01. máquina frigorífica de compresión mecánica prácticas

MINISTERIO DE TRABAJO E INMIGRACIN

INSTITUTO SOCIAL

DE LA MARINA

SECRETARA DE ESTADO DE LA SEGURIDAD SOCIAL

INSTALACIONES

FRIGORFICAS

Cuadernillo de Prcticas

Centro Nacional de Formacin Martima de Bamio

Departamento de Mquinas & Sistemas


Bruno de Miranda Santos Pgina 1

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NDICE

PRCTICA I. LA HERRAMIENTA DEL FRIGORISTA 2

OBJETIVOS 2

REALIZACIN DE LA PRCTICA 2

PRCTICA II. MONTAJE DE UNA INSTALACIN FRIGORFICA CON TUBO CAPILAR 3

OBJETIVOS 3


PRCTICA III. VACO, PRUEBA DE PRESIN Y CARGA DE REFRIGERANTE DE LA INSTALACIN FRIGORFICA 5

OBJETIVOS 5

MATERIAL NECESARIO 5

REALIZACIN DE LAS PRCTICAS 6

1. VACO DE LA INSTALACIN 7

2. PRUEBA DE PRESIN CON NITRGENO 10

3. VACO EN LA INSTALACIN 12

4. CARGA DE REFRIGERANTE EN LA INSTALACIN FRIGORFICA: 12

PRCTICA IV. REGLAJE Y PUESTA EN MARCHA DE LA INSTALACIN FRIGORFICA 14

OBJETO 14




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PRCTICA I. LA HERRAMIENTA DEL FRIGORISTA

Objetivos

Identificar las principales herramientas empleadas por los frigoristas, e introducir las principales tcnicas para su empleo. El alumno deber inventariar la herramienta contenida en los maletines entregados, que permanecern a su cargo a lo largo el desarrollo de todo el curso.

Realizacin de la prctica

El profesor realizar una explicacin, identificando los componentes de los maletines de herramientas entregados, y demostrando el empleo del cortatubos, escariador, abocardador y de la curvadora de tubos.

Tras la demostracin, los alumnos pasarn, trabajando en parejas, a identificar e inventariar la herramienta contenida en cada maletn.



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PRCTICA II. MONTAJE DE UNA INSTALACIN FRIGORFICA CON TUBO CAPILAR

Objetivos

Montaje de una instalacin frigorfica con unidad condensadora de compresor hermtico alternativo y expansin por tubo capilar.


Contar con los siguientes elementos, en el orden adecuado:

1 Unidad condensadora compuesta por:

o Compresor.

o Condensador.

o Recipiente de lquido refrigerante.

o Vlvula de servicio de alta y de baja presin.

2 Visor de lquido.

3 Filtro deshidratador.

4 Dispositivos de expansin por tubo capilar de 0,8 mm de interior y 600 mm de largo.

5 Vlvula solenoide.

6 Vlvula de carga.

7 Evaporador tiro forzado

8 Presostatos de alta y baja presin.

9 Manmetros de alta y baja presin.

10 Termostato.

El montaje se realizar segn el siguiente esquema:



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Para el montaje de la instalacin se debern seguir las indicaciones siguientes:

a) Se emplear tubo de cobre para refrigeracin y la unin se realizar por medio de soldadura por capilaridad tipo fuerte y para los elementos roscados con rcores segn normas SAE.

b) El trazado de la tubera guardar paralelismo en 3 los ejes principales, definidos por el banco de trabajo.

c) Se atender a la direccin del flujo de aquellos elementos que as lo indiquen (vlvula solenoide y filtro deshidratador).

d) La vlvula solenoide debe mantenerse con el cuerpo horizontal de manera que la bobina quede perpendicular al suelo y por encima de la vlvula.

El control de la instalacin se realizar mediante un termostato Danfoss de tipo mecnico que actuar sobre la vlvula solenoide, realizndose la parada del compresor mediante el presostato de baja, cuya desconexin estar tarada a 5C menos que el arranque. El presostato de alta estar tarado a 50C.

Para el gobierno del desescarche se emplear un reloj Theben, que se programar para un tiempo de duracin de desescarche de 6 minutos.



