Informe-Refrigeración-Lab.-06-1

“Refrigeración y Aire Acondicionado” Mantenimiento de Maquinaria de Planta

C13 – 06 - B

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Curso: “REFRIGERACIÓN Y AIRE

ACONDICIONADO”

“INSTALACIÓN, EVALUACIÓN Y REGULACIÓN DE

PARÁMETROS DE OPERACIÓN”

LABORATORIO 06

Equipo:

Chavez Leal, Pablo Porras Méndez, Anthony Vásquez Martínez, Pedro Mendoza Vilcayauri, Luis

Moreno Cerda, Kevin

Especialidad: Mantenimiento

de Maquinaria de Planta

Profesor: Héctor Zevallos

Sección: C13-06-B


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2014 – II

OBJETIVO:

Identificar los componentes del sistema de refrigeración. Evaluar, detectar y corregir defectos (si hubiera) en los equipos y componentes. Instalar los componentes del sistema de refrigeración básico. Cargar y descargar refrigerante del sistema. Evaluar y regular los parámetros de operación del sistema.

HERRAMIENTAS, EQUIPO Y MATERIALES

HERRAMIENTAS Y EQUIPOS MATERIALES

Compresor hermético

Tubería de 1/4 Pulg

Manifold

Tubería de 3/8 Pulg

Multímetro

Uniones y tuercas

Pinza Amperimétrica

Varilla de soldadura

Evaporador

Condensador

Ventilador

Filtro secador

Motor Compresor (para recuperación de refrigerante)

Capilar 0.031 Pulg


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INTRODUCCIÓN.

El conocimiento adquirido durante las clases no es suficiente para desarrollarnos adecuadamente como técnicos, sino también es necesario conocimientos prácticos, experiencias realizadas en los talleres y laboratorios para conocer las diferencias, problemas y funcionamiento de lo teórico y lo real por lo que en este laboratorio se tiene como objetivo principal familiarizar al estudiante con la instalación, evaluación y regulación de parámetros de operación de un equipo de refrigeración.


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FUNDAMENTO TEORICO Mediante un sistema cerrado se transfiere calor de una región fría aun entorno o región con mayor temperatura con la intención de refrigerar, que es posible mediante dela manipulación de una sustancia refrigerante el cual se evapora, se condensa y se comprime en fase de vapor de manera repetitiva, este ciclo de refrigeración es denominada por compresión de vapor. El sistema más simple y básico para la refrigeración por compresión de vapor a de constar físicamente con dispositivos tales como un evaporador, un compresor, un condensador y una válvula de estrangulamiento o expansión, que interconectados en ese mismo orden entre las regiones fría y cálida para cerrar el circuito para permitir fluir el refrigerante y se cumpla el ciclo. Para esto, se debe tomar en cuenta que:

I. Para que se evapore todo el líquido en el evaporador ha de existir una diferencia de

temperatura. En el momento que se ha evaporado el líquido, el gas empieza a tomar temperatura del exterior y se recalienta. Con un termómetro podremos saber dónde hay líquido o gas ya que el líquido tiene mayor poder de absorción del calor que el gas.

II. La presión se mantiene constante en todo el evaporador (excepto las pérdidas de carga). A la salida del evaporador el refrigerante es 100% gas y se aísla la tubería hasta el compresor para evitar más recalentamiento.

III. El gas cuando llega al compresor es aspirado y lo expulsa a una presión superior (lo comprime) y a una temperatura superior.

IV. Para volver a utilizar el refrigerante debemos licuarlo en el condensador. Para conseguir la condensación del refrigerante también ha de existir una diferencia de temperatura entre el condensador y el aire externo. Una vez condensado todo el gas en líquido, subenfriamos el líquido.


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El manómetro de alta nos indica la presión a la cual condensa y es constante en toda la parte de alta.

V. El refrigerante que proviene del condensador se almacena en el recipiente en estado líquido.

PLAN DE TRABAJO.

3. PLAN DE TRABAJO Cada grupo deberá realizar las siguientes acciones:

1. Identifique los componentes y realice un esquema de ubicación de los mismos. 2. Diagnostique si hubiera fallas, plantee soluciones e implemente la mejor. 3. Cargar refrigerante, tener cuidado con la manipulación. Haga un check list para

realizar el procedimiento de carga. 4. Verifique los parámetros de operación antes de la puesta en marcha. 5. Ponga en marcha el sistema y regule los parámetros de operación 6. Presente el informe técnico correspondiente, incluyendo el check list realizado.

