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PRINCIPIOS DE REFRIGERACIÓN
TABLA DE CONTENIDO
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1.CONCEPTOS BASICOS DE TERMODINÁMICA 6
1.1 PRESIÓN 6
1.2 TEMPERATURA 6
1.3 CALOR 7
1.4 ENTALPIA 7
1.5 ESTADOS DE LA MATERIA 8
1.6 TEMPERATURA DE SATURACIÓN 8
1.7 RELACIÓN PRESIÓN – TEMPERATURA 8
2. REFRIGERACIÓN 8
2.1 CARGA DE REFRIGERACIÓN 8
2.2 AGENTE REFRIGERANTE 9
2.3 SISTEMAS INDIRECTOS DE REFRIGERACIÓN 10
2.4 CAPACIDAD DEL SISTEMA 10
2.5 CAPACIDAD DEL COMPRESOR 10
2.6 CICLO IDEAL DE REFRIGERACIÓN 11
2.7 DIAGRAMA PRESIÓN – ENTALPIA 12
3. CICLO REAL DE REFRIGERACIÓN 14
3.1 EXPANCIÓN SECA 14
3.2 INUNDADO 15
3.3 RECIRCULADO 16
4. EQUIPOS DE UN SISTEMA DE REFRIGERACIÓN 17
4.1 RECIBIDOR DE LIQUIDO 17
4.2 EVAPORADORES 17
4.2.1 TIPOS DE CONSTRUCCIÓN 18
4.3 COMPRESORES 19
4.4 SEPARADORES DE ACEITE 19
4.5 CONDENSADORES 19
4.6 TRAMPA DE SUCCIÓN 20
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4.7 INTERCOOLER 20
5. ARRANQUE INICIAL DE SISTEMAS 21
5.1 VACIO DEL SISTEMA 22
6. ACEITE EN LOS SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN 22
6.1 PROPIEDADES 23
6.2 MANEJO 24
6.3 CIRCULACIÓN DE ACEITE 24
6.4 DRENAJE O PURGA 25 7. MANTENIMIENTO PREVENTIVO 25
7.1 RECOMENDACIONES BÁSICAS DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO 26
8. CARACTERÍSTICAS DEL AMONIACO 28
9. PRACTICAS ELEMENTALES DE SEGURIDAD 28
9.1 CAUSAS Y PREVENCIÓN DE EXPLOSIÓN CON AMONIACO 29
10. PRACTICAS DE SEGURIDAD 30
11. MEDICAMENTOS NECESARIOS EN PRIMEROS AUXILIOS 32
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LISTA DE FIGURAS
Pág
Figura 1. Diagrama de Flujo de un ciclo de refrigeración simple. 11
Figura 2. Diagrama de Molliere (presión – entalpía). 12
Figura 3. Evaporador de Expansión Seca. 14
Figura 4. Evaporador Inundado. 15
Figura 5. Diagrama de flujo de un ciclo de refrigeración recirculado 16
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1. CONCEPTOS BASICOS DE TERMODINÁMICA
1.1 PRESION
Es la fuerza ejercida por unidad de área. Puede describirse como la medida
de la intensidad de una fuerza en un punto cualquiera sobre la superficie de
contacto, las unidades que más se manejan son PSI (lbs/pul ), Kg/cm o
Mpa.
1.2 TEMPERATURA
Es una propiedad de la materia. Es una medida del nivel de la presión
térmica de un cuerpo. Una alta temperatura (cuerpo caliente) indica una alta
presión térmica, si el cuerpo esta frío indica una baja presión térmica. La
temperatura es una función de la energía cinética interna del cuerpo es
decir, de su velocidad interna molecular.
Las escalas de temperatura más usadas son la Celsius (ºC) y la Fahrenheit
(ºF), llamadas escalas relativas por que toman como referencia el punto decongelación y de ebullición del agua a presión atmosférica.
La relación entre las dos escalas es: ºF = 9/5ºC +32
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1.6 TEMPERATURA DE SATURACIÓN
Se define como la temperatura a la cual un líquido pasa de la fase líquida a
la fase de vapor o viceversa a una presión dada.
- Líquido Saturado: Es aquel que se encuentra a una temperatura de
saturación.
- Líquido Subenfriado: cuando se encuentra en condiciones
inferiores a la temperatura de saturación.
- Vapor Saturado: Es aquel que se encuentra a una temperatura de
saturación.
- Vapor Sobrecalentado: Es cuando un vapor se encuentra por
encima de su temperatura de saturación.
1.7 RELACION PRESION - TEMPERATURA
La temperatura de saturación de un fluido depende de la presión del fluido.
Al aumentar la presión aumenta la temperatura de saturación y si disminuye
la presión baja la temperatura de saturación.