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PRCTICA III. VACO, PRUEBA DE PRESIN Y CARGA DE REFRIGERANTE DE LA INSTALACIN FRIGORFICA

Objetivos

Sobre la instalacin frigorfica montada en la prctica anterior realizaremos vaco, prueba de presin con nitrgeno y carga de refrigerante.

Una vez cargada con refrigerante, la instalacin frigorfica quedar en disposicin de ser puesta en servicio.

Material necesario

1 Bomba de vaco de servicio frigorista.

2 Botella de Nitrgeno Tcnico.

3 Manorreductor para la botella de Nitrgeno.

4 Bscula.

5 Botella de Refrigerante R 404A.

6 Juego de mangueras y manovacumetro (puente de manmetros).

7 Llave de carraca

Bombas de vaco de servicio frigorista

Cilindro dosificador de refrigerante

Manorreductor de la botella de nitrgeno



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Puente de manmetros o analizador

Realizacin de las prcticas

Antes de la puesta en servicio de la instalacin, se realizarn las siguientes operaciones en el orden indicado:

1. Vaco de la instalacin.

2. Rotura del vaco / Prueba de Presin con Nitrgeno.

3. Vaco de la instalacin.

4. Carga de refrigerante a la instalacin frigorfica.

En el caso de que durante los pasos 1 a 3 se detectaran fugas, se localizarn las mismas mediante el empleo de agua jabonosa y se solucionarn hasta que la instalacin quede perfectamente hermtica. Una vez conseguido esto volveremos a repetir la secuencia desde el principio (pasos 1, 2 3 y 4).



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1. Vaco de la Instalacin

Siempre que se da por concluido el montaje de una instalacin frigorfica, o despus de operaciones de mantenimiento que supongan contacto del interior de la instalacin con la atmsfera, es necesario hacer vaco.

Hacer vaco supone extraer del interior de la instalacin el aire y la humedad. La humedad procede del propio aire y de los componentes de la instalacin, que durante su almacenaje, transporte o puesta en obra hayan sufrido hidratacin.

El aire es un gas no condensable, que durante el funcionamiento de la instalacin se acumulara en el condensador y provocara la elevacin de la presin de alta, perjudicando el rendimiento del compresor.

La presencia de humedad supone riesgo de formacin de hielo en el orificio del dispositivo de expansin, u otras zonas fras de la instalacin como distribuidores de lquido, el interior del evaporador o el filtro de aspiracin. Adems el agua aumentar el riesgo de corrosin interior el circuito, pudiendo llegar incluso a formar cidos en presencia de determinados refrigerantes o aceites, incidiendo en la falla del compresor por degradacin del aislamiento del motor elctrico en compresores hermticos o semihermticos.

En resumen debemos hacer vaco para retirar el aire y la humedad, dado que:

El aire es un gas no condensable, que se acumula en el condensador, suponiendo un aumento de la presin de condensacin que redunda en reduccin del rendimiento del compresor.

La humedad provoca riesgo de formacin de tapones de hielo en las zonas fras.

La presencia de humedad aumenta el riesgo de corrosin interior del circuito.

La humedad puede dar lugar a degradacin del aceite o refrigerante, llegando a la formacin de cidos corrosivos.

En los compresores que utilizan aceites POE, muy higroscpicos, la hidratacin de los mismos supondr alteracin de sus propiedades como lubricante.



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Equipo necesario

El equipo necesario para realizar vaco es relativamente sencillo y econmico; el caudal de la bomba de vaco ser crtico si trabajamos de manera habitual en instalaciones de gran tamao. En todo caso necesitaremos:

Bomba de vaco de servicio frigorista, de tamao adecuado en funcin de las instalaciones en las que operamos de manera habitual. Lo recomendable es una bomba de doble etapa, aunque con una bomba de simple etapa podremos operar de igual manera.

Juego de mangueras para conexin a la instalacin, con racores compatibles con los existentes en la instalacin.

Vacumetro, la mayora de los puentes de manmetros (analizadores) de frigorista incorporan vacumetro o cuentan con un mano-vacumetro de baja (escala de vaco negativa, por debajo de cero).

Llave de carraca o chicharra si hay vlvulas de macho.

