADA

-Normalmente la queja del cliente es motivada porque la instalación, o no enfría, o no lo hace correctamente, siendo éste el punto de partida que se tomará para el desarrollo de los diferentes cuadros destinados al seguimiento y diagnóstico de averías.

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m Pl


Consultar apartado correspondiente. ~

Ciclos ininterrumpidos de funcionamiento y

tü o Q,

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I

<5' m

5i


+ J I Bajo ...

f--+

J

~

Muy caliente

...

[¡

...

~

Muy frío

Temp. ambiente

JJ

-Cualquier medición alterada NUNCA dará un aumento de la producción frigorífica, sino, en tener una producción frigorífica deficiente.


-+

(J)

1


-+

-+l

+' Análisis de funcionamiento

NORMAL

w


...

I

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..

< m

S5' (J)

36 - 3 - SÍNTOMA DE LA AVERÍA: EVAPORADOR SIN ESCARCHA

I Alta r--+ l Medir presión de baja

t

Medir presión de alta

H 1

Funciona motor

Instal. no enfría. Evaporador sin escarcha

Baja

-+

-po

--.¡ Baja t-+


rl ..

Recupera presión

1

Funciona motor a intervalos de pocos segundos

. . ~

...


Ir

Compresores trifásicos : Medir voltaje entrada contactor

Recupera presión pasados unos minutos Medir voltaje de entrada al sistema de arranque

H f-+

Compresores monofásicos: Hay tensión I Medir tensión en la entrada sistema de arranque. ~ No hay tensión

I

w 9'

Cons.aptdo. corresp.

Consultar apartado corresp.

Fuga total Tapón total de suciedad

f+

Hay tensión

I

No hay tensión

~

Sube y baja

I

. ~

--..

Comprobar continuidad circuito maniobra Comprobar entrada de fases y fusibles i.--.

~

Consultar aptdo.corresp.

Consultar aptdo. corresp .

JJ

m. ""

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1

CD

tu

()

o:

Comprobar según motor: -Bobinas motor -comp. sist. de arranque -comp. de seguridad.

1

I

:::l

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Q.

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~

...

""

~

.

R

po

Consultar aptdo.corresp.

n

...

rl

Tapón total de humedad

Bajo

H

"-1 c.v c.v

r

...

No funciona motor

..

t-+

f---+

:::l

t

Parar instalación

Bajo

Compresor averiado

E

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A R A R

Consultar ~ aptdo. ~ corresp.

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Q.

Consultar apartado correspondiente. --

CD

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-

:::IJ

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36 - 4 - SINTOMA DE LA AVERíA: EVAPORADOR ESCARCHADO SOLO AL PRINCIPIO Presión de alta


Muy alta e inestable

j

f

Alta

...

¡--.

~ Muyfrio

~ Tapón parcial de Sllciedad en el interior del filtro

~ COllSt11tar apartado correspondiente

ill o


Normal pero inestable

I Recargar refrigerante

r--

~ Medir presión de alta

"* I Baja

h

L-.j

Muy alto

~

1

Temp, Medir presión ambiente ~ de baja ~

I B~ia I

Consumo eléctrico

Alto

t

¡.-.

Medir presión de alta

Subeulas dos presiones. el recalentamiento se acorta

L--+ Suben muy poco

Medir recalentamiento

las presiones. recalentamiento alto

•

1--+

~

o~ :::J

R E

~

p A R A R

Avería: Incondensables

I ~

r---+

j

C011Sl11110 eléctrico

_~

t

Muy caliente Temperatura filtro secador

~

I Bajo j

Avería en la condensación

M

Baja

Averla en el compresor ~

t

t

Instal. 110 rinde -Mucha escarcha entrada evap. y primeros codos. resto no.

~

cro6'

r-~

Consultar apartado correspondiente,


~

Cons. aptdo. corresp.

S' o. c:

~ () Pl Pl

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o.

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~

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S'

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M

t--

Avería en la válvula de expansión.

Baja temp. exterior Tapón parcial

~

H

M

Cons. aptdo correp.

en

([) (Q

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c:

3'

(ir :::J

Cous. aptdo. corresp .

Consultar aptclo.corresp

o

o. ([)

1---+

~

1-+

en

~,

36 - 5 - SíNTOMA DE LA AVERíA: EVAPORADOR CON FUERTE ACUMULACIÓN DE ESCARCHA

..J .

Instal. no rinde. Evaporador con fuerte acumulación de escarcha

Medir recalentamiento

I

~rr

Parar la inst.

t Alto

+

I

'"

I Alta I

i ....

Temperatura del filtro

~ Ambiente

.... .

Exceso de refrigerante

...

....

Váh'111a de expansión

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COlls.aptdo. corresp.

JJ

~ cO·

~Ir

f-+

+

Presión de baja ~~

+ 1 Baja

CP

~Ir

COlls.aptdo. corresp.

@

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::l

R

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Q..

e

'Ir

I Alto 1-+

~ ....

Instalación pequeña

...

Cons.aptdo. corresp .

...

fiI

E

() iJl

@ Q.

p

CP ....

t

Caliente

~,

I

.....

Consumo eléctrico

descongelar evaporador

POller en marcha

Bajo .

?a'

o·

A Avería en el ~ circuito del aire en el evaporador

....

Consultar apal1ado correspondiente

..

iJl

C/l Q..

CP

R

::l

~

¡¡¡ o

A

o·

::l

.....

Avería en el sistema de desescarche

....

Consultar apartado correspondiente .

...

CP ~

R ¡ ~¡to.

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e)" ~ C/l

CP

ce e

...

Avería en el termostato

..

Consultar apattado correspOlldiente.

3·

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~

CP (¡.)

.¡:::..

......

~. C/l

RELACION DE AVERlAS ¡COMPRESOR

I

37.1. AVERÍAS EN EL COMPRESOR El seguimiento que recomendamos para comprobar el funcionamiento de este componente son los desarrollados en el conjunto de capítulos anteriores dedicados a las características del componente, los puntos de medida y control en una instalación, así como al dedicado al seguimiento y diagnóstico de averías, aunque a pesar de ello creemos oportuno dar ésta guía de averías al Técnico de Servicio, ya que con ella podrá hacerse una situación de lugar en cuanto a la exteriorización de la avería en este componente, aunque realmente su origen sea provocada por otra causa o situación ajena a su normal funcionamiento. Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes. 37.2. COMPRESOR NO COMPRIME (pasado de válvulas) En un compresor con fugas interiores entre alta y baja, la avería se exterioriza en que el recinto refrigerado o no llega a la temperatura deseada, o no hay refrigeración alguna. Si comprobamos la temperatura existente en el recinto refrigerado veremos que no alcanza la requerida por el tipo de instalación, en tal caso encontraremos un consumo eléctrico por debajo de la intensidad nominal, debido al escaso trabajo efectuado por el compresor en cuanto a la compresión del refrigerante, ya que la presión en el circuito de alta será baja y la presión en el circuito de baja será alta, al estar ambas presiones comunicadas en el interior del compresor. Según la importancia de la fuga entre alta y baja, la instalación puede llegar a enfriar pero nunca a la temperatura de evaporación deseada sino siempre más positiva, por lo que la instalación realizaría ciclos muy largos de funcionamiento al no poder detectar el termostato la temperatura de corte a la que está ajustado, en tal caso se tendría que reparar o sustituir el compresor. Es importante reseñar que ante el diagnóstico de la avería en una instalación que enfría pero no para por termostato, encontremos al compresor muy caliente debido a los ciclos ininterrumpidos de funcionamiento, y cabe la posibilidad de que en primer lugar se desconfíe del correcto funcionamiento del termostato debido a que es una avería muy normal, cuando en realidad si el compresor está parcialmente pasado de válvulas el origen de la avería no se encuentra en el termostato.

343

37. Relación de averías. Compresor

EJEMPLO COMPARATIVO APROXIMADO DE AVERÍAS EN UN COMPRESOR Cámara de conservación con R-134-a, funcionamiento normal Placa de válvulas de alta y baja rotas Válvula de succión rota o placa de válvulas de baja rota Válvula de descarga rota 6 placa de válvulas de alta rota

PRESIÓN DE PRESIÓN DE BAJA (p.s.i.) ALTA (P.s.i.) 18 130 85 85 100 45 35 85

Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondienh~s .

37.3. EL COMPRESOR FUNCIONA A INTERVALOS DE POCOS SEGUNDOS ( Compresores monofásicos ) En compresores monofásicos que utilizan sistema de arranque, nos podemos encontrar en que el origen de la avería sea debida a : a) Bajo voltaje en la alimentación eléctrica del compresor. Al bajar el voltaje de alimentación sube la intensidad de corriente, lo que hace que el protector del motor "Klixon" desconecte periódicamente la alimentación al compresor. Es importante comprobar si el bajo voltaje proviene de la compañía eléctrica, o se provoca en la instalación, y en tal caso reforzar las líneas de alimentación eléctrica, o instalar en caso de no montarlo un condensador de arranque al compresor. b) Valor correcto del voltaje en la alimentación eléctrica del compresor. En tal caso la avería queda centrada en : 10 mal funcionamiento de alguno de los componentes de los diferentes sistemas de arranque empleados en estos tipos de compresores.

2 0 bobina de arranque del motor se encuentra abierta, o comunicada con la de trabajo. 3 o el compresor mecánicamente está agarrotado. Antes de efectuar cualquier intervenClÍón, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes .

344


37.4. EL COMPRESOR NO FUNCIONA (Compresores monofásicos) En instalaciones que monten compresor monofásico, y que utilizan un sistema de arranque, tendremos que comprobar en primer lugar si llega alimentación eléctrica a la entrada de dicho sistema. a ) Si llega tensión entre el protector de motor y el relé de intensidad, o de potencial, o PTC o al condensador permanente tendremos en cuenta que: Llegando tensión en la entrada del sistema de arranque la avería queda centrada en que la bobina de trabajo del motor está cortada, o la bobina del relé de intensidad está abierta, o el circuito interior del "klixon" no tiene continuidad.

b) No llega tensión al sistema de arranque. Tendremos que comprobar la entrada de alimentación eléctrica a la instalación y siguiendo la avería a partir de este punto, ésta se encontrará en alguno de los componentes del circuito de maniobra, que según el montaje instalará termostato, presostatos, bobinas de contactores etc. y se tendrá que comprobar continuidad entre ellos. Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes.

37.5. El COMPRESOR NO FUNCIONA (Compresores trifásicos) Ante un compresor trifásico que no funcione empezaremos por:

10 Medir tensión antes y después de los fusibles, interruptor general, diferencial, etc. 2 0 Si llega tensión a los terminales del motor, pero no arranca comprobar la resistencia de los tres bobinados. 3 o Si llega tensión a los terminales de entrada al contactor, pero no en la salida comprobar con el ohómetro la resistencia de la bobina del contactor. 4 o Comprobar la alimentación eléctrica a la bobina del contactor, de no llegar tensión comprobar continuidad entre los componentes del circuito de maniobra. 50 De encontrarse abierto algún componente del circuito de maniobra, se tendrá que averiguar el motivo y subsanarlo antes de dar la avería por solucionada.

Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes.