2. REFRIGERACIÓN
En general se define refrigeración como cualquier proceso encaminado a
reducir o mantener la temperatura de un cuerpo. Esto se logra extrayendo
calor del cuerpo a refrigerar y trasfiriéndolo a otro cuerpo cuya temperatura
es inferior a la del cuerpo refrigerado.
2.1 CARGA DE REFRIGERACIÓN
Es la velocidad a la cual deba ser eliminado el calor de un espacio o un
cuerpo a fin de lograr y /o mantener una temperatura deseada.
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La capacidad de un equipo de refrigeración es la suma de:
El calor proveniente del calor trasmitido por conducción a través de
paredes aisladas.
El calor proveniente del aire caliente que entra por las puertas que se
abren y cierran.
El calor proveniente del producto refrigerado para disminuir su
temperatura a la temperatura de almacenamiento.
El calor cedido por: personal que trabaja en el espacio, motores,
alumbrado y otros equipos que funcionan en el espacio refrigerado y que
producen calor.
2.2 AGENTE REFRIGERANTE
En cualquier proceso de refrigeración, es la sustancia empleada para
absorber el calor. Siempre la temperatura del refrigerante debe mantenerse
por debajo de la temperatura del material o del espacio que va a ser
refrigerado. Los sistemas de refrigeración aprovechan las propiedades
físicas de los agentes refrigerantes, ya que tienen la capacidad de absorber
grandes cantidades de calor a medida que se produce su evaporación,
trasportar el calor y cederlo a un medio condensante, volviéndose líquido
nuevamente quedando listo para ser utilizado. Adicionalmente, el
refrigerante puede ser almacenado en cilindros a temperatura ambiente.
Cuando se controla la velocidad de evaporación del refrigerante, se controla
la velocidad de refrigeración.
Entre los refrigerantes más conocidos están los fluorocarbonados o
comercialmente llamados freones R-11, R-12, R-22, R-502, R-134 Y R-404
y el amoniaco. Los refrigerantes R-11, R-12 y R-22 están en vía de
extinción por el daño que causan a la capa de ozono; por esto se han
desarrollado el R-502, R-134 y R-404.
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2.3 SISTEMAS INDIRECTOS DE REFRIGERACIÓN
El sistema de refrigeración directo es aquel que utiliza el refrigerante en
contacto directo con el espacio o material a refrigerar. En el sistema
indirecto, el refrigerante enfría en un primer paso un refrigerante
secundario y este posteriormente enfría el espacio o producto a refrigerar.
Lo anterior se hace por economía (grandes tramos de tubería para llevar el
refrigerante resulta costoso), por especificaciones técnicas para impedir
posibles contaminaciones principalmente en la industria alimenticia. Se
usan como refrigerantes secundarios el agua, cloruro de calcio y salmueras
de cloruro de sodio, metanol, glicoles de etileno y propileno.
2.4 CAPACIDAD DEL SISTEMA
Es la velocidad a la que se puede efectuar la eliminación de calor en el
espacio o material refrigerado. Se expresa en BTU/hr o en términos
equivalentes a la fusión del hielo, ya que antiguamente se utilizaba el hielo
como medio de enfriamiento. Por lo tanto un sistema de refrigeración con
capacidad de una tonelada de refrigeración tiene el equivalente a la fusión
de 1 tonelada de hielo en un periodo de 24 horas, esto también es
equivalente a 12.000BTU/hr o en el sistema métrico equivalentes a
3.517kJ/sg o Kw.
2.5 CAPACIDAD DEL COMPRESOR
En un sistema de refrigeración equilibrado, el compresor debe tener la
capacidad para desplazar en un tiempo dado la misma cantidad de gas
generado en el evaporador en el mismo intervalo de tiempo.
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2.6 CICLO IDEAL DE REFRIGERACIÓN
A medida que el refrigerante circula a través del sistema de refrigeración
sufre cambios en su estado. El refrigerante partiendo de una condición
inicial, pasa a través de unos procesos (Figura 1) en una secuencia definida
y vuelve a su condición inicial. Esta serie de procesos se llama ciclo. El ciclo
de refrigeración simple consta de cuatro procesos fundamentales:
(1) Expansión, (2) Evaporación, (3) Compresión y (4) Condensación.
Figura 1.Diagrama de Flujo de un Sistema Simple de Compresión de Vapor,
mostrando las partes principales.
