Curso de refrigeracion mejorado FAV

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PRINCIPIOS DE REFRIGERACIÓN
PRINCIPIOS DE REFRIGERACION
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LISTA DE FIGURAS
Pg
Figura 1. Diagrama de Flujo de un ciclo de refrigeración simple.
6
Figura 2. Diagrama de Mollière (presión – entalpía).
7
Figura 3. Evaporador de Expansión Seca.
9
Figura 4. Evaporador Inundado.
10
Figura 5. Diagrama de flujo de un ciclo de refrigeración recirculado
11
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TABLA DE CONTENIDO
Pg
1. CONCEPTOS BASICOS DE TERMODINÁMICA
1
1.1 PRESIÓN
1
1.2 TEMPERATURA
1
1.3 CALOR
1
1.4 ENTALPIA
2
1.5 ESTADOS DE LA MATERIA
2
1.6 TEMPERATURA DE SATURACIÓN
2
1.7 RELACIÓN PRESIÓN – TEMPERATURA
3
2. REFRIGERACIÓN
3
2.1 CARGA DE REFRIGERACIÓN
3
2.2 AGENTE REFRIGERANTE
4
2.3 SISTEMAS INDIRECTOS DE REFRIGERACIÓN
4
2.4 CAPACIDAD DEL SISTEMA
5
2.5 CAPACIDAD DEL COMPRESOR
5
2.6 CICLO DE REFRIGERACIÓN
5
2.7 DIAGRAMA PRESIÓN – ENTALPIA
7
3. CICLO REAL DE REFRIGERACIÓN
8
3.1 SISTEMA DE EXPANSIÓN SECA
9
3.2 SISTEMA INUNDADO
10
3.3 SISTEMA RECIRCULADO
11
4. EQUIPOS DE UN SISTEMA DE REFRIGERACIÓN
12
4.1 RECIBIDOR DE LÍQUIDO
12
4.2 EVAPORADORES
12
4.2.1 TIPOS DE CONSTRUCCIÓN
4.3 COMPRESORES
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13
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4.4 SEPARADORES DE ACEITE
14
4.5 CONDENSADORES
14
4.6 TRAMPA DE SUCCIÓN
14
4.7 INTERCOOLER
15
5. ARRANQUE DE SISTEMAS
15
5.1 VACIO DEL SISTEMA
16
6. ACEITE EN LOS SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN
17
6.1 PROPIEDADES
17
6.2 MANEJO
18
6.3 CIRCULACIÓN DE ACEITE
18
6.4 DRENAJE O PURGA
19
7. MANTENIMIENTO PREVENTIVO
19
7.1 RECOMENDACIONES BÁSICAS DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO 20
8. CARACTERÍSTICAS DEL AMONIACO
22
9. PRACTICAS ELEMENTALES DE SEGURIDAD
22
9.1 CAUSAS Y PREVENCIÓN DE EXPLOSIÓN CON AMONIACO
24
10. PRACTICAS DE SEGURIDAD
25
11. MEDICAMENTOS NECESARIOS EN PRIMEROS AUXILIOS
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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 de
congelación y de ebullición del agua a presión atmosférica.
La relación entre las dos escalas es:
ºF = 9/5ºC +32
1.3 CALOR
Es una forma de energía. Termodinámicamente se define calor como la
energía en tránsito de un cuerpo a otro, como resultado de la diferencia de
temperatura entre los dos cuerpos. El calor se mide en las siguientes unidades:
-
Kilocaloría (Kcal): cantidad de calor necesario para elevar la
temperatura de un kilogramo de agua en un (1ºC) grado centígrado.
-
BTU: cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de una libra
de agua en un (1ºF) grado Fahrenheit.
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El calor se trasmite por:
-
Conducción: cuando el calor fluye por contacto físico directo.
-
Convección: cuando el calor se desplaza por medio de corrientes
establecidas de un medio que fluye, ejemplo: aire caliente.
-
Radiación: cuando la energía se trasmite por medio de ondas sin la
intervención directa de la materia.
1.4 ENTALPIA
Es una propiedad calculable de la materia y se define como la cantidad de calor
que posee un cuerpo. Se expresa como entalpía total o como entalpía por
unidad de masa.