INSTALACIÓN DE COMPONENTES

1. Determine el diámetro de las tuberías a utilizar. 2. Realizar las mediciones correspondientes a la longitud de tubería a utilizar. 3. Realizar un esquema de instalación de equipos. 4. Instalar los equipos, poniendo especial cuidado en la soldadura y preparación de los

avellanados para los fittings. 5. Cargar con nitrógeno aproximadamente 50 psi de presión. 6. Verificar la existencia de fugas tanto con el detector de fugas como con agua y jabón. 7. Subsanarlas en caso de existir fugas.


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CARGA DE REFRIGERANTE

1. Realizar vacío a una presión de 30 plg. de Hg. 2. Esperar aproximadamente 5 minutos para asegurar que se mantenga el vacío y no

existan fugas. 3. Coloque la pinza amperimétrica en la línea de alimentación eléctrica. 4. Romper el vacío abriendo la válvula de la botella de refrigerante. 5. Encender el motor-compresor teniendo abierta la válvula de la botella de refrigerante,

por un instante. 6. Cierre la botella y espere para ver el comportamiento del sistema. 7. Verifique la presión de baja de acuerdo a la temperatura que pretende en el evaporador

(-10°C). 8. En caso que aún no llegue a la presión de saturación correspondiente a la temperatura

señalada, vuelva abrir la botella por un instante, cuidando de no sobrecargar el sistema. 9. Chequear en todo instante el amperaje que consume el compresor.

PROCEDIMIENTO DE TRABAJO

INSTALACIÓN DE COMPONENTES

Para el presente laboratorio fue necesario tener en cuenta los conocimientos previos sobre

mecánica y termodinámica para poder aplicarlos a un trabajo netamente técnico que implique la

aplicación de todos estos conceptos en un trabajo optimo que permita desarrollar los objetivos

planteados para lo cual seguimos el presente procedimiento detallado a continuación:

1. Antes de comenzar el trabajo de ensamble de la unidad refrigerante se tuvo en cuenta la

evaluación de sus componentes para determinar su buen estado.

IMAGEN_01: Pruebas mecánicas y eléctricas previas al ensamble


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Con el multímetro comprobamos el estado eléctrico del compresor y sus componentes (relé

y protector térmico) además determinamos si el ventilador del condensador se encontraba

en buen estado.

Con el manitol determinamos si la parte mecánica del compresor estaba en correcto estado

(válvulas de succión y descarga)

Con esta evaluación previa determinamos que los componentes Condensando – Evaporador

se encuentran en buen estado, además de aplicar los conceptos aprendidos en el

laboratorio anterior (Pruebas mecánicas y eléctricas).

Al haber diagnosticado el estado de nuestro equipo pasamos al siguiente paso.

2. Luego de haber determinado el buen estado de nuestro compresor procedimos a observar

los datos técnicos de este para poder dimensionar los componentes que sean necesarios

(tubo capilar)

En este paso teniendo en cuenta la potencia de enfriamiento del compresor:

- 520Btu /hora = 130 Kcal/hora - Tener en cuenta el diámetro del capilar que es 0.031 pulgadas que en centímetros

es aproximadamente 0.7 o 0.8 En este caso tuvimos en cuenta 0.7

- Teniendo en cuenta este dato y la temperatura de evaporación ( 7.2 ºC) pasamos

a seleccionarla longitud del capilar en la siguiente tabla:

Tabla 02: Selección de longitud de capilar


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De la tabla determinamos que para los parámetros establecidos anteriormente necesitamos

una longitud de 2.31 m de tubo capilar de 0.031 pulgadas para obtener la temperatura del

evaporador deseada.

3. Luego de haber dimensionado los componentes requeridos, el grupo pasó a organizar la

posición de los componentes para poder obtener la tubería requerida.

- Para determinar el tipo de tubería requerida fue necesario observar los conectores que

tenía el compresor, evaporador y condensador que en este caso fueron tuberías de ¾ y

¼.

4. Luego de determinar la longitud de las tuberías se procedió a la expansión en V de los

extremos del tubo para así poder sellar los conectores en el momento de ensamble de la

unidad.

5. Antes de comenzar el ensamble se procedió a adaptar el capilar con la tubería de ¼ para lo

cual ser realizo un proceso de soldadura en los extremos del capilar, teniendo cuidado de

no rellenar de soldadura el interior de este.

IMAGEN_03: Proceso de soldadura y adaptación del capilar a la tubería.