El proceso de refrigeración considerando inicia con el líquido refrigerante
almacenado a alta temperatura y alta presión en una tanque deposito, llamado
Tanque de alta (6). Este fluye a través de un tubo o línea de líquido (7),
atraviesa un control de flujo de refrigerante (8) donde su presión se va
disminuyendo hasta alcanzar la presión del gas evaporado dentro del
evaporador (1). Mientras el refrigerante líquido fluye a través del evaporador,
absorbe calor desde los alrededores y se va convirtiendo en gas
sobrecalentado. Por la acción del compresor, el gas resultante de la
evaporación fluye desde el evaporador, por el tubo de succión (2) hasta la
entrada del compresor (3).
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En el compresor, el refrigerante gaseoso es comprimido incrementándose su
presión y temperatura, posteriormente fluye hacia el condensador (5) donde
cede calor hacia el aire impulsado por un ventilador o hacia el agua de las
duchas del condensador, la temperatura del refrigerante se reduce hasta
alcanzar la temperatura de saturación trasformándose en líquido y pasa hasta
el tanque de almacenamiento (6) quedando listo para iniciar el ciclo.
2.7 DIAGRAMA PRESION - ENTALPIA
La representación gráfica del ciclo de refrigeración permite observar
simultáneamente todas las consideraciones deseadas en los diferentes
cambios de estado del refrigerante. El ciclo de mayor uso en la refrigeración es
el de presión – entalpía (Figura 2). En un ciclo ideal el refrigerante no cambia
su estado mientras fluye por tuberías.
Figura 2. Diagrama de MOLLIERE (presión - entalpía)
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Expansión: proceso que ocurre entre 1 y 2.
Mediante la expansión, se reduce la presión del refrigerante líquido desde la
presión de condensación hasta la presión del evaporación a medida que el
líquido refrigerante fluye a través de una válvula de control. Por esta
reducción de presión, el refrigerante líquido cambia de estado y comienza a
evaporarse disminuyendo su temperatura desde la de condensación hasta
la temperatura de evaporación.
Evaporación: Cuando el refrigerante se encuentra a baja presión y baja
temperatura absorbe calor del medio o del producto y se evapora
convirtiéndose en gas saturado, lo cual produce el efecto refrigerante
entre 2 y 3.
Compresión: Se realiza entre los puntos 3 - 4 y es el producto del
trabajo realizado por el compresor. La presión del refrigerante se eleva
al igual que su temperatura por la compresión del compresor.
Condensación: En esta etapa al gas refrigerante sobrecalentado se le
retira el calor ganado en la compresión y el calor absorbido en la
evaporación. El rechazo del calor se realiza por medio del aire
impulsado por los ventiladores y/o por el agua fría de las duchas del
condensador. El gas refrigerante a la salida del condensador alcanza su
condición de líquido saturado (1 – 4).
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3- CICLO REAL DE REFRIGERACIÓN
Es similar a un ciclo ideal, el cual hace ciertas consideraciones que el ciclo real
no puede cumplir. Por ejemplo, el ciclo ideal no considera las caídas de presión
por efecto de la fricción cuando el refrigerante circula por tuberías y/o
componentes del sistema: serpentín del condensador o del evaporador; no
considera subenfriamientos ni sobrecalentamientos del líquido o la eficiencia de
los equipos mismos del sistema.
Se han desarrollado tres tipos de sistemas de refrigeración, dependiendo del
proceso de enfriamiento a utilizar:
3.1 EXPANSION SECA
Son eficientes para temperaturas de evaporación superiores a 0ºC (32ºF). Son
sistemas altamente equilibrados entre el calor a rechazar y la eficiencia misma
del sistema. El refrigerante líquido antes de entrar al evaporador pasa a través
de una válvula de expansión que provoca la caída de presión, además, es la
encargada de suministrar la cantidad exacta de refrigerante líquido que se
trasforma en el evaporador en gas seco o sobrecalentado (Figura 3).
Figura 3. Evaporador de Expansión Seca
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En caso de no cumplirse con el equilibrio, puede haber poco refrigerante
evaporado y ser deficiente la refrigeración o caso contrario permitir el paso de
mucho refrigerante y provocar que no todo el refrigerante se evapore pasandorefrigerante líquido al compresor causando daños al equipo.
3.2 INUNDADO
Se utilizan en sistemas de alta y baja temperatura, en donde se busca una alta
eficiencia en el evaporador, por lo que se debe garantizar que el evaporador
este siempre inundado de refrigerante líquido. De esta manera se mejora el
coeficiente de trasferencia de calor y además se disminuye el riesgo de
retornos de refrigerante líquido al compresor (Figura 4).
Figura 4. Evaporador Inundado
El evaporador inundado se logra instalando un tanque recibidor encargado de
mantener un nivel de refrigerante líquido que esté continuamente alimentando
al evaporador. A este tanque se conecta la línea de suministro de refrigerante
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líquido a baja temperatura (ya expandido) y su paso es controlado por un
sensor de nivel. El compresor solo succiona el refrigerante que se esta
evaporando en este tanque.