345


37.6. EL COMPRESOR FUNCIONA ININTERRUMPIDAMENTE Para iniciar el seguimiento de esta avería tendremos que comprobar entre otras cosas, la temperatura en el recinto refrigerado.

a) Temperatura del recinto más baja de lo normal. En este caso la avería queda centrada en el termostato, bien sea por estar el bulbo mal instalado, o por estar mal regulado, o puede tener los contactos eléctricos soldados y no desconectar la alimentación eléctrica al motor.

b) Temperatura del recinto más alta de lo normal. 1° Fuga de refrigerante. En tal caso y como primera inspección encontraremos las presiones de alta y baja más bajas de lo normal, así como un consumo eléctrico bajo. 2 ° Compresor con fugas internas. En tal caso y como primera inspección encontraremos la presión de baja más alta de lo normal y la presión de alta más baja de lo normal, conjuntamente con un consumo eléctrico bajo. 3° Mala condensación. En tal caso y como primera inspección encontraremos una presión de alta más alta de lo normal, la temperatura al tacto del filtro secador más caliente de lo normal y un consumo eléctrico más elevado. 4° Obstrucciones parciales en la línea de líquido, para su comprobación tendremos que detectar posibles cambios de temperatura en su recorrido, debidos a la expansión del refrigerante a partir de la obstrucción. 5° Válvula de expansión con obstrucción parcial o mal regulada. Medir el recalentamiento y consultar los apartados correspondientes. 6° Excesiva carga térmica en el recinto refrigerado. En caso de ser este el motivo de la avería deberemos encontrar una presión de baja más alta de lo normal y un recalentamiento a la salida del evaporador largo, conjuntamente con una presión de alta entre unos márgenes estimados dentro de los normales. 7° Evaporador bloqueado de escarcha. En primer lugar desbloquear de escarcha mediante aplicación de aire caliente, y a continuación comprobar el origen de la avería.

Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, mont~e, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondient(~s.

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37.7. EL COMPRESOR HACE CICLOS CORTOS DE FUNCIONAMIENTO Las causas que pueden provocar que el compresor realice demasiados paros y arranques durante su funcionamiento, instalando elementos de seguridad son las siguientes: a) Falta de refrigerante o bien una obstrucción parcial en cualquiera de los componentes de la línea de líquido, que provoca una bajada de presión en el circuito de baja , haciendo actuar al presostato. En ambos casos encontraremos una presión de baja más baja de lo normal, por lo que tendremos que inspeccionar al tacto toda la línea de líquido y sus componentes comprobando posibles diferencias de temperatura en su recorrido. b) Presostato de baja mal regulado para las condiciones de trabajo de la instalación. En primer lugar según el refrigerante y destino de la instalación, determinar la presión correcta de baja. Seguidamente comprobar la regulación en el presostato del dial Cut-in y el Diferencial, restar los dos valores y según el resultado actuar en consecuencia. c) Si el presostato de baja está bien regulado, puede cortar por haberse reducido el caudal de aire en el evaporador, bajando la presión de baja en el circuito bien sea por: 10 Suciedad o hielo en el evaporador.

2° Filtros del evaporador sucios. 3° Rotura de las correas del ventilador. 4 ° Tensión incorrecta de las correas del ventilador. 5° Válvula de expansión mal regulada o mal instalada. 6° Válvula reguladora de la presión de evaporación ajustada a una presión demasiado alta. En este caso y con la ayuda de un manómetro tendremos que ajustar la válvula a un valor correcto. 7° Capacidad del compresor demasiado grande en relación con la carga térmica de la instalación ( esta situación es poco probable si no ha sido sustituido el compresor ). 8° Presostato de alta mal regulado para las condiciones de trabajo o tenemos una mala condensación. Determinar en primer lugar según el tipo de refrigerante y destino de la instalación cual es la presión de alta estimada como normal. A continuación comprobar en el presostato la regulación del dial Range y actuar en consecuencia. 9° Presostato diferencial de aceite mal regulado o con anomalías en las presiones. 10° Tuberías de liquido o aspiración mal dimensionadas. Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes.

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37.8. COMPRESOR DEMASIADO CALIENTE Los motivos que ocasionan que a un compresor se le encuentre demasiado caliente pueden ser: a) Excesiva carga térmica en el evaporador. En tal caso encontraremos una presión de baja demasiado alta, así como el consumo eléctrico, y los ciclos de funcionamiento del compresor serán largos, por tardar en alcanzar la temperatura de corte del termostato. El recalentamiento de la válvula de expansión tenderá a ser algo más alto, igual que la presión de alta y la temperatura del filtro secador. La solución a esta avería está en disminuir la carga térmica del evaporador o bien sustituir la instalación por otra que desarrolle las Fg I h necesarias, ya que si recargamos de refrigerante para ajustar el recalentamiento de la válvula y aprovechar todo el serpentin del evaporador, tendremos una presión de baja aún más alta con el consiguiente aumento de temperatura del compresor. b) Mala condensación. En tal caso y como primera inspección encontraremos una presión de alta más alta de lo normal, la temperatura al tacto del filtro secador más caliente de lo normal y un consumo eléctrico más elevado. c) Mal enfriamiento del motor y de los cilindros a causa de: 10 Falta de líquido en el evaporador.

(los gases aspirados por el compresor vienen muy recalentados y el compresor efectúa ciclos de funcionamiento ininterrumpidos) 2 o Válvulas de aspiración y descarga con fugas en el plato de válvulas del compresor. En tal caso deberemos encontrar la presión de baja más alta de 10 normal, la presión de alta más baja de 10 normal, el consumo eléctrico del compresor más bajo , y el funcionamiento del motor ininterrumpido. 3 0 Recalentamiento excesivo en el intercambiador de calor o en el depósito antigolpe de líquido de la aspiración. ( quitar el intercambiador de calor o escoger uno más pequeño ) Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes.

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37.9. COMPRESOR DEMASIADO FRIO

El encontrar un compresor demasiado frío solo es posible, cuando le llega al compresor por el tubo de aspiración proveniente del evaporador, refrigerante en estado líquido o bien en estado gaseoso pero con muy poco recalentamiento, debido normalmente a : a) ajuste incorrecto de la válvula de expansión termostática. b) válvula equipada con un orificio demasiado grande. c) bulbo termostático esta mal instalado. Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes.

37.10. COMPRESOR CON GOLPES DE LIQUIDO

Si los golpes de líquido se producen en el momento del arranque puede ser debido a que en el aceite del compresor hay refrigerante líquido que en este momento entra en ebullición, por 10 que se tendrá que montar una resistencia de cárter en el compresor que haga evaporar al refrigerante. Si los golpes de líquido los produce el refrigerante en estado líquido que queda en el evaporador en el momento del arranque sin evaporar, es aconsejable montar un sistema de recogida de refrigerante en cada parada por termostato como se indica en el apartado correspondiente. Si los golpes de líquido son constantes la avería estará centrada en el ajuste de la válvula de expansión, orificio demasiado grande o bulbo mal instalado. Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes.

37.11. COMPRESOR PEQUEÑO, RESTO DE COMPONENTES DIMENSIONADOS PARA LA CARGA TERMICA.

Si a una instalación se le ha montado un compresor pequeño con respecto al original, nos encontraremos en primer lugar que en el recinto refrigerado no se alcanza la temperatura deseada ya que la temperatura de evaporación será más alta que la normal, debido a que el compresor no puede aspirar el vapor formado en el evaporador a la misma velocidad que se va produciendo, disminuyendo así la diferencia de temperatura entre la de evaporación y la de la cámara, y por consiguiente disminuyendo también la transmisión de calor al evaporador. Al trabajar con una presión de aspiración alta, el consumo eléctrico también aumentará así como la temperatura de descarga del compresor. Si descargamos parte del refrigerante para conseguir la temperatura de evaporación deseada, tendremos un recalentamiento excesivo en el evaporador desaprovechando parte de su superficie al fa1tarle líquido, consiguiendo en consecuencia una mala producción frigorífica.

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Los vapores aspirados por el compresor llegaran muy recalentados que unido al aumento de diferencia de temperatura entre la de evaporación y la de condensación, nos llevará a un rendimiento pésimo del compresor que ya de por sí era corto. La solución a esta situación si es posible, sería aumentar las revoluciones por minuto del compresor para conseguir mayor desplazamiento volumétrico, de no ser así se tendría que sustituir el compresor por el que corresponda.

Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes. 37.12. COMPRESOR GRANDE, RESTO DE COMPONENTES DIMENSIONADOS PARA LA CARGA TERMICA. Si a una instalación se le ha montado un compresor grande con respecto al original, nos encontraremos que la temperatura de evaporación es más baja de lo normal, aumentando la diferencia de temperaturas entre la de evaporación y la del ambiente de la cámara, dando como resultado una disminución de la humedad relativa en su interior resecando los productos almacenados. Al haber aumentado los metros cúbicos aspirados por hora por el compresor, los vapores de refrigerante serán aspirados a mayor velocidad de la que se van produciendo en el interior del evaporador, provocando seguramente la llegada de refrigerante en estado líquido al compresor. Si descargamos parte de refrigerante para que esto no suceda, tendremos una presión de baja aún menor empeorando si cabe la situación. Si cargamos refrigerante para conseguir la temperatura de evaporaclOn deseada parte del refrigerante no entrará en ebullición, y la llegada de refrigerante en estado líquido a la aspiración del motor estará asegurada, aunque si la diferencia de temperatura no es muy significativa se podría montar un deposito separador de partículas líquidas o antigolpe de líquido en la aspiración del compresor, o si el compresor 10 permite bajar las revoluciones por minuto.

Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes,

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37.13. TEMPERATURA DE DESCARGA ALTA Una temperatura de descarga alta puede ser provocada por : a) Mala condensación. En tal caso y como primera inspección encontraremos una presión de alta más alta de lo normal, la temperatura al tacto del filtro secador más caliente de lo normal y un consumo eléctrico más elevado. b) Incondensables circulando con el refrigerante. En tal caso las presiones de alta y baja de la instalación serán más altas de lo normal y a la vez instable s en cortos periodos de tiempo, el consumo eléctrico del compresor será más alto de lo normal. Purgar el condensador de incondensables. c) Demasiado refrigerante. En este caso las presiones de alta y baja serán más altas de lo normal igual que el valor del consumo eléctrico, aunque deberemos encontrar un subenfriamiento del líquido demasiado alto. Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes. 37.14. TEMPERATURA DE DESCARGA BAJA Una temperatura baja de descarga puede ser provocada por: a) Presión de condensación demasiado baja. Si se sospecha que este puede ser el origen de la avería, en primer lugar según el tipo de refrigerante y destino de la instalación, fijar la presión de condensación estimada como normal. A continuación hacer subir la presión de condensación hasta la deseada bien parando alguno de los ventiladores del condensador, o bien obstruyendo el paso de aire, o reduciendo el caudal de agua y de dar buen resultado montar un control de condensación. b) Falta o fuga de refrigerante. c) Compresor con fugas internas. Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes.

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37.15. TEMPERATURA EN LA LINEA DE ASPIRACION ALTA Las averías que pueden causar esta anomalía son:

a) Falta de refrigerante. b) Avería en la línea de líquido o en sus componentes por obstrucción parcial al paso del fluido. Comprobar al tacto posibles cambios de temperatura a lo largo de todo su recorrido. c) Válvula de expansión ajustada a un recalentamiento excesivo o pérdida parcial de la carga del bulbo. Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientE~s. 37.16. TEMPERATURA EN LA LINEA DE ASPIRACION BAJA Una temperatura baja en la línea de aspiración del compresor puede ser motivada por:

a) Válvula de expansión ajustada a un recalentamiento demasiado bajo. b) Bulbo de la válvula termostática mal situado. Normalmente situado en un lugar demasiado caliente o bien hace mal contacto con la línea. Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientE~s.

