Componentes de Refrigeracion Maquinas Termicas

7/26/2019 Componentes de Refrigeracion Maquinas Termicas

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Componentes de refrigeracin

Maquinas trmicas y servicios


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Elementos bsicos de una instalacin frigorfica


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Ciclo de refrigeracin

Compresin

COMPRESOR

VALVULA DE

EXPANSION

CONDENSADOR

EVAPORADOR


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Condensacin

VALVULA DE

EXPANSION

COMPRESOR

CONDENSADOR

EVAPORADOR


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Expansin

EVAPORADOR

CONDENSADOR

COMPRESOR

VALVULA DE

EXPANSION


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Evaporacin

COMPRESOR

EVAPORADOR

CONDENSADOR

VALVULA DE

EXPANSION


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Rendimiento

E.R.N. Wc

Se define como rendimiento de un ciclo frigorfico a la razn entre elefecto refrigerante neto y el trabajo de compresin.

COP = E.R.N./ Wc


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Rendimiento con subenfriamiento

A mayor efecto refrigerante neto, permaneciendoel trabajo de compresin constante, mayor ser elrendimiento.

Si E.R.N.2

> E.R.N.1

implica que aumenta el COP

E.R.N.1

E.R.N.2


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Rendimiento con sobrecalentamiento

A mayor trabajo de compresin, permaneciendo elefecto refrigerante neto, menor ser el rendimiento.

Si WC2> WC1

implica que disminuye el COP

Wc2

Wc1


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Equipamiento de

Refrigeracin


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Compresores

La tarea del compresor es aumentar la presin de los vapores(generalmente sobrecalentados) que provienen delevaporador para que se puedan condensar con el medio deenfriamiento disponible.

La presin de descarga depende de este medio y no delcompresor, ni de la temperatura de evaporacin.

Son aptos para un fluido refrigerante (indicado en su placa

caracterstica)

Fabricantes: Copeland, LUnite Hermetique Danfoss, Bitzer,Tecumsen, Carlyle


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Tipos de Compresores

Desplazamiento positivo

Alternativos

Rotativos Scroll

Tornillos

Rodillo, paletas

Dinmicos

Centrfugos


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Compresores a pistn

Vibraciones

2 vlvulas

Flujo pulsante


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Compresores a paletas y rodillo

Silenciosos

Sin vlvula de admisin

Sensibles golpe de lquido

Dbil estanqueidad(bajas relaciones de

compresin)


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Compresores skroll

Flujo continuo

Sin vlvulas

Relacin de compresin fija

Necesita vlvula antirretorno

El sellado no soporta toda la diferencia

de presin

Resistente a la entrada de lquido

Comprime por el movimiento orbital de

la espiral inferior dentro de la superior.

Alta eficiencia

Baja vibracin


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Compresores a tornillo

Sellado con aceite

Sin vlvulas

Relacin de compresin fija

Regulacin de capacidad


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Compresores centrfugos

Baja relacin de compresin Grandes volmenes


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Tipo de Construccin

Compresores Abiertos

Compresores Hermticos Compresores Semihermticos


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Compresores Abiertos

Son aquellos donde unelemento con movimiento(el cigeal) atraviesa lacarcaza del compresor y elmotor es exterior a esta.

Los compresores abiertostienen amplio uso en lasaplicaciones industrialesdonde el amonaco espreferentemente utilizado.


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Compresores Hermticos

Son aquellos donde el conjunto motor compresor se hallanmontados en un eje comn y se encuentran dentro de unacarcasa sellada hermticamente por soldadura.

Tienen amplio campo de uso en los artefactos que usan elciclo de refrigeracin que son producidos masivamente.


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Compresores Semihermticos

Son un tipo intermedio entre los dos anteriores

El conjunto motor - compresor se halla montado en unamisma carcasa, pero es accesible a travs de distintas tapas.

Su campo de aplicacin son las aplicaciones de refrigeracin

comercial.


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Potencia de un Compresor

La potencia requerida por un compresor disminuye al subirtemperatura de evaporacin

La potencia requerida por un compresor aumenta al subir latemperatura de condensacin


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Comparacin

Rendimientos

a 5C / 45C

Pot. Frig. Pot. Elec. COP

KW KW KW

MT 125 30.17 9.24 3.26

SM120 28.84 7.33 3.94

HG4-385-4S 31.31 7.67 4.08

R 22

a -10C/45C

Pot. Frig. Pot. Elec. COPKW KW KW

MT 144 17.27 8.47 2.04

SM120 15.84 7.41 2.14

HG4-385-4 17.56 6.48 2.71

R 22

a -25C/45C

Pot. Frig. Pot. Elec. COP

KW KW KW

LTZ 100 9.12 7.95 1.15

HA4-385-4 6.51 4.49 1.45R404A


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COP

-50 -45 -40 -35 -30 -20 -10 -5 0 5 10 15

Evaporating Temperature (C)