Este sistema se usa para congelación de productos, bancos de hielo y fábricas
de hielo
3.3 RECIRCULADO
Por las dimensiones de la instalación, el recorrido de las tuberías y la
temperatura de evaporación, es uno de los sistemas más eficientes (Figura 5).
Puede ser utilizado en sistemas de alta y baja temperatura. Se cuenta con
bombas de líquido que descargan en el evaporador una cantidad de
refrigerante líquido 3 o 4 veces mayor que la cantidad que se va a evaporar en
el serpentín del evaporador.
Figura 5. Recirculado
De acuerdo a la temperatura de succión en el compresor, los sistemas de
refrigeración pueden dividirse en:
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- De una etapa de compresión, si la relación de compresión
requerida es de 8 a 1 para el caso del amoniaco. No es eficiente
utilizarlos para sistemas de baja temperatura.
- De dos etapas de compresión para relaciones de compresión
mayores. El gas refrigerante proveniente de los evaporadores se
comprime en una primera etapa por un compresor de baja o “booster”
posteriormente el gas recalentado es trasformado en gas saturado
mediante un intercambiador de calor o intercooler, para finalmente
comprimir este gas saturado en una segunda etapa por un compresor
llamado de alta, hasta alcanzar la presión de condensación. Este tipo
de sistemas se utiliza para bajas temperaturas en la congelación de
productos.
4- EQUIPOS DE UN SISTEMA DE REFRIGERACIÓN
4.1 RECIBIDOR DE LIQUIDO
También se le conoce como tanque de alta. Aquí el refrigerante líquido recién
condensado se almacena provisionalmente a alta presión y alta temperatura.
Su capacidad debe ser tal que almacene la totalidad del refrigerante utilizado
en el evaporador, esto principalmente para cubrir las necesidades de
almacenamiento que se presentan en las labores de mantenimiento.
La salida del refrigerante hacia el sistema ocurre por la parte inferior del tanque
o por un tubo que llega hasta el fondo de este y se hace con el fin de asegurar
el suministro continuo de refrigerante líquido y no de gas.
4.2 EVAPORADORES.
Es el lugar donde se lleva a cabo el efecto de refrigeración, por la evaporación
del refrigerante a una presión y temperatura baja. Debido a las muchas y
diversas aplicaciones de la refrigeración, los evaporadores se fabrican en una
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gran variedad de tipos, formas, tamaños y diseños. Se pueden clasificar de
diferentes maneras tales como: tipo de construcción, método de alimentación
de refrigerante, condiciones de operación, método de circulación de aire o
líquido, tipo de control de refrigerante y por sus aplicaciones.
4.2.1 TIPOS DE CONSTRUCCIÓN
De tubo descubierto. Se utiliza en cuartos de almacenamiento, son
serpentines de gran tamaño suspendidos en el techo, en donde se
requiere circular grandes cantidades de aire a velocidad baja. También
se usa con ventiladores centrífugos que hacen circular aire a alta
velocidad.
De superficie de placa. Algunos son construidos con dos placas planas
de metal realzadas y soldadas una con otra de tal modo que pueda fluir
refrigerante entre las dos placas.
Otro tipo de evaporador tipo placa consiste en una tubería doblada e
instalada entre dos placas metálicas, las cuales están soldadas por sus
orillas. Para mejorar el contacto entre las placas soldadas y la tubería
que conduce el refrigerante, el espacio entre placas se llena con una
solución eutéctica o se hace vacío entre ellas de tal manera que la
presión atmosférica garantice el contacto entre la placa y la tubería.
Aleteados. Son serpentines de tubo descubierto sobre los cuales se
colocan placas metálicas o aletas. Las aletas sirven como superficie
adicional que absorbe calor y tiene como función aumentar la superficie
externa del evaporador, mejorando su eficiencia. El espaciado entre
aleta varía dependiendo de la temperatura de operación del serpentín,
evaporadores para baja temperatura deben tener un mayor
espaciamiento a fin de minimizar el taponamiento del serpentín por
escarchado. Temperaturas altas no provocan escarcha y por tanto el
número de aletas por pulgada puede ser mayor.
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4.3 COMPRESORES
Es el equipo encargado de succionar el gas evaporado en el evaporador y
comprimirlo aumentando su temperatura utilizando la energía suministrada por
un motor. Los compresores de acuerdo al sistema empleado para comprimir el
refrigerante pueden ser reciprocantes (de pistón) o rotatorios helicoidales
(tornillo).
4.4 SEPARADORES DE ACEITE
Los compresores para su operación necesitan aceite, este aceite
eventualmente viaja al sistema, causando disminución de la eficiencia del
sistema de refrigeración.