Procedimiento

El procedimiento de vaco es muy simple, y ayudar a prolongar la vida til de los elementos de la instalacin y a prevenir formacin de tapones de hielo. Debe seguir los siguientes pasos.

1. Conectamos la bomba de vaco a la instalacin a travs del puente de manmetros (analizador) a la zona de la instalacin a la que deseemos hacer vaco.

2. Ponemos la vlvula de servicio en posicin adecuada. Si se trata de una instalacin grande servida por compresores hermticos o semi-hermticos con vlvulas de servicio propias, es conveniente hacer vaco por zonas, y al compresor por separado, para evitar la excesiva vaporizacin de las fracciones voltiles del aceite durante el vaco de tuberas o intercambiadores.

3. Arrancamos la bomba de vaco y la mantenemos trabajado unos instantes antes de abrir el las vlvulas entre la bomba y la instalacin, para garantizar una temperatura mnima en el aceite de la bomba que nos permita minimizar la condensacin de humedad en el interior del mismo.

4. Abrimos las vlvulas que seccionan el paso entre el punto de conexin a la instalacin y la bomba de vaco.



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5. Mantenemos la bomba encendida hasta evacuar todo el aire y todo el vapor de agua. Alcanzar la mxima presin de vaco permitida por la bomba no supone garanta de haber evacuado toda la humedad, debemos esperar un tiempo prudencial con la bomba encendida para garantizar la eliminacin del agua, en funcin del mximo vaco alcanzado determinaremos si es necesario repetir la operacin despus de haber roto el vaco con nitrgeno o no (vase el apartado siguiente).

6. En instalaciones pequeas, para saber si hemos acabado de evacuar la humedad podemos cerrar la vlvula LO del puente de manmetros y tratar de percibir cambio de ruido en la bomba, si hay un cambio de ruido perceptible es posible que en la instalacin todava haya humedad.

7. Cuando el nivel de vaco sea adecuado (500 micrones de mercurio de presin absoluta, -29,9 inHg de vacio), cerramos la vlvula LO del puente de manmetros, esperamos 1 minuto para garantizar el secado del aceite de la bomba y apagamos la bomba de vaco. Es imprescindible respetar el orden para que no exista la posibilidad de contaminar la instalacin con aceite de la bomba.

8. Tomamos lectura de la presin de vaco, y esperamos un tiempo prudencial (30 minutos), proporcional al tamao de la instalacin. Es relativamente habitual un aumento de presin debido a la vaporizacin de fracciones voltiles del aceite, o en instalaciones usadas, de refrigerante. Si dicho aumento es inferior a 25 mmHg (1 inHg), Rapin y Jacquard indican que es normal. Ante aumentos mayores debemos proceder a romper el vaco con nitrgeno seco y repetir el procedimiento, salvo que la prdida de vaco sea muy acusada o total, en cuyo caso deberemos realizar prueba de presin con gas inerte para deteccin de fugas.

Como saber si el vaco es adecuado

Si al realizar el paso 6, tras aislar la instalacin respecto a la bomba experimentamos un rpido aumento de la presin, lo ms probable es que tengamos una fuga; debemos realizar una bsqueda de fugas (con nitrgeno seco y espuma de agua jabonosa, por ejemplo) y reparar las que encontremos.

Si el aumento de presin es pequeo, tal y como se indica en el punto 7, podemos tener revaporizacin de humedad no evacuada, o volatilizacin de aceite o refrigerante atrapado en los filtros o en el propio aceite (el



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caso del refrigerante solo en instalaciones usadas). Si este es el caso, debemos romper el vaci con nitrgeno seco, y repetir el procedimiento.

Si contamos con una bomba de vaco de simple etapa, puede ser difcil alcanzar los -29,9 inHg (pulgadas de columna de mercurio) de vaci. En tal caso, una vez realizados los pasos 1 7, romperemos el vaco con nitrgeno seco hasta una presin ligeramente positiva (0,1 bar) y repetiremos la operacin de vaco.

Consideraciones finales

Durante el vaco de la instalacin, si el compresor cuenta con vlvulas, mantngalo aislado con respecto a la misma, y abra las vlvulas solo cuando haya alcanzado el vaco en el resto de la instalacin, para permitir a la bomba vaciar el compresor tambin.

Si el compresor cuenta con resistencia en el crter, mantngala encendida durante el vaco.