37.17. TEMPERATURA EN LA LINEA DE ASPIRACION INESTABLE Una temperatura instable en la línea de aspiración del compresor puede ser motivada por:

a) Válvula de expansión mal ajustada. b) Orificio de la válvula demasiado grande. c) Bulbo de la válvula de expansión mal instalado. Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientE~s .

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37.18. PRESION DE ASPIRACION ALTA Una alta presión de aspiración puede ser motivada por: a) Compresor pequeño. b) Compresor con fugas internas. c) Válvula reguladora de capacidad defectuosa o mal ajustada. d) Carga térmica demasiado grande. e) La válvula de desescarche por gas caliente tiene fugas. Con la instalación en funcionamiento, es conveniente controlar la temperatura al tacto antes y después de la válvula, ya que de estar el tubo de salida caliente en parte de su recorrido hacia el evaporador podernos desconfiar del cierre de la válvula. 1) La válvula de expansión ajustada con un recalentamiento bajo o bulbo mal instalado.

g) Orificio de la válvula demasiado grande. Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes. 37.19. PRESION DE ASPIRACION BAJA Una baja presión en la aspiración puede ser motivada por: a) Baja carga térmica en la cámara. Una cámara con poca carga térmica, provoca una bajada de presión tanto en el circuito de baja corno en el de alta, así corno un descenso del consumo eléctrico en el motocompresor. Si controlarnos el recalentamiento de la válvula de expansión lo deberemos encontrar a un valor estimado como normal. La diferencia de temperaturas entre la de evaporación y la del ambiente de la cámara estará más alto de lo normal. Una solución posible estaría en instalar una válvula reguladora de capacidad. b) Evaporador demasiado pequeño. c) Ventilador del evaporador averiado o gira a bajas r.p.m. d) Caída de presión exagerada en el evaporador o en la línea de aspiración. e) Evaporador bloqueado de hielo. 1) El desescarche es ineficaz o no actúa.

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g) Insuficiente paso de aire a través del evaporador. ( ante esta situación el salto térmico en este componente lo encontraremos más alto de lo normal) h) Acumulación de aceite en el evaporador. i) Falta de refrigerante líquido en el evaporador motivada por: 1° Falta de líquido en el recipiente. 2° Línea de líquido demasiado larga. 3° Diámetro pequeño de la línea de líquido. 4° Curvas pronunciadas en la línea de líquido. 5° Filtro secador obstruido parcialmente. 6° La válvula solenoide se queda agarrotada. 7° Falta de subenfriamiento del líquido. 8_ Avería en la válvula de expansión termostática.

Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes. 37.20. PRESION DE ASPIRACIÓN INESTABLE Las posibles causas de tener una presión de aspiración inestable pueden ser:

a) Recalentamiento de la válvula de expansión demasiado pequeño. b) Orificio de la válvula demasiado grande. c) Válvula reguladora de capacidad demasiado grande. Control de condensación con presostato actuando sobre los ventiladores mal ajustado. Ajustar a un mayor diferencial la presión de conexión y desconexión


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37.21. RUIDOS ANORMALES Los ruidos que se pueden ocasionar en un compresor pueden ser debidos a: a) Vibraciones 10 Instalar antivibradores en todas las líneas al compresor.

2 o Instalar silenblocs especiales al compresor. 3 0 Asegurar la fijación de la tubería por medio de bridas especiales para la industria frigorífica. b) Motor ruidoso 10 Falta de aceite, el compresor para por el presostato de aceite

2 0 Los cojinetes están gastados o tienen holgura. 3 0 Partes internas del compresor defectuosas. En compresores abiertos controlar si el volante del motor está flojo, o existe algún fallo en el arrastre, así como de efectuar chirridos durante los periodos de marcha podrán ser debidos a que el prensaestopas esté seco, rayado, o lo hace por falta de aceite en el compresor. Reparar o sustituir c) Exceso de aceite, el compresor golpetea. Extraer aceite hasta su nivel correcto. d) El compresor golpetea y el tubo de aspiración está muy frío. Este golpeteo puede ser producido por la llegada de refrigerante en estado líquido a la aspiración del motor. Revisar el recalentamiento en la válvula de expansión, ya que lo encontraremos bajo debido a un mal ajuste, o que la válvula es muy grande, o el bulbo hace mal contacto en la superficie de la tubería, o el orificio es demasiado grande, o la válvula está agarrotada por hielo en su interior permaneciendo abierta constantemente, o el aire de entrada al evaporador es demasiado frío.


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37.22. ACEITE, PRESION NIVEL y PERDIDAS a) Presión de aceite muy baja Si la presión disminuye gradualmente a medida que se calienta el compresor, es que entra refrigerante en estado líquido al cárter del compresor. Comprobar el funcionamiento y regulación de la válvula de expansión b) Presión de aceite muy alta . 1° Tubería de descarga de la bomba obstruida. 2° Válvula reguladora de seguridad de la presión de aceite, agarrotada en posición abierta. c) Presión de aceite muy baja, el compresor para por presostato diferencial de aceite. 1° Compresor gira en sentido contrario. 2° Válvula reguladora de la presión de aceite está agarrotada en posición abierta. 3° Excesiva holgura de los cojinetes del compresor. 4° Filtro de aspiración de aceite sucio. 5° Excesivo desgaste de la bomba de aceite. d) Presión de aceite muy baja, pero sube al poco tiempo de arrancar el compresor. Líquido refrigerante en el cárter. En tal caso deberemos revisar el retorno de líquido al compresor. e) Aceite alrededor de la base y nivel de aceite bajo Tapas de cierre del cárter pierden aceite f) Compresor bombea aceite.

Segmentos desgastados g) Nivel de aceite bajo y la presión de aspiración muy baja Falta de refrigerante en el sistema. h) El nivel de aceite baja gradualmente. 1° Depósitos de aceite en las líneas de aspiración y descarga. 2° Velocidad de aceite muy baja en los tramos verticales. 3 ° Filtros o válvulas sucias, reteniendo el aceite. Reparar líneas, colocar sifones de elevación, o disminuir diámetro de las líneas verticales o cambiar líneas.

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Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes. 37.23. ACEITE EN EBULLICIÓN DURANTE EL ARRANQUE O EN EL FUNCIONAMIENTO. a) En el arranque : Gran absorción de líquido refrigerante en el aceite del cárter, a causa de una temperatura ambiente demasiado baja. En tal caso se tendrá que montar elementos de calentamiento en el compresor o debajo del cárter. b) Demasiada absorción de líquido refrigerante en el aceite del separador durante las paradas Separador de aceite demasiado frío durante la parada. En tal caso es conveniente instalar elementos de calentamiento controlados por termostato o montar una válvula solenoide con efecto retardado en la línea de retorno de aceite. c) Durante el funcionamiento: Paso de líquido refrigerante desde el evaporador hacia el cárter del compresor. En este caso se tendrá que ajustar la válvula de expansión a un recalentamiento mayor d) Si la instalación monta separador de aceite, la válvula de flotador no cierra completamente. Cambiar la válvula de flotador o todo el separador de aceite. Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes. 37.24. ACEITE DESCOLORIDO Un aceite descolorido puede ser debido a que la instalación está contaminada debido a : a) Limpieza insuficiente durante el montaje. b) Descomposición del aceite a causa de humedad en la instalación. c) Descomposición del aceite a causa de temperatura demasiado alta en el tubo de descarga. d) Partículas de desgaste de componentes móviles. e) Limpieza insuficiente después de quemarse el motor eléctrico Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes.

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RELACION DE AVERlAS ICONDESADOR

I

38.1. AVERÍAS EN EL CONDENSADOR El seguimiento que recomendamos para comprobar el funcionamiento de este componente son los desarrollados en el conjunto de capítulos anteriores dedicados a las características del componente, los puntos de medida y control en una instalación, así como al dedicado al seguimiento y diagnóstico de averías, aunque a pesar de ello creemos oportuno dar ésta guía de averías al Técnico de Servicio, ya que con ella podrá hacerse una situación de lugar en cuanto a la exteriorización de la avería en este componente, aunque realmente su origen sea provocada por otra causa o situación ajena a su normal funcionamiento. Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes. 38. 2. PRESION y TEMPERATURA DE CONDENSACION EXCESIVA Una presión y en consecuencia una temperatura de condensación excesiva puede ser motivada por una anomalía en el medio empleado para condensar o bien encontrarse en el sistema frigorífico. Tanto si la avería se encuentra en el medio empleado para condensar, como en el sistema frigorífico, la producción de líquido en este componente será defectuosa tanto sea por exceso como por defecto. Síntoma de la avería: Esta anomalía repercutirá en que la instalación realice ciclos ininterrumpidos o muy largos de funcionamiento, y que los alimentos almacenados o el recinto acondicionado, le cueste o no consiga la temperatura deseada de paro por termostato. a) Avería en el medio empleado para condensar Puntos de control El origen de la avería en condensadores enfriados por aire puede estar en : 1° Suciedad en la superficie del condensador. 2° Motor del ventilador funcionando a bajas revoluciones, aspas mal orientadas o rotas, o es demasiado pequeño. 3° Acceso de aire al condensador restringido. 4° Aire de aspiración e impulsión comunicados. 5° Temperatura ambiente donde está ubicada la unidad condensadora demasiado alta. 6° Dirección contraria del aire en el condensador (cambiar el sentido de rotación del motor del ventilador )

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38. Relación de averías. Condensador

El origen de la avería en condensadores enfriados por agua puede estar en : 7° Temperatura del agua muy alta ( aumentar el caudal de agua o montar válvula presostática ) gOCaudal de agua demasiado pequeño ( aumentar caudal o regular la válvula) 9° Suciedad en el interior de las tuberías ( limpiar o sustituir) 10° Bomba de agua defectuosa o no funciona. ( reparar o sustituir) Primera comprobación: La primera inspección que aconsejamos por ser normalmente la más rápida, es comprobar la temperatura del filtro secador al tacto, yen este caso le encontraremos más caliente de lo normal. Esta sencilla comprobación nos delata que el serpentin condensador no es capaz de descargar el calor que transporta el fluido refrigerante, ya que la temperatura normal de un filtro secador es de templado al tacto. En caso de montar visor de líquido después del filtro secador, veremos burbujas en la mirilla, debido a que parte del refrigerante que circula por su interior lo hace aún en estado gaseoso , causado por la mala condensación existente. El tubo de aspiración le encontraremos menos "fresco" de lo normal, debido al excesivo recalentamiento que traen los vapores aspirados por el compresor.. Estado del evaporador en cámaras de conservación: Si la avería se encuentra en el medio empleado para condensar, el estado en que se encuentre el evaporador dependerá del grado de aumento que haya sufrido la presión en d circuito de baja, en el supuesto de que la temperatura de evaporación aún sea negativa, nos encontraremos el elemento de expansión bien sea capilar ó válvula y primeros tubos del evaporador, con fuerte acumulación de escarcha, debido a que al evaporador le llega poco líquido debido a la mala condensación, y el resto de tubos del evaporador sin acumulación de escarcha, o sea, con agua helada. En el caso de que debido a la mala condensación la presión de baja haya aumentado por encima de los O oC, encontraremos al serpentin del evaporador sin escarcha y con condensación de agua helada en su superficie .. Estado del evaporador en cámaras de congelación: Con esta misma avería en cámaras de congelación tendremos que tener presente que al evaporar a una temperatura más negativa que en conservación, el aumento que pueda sufrir la presión de baja debido a la mala condensación, es muy probable que la temperatura del poco líquido existente en la entrada del evaporador aún se encuentre a un valor que esté por debajo de los O oC, por lo que normalmente encontraremos una fuerte acumulación de escarcha en la entrada del evaporador, debido a que la instalación funciona continuamente, y el resto de tubos con un escarchado deficiente ó nulo. Estado del evaporador en instalaciones de aire acondicionado: En instalaciones de aire acondicionado encontraremos al evaporador sin escarcha, pudiendo llegar a tener incluso condensación de agua en su superficie El motivo de que el evaporador de una instalación de aire acondicionado se encuentre sin escarcha es debido a que el aumento de presión en la zona de alta, hace que también aumente la presión en la zona de baja, lo que provoca que la temperatura de evaporación sea más positiva de lo normal, y ello hace que no se condense la humedad que contiene el aire del ambiente refrigerado en forma de escarcha en la superficie del serpentin evaporador.