6. Luego de haber preparado todos los componentes se procedió a instalarlos según el

esquema mostrado a continuación


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IMAGEN_04: Ciclo básico de refrigeración.

7. Para el ensamble del sistema de refrigeración se tuvo en cuenta los conocimientos ya

adquiridos de mecánica durante todo el proceso de la carrera tales como uso de

herramientas de ajuste.

IMAGEN_05: Ensamble de la unidad de refrigeración.

8. Luego realizamos el ensamble total de las componentes del sistema de refrigeración tal

como se muestra a continuación.

IMAGEN_06: Sistema de refrigeración


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9. Seguidamente al haber terminado el ensamble del sistema, se procedió a realizar la prueba

de presencia de fugas, para lo cual fue necesario usar agua con jabón y nitrógeno

presurizado para lo cual se tuvo en cuenta los siguientes pasos:

- Preparamos una mezcla de agua y jabón para que esta sea puesta en los puntos de

uniones o posibles lugares donde haya fuga.

IMAGEN_07: Detección de fugas

- Luego de haber preparado el sistema con el agua con jabón se procedió a conectar, con

el manifold, el compresor con el tanque de nitrógeno presurizado para que este genere

presión y con la ayuda del agua nos diga en que puntos existen fugas.

IMAGEN_08: Preparación de detección de fugas

- Finalmente conectado el taque de nitrógeno con el compresor por su línea de servicio

y gracias al manifold, Procedimos a regularlo para que ingrese a una presión de 50 psi y

observar en qué lugares se formar burbujas para asi poder solucionar el problema.


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IMAGEN_09: Detección y corrección de fugas.

10. Finalmente acabado el ensamble mecánico del sistema de refrigeración se procedió a

completar las instalaciones eléctricas del sistema.

- Se conectó el relé de arranque en su posición en el compresor

- Se instaló el protector térmico tal como se indica en el manual

- Finalmente se instaló la conexión del ventilador en paralelo con la conexión del compresor.

IMAGEN_10: Instalaciones eléctrica


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CARGA DE REFRIGERANTE:

1. Realizar vacío a una presión de 30 plg. De Hg o 500 partículas por millón.

2. Esperar aproximadamente 5 minutos para asegurar que se mantenga el vacío y no existan

fugas.

3. Coloque la pinza amperimétrica en la línea de alimentación eléctrica.

Vacuómetro sirve para

poder medir el vacío en un

sistema


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4. Romper el vacío abriendo la válvula de la botella de refrigerante.

5. Encender el motor compresor teniendo abierta la válvula de la botella de refrigerante por

un instante.

6. Cierre la botella y espere para ver el comportamiento del sistema.

Pinza Amperimétrica para poder

medir la corriente que pasa línea

de alimentación eléctrica.

Carga del refrigerante R134a


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7. Verifique la presión de baja de acuerdo a la temperatura que pretende en el evaporador (-

10°C).

8. En caso que aún no llegue a la presión de saturación correspondiente a la temperatura

señalada, vuelva abrir la botella por un instante, cuidando de no sobrecargar el sistema

9. Chequear en todo instante el amperaje que consume el compresor.


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PROCESO DE RECUPERACIÓN DE REFRIGERANTE

Recuperación de Refrigerante

ESQUEMA DE PROCESO DE RECUPERACIÓN

I. Con el motor-compresor apagado realice la instalación del equipo recuperador.


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II. Encienda el equipo recuperador.

III. Asegúrese que la presión en el sistema sea CERO. IV. Si es así, recién se puede desmontar o realizar maniobras en el sistema.


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RESULTADOS.

Los resultados de la experiencia fueron los aptos para el correcto funcionamiento, por falta

de tiempo no alcanzamos a refrigerar algún cuerpo o elemento en el evaporador, en el

momento de la puesta en marcha notamos que la presión de baja no se mantenía en 10psi

para tomarlo como indicador que el refrigerante cumplía el ciclo ya que descendía a 0

nuevamente, pero luego de una observación detallada encontramos que la causa fue la

posición del evaporador lo que no permitía el paso del refrigerante y necesitaba de un poco

más de carga descartando una posible falla durante el proceso de soldado en el tubo capital

y se haya obstruido, lo comprobamos observando cómo se consensaba vapor de agua del

aire en la conexión posterior al capilar y anterior al evaporador como se aprecia en la

imagen.