1.5 ESTADOS DE LA MATERIA
La materia puede existir en tres diferentes fases de estado: sólido, líquido o
gaseoso o bajo ciertas condiciones de presión y temperatura pueden coexistir
en cualquiera de los tres estados, es decir que al quitar o agregar energía
puede lograrse el cambio de estado físico del material.
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.
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1.7 RELACION PRESION - TEMPERATURA
La temperatura de saturación de un fluido depende de la presión del fluido. A
mayor presión mayor temperatura de saturación y viceversa.
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 o fluido 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.
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. La temperatura del refrigerante debe mantenerse siempre por debajo
de la temperatura del material o del espacio que va a ser refrigerado. Los
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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, R134 y R-404, los cuales causan un daño menor.
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
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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.
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.
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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 presión (6). Este fluye a través de una tubería o línea de líquido (7),
atraviesa un control de flujo de refrigerante (8) donde su presión disminuye 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).
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 y hacia el agua de las duchas del
condensador y la temperatura del refrigerante se reduce hasta alcanzar la
temperatura de saturación trasformándose en líquido y pasando hasta el tanque de
almacenamiento (6) quedando listo para iniciar el ciclo nuevamente.
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.
 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 de la evaporación cuando 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.
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 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.
Figura 2. Diagrama de MOLLIÈRE (presión - entalpía)
 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 debido a la compresión del compresor.
 Condensación: En esta etapa se le retira el calor ganado en la compresión
y el calor absorbido en la evaporación al gas refrigerante sobrecalentado. 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 SISTEMA POR EXPANSION SECA
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 en el suministro de refrigerante, 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 pasando refrigerante líquido al compresor causando daños al equipo.
3.2 SISTEMA 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
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El evaporador inundado se logra instalando un tanque acumulador 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 líquido
a baja temperatura, la válvula de expansión y un control de nivel de refrigerante. El
compresor solo succiona el refrigerante gaseoso de este tanque.
Este sistema se usa para congelación de productos, bancos de hielo y fábricas de
hielo.
3.3 SISTEMA 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. Evaporador 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 o “high stage”, 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 LÍQUIDO
También se le conoce como tanque de alta presión. 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, con el fin de 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 gran variedad
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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 y que gracias a una boya garantiza
el retorno al carter del compresor.
4.5 CONDENSADORES
Al igual que el evaporador es una superficie de trasferencia de calor. El calor del
refrigerante es rechazado por las paredes de la tubería del serpentín del
condensador para su condensación. Como resultado de esto, la temperatura del
refrigerante se reduce hasta la temperatura de saturación y el refrigerante gas se
transforma en líquido. Los condensadores son de tres tipos:
 Enfriados por aire
 Enfriados por agua.
 Evaporativos que usan aire y agua.
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.
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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, causan grandes daños en el
compresor, incluso puede llegar hasta su rotura debido a que los líquidos son
incomprensibles.
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
hacia el compresor.
4.7 INTERCOOLER
Son tanques en donde el refrigerante gas sobrecalentado de compresión de la
primera etapa se lleva a temperatura de saturación para ser succionado por el
compresor
de
segunda
etapa,
aprovechándose
también
para
subenfriar
refrigerante liquido , antes que entre al evaporador. Se utiliza en sistemas de baja
temperatura en doble etapa de compresión para congelamiento y conservación de
productos de bajas temperaturas.
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.
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 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 cojinetes 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.
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 cargar refrigerante y 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 área disponible para la condensación, 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.
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Un vacío adecuado del sistema de refrigeración se logra por medio de una bomba
de vacío 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).
6.1. PROPIEDADES
Los aceites para refrigeración tienen características comunes a otros aceites
lubricantes industriales. Sin embargo, el aceite 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
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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 en 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.
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 estar 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 éste sea separado
del gas de descarga y retornado al depósito del compresor o la unidad, de donde
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es succionado por la bomba de lubricación. 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.
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, trampa de succión o evaporador en forma
periódica, esto depende 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 sistemas de enfriamiento de
los equipos.
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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.