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Hay que tener presente en todos los casos, que si efectuamos la medición del recalentamiento a la salida del evaporador, siempre le encontraremos muy largo debido a la deficiente producción de líquido en el condensador. Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes. b) Avería en el sistema frigorífico: Si la avería se encuentra en el sistema frigorífico los síntomas de la instalación y los valores de las diferentes mediciones serán las siguientes : Síntoma de la avería: La instalación no para por temperatura o le cuesta llegar a la temperatura de corte del termostato. Posible origen de la avería: 1° La instalación está demasiado llena de refrigerante ( descargar refrigerante controlando que la presión de condensación sea la correcta y que el visor esté lleno de líquido) 2° Sobrecarga del sistema.( exceso de mercancías, personas, etc) 3° Superficie del condensador demasiado pequeña. 4° Válvula reguladora de la presión de condensación ajustada a una presión demasiado alta. 5° Incondensables ( consultar el apartado correspondiente) Estado del evaporador en cámaras de conservación y congelación: Al evaporador le encontraremos totalmente escarchado e incluso con fuerte acumulación de escarcha en toda su superficie, debido a no efectuar los paros correspondientes por termostato. En el caso que la expansión se realice con tubo capilar es muy frecuente encontrarse el tubo de retomo totalmente escarchado incluso hasta la aspiración del compresor. En el caso de expansionar con válvula de expansión termostática, el bulbo detectaría el retomo y cerraría el paso de refrigerante a la aspiración del compresor. Estado del evaporador en instalaciones de aire acondicionado: Evaporador sin escarcha y puede tener incluso condensación de agua en su superficie. Primera comprobación: En cuanto a la temperatura al tacto del filtro secador, normalmente le encontraremos algo más caliente de lo normal, pero no nos declara suficientemente el origen de la avería, ante esta situación tendremos que medir el subenfriamiento del líquido a la salida del condensador y comprobar su valor. Instalamos los manómetros de alta y baja, y encontramos las dos presiones altas, por lo que pasaremos a medir el recalentamiento y el subenfriamiento Si el subenfriamiento del líquido lo encontramos alto, nos declara que el aumento detectado en la presión de alta es debido a la existencia de una mayor cantidad de líquido en el interior del condensador, y en consecuencia haberse reducido la superficie destinada a condensar. Si la instalación incorpora visor de líquido, éste se encontraría lleno por completo. En el caso de expansionar con tubo capilar el recalentamiento en este caso sería corto, ahora bien expansionando con válvula su valor sería normal

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Si el subenfriamiento lo encontramos más bien bajo y el recalentamiento alto, la "avería" se encuentra en que hay una sobrecarga del sistema ya sea por exceso de personas, mercancías, puertas o ventanas abiertas, etc., o bien la instalación es pequeña para evacuar la carga térmica del recinto refrigerado. Ante esta última comprobación, el haber encontrado un recalentamiento alto nos puede dar pié a cargar más refrigerante, pero no hay que olvidar que las presiones tanto en el circuito de alta como en el de baja ya son excesivas y si cargamos más refrigerante consecuentemente volverán a aumentar su valor. El motivo de que la instalación no realice los paros por termostato es debido a que al trabajar en la zona de baja con una presión superior a la normal la temperatura de evaporación es más positiva, debido al aumento de presión que hay en el circuito de alta, y en el recinto refrigerado no se puede llegar a conseguir la temperatura de corte del termostato. El evaporador en un aparato de aire acondicionado estará sin escarcha, y en caso de expansionar con tubo capilar la línea de retorno o aspiradón la encontraremos más fría de lo normal e incluso con condensación de humedad en su superficie. Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes. 38.3. PRESION y TEMPERATURA DE CONDENSACIÓN BAJA Tener una presión y temperatura de condensación baja, hace que la producción de líquido en el condensador sea deficiente, descendiendo por ello las presiones de trabajo del sistema, y concretamente en el circuito de baja disminuye la presión de inyección de líquido al evaporador, no llegándolo a bañar en toda su superficie y en consecuencia mermando la producción frigorífica. Síntoma de la avería: La instalación no rinde lo suficiente. Estado del evaporador en cámaras de conservación y congelación: Fuerte acumulación de escarcha en la entrada del evaporador y primeros codos del serpentino Estado del evaporador en instalaciones de aire acondicionado: Fuerte acumulación de escarcha en la entrada del evaporador y primeros codos del serpentino Dependiendo del tiempo que lleve en funcionamiento la instalación, se podría llegar a escarchar toda la superficie del evaporador, debido a no realizar los debidos paros por termostato. Primeras comprobaciones: Ante esta situación una vez instalados los manómetros en las tomas de alta y baja presión, instalaremos el termómetro a la salida del evaporador para comprobar el valor del recalentamiento. Una vez comprobado y como podemos imaginar lo encontramos alto. A continuación tendremos que valorar que si estamos en un día frío, estos valores de presiones y temperaturas son normales siempre que la instalación no monte un control de condensación.

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e) Pasa demasiado líquido. El evaporador recibe exceso de refrigerante y en cámaras de conservación y congelación el escarchado se extiende hasta el compresor, en instalaciones de aire acondicionado, no se congela el evaporador, pero el tubo de retorno estará más frío de lo normal, en ambos casos la presión de baja estará relativamente alta, y el recalentamiento corto.

Comprobaciones: En los tres casos la válvula no reacciona, bien sea ante el calentamiento del bulbo con la mano o un secador ( casos a y b ), o enfriando el bulbo con refrigerante líquido ( caso e ). Puede observarse también con frecuencia que la tuerca capuchón de la válvula de expansión que normalmente queda completamente libre de hielo, se cubre con bastante escarcha cuando la válvula haya quedado congelada, esto mismo pasa también cuando el filtro de la válvula está muy sucio. En algunos casos puede dar resultado cambiar el ajuste de la válvula al abrir la regulación , o sea, reduciéndose el recalentamiento, arrancando así de forma mecánica las piezas agarrotadas por el hielo, pero esta medida no conduce en realidad a nada porque la válvula tarde o temprano volverá a congelarse, por lo que no se puede dar como válido este ajuste hecho al azar. Si envolvemos la válvula con un trapo mojado con agua caliente, y el funcionamiento normal de la válvula, o sea, el valor del recalentamiento se restablece, tendremos la seguridad que el tapón está provocado por la humedad existente en el circuito. Si realizada esta operación no encontramos variación en cuanto al funcionamiento de la válvula ( valor del recalentamiento ), el tapón estará producido por la suciedad acumulada en el filtro de la propia válvula. En el caso de tener la seguridad de que el tapón es provocado por humedad, podemos coger diferentes caminos para solucionar la avería. En primer lugar tendremos que recoger el refrigerante de la instalación en el recipiente o calderín de líquido. A continuación desmontaremos la válvula de expansión del circuito, y comprobaremos el estado del filtro de entrada a la válvula, limpiándolo o sustituyéndolo si fuera preciso. Seguidamente introduciremos alcohol metílico conocido también como alcohol de quemar, "Metanol", por ser el que menos humedad contiene, pudiéndose encontrar en cualquier farmacia o droguería, por la entrada de la válvula hasta que salga por la conexión del evaporador, cerrar las dos conexiones con los dedos, sacudir la válvula con fuerza y vaciar el alcohol. Este procedimiento es recomendable repetirlo de 3 ó 4 veces. Conectar la entrada de la válvula a través de una manguera de carga y los accesorios roscados que hicieran falta, a una botella de refrigerante en la posición que en la salida de la botella se disponga de refrigerante en estado gaseoso, y purgar hasta que haya salido el último resto de alcohol. En el caso que la purga se hiciera saliendo de la botella el refrigerante en estado líquido, correríamos el riesgo de congelar la posible humedad existente en su interior, y a continuación montaremos la válvula a la instalación.

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Si estamos en un día frío y una vez comprobado que el tubo de descarga y el serpentin condensador están a una temperatura inferior a la normal, y que el filtro secador y tubería de líquido están a temperatura ambiente, una forma rápida de actuar sería tapar parcialmente la entrada de aire al condensador, o bien parar durante unos momentos el ventilador del condensador, comprobando a la vez la reacción que experimentan los manómetros de alta y baja, así como a ser posible el recalentamiento del evaporador, que ante ésta situación podría ser tanto alto como bajo, según donde se encuentre el origen de la avería.

a) Una vez efectuada la comprobaciólIl suben las presiones y el recalentamiento se acorta: Esta reacción es señal evidente que la instalación se encuentra cargada con suficiente cantidad de fluido refrigerante, el problema está en que las presiones de trabajo del sistema son demasiado bajas, por lo que el origen de la avería está en : 1° Temperatura del aire de entrada al condensador muy baja(montar control de condensación). 2° Condensador grande (sustituir el componente o montar control de condensación.) 3° Caudal de aire al condensador muy grande (sustituir el ventilador por uno más pequeño, o montarle un regulador de velocidad). 4° Calderín de líquido no aislado y situado en un lugar más frío, en relación al condensador (el recipiente actúa como condensador). En este caso deberemos aislar convenientemente el recipiente o cambiarlo de lugar. 5° Si monta válvula reguladora de la presión de condensación está ajustada a una presión demasiado baja (regular a una presión conveniente). 6° Condensando con agua caudal de agua demasiado grande. Montar una válvula presostática en el circuito de agua, o regular la existente. 7° Temperatura del agua demasiado baja. Montar una válvula para agua presostática o automática y regularla.

Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes. b) Una vez efectuada la comprobación suben muy poco las presiones y el recalentamiento sigue alto: Esta reacción delata que, o tenemos poco refrigerante, o bien tenemos un tapón parcial en el circuito. Seguidamente entraremos algo de refrigerante a la instalación, y nos podremos encontrar que las presiones suban y se restablezca el funcionamiento normal, o que en un principio parece que suben algo las presiones, pero pasados unos instantes vuelven prácticamente a su valor inicial. 1° Falta o fuga de refrigerante (suben las presiones y se restablece el funcionamiento normal). 2° Tapón parcial (no suben las presiones a sus valores normales).

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Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes. c) Baja carga térmica en el recinto refrigerado ( vacío de genero, o personas ). Para detectar esta avería solo tendremos que aportar calor al evaporador a través de un decapador de aire caliente, o bien abrir puertas o ventanas, y controlar la reacción de los manómetros y los termómetros, ya que con esta avería la presión de baja estará más baja de lo normal igual que el consumo eléctrico, y el recalentamiento en el evaporador aunque podría encontrarse dentro de un valor estimado como correcto, tendría tendencia a aumentar su valor, debido a la bajada de presión existente delante de la válvula de expansión, motivada por las bajas presiones existentes en el circuito de baja y en consecuencia también en el de alta, haciendo una inyección de líquido al evaporador deficiente.

Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes. 38.4. MALA CONDENSACION, PRESION y TEMPERATURA DE CONDENSACION INESTABLE La presión y temperatura de condensación pueden presentar inestabilidad debido a las siguientes causas:

a) La válvula de expansión termostática es inestable. Ante esta situación tendremos tanto la presión de alta como la de baja inestables debido a que el recalentamiento en el evaporador es inestable, ya que entre la apertura de la válvula y el cierre hay una diferencia importante de grados.

b) De montar un control de condensación gobernando el funcionamiento de los ventiladores por medio de presostatos, el valor de ajuste del diferencial es muy grande. Con esta regulación se produce vapor en la línea de líquido después del arranque, a causa del refrigerante existente en el condensador, por lo que tendremos que regular el diferencial del presostato de forma que los ciclos de paro y arranque de los ventiladores no estén tan distanciados.

c) Si monta válvulas reguladoras de la presión de condensación, el orificio es demasiado grande. En este caso tendremos que sustituir las válvulas por unas más pequeñas.


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38.5. CONDENSADOR PEQUEÑO, RESTO DE COMPONENTES DIMENSIONADOS A LA CARGA TÉRMICA. En este caso el condensador no disipará todo el calor absorbido por el evaporador y el equivalente térmico del trabajo del compresor, teniendo como resultado una temperatura muy elevada del líquido a la entrada de la válvula de expansión, con una pérdida apreciable en el rendimiento de la producción frigorífica. En los condensadores enfriados por agua se puede corregir el defecto con cierta facilidad, si podemos disponer de un caudal horario mayor de agua de condensación. En los condensadores enfriados por aire forzado, el intentar aumentar el volumen horario de aire resulta ineficaz en la mayoría de los casos, ya que el aumento de inclinación de las paletas así como el aumento de ellas, entraña una mayor potencia consumida por el motor, que en la mayoría de los casos redundará en perjuicio del rendimiento. Si la falta no es muy grande y disponemos de un local donde la temperatura ambiente sea más baja, se puede corregir en parte cambiando el emplazamiento del compresor y condensador. En última instancia se puede corregir este defecto por medio de la intercalación de uno de los llamados intercambiadores de calor, que consiste en dos tubos, por los que se hace circular el líquido a la salida del recipiente por uno de ellos, rodeado de vapores fríos procedentes del evaporador circulando a contracorriente por el otro, con lo cual se consigue un enfriamiento del líquido a expensas de un recalentamiento de los vapores aspirados, esto supone una pérdida de rendimiento que queda compensada por la ganancia conseguida al enfriar el líquido. Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes. 38.6. CONDENSADOR GRANDE, RESTO DE COMPONENTES DIMENSIONADOS A LA CARGA TÉRMICA. Este caso no constituye en realidad un defecto, sino que implica solamente una mayor cantidad inicial de líquido refrigerante necesario para establecer el régimen de presiones deseado, y según el resultado se tendría que montar una válvula reguladora de la presión de condensación, o bien instalar un control sobre el funcionamiento del ventilador. Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes.

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RELACION DE AVERlAS IELEMENTO DE EXPANSIÓN

I

39.1. AVERÍAS EN EL ELEMENTO DE EXPANSIÓN El seguimiento que recomendamos para comprobar el funcionamiento de este componente son los desarrollados en el conjunto de capítulos anteriores dedicados a las características del componente, los puntos de medida y control en una instalación, así como al dedicado al seguimiento y diagnóstico de averías, aunque a pesar de ello creemos oportuno dar ésta guía de averías al Técnico de Servicio, ya que con ella podrá hacerse una situación de lugar en cuanto a la exteriorización de la avería en este componente, aunque realmente su origen sea provocada por otra causa o situación ajena a su normal funcionamiento. Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes.

39.2. COMPROBACIÓN DE LA EXISTENCIA DE HUMEDAD EN LA VÁLVULA El contenido de humedad que se concentra en la abertura de la válvula, no es en todos los casos suficiente para provocar el cierre completo del paso de refrigerante. En la mayoría de los casos un pequeño cristal de hielo da lugar al bloqueo de la aguja, estableciendo en un solo punto una conexión rígida entre la aguja y el orificio. Según el grado de abertura de la válvula en el momento de producirse el bloqueo, es igual de posible que llegue mucho refrigerante al evaporador como poco, pero en ambos casos el funcionamiento de la válvula deja de ser correcto. También es posible que el bloqueo pueda presentarse en otra de las piezas móviles de la válvula como por ejemplo en la guía de la aguja, pero el síntoma de avería es el mismo. El efecto que produce la humedad congelada en la válvula, puede manifestarse en el funcionamiento de la instalación de las formas siguientes: a) No hay inyección de líquido. Ante esta avería al evaporador le encontraremos sin escarcha y sin "producción de frío" tanto en cámaras de conservación y congelación, como en instalaciones de aire acondicionado. Si comprobamos la presión de baja, la encontraremos en zona de vacío profundo. b) El paso de líquido es escaso El refrigerante llega al evaporador en cantidad insuficiente provocando un escarchado incompleto del evaporador, la acumulación de escarcha tanto en cámaras de conservación y congelación, como en instalaciones de aire acondicionado, se concentra en la entrada del evaporador y primeros codos, así como en el propio cuerpo de la válvula, la presión de baja estará anormalmente baja y el recalentamiento largo.

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39. Relación de averías. Elemento de expansión

Esta forma de purga dará mayor resultado si se realiza con Nitrógeno, ya que a la vez que purga el alcohol existente en el interior de la válvu.la, se absorbe más porcentaje de humedad que utilizando el refrigerante. Otro método sería soplar directamente Nitrógeno por la boca de entrada a la válvula, e instalar un visor con detector de humedad en la salida, de esta forma se controlaría el contenido de humedad del Nitrógeno que circula por su interior. Si el proceso de secado se realiza en un horno, tendríamos que introducir la válvula con las conexiones abiertas, cuidando que la temperatura no debe superar los + 60 oC, durando normalmente la operación de secado entre 2 ó 3 horas. Por último se pude optar por la sustitución de todo el conjunto de expansión, o sea, el cuerpo de la válvula y el orificio. Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes. 39.3. TAPONES DE SUCIEDAD. Todos los refrigerantes normalmente empleados en la industria son excelentes disolventes, que en poco tiempo disuelven hasta la suciedad sólidamente adherida. Cabe destacar que la suciedad proviene normalmente, de restos de limaduras provocadas al pasar el escariador después de cortar un tubo de cobre, o bien provocado por la mala instalación del filtro deshidratador , ya que a través de las continuas vibraciones del material secante da lugar a su descomposición, y por último la formación de óxido de cobre provocada al efectuar las soldaduras sin corriente de Nitrógeno, ya que su misión durante la soldadura es desplazar el aire continuamente en el interior de los tubos, mientras se efectúa la soldadura, y prevenir de esta forma la formación de cascarilla al no encontrarse presente el oxígeno, que dada lugar a la formación de óxido de cobre "cascarilla", ya que una cantidad de 5 a 10 gramos, es suficiente para obturar filtros y válvulas. Hay suciedad que se produce a lo largo del tiempo, mientras está en servicio la instalación, ya que si el fluido refrigerante que monta contiene cloro y/o flúor, estos componentes en contacto con la posible humedad existente en la instalación, forman ácidos clorhídricos o fluorhídricos, y por la acción de estos ácidos se producen sales metálicas de granulación, que dan lugar a la descomposición fangosa del aceite, o a la adherencia de cristales sólidos en las paredes de las tuberías y componentes, provocando tapones de suciedad en el circuito, incluso en el tubo de aspiración. La formación de fango puede ser provocada por : Utilización de aceite inadecuado. b) Polvo producido por una mala instalación del filtro secador. c) Elemento secante no adecuado al refrigerante utilizado. La existencia de suciedad se manifiesta con un agarrotamiento de las piezas mecánicas que mueven la válvula y los síntomas son muy parecidos a la congelación, ya que la instalación como síntoma principal, presenta una falta de líquido en el evaporador.

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Para intervenir una instalación que contenga suciedad en la válvula, tendremos que proceder de la misma forma que en el caso de la humedad, o sea, recoger el refrigerante en el calderín, desmontar y limpiar la válvula y el filtro de entrada, pero antes de sustituir el filtro secador por uno nuevo, es aconsejable realizar un barrido en la línea de líquido y evaporador para asegurarse de que no hay restos de suciedad en su interior que puedan provocar nuevos tapones. Es necesario recordar que nos encontraremos ante situaciones que el grado de suciedad es de tal magnitud, que tendremos que limpiar interiormente toda la instalación haciendo circular un producto detergente como es el R - 141-b , cambiar el aceite del compresor, y después de realizar los correspondientes enjuagues al propio compresor cargar la instalación con refrigerante nuevo.


39.4. MALA CALIDAD DE LÍQUIDO DELANTE DE LA VÁLVULA En el caso de tener una cantidad insuficiente de refrigerante en estado líquido delante de la válvula, tendremos un evaporador alimentado solo en una parte de su superficie, ya que si medimos el recalentamiento le encontraremos más largo de lo normal Si la instalación monta visor de líquido a la salida del filtro secador, tendremos que comprobar la existencia de burbujas de gas, ya que de ser así el origen de la avería podría encontrase en:

a) Falta de refrigerante. En este caso el filtro secador le encontraremos a temperatura ambiente, y la presión de baja más baja de 10 normal. La falta de refrigerante da siempre lugar a la pérdida de rendimiento puesto que el refrigerante evaporado ya no está en condiciones de absorber calor, circulando pues sin utilidad alguna. La válvula de expansión parece en este caso demasiado pequeña, a pesar de haberse montado una válvula de tamaño conveniente. Hay que tener en cuenta que las indicaciones de rendimiento de las válvulas de expansión, se refieren al refrigerante libre de gas, es decir, que el tamaño del orificio está calculado para el volumen de la cantidad de refrigerante que se necesita en una hora, pero el refrigerante en estado gaseoso a una temperatura dada, tiene un volumen entre 30 y 35 veces según el tipo de refrigerante, superior que en estado líquido a la misma temperatura, y según el contenido de gas solo pasara una fracción de refrigerante en estado líquido por el orificio de la válvula por lo que la evaporación resultará insuficiente.

b) Mala condensación. Ante una mala condensación el filtro secador le encontraremos más caliente de lo normal, pero la 'presión de baja puede ser normal e incluso un poco más alta de lo normal.

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c) Tapón parcial en el filtro deshidratador. Ante un tapón parcial en el fitro secador su temperatura al tacto será más fría de lo normal, y la presión de baja más baja de lo normal.

d) Llave de servicio del calderin de liquido parcialmente abierta. En este caso, solo tendremos que comprobar la situación del vástago de la llave de servicio, ya que el filtro secador podrá estar a temperatura ambiente o bien algo más fresco de lo normal y la presión de baja estará mas baja de lo normal.

e) Tubería de líquido con diámetro demasiado pequeño, o demasiado larga, o resistencia demasiado elevada por parte de los acc€sorios al paso del refrigerante. En los puntos de estrangulación, se produce una expansión parcial o formación de gas, y no por ello debe exteriorizarse un cambio de temperatura en la tubería. Tan solo cuando la obturación haya progresado mucho, la diferencia de temperatura llega a ser apreciable al tacto. 1) Pérdida de presión debida a que ell evaporador se ha montado varios pisos más arriba que el condensador ( consultar ejemplo)

g) Entrada de calor en la tubería de líquido ( consultar ejemplo). Si el líquido está más frío que los locales que atraviesa la tubería, tendremos que aislar convenientemente la línea para evitar que parte del refrigerante en estado líquido que circula por su interior entre en evaporación.