IMAGEN_11: Comprobación del funcionamiento del ciclo de refrigeración

La solución a este inconveniente que se presentó consta de continuar agregando

refrigerante hasta que se acumule suficiente para que recorra toda la conexión de tubos en

el evaporador y complete el ciclo marcando una presión de baja constante de 10 psi.


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TEST DE AUTOCOMPROBACIÓN

1.- ¿CUAL ES LA PRESIÓN DE ALTA Y BAJA QUE DEBE INDICAR EL MANÓMETRO, DE ACUERDO A

LAS TABLAS DE REFRIGERANTE?

La temperatura del evaporador va ser -10

La temperatura del condensador va ser 30

El refrigerante es de R134a

Entonces podemos concluir mediante la temperatura las presiones altas y bajas

La presión baja: 2.007 bares

La presión alta 7.701 bares

2.- PRESIONES MEDIDAS:

Baja: 10 psi

Alta: 80 psi

3.- ¿CUÁL ES EL VALOR DEL AMPERAJE?

Es de 10.3 ampere

4.- ¿QUÉ PRECAUCIÓN DEBEMOS TENER EN CUENTA AL MANIPULAR LOS REFRIGERANTES?

Primero debemos trabajar con una persona que nos esté chequeando. Debemos de desconectar

todos los suministros eléctricos a los componentes en los que esté trabajando. Debemos utilizar

gafas de seguridad para la protección de los ojos. También debemos de tener en cuenta la

protección de la respiración o de los pulmones ya que como pudimos ver el video en la clase pasada

en la que personas que inhalaba el refrigerante llegaba a morir en la cual debemos de tener equipo

de protección para la respiración n debemos tener nada de contacto con el del refrigerante.


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5.- EN EL CASO DE LA EXISTENCIA DE FUGAS ¿A QUE LOS ATRIBUYE?

Primero, por la mala soldadura ya que tenemos diferencia de diámetros en la cual hemos dejado

aberturas en la que puede ver fugas del refrigerante.

Segundo, es las uniones mecánicas ya que no hemos hecho el ajuste debido por la cual vamos a

obtener fugas del refrigerante, es por eso se hace una prueba de detección de fugas por la solución

de agua y jabón donde le hacemos una roseada en la uniones para luego con la visión pudimos

observar que en algunos puntos de las conexiones salía burbujas por la cual necesitaba más ajuste.

Tercero, por una sobrepresión en el sistema.

6.- MENCIONE PROBLEMA QUE PUEDA HABER TENIDO EN LA INSTALACIÓN DEL MODULO

En la momento de soldar la tubería con el capilar tuvimos que la soldadura alcanzo a obturar al

capilar ya que el capilar tiene un diámetro menor a la tubería y no lo 3 centímetros de profundidad

como el profesor nos recomendó.

Luego en la hora de hacer los dobles del tubo, nos sucedió que no nos dimos cuenta el diámetro y

lo colocamos un diámetro menor el tubo en la cual los dobles era el incorrecto


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CONCLUSIONES

Se debe realizar cálculos adecuados, verificando y comprobando que estén correctos

ya que si obviamos datos y continuamos con el proceso, nos generarán fallos e

inconvenientes como diámetro y longitud de tubería inadecuados, dobleces que

dañen los tubos, sobrepresión, capilar bloqueado internamente, entre otros más.

Es fundamental elaborar el esquema de conexión mecánico-eléctrico para poder

poseer una guía y seguir un procedimiento y evitar errores que evitarán llegar a

alcanzar nuestros objetivos.

Determinamos como dato fundamental que la prueba de vacío se realiza con el

parámetro principal de ppm (partículas por millón) no con el valor de tiempo como

se realiza tradicionalmente en algunas empresas.

OBSERVACIONES.

Se observó que para realizar el vacío al sistema, se debe hacer con el Vacuómetro

(mide vació) y no con el manómetro, ya que las presiones no son exactas.

No se realizó un buen vacío por falta de tiempo en la sesión de laboratorio, ya que

el tiempo para hacer vació son aproximadamente entre 1 hora a 2 horas, según lo

que indique el Vacuómetro.

Al soldar el tubo del capilar que es 1mm de diámetro interior al tuvo de ¼ de plg,

se debe tener mucho cuidado, ya que si sueldas y llegas a obstruir el agujero del

tubo de capilar, el sistema no funcionaría por no tener el paso del refrigerante a los

otros equipos.

Lo recomendable es soldar de manera vertical y colocar aproximadamente1 plg de

largo al tubo de ¼ plg y soldar con los implementos adecuados.

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