No es recomendable realizar vaco con bajas temperaturas ambiente (menos de 10C), o con bombas de vaco excesivamente grandes en relacin con la instalacin, puede provocar congelacin de la humedad en el interior de la instalacin y falsos vacos. Puede aportar calor desde el exterior con un calefactor o una pistola de aire caliente a baja temperatura (jams utilice el soplete).

Nunca arranque el compresor en vaco, los compresores hermticos y semi-hermticos refrigeran el motor elctrico con los vapores del refrigerante. Arrancar el compresor en vaco puede provocar que se queme el motor.

2. Prueba de Presin con Nitrgeno

El objeto de la prueba de presin con nitrgeno es detectar la existencia de fugas y comprobar la estanqueidad de la instalacin.

Otro de los cometidos de esta prueba es romper el vaco, para posteriormente al volver hacer vaco, lo que nos permite mejorar los niveles de vaco alcanzados. Adems, debido a que el Nitrgeno es un gas inerte (no contiene aire ni humedad), arrastrar partculas de humedad que en el vaco siguiente podremos extraer con mayor facilidad.

Es obligatorio realizar la prueba de presin con Nitrgeno, y bajo ningn concepto debe utilizarse refrigerante (fluido frigorgeno), debido



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principalmente a que el Nitrgeno es un gas no contaminante, adems de ser mucho ms barato.

Nunca debe realizarse la prueba de presin con aire, ya que contiene oxigeno y en contacto con aceite de la instalacin puede dar lugar a una mezcla inflamable si sale pulverizado por alguna fuga.

Material necesario para realizar la Prueba de Presin con Nitrgeno:

Mano-vacumetro (puente de manmetros).

Botella de nitrgeno seco.

Manorreductor de nitrgeno.

Llave de carraca.

El procedimiento es el siguiente; realizamos el conexionado de la botella de nitrgeno con el puente de manmetros y ste con la vlvula de servicio de carga o la toma de servicio.

Abrimos lentamente la vlvula de la botella de nitrgeno, comprobando que no hay fugas (aplicar agua jabonosa con un pincel). En este momento el manmetro de alta del manorreductor de la botella de nitrgeno marca la presin existente en la botella (sta ser muy elevada si es nueva pero ir bajando a medida que se consuma el nitrgeno de la botella). Apretaremos el tornillo del manorreductor hasta que manmetro de baja del manorreductor marque la presin que queremos para realizar la prueba.

Durante la prueba no debemos superar la presin de timbre de ninguno de los elementos conectados a la instalacin, que de lo contrario podran resultar daados. Los elementos ms sensibles suelen ser los dispositivos de control y los aparatos de medida.

Llenamos la instalacin con nitrgeno. Cuando la presin del manmetro del puente llegue al valor deseado, que ser igual a la del Manmetro de baja del manorreductor de la botella de nitrgeno, entonces podemos asegurar que la instalacin est llena.

Cerramos las vlvulas del puente de manmetros para incomunicarlo con la botella de nitrgeno y observamos los manmetros de la instalacin y del puente, para asegurarnos que no baja la presin, si durante un tiempo se mantiene la presin podremos concluir que la instalacin est en buenas condiciones.

Si la presin disminuyera en los manmetros, localizaremos la fuga con agua jabonosa comenzando desde el puente de manmetros (por si este estuviera en mal estado) y seguiremos metdicamente en un orden.



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Otras formas de localizar las fugas es por medio de trazadores de color, lmpara de llama para refrigerantes halogenados (Cloro, fluor, bromo y fuera de fro yodo) y detector electrnico.

3. Vaco en la Instalacin

Una vez concluida la prueba de presin con nitrgeno, liberamos el mismo a la atmsfera hasta una presin prxima a la atmosfrica, y volvemos a realizar vaco como se ha explicado en el punto 1.

Debemos realizar este vaco de manera obligatoria, dado que el nitrgeno es un gas no condensable, y su presencia en una instalacin durante el funcionamiento sera perjudicial.

Es necesario tener la precaucin de no someter la bomba de vaco a la presin de la prueba de estanqueidad, y no conectar la misma al circuito hasta que se haya liberado el exceso de presin.