Ejemplo: Supongamos una máquina que trabaja con R- 12 refrigerada por agua, esta instalada en un sótano, y el evaporador se encuentra a una altura de 12 metros. La temperatura de condensación es de + 25 oC = 5.6 bar. El R-12 líquido tiene a + 25 oC un volumen específico de 0,763 litros / kilo, o sea, un peso específico de 1 : 0,763 = 1,31 kg / litro ó 1,31 g/cm 3. Una columna de líquido de 1 metro, o de 100 cm de altura, ejerce una presión de 100 x 1,31 g / cm 2 , una columna de 12 metros, por consiguiente de 12 x 131 = 1570 g/cm 2 = en cifras redondas 1,6 kg / cm 2 . Sin tener en cuenta la pérdida de presión por la resistencia de la tubería, la presión delante de la válvula de expansión es de 1,6 bar más baja que la que indique el manómetro, es decir a + 25°C de temperatura de condensación que le corresponde una presión de 5,6 bar, tendremos que restarle 1,6 bar, dando como presión real 4 bar. Esta presión equivale para R- 12 una temperatura de + 15 oc. Suponiendo que la temperatura de los locales que atraviesa la tubería de líquido sea más elevada que + 15 oC, esta calentará el líquido a una temperatura superior a la que le corresponde por su presión, por lo que empezará a hervir formando gas. Por esto llegará a la válvula una mezcla de liquido y gas, en vez de líquido solo. Como esta mezcla tiene un volumen mucho mayor que el líquido solo, no puede pasar en cantidad suficiente por la tobera u orificio de la válvula.

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La solución a este problema estaría en aumentar la presión de condensación a través de un control, aislar convenientemente la tubería, y /0 montar un intercambiador de calor para subenfriar el líquido delante de la válvula. Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes.

39.5. VERIFICACIÓN DE LA FALTA DE LÍQUIDO DELANTE DE LA VÁLVULA. Tenemos que recordar que delante de la válvula de expansión el líquido debe presentarse transparente y libre de burbujas. Para verificar el estado en que se encuentra el refrigerante en este punto, lo más aconsejable es montar un visor de líquido a la entrada de la válvula, ya que de esta forma nos evitamos tener dudas en cuanto al origen de la avería. Los accesorios que podrían dar lugar a la pérdida de presión, es aconsejable desmontarlos uno a uno sustituyéndolos provisionalmente por trozos de tubo. Tan pronto como cese la formación de burbujas podemos decir que se ha encontrado el origen de la avería, en este momento se tendrá que sustituir el accesorio por otro de sección más grande. Con la incorporación de visores en la salida del filtro deshidratador, yen la entrada de la válvula de expansión, conoceremos en todo momento el estado en que se encuentra el refrigerante, y se evitará de esta forma la "tan normal" recarga de refrigerante, por simple sospecha de una falta de líquido. Con la instalación de estos visores podremos tener en todo momento información del estado del refrigerante y del contenido de humedad presente en el refrigerante. El montaje provisional de visores resulta fácil para el Técnico de Servicio, ya que solo tendrá que equiparse de diferentes "lazos" con un visor incorporado, y unos accesorios roscados que le permitan tener acceso entre el final de la tubería de líquido y la boca de entrada a la válvula. Para instalar el "lazo", tendremos que recoger el refrigerante de la instalación en el recipiente de líquido, abrir la tuerca de la boca de entrada a la válvula, instalar el "lazo" con los accesorios roscados que sean precisos, realizar el vacío por la toma de baja presión a la zona que se ha abierto, y por último abrir la llave del recipiente de líquido y poner la instalación en marcha. Disponer de esta "herramienta" nos permitirá dar el diagnóstico de la avería de una forma rápida y eficaz, ya que con frecuencia existirán diferentes causas, que pueden dar lugar a confusión en cuanto a descubrir su origen. Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes.

39.6. EVAPORADOR SOBRELLENADO TRABAJO HÚMEDO DEL COMPRESOR En el caso de que el evaporador se encuentre sobrealimentado de refrigerante, encontraremos un recalentamiento muy corto a la salida del evaporador, y una presión de baja más alta de lo normal en todos los casos.

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En cámaras de conservación y congelación observaremos un escarchado total en toda la superficie del evaporador, y en instalaciones de aire acondicionado no encontraremos escarcha debido a que la temperatura de evaporación será más alta de lo normal, aunque según el tipo de instalación y donde se encuentre el origen de la avería, incluso podríamos encontrar un trabajo húmedo del compresor. El origen de la avería puede ser motivada por:

a) Ajuste incorrecto de la válvula La válvula está demasiado abierta, recalentamiento insuficiente. Reajustar válvula.

b) Mal contacto del bulbo sensible Teniendo el tubo diámetro de más dle 18 mlm, es conveniente montar el bulbo a las 4 h del reloj

c) Montaje incorrecto del bulbo El bulbo solo tiene que detectar la temperatura del propio tubo. Aislar con un material que no absorba agua.

d) Enclavamiento mecánico de la válvula por humedad o suciedad Suciedad o agua congelada en la válvula sujetan la aguja en posición abierta, la válvula deja de reaccionar al cambio de temperatura del bulbo. La humedad congelada puede bloquear la válvula en cualquier posición, esté completamente abierta, cerrada o en otra posición. No es como con frecuencia se supone, que la humedad da lugar al cierre completo de la válvula.

e) La válvula no cierra debido a que la tobera está gastada y no cierra. La aguja o la tobera está destruida por corrosión, cavitación o erosión, siendo así que el cierre hermético es imposible. La existencia de suciedad o partículas metálicas entre orificio y aguja impide el cierre hermético.

Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes. 39.7. LA VÁLVULA SUMINISTRA DEMASIADO REFRIGERANTE AL ARRANCAR Cuando el evaporador esta instalado a un nivel más alto que el compresor, el refrigerante durante los momentos de paro, circula por gravedad hacia el compresor, provocando la abertura de la válvula de expansión. La solución a esta situación sería instalar en la tubería de aspiración, una trampa a un nivel más alto que el evaporador, o bien recoger el refrigerante en el condensador en los paros que realice la instalación, a través de una válvula solenoide instalada en la línea de líquido y alimentada con el termostato instalado en serie, y un presostato de baja que actúe sobre la alimentación eléctrica del compresor.

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Si el compresor o la línea de aspiración se encuentran en un lugar más frío que el evaporador ( lo que en invierno es fácil que suceda), o bien en instalaciones montadas en vehículos de transporte refrigerado, durante las paradas el refrigerante se condensará en estos componentes. La solución estaría en instalar una resistencia de cárter en el compresor, o bien una válvula solenoide ( normalmente cerrada) a la salida del evaporador, que no recibiera alimentación eléctrica durante los ciclos de paro de la instalación.


39.8. ESCARCHADO PARCIAL EN LA ENTRADA DEL EVAPORADOR Un escarchado parcial en la entrada del evaporador puede ser motivado por :

Válvula obstruida parcialmente por humedad Válvula obstruida parcialmente por suciedad. La válvula es demasiado pequeña Si teniendo una buena calidad de líquido en la entrada de la válvula, no es posible acortar el recalentamiento incluso abriéndola al máximo, tendremos que sustituirla.

La válvula no es de la clase que requiere el refrigerante de la instalación. Comprobar en el cabezal de la válvula y sustituir, ya que las válvulas que no estén destinadas para el refrigerante que monta la instalación, o ni se abren, o cierran, o no reaccionan de manera normal

Tipo y/o rango de temperaturas incorrecto Comprobar y sustituir. Ajuste incorrecto de la válvula ( recalentamiento excesivo ) Ajustar con manómetro de baja y termómetro. Es importante destacar que en las instalaciones frigoríficas a baja temperatura, el intercambiador de calor debe cubrirse aproximadamente hasta la mitad con una fuerte capa de escarcha. Cuando en estas instalaciones se realice un reajuste de la válvula, es muy posible que el escarchado del evaporador o no cambie, o que cambie solamente de forma apenas perceptible, porque el aire prácticamente ya no contiene humedad alguna que pueda condensarse en forma de escarcha. Este fenómeno se presenta principalmente, cuando suba la temperatura de evaporaclOn en consecuencia del reajuste, elevándose con esto el punto de deshielo, en comparación con el estado anterior.

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No llega bastante cantidad de refrigerante a la válvula. h) Avería en el bulbo termostático Si la válvula a perdido parte de la carga termostática permanecerá prácticamente cerrada, en tal caso desmontar la válvula y comprobar que al empujar hacia adentro el conjunto del orificio vuelve a su posición inicial, debido a la presión ejercida por el gas existente en el bulbo termostático" Si al realizar esta comprobación el conjunto no vuelve a su posición original es señal de que no hay carga en el interior del bulbo termostático. i) Migración de la carga. Para que estas cargas mantengan control en el bulbo debe mantenerse a una temperatura menor que el elemento termostático ( cámara del diafragma ). Si la carga termostática migra hacia el elemento debido a que está a menor temperatura que el bulbo, entonces la válvula se estrangulará. Enrollar un trapo con agua caliente en el cabezal termostático de la válvula, si esta prueba hace que entre más refrigerante en el evaporador y se reduzca el recalentamiento, la culpa esta en la migración de la carga Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes.

39.9. LA VÁLVULA NO TIENE REGULACIÓN POSIBLE Las causas que pueden ocasionar que la válvula no tenga regulación posible pueden ser: a) Los elementos móviles de la válvula están bloqueados por humedad o suciedad b) La compensación de presión exterior no esta conectada o está obstruida Si el tubo de compensación estuviese obturado, se produciría una presión incontrolable e indefinida en la cavidad debajo de la membrana, que funcionando correctamente debía encontrarse bajo la presión de la tubería de aspiración. Debido a esto, la válvula ni reacciona en forma debida al cambio de temperatura del bulbo ni al ajuste, es decir, que trabaja prácticamente a una temperatura de evaporación constante completamente arbitraria. Deformación del cárter de la válvula . Cuando el orificio de la válvula no se asienta herméticamente, el refrigerante pasará durante el paro y llenará de refrigerante el evaporador. Si la fuga es severa, también pasará durante el funcionamiento más refrigerante al evaporador. Si la válvula tiene fuga se escuchará un silbido interior en las paradas. La válvula ha perdido el relleno de mando, con rotura del tubo capilar

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En las válvulas expuestas a fuertes vibraciones, es preciso sujetar el tubo capilar de tal forma que no pueda vibrar. Como se sabe el cobre se endurece y se vuelve quebradizo en consecuencia de oscilaciones seguidas, lo que en poco tiempo puede dar lugar a la rotura. Tampoco debe doblarse el tubo capilar en ángulo agudo.

El bulbo está montado detrás del compensador de presión Si el prensaestopas interior que conduce a la cámara de la membrana, tiene una fuga por pequeña que sea, pequeñas cantidades de refrigerante penetran en la tubería de aspiración, y al enfriarse el bulbo, la válvula estrangula y reduce el paso de refrigerante. Basta correr el bulbo a otro punto, fijándolo delante de la conexión del compensador de presión.