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 llenadas 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).
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 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, predictivo, como de mantenimiento correctivo.
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 si lo
requiere.
 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 del 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.
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 Nunca cierre las válvulas de paso que controlan las líneas de seguridad, en
caso de daño de estas válvulas de seguridad, deben ser reemplazadas
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.
8. CARACTERISTICAS DEL AMONIACO
Formula química
NH3
Denominación
R- 717
internacional
Identificación del cilindro
Negro, con una franja de color rojo en el
centro o amarillo ocre
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 chispas o llamas
presentes.
Aspecto visual
Incoloro
Olor
Fuertemente irritante
Toxicidad
Muy peligroso
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9. PRACTICAS ELEMENTALES DE SEGURIDAD
IMPORTANTE:
Siempre utilizar equipo de seguridad para cualquier labor de mantenimiento.
Siempre asegurarse de evacuar todo el amoniaco del equipo sobre el cual se
realizarán labores de mantenimiento.
Reglas básicas para primeros auxilios.
1. Llamar al médico inmediatamente.
2. Estar preparados: Mantener siempre preparada y disponible, una botella de
irrigación conteniendo una solución de borax (tetraborato sódico) y ácido
bórico (H3BO3), ambos al 2.5%, en agua destilada.
3. Cerca de una instalación con amoniaco, se debe disponer siempre de una
ducha o de un tanque de agua.
4. Cuando se apliquen los primeros auxilios, la persona asistida debe
permanecer a salvo de cualquier otro posible daño.
Inhalación:
1. Trasladar inmediatamente la persona afectada al aire libre y aflojarse las
ropas que puedan dificultar su respiración.
2. Llamar inmediatamente a un médico/ambulancia que este equipada con
servicio de oxigeno.
3. Mantener al paciente tranquilo y abrigado con sábanas.
4. Si existen quemaduras en la boca y la garganta (quemaduras por
congelación o ácido), permitir que el paciente beba agua a pequeños
sorbos.
5. Si el paciente esta consciente y no tiene quemaduras en la boca, darle té o
café caliente con azúcar (nunca debe alimentar a una persona en estado de
inconsciencia).
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6. Se puede administrar oxigeno, pero solamente si ha sido autorizado por el
medico.
7. Si falla la respiración, aplicar la respiración artificial.
Heridas en los ojos por salpicaduras de líquido o vapores concentrados:
1. Mantener los párpados abiertos y enjuagar los ojos con una solución de
bórax y ácido bórico, cada uno al 2.5% con agua destilada (o agua
corriente) y mantener el tratamiento durante 30 minutos.
2. Llamar inmediatamente al medico.
Quemaduras en la piel por salpicaduras de líquido o vapores concentrados:
1. Lavar inmediatamente con grandes cantidades de agua y continuar como
mínimo durante 15 minutos, mientras se sacan con cuidado las ropas
contaminadas.
2. Llamar a un medico inmediatamente.
3. Después de lavar aplicar compresas húmedas (con una solución de bórax
y ácido bórico, ambos al 2.5%, en agua destilada) en las áreas afectadas
hasta que la ayuda médica este disponible.
NOTA INFORMATIVA
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 se presentan llamas o chispas, este explota.
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Tabla1. Toxicidad de los refrigerantes comunes
Refrigerante
Duración de la
Concentración
exposición /min
letal % volumen
vapor en el aire
Amoníaco
30
0.5
Freón – 11
120
10.0
Freón – 12
30
10.2
Freón – 22
120
28.5
Anhídrido
30
29.0
carbónico
Tabla2. Efectos al respirar amoniaco
Respuesta Fisiológica
p.p.m. en Volumen
/aire
Mínimo detectable por el olfato
53
Máximo
100
permisible
a
una
exposición prolongada
Máximo permisible de  a 1 hora
Irritación
inmediata
en
la
300 – 500
400
garganta
Irritación inmediata en los ojos
Tos
700
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
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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
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.
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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 pueda ocurrir.
13. Disponga de duchas de agua instaladas cerca de la planta, donde en viento
no lleve el amoniaco cuando exista fuga
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 2.5% de bórax y 2.5% 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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