Para disminuir la cantidad de aceite que va hacia el sistema, se recomienda el
uso de un separador de aceite que se instala inmediatamente después del
compresor, en la línea de descarga, antes del condensador.
4.5 CONDENSADORES
Al igual que el evaporador es una superficie de trasferencia de calor. El calor
del refrigerante es rechazado por las paredes del condensador para su
condensación. Como resultado de esto, la temperatura del refrigerante se
reduce hasta la temperatura de saturación y el refrigerante se vuelve líquido.
Los condensadores son de tres tipos:
Enfriados por aire
Enfriados por agua.|
Evaporativos que usan aire y agua.
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4.6 TRAMPA DE SUCCIÓN
Son tanques acumuladores que sirven para proteger al compresor. El gas
refrigerante es succionado desde el evaporador por el compresor. Este gas
debe ser saturado seco o sobrecalentado pero hay ocasiones en donde se
mezcla con gotas de líquido; estas gotas son succionadas por el compresor
llegando a una cantidad tal que hay refrigerante líquido en el compresor.
El refrigerante líquido mezclado con el aceite, hace que el aceite se espume
(emulsione) y pierda sus propiedades lubricantes; los retornos de líquido en un
sistema de refrigeración con compresor reciprocante, causa grandes daños en
el compresor, incluso puede llegar hasta su rotura debido a que los líquidos son
incomprensibles.
En las unidades tornillo, los daños ocasionados son debidos a fallas en la
lubricación del compresor.
Para evitar los retornos de líquido, se instala un tanque acumulador de gotas
de refrigerante en la succión del compresor, llamado trampa de succión, en
este tanque se reduce la velocidad del refrigerante y se precipitan hacia el
fondo las gotas del refrigerante líquido por gravedad, impidiéndose que fluyan
con el gas.
4.7 INTERCOOLER
Son tanques en donde el refrigerante líquido a baja temperatura es
subenfriado, antes que entre al evaporador. Se utiliza en sistemas de baja
temperatura para congelamiento de producto.
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5. ARRANQUE INICIAL DE SISTEMAS
Los sistemas de refrigeración no pueden operar a su máxima eficiencia si no se
encuentran libres de suciedad, gases no condensables y humedad. La
contaminación es uno de los problemas mas graves.
Los efectos que produce la contaminación en los sistemas son:
Obstruye los filtros y no permiten el flujo de refrigerante.
Mayor desgaste de pistones y camisas en compresores
reciprocantes.
Se reduce la transferencia de calor en los evaporadores.
Causa caídas de presión excesivas, incrementando el consumo de
energía.
Provoca mal cierre de las válvulas de paso y daño en sus asientos.
Reduce la vida útil de los rodamientos de los compresores.
Se acumula en los orificios de las válvulas de control causando mala
operación.
Reduce la calidad del aceite lubricante.
Para evitar lo anterior se debe cuidar que:
- Las tuberías de acero usadas en la instalación del sistema estén
libres de óxido, escamas, costras y barnices.
- Usar la cantidad correcta de teflón en las conexiones roscadas.
- Realizar un barrido con nitrógeno para sacar incrustaciones, polvo
etc. a las tuberías y tanques instalados.- Antes de cargar refrigerante hacer vacío al sistema.
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5.1. VACÍO DEL SISTEMA
Después que la instalación de las tuberías haya concluido y este probada la
hermeticidad del sistema (cero fugas), el aire y la humedad deben ser
removidos antes de poner en operación el sistema, con el fin de evitar que:
- La humedad reaccione con el aceite de lubricación y forme un barro,
que obstruya los canales de lubricación del compresor, controles, etc.
- El aire y los gases no condensables se alojen en el condensador y
disminuyan el espacio para el refrigerante condensado, esto causa
presiones de condensación altas y por tanto mayor consumo de
energía. Por cada incremento de 2 PSI en la presión de descarga,
hay un incremento del 1% en la energía consumida.
Un vacío adecuado del sistema de refrigeración se logra por medio de una
bomba y se debe constatar que el vacío se realice tanto en el lado de baja
como en el de alta del sistema, es decir el sistema sea evacuado totalmente y
quede libre de oxígeno, aire y humedad.
6. ACEITE EN LOS SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN
Todos los equipos de compresión mecánica necesitan lubricar sus partes
móviles, con el fin de reducir la fricción, minimizar desgastes y disminuir
consumos de energía. Adicionalmente, el aceite en los compresores de tipo
abierto se usa para mantener humedecidos los sellos mecánicos y asegurar un
sello hermético en el equipo.