Fijación incorrecta del bulbo Hallándose el bulbo sensible montado en un punto del tubo de aspiración en el cual este tubo forma bolsa de líquido, el refrigerante acumulado en la bolsa enfría el bulbo con exceso, con lo que estrangula la válvula, hasta que la bolsa se haya vaciado completamente.

El paso de líquido por el orificio queda estrangulado por humedad congelada o por suciedad. Fuerte caída de presión en el evaporador Empleando válvulas con compensador de presión interior, la pérdida de presión del evaporador ejerce influencia sobre el comportamiento regulador de la válvula. Si el evaporador tiene solamente el final del serpentin cubierto de escarcha, quedando la entrada o las primeras vueltas relativamente "calientes", esto también o es una consecuencia de la caída de presión ( alta presión, o sea temperatura elevada de evaporación al principio, baja presión y temperatura de evaporación baja al final), o indica que existe un estrechamiento en aquel punto del evaporador en el que empieza la escarcha.

Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes. 39.10. LA VÁLVULA SE ABRE, ESTANDO LA MÁQUINA PARADA La causa puede ser debida a que estando la máquina parada, el bulbo se calienta antes de tiempo por alguna anomalía y hace que la válvula de expansión abra el paso de refrigerante, los motivos que pueden originar esta avería son:

a) Poco recorrido del tubo de aspiración, desde el punto donde se encuentra instalado el bulbo y la temperatura exterior de la cámara. En este caso es conveniente montar al final del evaporador, una espira de tubo "extra" del mismo diámetro que el de aspiración llamado "tubo seco," instalándolo en la circulación del aire de retomo del evaporador, ya que de esta manera aparte de aprovechar al máximo la superficie del evaporador, se evita que el bulbo de la válvula quede influenciado por la temperatura exterior.

b) El bulbo está montado fuera de la cámara frigorífica. El bulbo debe montarse siempre dentro de la cámara, o se debe montar una válvula magnética en la tubería de líquido. El trozo de tubo entre la válvula magnética y la de expansión tiene que ser lo más corto que sea posible.

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c) Sobrecarga térmica en el recinto refrigerado. Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes. 39.11. DISTRIBUCIÓN DESIGUAL DEL LIQUIDO EN INSTALACIONES DE INYECCIÓN MÚLTIPLE Posición incorrecta del distribuidor de refrigerante. Siempre tiene que ir instalado en posición vertical, no importa que la salida sea por arriba o por debajo. Largo desigual de los tubos de distribución. Reparar o sustituir el distribuidor de líquido. Diámetro incorrecto de las toberas del distribuidor de refrigerante Diámetro de las toberas y diámetros del orificio de la válvula sin relación. Dirección o distribución incorrecta dle la corriente de aire, cruzando la del refrigerante. Controlar las zonas escarchadas del evaporador, tienen que ser lo más uniformes posible. Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes, 39.12. RENDIMIENTO POBRE DEL EVAPORADOR Los posibles orígenes de esta avería pueden encontrarse en: a) Poco aceite circulando por la instalación. Aceite acumulado, o sea, esta estancado en el evaporador, en este caso tendremos que realizar barridos, corregir el origen de la avería, y recargar la instalación de aceite. Transferencia de calor pobre ( la válvula oscila) La presión de baja y el recalentamiento fluctúan, la válvula smmmstra en un momento suficiente refrigerante y después suministra mucho. En tal caso tendremos que comprobar: 10 tamaño de la válvula

2 o ubicación del bulbo Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes.

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39.13. RE CONDENSACIÓN DEL REFRIGERANTE EN EL EVAPORADOR MÁS FRÍO DE LA INSTALACIÓN En instalaciones con varios evaporadores y cámaras a diferentes temperaturas, durante la parada de la instalación se condensa el refrigerante desde el evaporador de temperatura más elevada, al evaporador de temperatura más baja, y al ponerse la instalación en marcha se producen golpes de líquido y trabajo húmedo del compresor. La solución a esta avería está en montar una válvula de retención en el tubo de aspiración del evaporador más frío, aunque para conocer la verdadera causa, hay que averiguar si se oye un silbido en la válvula de expansión estando la máquina parada, ya que si no se oye silbido es señal de que la válvula cierra herméticamente, de lo contrario la avería se encontraría en la propia válvula.

Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes. 39.14. TRABAJO IRREGULAR, INCONSTANCIA EN LA TEMPERATURA DE EVAPORACIÓN (instalaciones de un solo evaporador) La válvula es demasiado grande. Sustituir por la adecuada. Montaje desfavorable del bulbo. Instalar en la posición que corresponda según el diámetro de la tubería de aspiración. Aceite impropio. Para las instalaciones de baja temperatura el punto de solidificación del aceite tiene que ser lo suficientemente bajo, como para estar seguros de que quede líquido también a las temperaturas más bajas que puedan presentarse. Un aceite que se vuelve "sólido", dificulta el funcionamiento de la válvula en alto grado, pudiendo llegar a impedirlo por completo, además de que puede obstruir la tubería. En instalaciones que emplean R-22 como refrigerante, hay que servirse de un aceite que no contenga parafina, ya que este refrigerante favorece la segregación de la parafina que se presenta con preferencia en el punto de estrangulación. Las segregaciones de parafina pueden en muy poco tiempo dar lugar a la obturación y a la completa paralización de la válvula.

Ejemplo: Una máquina de R-22 funciona bien al principio durante varias horas, llega a fallar primero una sección del evaporador ( distribuidor ), y más tarde otras secciones hasta dejar de funcionar totalmente. Se calienta el distribuidor sin parar la instalación y pasados unos instantes vuelve a funcionar correctamente. Aquí no se trata de segregación de parafina, sino de una solidificación del aceite, una vez purgada y enjuagada la instalación, se carga aceite de calidad, y vuelve a funcionar.

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Los aceites sintéticos que utilizan los nuevos refrigerantes ( R-134-a, R-407 -C, R-410-A, etc ) aparte de las excelentes condiciones de lubricación y de fluidez son fuertemente higroscópicos, ya que como ya sabemos absorben aproximadamente 8 veces más de agua que los aceites minerales. Habiendo absorbido cierta cantidad de agua, pueden adquirir una consistencia parecida a goma, excesivamente viscosa que se conserva también a temperaturas más elevadas. En realidad hay que tomar todas las precauciones posibles para evitar que entre humedad en el circuito. Antes de efectuar cualquier intervel1lCJión, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondienh~s.

39.15. TRABAJO IRREGULAR EN INSTALACIONES CON VARIOS EVAPORADORES Influencia mutua de las válvulas. En instalaciones con varios evaporadores, el tendido falso de tuberías y el montaje incorrecto de los evaporadores puede dar lugar a la influencia mutua de las válvulas, haciendo imposible el funcionamiento correcto de la instalación. Se tendrá que prestar la máxima atención en la colocación de los bulbos respectivos en los tubos de salida de cada evaporador, con respecto al colector de los diferentes tubos de aspiración, la existencia de intercambiadores de calor entre la tubería de líquido y aspiración que pueda influenciar la temperatura de alguno de los bulbos termostáticos, y trampas de aceite que puedan tener también influencia en la temperatura detectada por los bulbos. Cantidad insuficiente de refrigerante delante de la válvula . Una consecuencia típica de la insuficiencia de líquido delante de la válvula, es el trabajo desigual de las válvulas en instalaciones de varios evaporadores, ya que la válvula de expansión que esté regulada para el recalentamiento más bajo, o sea, la que tenga la abertura más grande, opone menor resistencia a la corriente respecto a la circulación del líquido. Así cuando una válvula esté más abierta que las otras, y habiendo escasez de líquido, la poca cantidad que hay sigue el camino de menor resistencia, y fluye hacia el evaporador correspondiente, mientras que los otros evaporadores reciben poca cantidad de refrigerante o nada. Es decir que el reajuste de una válvula ( abrir ), ejerce también influencia sobre la otra o las otras válvulas. La solución estaría en montar un visor en la entrada de las válvulas y remediar la falta de refrigerante. Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes"

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lltI RELACION DE AVERlAS IEVAPORADOR

I

40.1. AVERÍAS EN EL EVAPORADOR El seguimiento que recomendamos para comprobar el funcionamiento de este componente son los desarrollados en el conjunto de capítulos anteriores dedicados a las características del componente, los puntos de medida y control en una instalación, así como al dedicado al seguimiento y diagnóstico de averías, aunque a pesar de ello creemos oportuno dar ésta guía de averías al Técnico de Servicio, ya que con ella podrá hacerse una situación de lugar en cuanto a la exteriorización de la avería en este componente, aunque realmente su origen sea provocada por otra causa o situación ajena a su normal funcionamiento. Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes. 40.2. COMPROBACIONES ANTE EL SEGUIMIENTO DE AVERÍAS Si la diferencia de temperaturas entre la de impulsión y la de retorno de un evaporador es superior a la normal, (la de impulsión muy negativa, y la de retorno muy positiva en relación a las previstas), en este caso la avería se encuentra en el circuito de aire. Si por el contrario la diferencia de temperaturas es inferior a la normal, (ya temperatura muy positivas las dos en relación a las previstas) la avería se encuentra en el sistema frigorífico. Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes. 40.3. HUMEDAD DEL AIRE DE LA CAMARA DEMASIADO BAJA Esta avería provoca que los alimentos almacenados se resequen, y puede tener su origen en : a) Diferencia de temperatura entre la de evaporación y la del ambiente de la cámara demasiado grande. A mayor diferencia de temperatura menor humedad, y a menor diferencia mayor humedad. b) Superficie del evaporador demasiado pequeña, realizando largos periodos de funcionamiento a una temperatura de evaporación baja. Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes.

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40. Relación de averías. Evaporador

40.4. HUMEDAD EXCESIVA EN EL AIRE DE LA CAMARA Esta avería provoca que los alimentos almacenados estén "mojados" pudiéndose producir moho, e incluso en las paredes de la cámara también se puede acumular humedad. El origen de la avería puede encontrarse en:

a) Baja carga térmica en la cámara, provocando una deshumidificación insuficiente a causa del corto funcionamiento durante cada 24 horas. b) Diferencia de temperaturas entre la de evaporación y la del ambiente de la cámara demasiado corta. c) Superficie del evaporador demasiado grande causando una temperatura de evaporación durante el funcionamiento excesiva, y n~alizando ciclos cortos de funcionamiento. Siendo el evaporador demasiado grande para la cámara, puede ser factible desplazar el bulbo de la válvula hacia atrás y trabajar con superficie de evaporación más reducida.

Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes. 40.5. TEMPERATURA INTERIOR DE LA CAMARA DEMASIADO ALTA El origen de esta avería puede encontrarse en:

a) Termostato averiado, o bulbo mal instalado. b) Compresor pequeño, temperatura de evaporación muy alta. c) Carga térmica demasiado grande, productos calientes, alumbrado o ventiladores interiores, mal aislamiento de la cámara o infiltraciones de aire. d) Instalación frigorífica pequeña para las necesidades de la carga térmica. e) Poca afluencia de líquido hacia el

(~vaporador.

f) Válvula reguladora de la presión de evaporación ajustada a una presión demasiado alta.

g) Presostato de baja ajustado a una presión de corte demasiado alta. h) Válvula reguladora de la capacidad, se abre a una presión de evaporación demasiado alta. i) Válvula reguladora de la presión de aspiración ajustada a una presión de apertura demasiado baja. Antes de efectuar cualquier intervelllción, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes.