0

1

2

3

4

5

6

COP

REFRIGERANT R22tc=40C

HA(aircooled)

HG(gascooled)


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Temperatura de Descarga

-50 -45 -40 -35 -30 -20 -10 -5 0

Evaporating Temperature (C)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

DischargeTemperatu

re(C)

Refrigerant R22tc =40Ctv1=to+20K

Additional Coolingrequired

HG (R22)

HG (R404A)

AM / HA (R22)

AM / HA (R404A)

AM / HA (=aircooled)

HG (=gascooled)


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Condensadores

Intercambiador de calor en el que el refrigerante, vapor aalta presin y temperatura, se licua, liberando calor a unmedio exterior ms fro (aire o agua)

Qcond= Qevap+ Qcomp

Para el buen funcionamiento es preciso:

Que est limpio

La temperatura del aire o agua ha de ser lo

ms baja posible se puede aprovechar la refrigeracin del

condensador para refrigerar tambin el

compresor.

C i d l d


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Consecuencias del aumento de

temperatura de condensacin

Por cada C que aumenta la temperatura de condensacin:

La capacidad frigorfica del compresor disminuye alrededor del 1,2 %

La potencia consumida por el compresor aumenta alrededor del 1,4 %

El rendimiento del compresor disminuye alrededor del 2,5 %

Estos datos significan que un incremento de la temperatura de condensacinde 4C significa un incremento del 10 % del consumo elctrico de lainstalacin.


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CONDENSADORES POR AGUA


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CONDENSADOR POR AIRE FORZADO


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Evaporadores

Tienen la misin de remover el calordel espacio refrigerado (cmara,sector de elaboracin o heladera).

En su interior el refrigerante lquidoebulle y absorbe el calor delambiente transformndose envapor.

Se clasifican segn el medio que

enfran, su tipo de construccin o sutemperatura de operacin


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Seleccin de Evaporadores

Se deben elegir segn:

Capacidad frigorficarequerida

Temperatura de

evaporacin Diferencial de

temperatura entre airey evaporacin


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Descongelamiento

Un evaporador bloqueado por hielo, no cumple su cometidode enfriar eficientemente una cmara frigorfica o unaheladera.

Se debe establecer un sistema de descongelamiento.

Descongelamiento por forzador (T+)

Descongelamiento por agua

Descongelamiento por resistencias elctricas

Descongelamiento por gas caliente


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Dispositivos de expansin

-Capilar

Longitud de 0,5 a 5 m

Diametro de 0,6 a 2,3 mm

Seleccin con experiencia y prueba yerror

Pequeas mquinas de funcionamientofijo Bajo coste

No cierran en las paradas


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La tarea de la vlvula termosttica esalimentar el evaporador con lacantidad correcta de refrigerante en

cualquier condicin de carga.

Se asegura que todo el lquido esevaporado y que el vapor tiene uncierto grado de recalentamientocuando deja el evaporador.

El grado de apertura de la vlvula esfijado por el balance entre las fuerzasde cierre (presin del refrigerante y delresorte) y las de apertura (presin del

elemento termosttico)

-Valvula termostatica


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-Valvula termostatica


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Distribuidor de Lquido

Cuando los evaporadores requieren de longitudes de caosmayores para lograr la transmisin del calor requerida, para disminuirla prdida de carga se los construye con varios circuitos

El distribuidor de lquido se utiliza en evaporadores con varios

circuitos.

La prdida de carga en cada circuito debe ser la misma.


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-Valvula termostatica compensada externamente


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Vlvula Reguladora

de Presin de Evaporacin (KVP) Aumenta la presin de evaporacin con respecto a la lnea de

aspiracin.

Trabaja abriendo y cerrando de acuerdo con el incremento odecremento de la presin de entrada.

La vlvula reguladora de presin de evaporacin se monta en lalnea de succin luego del bulbo de la vlvula termosttica.

Se utilizan:Cuando se quiere evitar que la presin de evaporacin (y por lotanto la temperatura) bajen de un punto determinado.Cuando la presin de succin en la lnea es inferior a la que sedebe tener en el evaporador

Vl ula Re ulado a KVP


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Vlvula Reguladora KVP


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Vlvula de Expansin Electrnica AKV

Trabaja regulando el ancho de un pulso entre 0 y 6 segundos de

acuerdo a la seal de un controlador. Cuando no hay carga trmica la vlvula permanece cerrada.

Hay tres modelos (10-15-20) con diferentes orificios.


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Vlvulas Solenoides

La vlvula deja pasar de refrigerante cuando la bobina del

solenoide se energiza y el campo magntico que se formalevanta el vstago (NC).

Pueden ser de operacin directa o servoasistida.

Pueden ser utilizadas en lneas de lquido, succin o gas caliente.