En los compresores tipo tornillo, además de lubricar y sellar, el aceite
lubricante es inyectado en los rotores para absorber el calor de compresión, por
tanto actúa como refrigerante. El calor absorbido por el aceite posteriormente
es rechazado en un intercambiador de calor con agua o usando el mismo
refrigerante (compresores con inyección de líquido).
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6.1. PROPIEDADES
Los aceites para refrigeración tienen características comunes a otros aceites
lubricantes industriales. Sin embargo, el utilizado en refrigeración tiene ciertas
propiedades que lo hacen adecuado para este uso, estas son:
Viscosidad: debe ser mantenida bajo condiciones variables, es decir,
se requiere que el aceite tenga fluidez a temperaturas bajas y no sea
muy delgado a temperaturas altas.
Estabilidad: Debe resistir periodos de servicios prolongados para
minimizar actividades de mantenimiento. No se debe carbonizar
fácilmente cuando trabaja a altas temperaturas (en la descarga de los
compresores o en el calentador de aceite).
Corrosividad: Mínima reacción químicas con metales, sellos y
plásticos. El aceite puede volverse corrosivo al tener presencia de
humedad.
Bajo punto de fluidez: Escurrir libremente a bajas temperaturas de –
100°F. En los sistemas de baja temperatura, el aceite se almacena en la
parte inferior de los evaporadores, así facilita su purga del sistema.
Compatibilidad con el refrigerante. El aceite deberá mezclarse con los
refrigerantes y conservarse químicamente inerte. También deberá tener
la propiedad de separarse del refrigerante.
Ser totalmente libres de ceras, especialmente para sistema que utilicen
amoniaco. Estos provocan taponamiento de ductos.
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6.2 MANEJO
El manejo adecuado de los aceites es frecuentemente subestimado, se debe
tener cuidado principalmente de no contaminar el aceite con materias extrañas
y evitar la humedad. A continuación se listan algunas reglas básicas a seguir:
Exponer el aceite al medio ambiente el mínimo tiempo posible.
El cargue de aceite debe ser lo más limpio posible, los elementos con
que se abre el envase, los utilizados para vaciar el aceite, manguera y
acople que se utilicen deben ser totalmente limpios.
Mantener el envase del aceite bien tapado para prevenir contaminación
con aire y/o humedad. Evitar vaciar el aceite de un envase a otro
exponiéndolo a corrientes de aire (humedad)
6.3 CIRCULACION DEL ACEITE
Los compresores, al momento de comprimir el gas hacia la descarga del
sistema, también bombearán una cierta cantidad de aceite. En la línea de
descarga y cerca al compresor se debe instalar un separador de aceite para
que este sea separado del gas de descarga y retornado al carter del
compresor. El retorno de aceite es un requerimiento necesario para una
operación adecuada en cualquier sistema de refrigeración. Una pequeña
cantidad normalmente circula con el refrigerante hacía el sistema. Esto
generalmente es deseable, ya que ayuda a lubricar las válvulas de control del
sistema. Si el aceite entra al condensador y evaporador - lugares donde se
realiza intercambio de calor - este recubrirá las superficies con una película, la
cual actúa como aislante y reduce la eficiencia de transferencia de calor de
estos equipos.
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6.4 DRENAJE O PURGA
Debido a que el aceite es más denso que el amoníaco, éste tiende a asentarse
en los puntos más bajos del sistema. Esta característica hace que el aceite sea
fácil de drenar del condensador, recibidor o evaporador en forma periódica,
esto dependen básicamente del tamaño del sistema y de la cantidad de aceite
que se consume.
Cada planta debe tener un plan de mantenimiento preventivo el cual debe
ser realizado por personal debidamente entrenado y capacitado.
7. MANTENIMIENTO PREVENTIVO
Son las acciones encaminadas a preservar la vida útil de los equipos con el fin
de lograr un óptimo rendimiento que eleven la producción; para esto es
importante:
- Seguir las instrucciones del fabricante de los equipos
- Verificar diariamente los niveles de aceite con que operan
- Verificar el correcto funcionamiento de los sistema de enfriamiento de
los equipos.
Para otras actividades se debe programar rutinas de mantenimiento que
involucren cambios y/o limpieza de filtros, tensionamiento de las correas,
revisión de controles etc.
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7.1. RECOMENDACIONES BÁSICAS DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO
Llevar la información referente a los datos de presión, temperatura y otros
datos pertinentes al funcionamiento de los compresores y otros equipos
existentes en la sala de máquinas. Elaborar planillas de control para ser llenos
cada determinado tiempo.
Los datos que se recomienda consignar en estas planillas son:
Presión
- Presión de descarga.
- Presión de succión.
- Presión de aceite del compresor. Especificar si es presión directa o
presión diferencial.
- Presión en la bomba de líquido para los sistemas recirculados.