4. Carga de Refrigerante en la instalacin frigorfica:

Una vez la instalacin est en vaco, procederemos a una carga controlada, dosificando la cantidad con el cilindro de carga que se encuentra a presin positiva o mediante una botella de refrigerante licuado y una bscula.

Bsicamente tenemos tres opciones, en funcin del estado previo de la instalacin y las tomas de servicio o vlvulas de carga con las que contemos.



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Mtodos de carga de la instalacin

Zona de la instalacin por la que realizo la carga

Vlvula por donde cargo

Estado de carga previo (1)

Estado de funcionamiento de la instalacin durante la carga

Estado de agregacin del refrigerante durante la carga

Zona de baja

Vlvula de servicio en la aspiracin del

compresor

Parcialmente cargada

En vaco (roto) (3)

En marcha

Refrigerante puro: vapor

Refrigerante mezcla: lquido

(2)

Zona de alta

Vlvula de servicio en el

depsito

Vlvula de carga en la

lnea de lquido

En vaco Parada Lquido

Zona de alta Vlvula de carga en la

lnea de lquido

Parcialmente cargada

En vaco (roto)

En marcha Lquido (4)

(1) por si ya hay refrigerante en la instalacin

(2) muy lentamente, con precaucin de no dar golpe de lquido al compresor

(3) rompemos el vaco con el mismo refrigerante para que el compresor nunca arranque en vaco, muy importante en compresores hermticos y semihermticos.

(4) Si la potencia del compresor es grande puede que este no aspire suficiente de la botella,y se produzca la parada de la instalacin por baja presin, para evitar esta situacin debemos estar atentos al manmetro de baja y llegado el caso abrir la vlvula de salida del depsito para que pase refrigerante lquido del depsito.

Como nuestra instalacin est en vaco, iniciamos la carga por diferencia de presiones directamente al depsito. Una vez cargado el peso calculado, o si este no se ha alcanzado, una vez igualadas las presiones, ponemos la instalacin en marcha y diagnosticamos si la carga de refrigerante es correcta, para lo que emplearemos la tabla de observacin del rgimen de trabajo.

Caso de ser necesario completar la carga de refrigerante, se realizar a travs de la vlvula de carga en la lnea de lquido, con la instalacin en marcha, guardando las precauciones necesarias.



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PRCTICA IV. REGLAJE Y PUESTA EN MARCHA DE LA INSTALACIN FRIGORFICA

Objeto

Familiarizarse con las magnitudes y sus valores que ayudan a determinar que el funcionamiento de una instalacin es correcto.


Con la ayuda de la figura adjunta, realizar una observacin del rgimen de trabajo de la instalacin a lo largo de un periodo de tiempo prolongado, tomando medidas y anotndolas en la tabla que se acompaa.

Con la ayuda de la tabla se diagnosticar la instalacin, y se realizarn las correcciones oportunas.



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Medida Hora PB bar

Te C

PA bar

TC C

Tasp C

Rtotal C

Tcam C

Tamb C

I A

B (s/no)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

PB: Presin evaporacin

Te: Temperatura de evaporacin

PA: Presin de condensacin

Tc: Temperatura de condensacin

Tasp: Temperatura de aspiracin

Rtotal: Recalentamieto total

Tcam: Temperatura de la cmara

Tamb: Temperatura ambiente

I: Intensidad absorbida por el compresor

B: Presencia de burbujas en el visor de lquido (s/no)

PRCTICA I. LA HERRAMIENTA DEL FRIGORISTAObjetivosRealizacin de la prctica

PRCTICA II. MONTAJE DE UNA INSTALACIN FRIGORFICA CON TUBO CAPILARObjetivosRealizacin de la prctica

PRCTICA III. VACO, PRUEBA DE PRESIN Y CARGA DE REFRIGERANTE DE LA INSTALACIN FRIGORFICAObjetivosMaterial necesarioRealizacin de las prcticas1.Vaco de la Instalacin2.Prueba de Presin con Nitrgeno3.Vaco en la Instalacin4.Carga de Refrigerante en la instalacin frigorfica:

PRCTICA IV. REGLAJE Y PUESTA EN MARCHA DE LA INSTALACIN FRIGORFICAObjetoRealizacin de la prctica

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