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40. Relación de averías. Evaporador

40.6. TEMPERATURA INTERIOR DE LA CAMARA DEMASIADO BAJA El origen de esta avería puede encontrarse en:

a) Termostato mal ajustado, averiado o bulbo mal situado. b) Temperatura ambiente demasiado baja. Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes. 40.7. EVAPORADOR BLOQUEADO DE ESCARCHA El origen de esta avería puede encontrarse en:

a) La operación de desescarche no se ha realizado o es ineficaz b) Humedad del aire en la cámara frigorífica excesiva a causa de entrada de humedad de: c) Productos no embalados Recomendar el embalaje de los productos, o ajustar el sistema de desescarche. d) Entrada de aire en la cámara a través de rendijas o puertas abiertas. Tapar las rendijas, o recomendar que la puerta se mantenga el máximo tiempo cerrada. Antes de efectuar cualquier intervención, aconsejamos documentarse convenientemente sobre el funcionamiento, montaje, comprobación y ajuste de cada componente, consultando el apartado o apartados correspondientes. 40.8. EVAPORADOR ESCARCHADO SOLO EN LA VALVULA y PRIMEROS CODOS La alimentación de líquido refrigerante al evaporador es demasiado pequeña, pudiendo ser debido a:

a) Mala condensación b) Aletas dañadas o circulación de aire restringida. c) Una avería en la válvula de expansión provocada por : 1° Orificio demasiado pequeño. 2° Recalentamiento demasiado grande. 3 ° Pérdida parcial de la carga del bulbo. 4° Filtro de la válvula parcialmente obstruido. 5 ° Orificio parcialmente bloqueado de hielo.


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ÍNDICE 21. CORRIENTE ELÉCTRICA PRINCIPIOS DE ELECTRICIDAD Naturaleza de la electricidad 21.1. Átomo 21.2. Circuito eléctrico 21.3. Intensidad de la corriente 21.4. Fuerza electromotriz 21.5. 21.6. Resistencia Características principales de la corriente continua y alterna 21.7. Características del sistema eléctrico 21.8. Redes secundarias de distribución 21.9. 2l.l0. Toma de tierra 2l.l1. Instrumental de medición 2l.l2. Ley de Ohm (relación entre magnitudes) 2l.l3. Potencia eléctrica 2l.l4. Aplicaciones de la corriente alterna 2l.l5. Transformadores y autotransformadores 2l.l6. Propiedades de la corriente alterna (desfase entre tensión e intensidad) 2l.l7. Condensadores eléctricos 2l.l8. Conexionado de condensadores en serie y en paralelo 2l.l9. Comprobación de los condensadores 21.20. Condensadores de arranque, permanentes o de marcha 21.21. Cálculo de la sección de los conductores 21.22. Símbolos gráficos para esquemas eléctricos 22. COMPONENTES ELÉCTRICOS MOTORES, SISTEMAS DE ARRANQUE Y PROTECCIÓN 22.1. Motores eléctricos, principio de funcionamiento Motores asíncronos y monofásicos 22.2. Distribución de bobinados 22.3. Comprobaciones ante averías 22.4. Motores de ventilación 22.5. Motores asíncronos trifásicos 22.6. Conexionado y cajas de bornes 22.7. Sistemas de protección y arranque para motores monofásicos 22.8. Protector de motor 'Klixon' 22.9. 22.10. Comprobaciones ante averías 22.11. Sistema de arranque con termistrores P.T.C. (resistencias de coeficiente térmico positivo) 22.12. Comprobaciones ante averías 22.13. Sistema de arranque con relé de intensidad 22.14. Comprobaciones ante averías 22.15. Sistemas de arranque con relé de intensidad y condensador de arranque 22.16. Comprobaciones ante averías 22.17. Sistema de arranque con relé de tensión o potencial 22.18. Comprobaciones ante averías 22.19. Sistema de arranque con condensador permanente 22.20. Comprobaciones ante averías 22.21 Circuitos eléctricos en refrigeradores domésticos

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5 5 7 9 10 11 11 12 14 15 16 17 20 21 23 28 30 37 38 39 40 41 43

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22.22. 22.23.

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Circuitos eléctricos en muebles de conservación y congelación para hostelería Circuitos eléctricos en aparatos de aire acondicionado split doméstico

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23. COMPONENTES ELÉCTRICOS ELEMENTOS DE POTENCIA Y MANIOBRA Elementos de protección 23.1. Fusibles 23.2. Interruptores diferenciales 23.3. Relé térmico 23.4. Relé magnetotérmico 23.5. Elementos de potencia 23.6. 23.7. Contactores 23.8. Elección del contactor Elementos de mando 23.9. 23.10. Pulsadores 23.11. Arrancador estrella - triángulo 23.12. Elementos de señalización 23.13. Letras para identificar los aparatos eléctricos y conductores 23.14. Identificación de bornes para los elementos de potencia 23.15. Componentes del circuito de maniobra 23.16. Sistemas de desescarches 23.17. Reloj de desescarche por tiempo 23.18. Relojes de desescarche por tiermpo o resistencias 23.19. Relojes de desescarche con retardo de ventiladores 23.20. Resistencias de descarche 23.21. Otras resistencias empleadas en refrigeración 23.22. Circuitos eléctricos en instalaciones de refrigeración 23.23. Circuitos eléctricos standard en aparatos de aire acondicionado industrial 23.24. Circuitos eléctricos en cámaras de conservación y congelación

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24. FUNDAMENTOS DE ELECTRÓNICA BÁSICA CIRCUITOS ELECTRÓNICOS APLICADOS A LA REFRIGERACIÓN 24.1. Introducción 24.2. Circuito impreso Diagrama de funcionamiento por bloques de microprocesador en equipos 24.3. de aire acondicionado doméstico Fuente de alimentación, componentes, misión y comprobación 24.4. Circuito de mando 24.5. Controles exteriores (termistores, sondas) 24.6. Ventilador de la unidad interior 24.7. Motor paso a paso o de ve:locidad gradual (deflectores de aire) 24.8. 24.9. Control de funcionamiento del compresor, ventilador y válvula de 4 vías 24.10. Características básicas y comprobación del transitor, diac, tiristor, triac y circuito integrado 24.11. Ejemplos de controles electrónicos para gama industrial

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25. REFRIGERACIÓN DOMÉSTICA CARACTERÍSTICAS DE LOS FRIGORÍFICOS DOMÉSTICOS 25.1. Frigoríficos de un compartimemnto 25.2. Frigoríficos congeladores 25.3. Frigoríficos de dos compartimentos con un compresor 25.4. Frigoríficos 'combis' de dos compartimentos y dos motores 25.5. Temperaturas de evaporación 25.6. Tipos de refrigerante en frigoríficos domésticos 25.7. Frigoríficos equipados con Isobutano R-600-a (presiones y temperaturas) 25.8. Herramientos específicas para la reparación (R-600-a)

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25.9. 25.10.

Equipo de carga para R-600-a Extracción, vaciado y carga de refrigerante R-600-a

26. REGRIGERACION DOMÉSTICA PUNTOS Y MEDIDAS DE CONTROL 26.1. Puntos de inspección 26.2. Datos de ayuda para la detección de posibles averías, según las temperaturas del condensador 27. REGRIGERACIÓN DOMÉSTICA CUADROS SINÓPTICOS PARA EL SEGUIMIENTO Y DIAGNÓSTICO DE AVERÍAS 27.1. Seguimiento de los cuadros sinópticos 27.2. Compresor no comprime 27.3. Fuga de refrigerante 27.4. Tapón de suciedad 27.5. Tapón de humedad 27.6. Averías eléctricas (el compresor funciona a intervalos de pocos segundos) 27.7. Averías eléctricas (el compresor no funciona) 28. AIRE ACONDICIONADO SERIE DOMÉSTICA. EXPANSIÓN CON TUBO CAPILAR CARACTERÍSTICAS Y MONTAJE DE EQUIPOS 28.1. Características básicas 28.2. Ubicación de componentes 28.3. Circuitos frigoríficos en equipos solo frío y bomba de calor 28.4. Funcionamiento de la válvula de 4 vías Instalación de la unidad interior 28.5. Instalación de la unidad exterior 28.6. Interconexión frigorífica de las dos unidades (R-22 y R-41 O-a) 28.7. Interconexión eléctrica de las dos unidades 28.8. 28.9. Barridos, vacíos y comprobación de fugas (R-22, R-407 Y R-4lO-a) 28.10. Características de los refrigerante (R-22, R-407-C, R-41 O-a y R-417-A) 28.11. Carga de refrigerante y ajuste de instalaciones (R-22, R-407-C, R-410-a y R-417-A) 28.12. Carga de refrigerante en el ciclo de calefacción 28.13. Carga de refrigerante en sistemas multisplits o inverter 28.14. Ajuste de la carga de refrigerante en días fríos 28.15. Generalidades sobre cargas térmicas en aire acondicionado 28.16. Humedades y temperaturas 28.17. Termómetros e higrómetros 28.18. Deshumidificación y función "dry" 28.19. Humedad relativa o grado higrométrico 28.20. Cálculo de carga térmica para equipos de pequeña y mediana potencia 28.21. Ejemplo práctico para el cálculo de carga térmica 29. AIRE ACONDICIONADO SERIE DOMÉSTICA. EXPANSIÓN CON TUBO CAPILAR PUNTOS Y MEDIDAS DE CONTROL 29.1. Seguimiento y diagnóstico de averías en equipos de la serie doméstica 29.2. Salto térmico en evaporadores de aire acondicionado 30. AIRE ACONDICIONADO SERIE DOMÉSTICA. EXPANSIÓN CON TUBO CAPILAR CUADROS SINÓPTICOS PARA EL SEGUIMIENTO Y DIAGNÓSTICO DE AVERÍAS 30.1. Seguimiento de los cuadros sinópticos

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Condensador pequeño, resto de componentes dimensionados a la carga térmica Condensador grande, resto de componentes dimensionados a la carga térmica

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39. RELACIÓN DE AVERÍAS ELEMENTO DE EXPANSIÓN 39.1. Averías en el elemento de expansión 39.2. Comprobación de la existancia de humedad en la válvula 39.3. Tapones de suciedad 39.4. Mala calidad de líquido delante de la válvula 39.5. Verificación de la falta de líquido delante de la válvula 39.6. Evaporador sobrellenado trabajo húmedo del compresor 39.7. La válvula suministra demasiado refrigerante al arrancar 39.8. Escarchado parcial en la entrada del evaporador 39.9. La válvula no tiene regulación posile 39.10 La válvula se abre estando la máquina parada 39.11. Distribución desigual del líquido en instalaciones de inyección múltiple 39.12. Rendimiento pobre del evaporador 39.13. Recondensación del refrigerante en el evaporador más frío de la instación 39.14. Trabajo irragu1ar, inconstancia en la temperatura de evaporación (instalaciones de un solo evaporador) 39.15. Trabajo irregular en instalaciones con varios evaporadores

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40. RELACIÓN DE AVERÍAS EVAPORADOR 40.1. Averías en el evaporador 40.2. Comprobaciones ante el seguimiento de averías 40.3. Humedad del aire de la cámara demasiada baja 40.4. Humedad excesiva en el aire de la cámara 40.5. Temperatura interior de la cámara demasiado alta 40.6. Temperatura interior de la cámara demasiado baja 40.7. Evaporador bloqueado de escarcha 40.8. Evaporador escarchado sólo en la válvula y primeros codos

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Manuales Practicos Refrigeracion 2

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