Temperatura
- Temperatura del agua de refrigeración en las camisas del compresor
reciprocantes.
- Temperatura del colector de refrigerante líquido o tanque de baja.
- Temperatura de aceite.
- Temperatura de entrada y salida del agua en los condensadores
casco y tubo.
- Temperatura de succión y descarga del compresor.
- Temperatura de recirculación de líquido.
- Temperatura de las cámaras de conservación.
- Temperatura exterior (bulbo seco y bulbo húmedo).
Otros
- Horas de operación de cada compresor
- Nivel de aceite en cada compresor.
- Adición de refrigerante, aceite o cualquier otro aditivo que se agregue
al sistema.
- Todas las reparaciones, cambios o ajustes, tanto de mantenimiento
preventivo como de mantenimiento correctivo.
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Todos los días, se recomienda analizar la información anotada en las planillas
de control y compararla con las condiciones normales de operación. Cuando
estos difieran del diseño o límites establecidos, determine la causa y haga las
correcciones pertinentes en forma inmediata.
Otras actividades de mantenimiento involucran:
Los controles y válvulas de seguridad serán probados por lo menos cada
año, de acuerdo con las recomendaciones del fabricante.
Cualquier tubería o tanque que muestre indicios de corrosión, serán
limpiados y pintados de acuerdo con el código de colores.
Reparar el aislamiento cuando así se requiera.
Mantener la tensión correcta de las correas todos los equipos. Revise
acoples en las unidades que lo tengan.
Usar los lubricantes recomendados por el fabricante de los equipos.
Drenar el aceite de los evaporadores y del condensador semanalmente.
Confirme que se están realizando los procedimientos de deshielo en los
evaporadores.
Verificar el nivel adecuado de refrigerante en el tanque de alta.
Limpiar el depósito de agua de los condensador semanalmente.
Mantener el correcto tratamiento de agua en el condensador o en la
torre de enfriamiento para evitar incrustaciones en la tubería.
Mantener el nivel de aceite en el compresor indicado por el fabricante.
Nunca cierre las válvulas de paso que controlan las líneas de seguridad,
en caso de daño de estas válvulas de seguridad, deben ser reemplazar
inmediatamente.
Mantener los equipos y la sala de máquinas limpios, en orden, con
buena iluminación y con la ventilación adecuada a las condiciones de
trabajo del equipo.
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8. CARACTERISTICAS DEL AMONIACO
Formula química NH3
Denominación internacional R- 717
Identificación del cilindro Negro, con una franja de color rojo en el centro
Peso molecular 17
Punto de ebullición -33,4 °C
Punto de solidificación -77,9 °C
Temperatura crítica 132,4 °C
Combustibilidad En caso que se acerque llama al lugar donde hay
filtración.
Peligro de explosión Explota siempre que el amoniaco alcanza, en
presencia del aire, una cantidad crítica de alrededor
de 13% al 16% y si hay chispas o llamas presentes.
Aspecto visual Incoloro
Olor Fuertemente irritante
Toxicidad Muy peligroso
9. PRACTICAS ELEMENTALES DE SEGURIDAD
El refrigerante denominado amoníaco anhídrido, conocido comercialmente
como R- 717; no es un veneno acumulativo. Tiene un olor nauseabundo muy
característico, que aún a bajas concentraciones, es detectado. Debido a que el
amoníaco es más ligero que el aire, se debe contar con una adecuada
ventilación en las zonas donde haya manejo de este refrigerante.
El amoníaco es extremadamente difícil de arder y bajo condiciones normales,
es un compuesto muy estable. Bajo condiciones extremas, el amoníaco puede
formar mezclas explosivas con el aire y el oxigeno, en presencia de una chispa
o llama.
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El amoníaco, debido a que es muy soluble en agua (a temperatura ordinaria, y
a presión atmosférica normal, un litro de agua puede absorber 700 litros de
vapor de amoníaco, que corresponde a aproximadamente medio kilo de
amoníaco líquido), ataca todas las partes húmedas del cuerpo, en especial los
ojos, nariz, garganta y pulmones.
Como medida de precaución, en caso de accidentes de plantas frigoríficas, en
las que se use amoníaco; es aconsejable disponer cerca de la sala de
máquinas, de una ducha o de preferencia un estanque donde se puedan
introducir a las personas afectadas.
El riesgo que puede ocasionar el amoniaco es más real por su efecto toxico,
que la posibilidad de explosión. El acostumbrarse al olor, contribuye a ignorar el
peligro que existe en la explosión prolongada a concentraciones sustanciales
de vapor.
El amoníaco es más tóxico que cualquiera de los refrigerantes comunes.