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Filtros

La misin del filtro es retener los distintos contaminantespresentes dentro del sistema frigorfico como slidos, humedad,acidez, ceras, resinas y barnices.

Algunos contaminantes penetran desde el exterior, pero otrosse forman dentro del sistema.

Tenemos dos clases de filtros segn su funcin:

Filtros de lnea de lquido

Filtros de succin


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Filtros de Lquido

Se montan en la lnea de lquidoa la salida del tubo recibidorpara retener todo tipo decontaminantes.

Como elemento filtrante se usamayormente cartuchos deMolecular Sieves.

Se deben escoger de acuerdo

a la potencia frigorfica delsistema.


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Filtros de Succin

Se colocan en la caera de succinlo mas prximo posible al compresor.

Se utilizan de dos tipos:

De malla o papel para filtrarexclusivamente slidos

De cartucho de MolecularSieves para retener todo tipo

de contaminantes.


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Vlvulas 4 vias y aislamiento

Se encarga de invertir el flujo del refrigerante

Pilotada elctricamente

Accionada por la presin del refrigerante.


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Instrumentos

d d A


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Separador de Aceite

Se montan inmediatamente despus del compresor o al final

del colector de descarga.

Se deben utilizar siempre cuando:

la temperatura de evaporacin es inferior a -10C

evaporadores inundados

sistemas de dos etapas


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Unidades Condensadoras


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Accionamiento y Control de Sistemas


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En un sistema autocontenido el compresor secomanda por un control de temperatura o por

uno de presin de succin o amboscombinados.

En un montaje de compresores en paralelo

(central de fro) y cargas mltiples loscompresores se comandan por la presin desuccin.

Accionamiento y Control de Sistemas

Frigorficos

Compresores Montados


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Compresores Montados

En Paralelo

Dos o ms compresores semontan de forma tal de quepuedan proveer refrigeracina las mismas cargas.

Todos los compresoresmontados de esta formatrabajan a la misma presinde succin y a la misma

presin de descarga.

Tienen colectores comunesde aspiracin y descarga

Ventajas de los Montajes


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Ventajas de los Montajes

en Paralelo

Modulacin de la capacidad frigorfica que permite unaexcelente adecuacin a la demanda.

Disminucin de la sobrecarga elctrica en la partida de loscompresores porque la potencia total esta fraccionada.

Posibilidad de seguir operando el sistema aunque falle algncompresor.


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Control por temperatura

ALIMENTACION

ELECTRICA

T


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Control por presin

PB

ALIMENTACION

ELECTRICA


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Control por temperatura y presin

PB

ALIMENTACION

ELECTRICA T

ALIMENTACION

ELECTRICA


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Control de compresores y condensadores

T

T

T

Cont.PA

Cont.PB

ALIMENTACIONELECTRICA

T

ALIMENTACION

ELECTRICA


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Caeras Las caeras en instalaciones frigorficas deben reunir una serie de

requisitos que son un compromiso entre distintos factores. Mximo de capacidad

Mnima cada de presin

Menor costo de materiales

Velocidad de gases suficiente para asegurar el retorno de aceite

a los compresores


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Caeras de Lquido

Se dimensionan normalmente con una cada de presin equivalente

entre 0,5C y 1C en todo su recorrido La cada de presin equivalente a 1C en la temperatura de saturacin

es de aproximadamente 5,4 psi con R22 (para una temperatura decondensacin de 40C).

Para lneas con R134a la cada de presin es de 4 psi en las mismas

condiciones.


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Caeras de succin

Se dimensionan normalmente con una cada de presin equivalentea 1C en todo su recorrido

La cada de presin equivalente a 1C en la temperatura desaturacin es de aproximadamente 2,6 psi con R22 (para unatemperatura de succin de 5C).

Para lneas con R134a la cada de presin es de 1,8 psi en las mismas

condiciones.

Las caeras de succin deben disearse con velocidadescomprendidas entre 5 y 20 m/s en los tramos horizontales y conpendiente hacia el compresor.

Cuando las caeras de succin son verticales ascendentes se debe

aumentar la velocidad para asegurar el arrastre de aceite. En estecaso la velocidad no debe ser menor a los 9 m/s.


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Trampas en U

Cuando en las caera de succin la altura a subir supere los 4 m sedeben colocar trampas en U para permitir al aceite ascender enestos casos.

Lo mismo ocurre con las caeras de descarga.


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Aislaciones

En las instalaciones frigorficas las caeras de succin deben tener

aislacin trmica para:

Impedir que la humedad del aire se condense y forme aguaen diferentes partes de la instalacin.

Evitar el sobrecalentamiento de los gases que retornan a loscompresores.

Mayor temperatura de los gases de descarga delcompresor.

Menor capacidad de enfriamiento del gas en los

bobinados de los motocompresores. Mayor consumo de potencia de los compresores.


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Muchas gracias por su atencin

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