Una comparación de las concentraciones letales y tiempo de exposición se
indica en la Tabla 1. Los efectos fisiológicos de respirar diversas
concentraciones de vapor de amoníaco son indicados en la Tabla 2.
La observación de éstas prácticas significará un gran paso en la eliminación de
riesgos en las plantas de refrigeración.
9.1 CAUSAS Y PREVENCIÓN DE EXPLOSIÓN CON AMONIACO
Si el amoniaco anhidro alcanza una concentración del 16% o mayor en
presencia de aire y si se presentan llamas o chispas, este explota.
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Tabla1. Toxicidad de los refrigerantes comunes
Refrigerante Duración de la
exposición /min
Concentración letal %
volumen vapor en el aire
Amoníaco 30 0.5
Freón – 11 120 10.0
Freón – 22 30 10.2
Freón – 22 120 28.5
Anhídrido
carbónico
30 29.0
Tabla2. Efectos al respirar amoniaco
Respuesta Fisiológica p.p.m. en Volumen /aire
Mínimo detectable por el olfato 53
Máximo permisible a una exposición
prolongada
100
Máximo permisible de a 1 hora 300 – 500
Irritación inmediata en la garganta 400
Irritación inmediata en los ojos 700
Tos 1.720
Peligroso hora de exposición 2.500 – 4.500
Fatal, corta exposición 5.000 – 10.000
No existe una planta demasiado segura
La seguridad debe ser siempre un sistema de vida
10. PRACTICAS DE SEGURIDAD
1. Asegúrese que el equipo de extracción es adecuado y manténgalo en
buenas condiciones de operación.
2. Provea alumbrado de emergencia, salidas adecuadas, máscaras para
amoníaco y suficientes filtros para las máscaras.
3. Provea una cuerda larga para amarrar a una persona en caso que se
necesite entrar de emergencia en una cámara o sala impregnada con
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cualquier refrigerante – esto sirve como una guía para salir; además en
caso que ese necesite ubicar y rescatar a otra persona – nunca entre en
una sala que tenga altas concentraciones de refrigerante sin estar
acompañado de otra persona.
4. Compruebe las temperaturas del aceite y de la descarga del compresor.
Manténgalas de acuerdo con las indicaciones del fabricante. Pare el
compresor y determine la causa si las temperaturas límites se
sobrepasan.
5. Evite colgarse de las cañerías. Elimine cualquier vibración excesiva de
inmediato.
6. Mantenga en su lugar la protección de las poleas del compresor y no lo
opere hasta que sean repuestas en caso de reparaciones.
7. Conecte las descargas de las válvulas de seguridad a una tubería
conectada al exterior del edificio.
8. Nunca cierre la válvula de salida de un recibidor lleno de refrigerante
líquido a menos que este protegido con una válvula de seguridad de
tamaño adecuado. Nunca exponga los recibidores, cilindros o botellas
de refrigerante a un calor excesivo.
9. Disponga siempre de un acompañante en caso de reparaciones en las
cámaras refrigeradas o en la sala de máquinas.
10. Desarrolle un “plan de procedimientos de emergencia” e instruya al
personal de planta, de una forma periódica. Conozca la ubicación de la
válvula de salida principal del recibidor de amoníaco, breaker de los
compresores y de la manguera de agua más cercana.
11. Asegúrese que los extinguidores de incendio estén en buenas
condiciones de operación, en suficiente número, y ubicados en lugares
apropiados.
12. Siempre use una máscara que cubra toda la cara cuando haga
reparaciones en lugares donde una pérdida de amoníaco “puede”
ocurrir.
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11. MEDICAMENTOS NECESARIOS EN PRIMEROS AUXILIOS
La planta frigorífica debe tener un botiquín de primeros auxilios con los
siguientes medicamentos y elementos a la vista y de fácil acceso:
Una botella conteniendo 2 % de bórax y 2 % ácido bórico en agua
destilada.
Una botella de vinagre diluido (5 de agua / 1 parte de vinagre).
Una botella de ácido pícrico (para las quemaduras de la piel).
Un frasco de vaselina blanca (para los ojos).
Un frasco de vaselina amarilla (para las quemaduras de la piel).
Un paquete de algodón.
Un paquete de gasa y venda de gasa.
Un platillo.
Un equipo especial de lavado de ojos.
Un vaso para tomar líquidos.
Un instructivo para el correcto empleo de cada medicamento
mencionado.
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Transversal 93 No. 53-48 Interior 37
Parque Industrial El Dorado
Tels: 4309980 – 4371589 – 4371582 – 2243028 – 4309973
Fax: 4370988 – 2243203
e-mail: DEPARTAMENTO DE SERVICIOS: [email protected] DEPARTAMENTO DE PROYECTOS: [email protected]
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Bogotá D.C.