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REGULACION

INSTALACIONES FRIGORIFICAS

MAGNITUDES A REGULAR

♦ Variables externasTemperatura → TermostátosHumedad → HigrostátosVentilación, Composición química…

♦ Variables internasPresión evaporación → Presostato baja; Válvula de presión constantePresión de condensación → Presostato alta; Válvula presostática de agua, …Caudal → Válvulas solenoides todo-nadaPotencia Compresor

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pDesescarcheSeguridad → De presión; falta aceite o agua

♦ Esquemas eléctricos de fuerza y mando

VENTILACIÓN

COMPOSICIÓNQUÍMICA

VARIABLES EXTERNAS

TEMPE RATURA TERMOSTATOS

HUMEDAD RELATIVA HIGROSTATOS

SOLENOIDES VALVULAS TODO-NADA ANTIRETORNO

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FUERZA

MANDO

VARIABLES INTERNAS

REGULACIÓN BASES

ESQUEMAS ELEC.

ANTIRETORNO CAUDAL FLUIDO

PRESOSTATO BAJA PRESIÓN

EVAPORACIÓN VALV. P=CTE.

POTENCIA COMPRESOR

PRESOSTATO ALTA PRESIÓN VALV. PRESOST. AGUA

CONDENSACIÓN COMPUERTAS PRES. REGULADOR PK

DESESCARCHE

DE PRESION (PK,P0) SEGURIDAD

FALTA DE ACEITE O AGUA

VARIABLES EXTERNAS

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REGULACIÓN DE TEMPERATURATermostatos♦ El termostato esta provisto de un

interruptor unipolar que establece elcircuito entre los bornes cuando latemperatura del bulbo aumenta, es decircuando la temperatura ambiente sube. Alhacer girar el eje de regulación, lastemperaturas de puesta en marcha yparada del aparato varían. Un segundotornillo de ajuste permite modificar eldiferencial entre las temperaturas de

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marcha y paro.

REGULACIÓN DE HUMEDADHigrostatos/Termostatos♦ Dispone, como los termostatos, de

dos salidas, capaces de controlar unequipo de humectación de lainstalación.

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REGULACIÓN DE HUMEDADHumectadores♦ Humidificadores centrífugos de

agua atomizada

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REGULACIÓN AMBIENTALLa ozonización de las cámaras frigoríficas♦ El frío por sí solo no resuelve el problema de la conservación. Inmoviliza los gérmenes de putrefacción, que

cuando llegan a ser autorresistentes, recobran todo su vigor en cuanto encuentran un clima favorable; atenúa eldesprendimiento de olores, pero no los elimina. La desodorización y la desinfección de las cámaras frigoríficas vangeneralmente juntas. Trabajos de WALTER (1.951) en Australia tuvieron mucho éxito al utilizar el ozono paraprevenir el desarrollo de mohos en el queso en ambientes con 1 ppm de ozono.

♦ Un grupo de científicos canadienses liderados por GIBSON (1.960) estudiaron una detallada evaluación de nivelesaltos de ozono (de 3 a 10 ppm) para combatir los mohos firmemente establecidos; y bajos niveles (0,2 a 0,3 ppm)para inhibir el desarrollo del moho en cámaras frigoríficas de queso. En niveles de concentración altos, y enperíodo aproximado de 30 días, el ozono destruyó el crecimiento de mohos que ya estaban fuertementeestablecidos. Sin embargo, una vez finalizada la exposición con niveles altos de ozono, el crecimiento se desarrollórápidamente, signo inequívoco de que los mohos habían sido blanqueados (decolorados) solamente, no destruidosdel todo.La exposición a pequeños niveles de ozono durante 63 días previno el desarrollo de nuevos crecimientos de mohoen los extremos y lados de los quesos no encerados. Los lados de quesos encerados también fueron protegidosdel crecimiento del moho, aunque los mohos se desarrollaron en los extremos. Las esporas libres de moho fueron

ú á í ó á

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, q preducidas en número en las cámaras frigoríficas tratadas con ozono, en contraposición con cámaras no tratadas.El uso del ozono no afectó el sabor de ninguno de los quesos.

♦ En Rusia, SHILER y su grupo han estado realizando estudios del uso del ozono y de rayos ultravioletas en quesos,desde 1.974. Dos de sus publicaciones (SHILER y VOLODIN, 1.974; VOLODIN y SHILER, 1.978) experimentaroncon la permeabilidad del ozono y rayos ultravioleta de películas plásticas utilizadas para empaquetar los quesos.Los científicos rusos manifestaron en la publicación de 1.978 que las películas plásticas debían ser permeables alozono (para dejar pasar el gas a través del plástico), puesto que otros materiales son inaceptables para elempaquetado de quesos. SHILER y otros (1.975) describen los procedimientos para la determinación deconcentraciones de ozono en almacenes de queso. Los niveles de ozono vienen determinados en dos tipos deconcentraciones:

0.03 a 0.13 mg O3/m3 que corresponde a un régimen de ozonización "suave".1.00 a 10.0 mg O3/m3 que corresponde a un régimen de ozonización "fuerte".

♦ Finalmente, SHILER y otros (1.978) encontró que con 0.1 mg O3/m3 de ozono en cámaras de maduración dequesos se inactiva el 80% de las esporas de mohos, y con 10 mg O3/m3 inactivaba el 90% de las esporas demohos. Ningún nivel de dosificación afectó las cualidades organolépticas de los quesos.

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REGULACIÓN AMBIENTALLa ozonización de las cámaras frigoríficas♦ Ya en el año 1953, Kuprianoff resumió los

principios fundamentales asociados al uso delOZONO en el almacenamiento en frío dealimentos. El OZONO (oxígeno constituido portres moléculas) puede destruir bacterias,hongos, levaduras y puede controlar los oloresde las cámaras. Los objetivos iniciales de laozonización en los locales refrigerados son dos:

La eliminación de gérmenes y mohos.La desodorización absoluta de los mismos y lasupresión de la transmisión de los olores.

♦ En el caso de la fruta el OZONO no sólo lapreserva de la formación de mohos, sino queretrasa su maduración en 20-30% lo que

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retrasa su maduración en 20 30%, lo quepermite prolongar considerablemente su periodode almacenaje. Además, destruye los gasesetilénicos que producen la mayor parte de lasespecies, impidiendo la transmisión de saboresde unas a otras.

♦ Una de las primeras aplicaciones del OZONO enla conservación de alimentos ha sido en la carne.Se sabe que debido a la acción digestivaincrementada de las enzimas en temperaturasaltas, las carnes se suavizan y al no existirmicroorganismos por acción del ozono, elresultado es la obtención de unas carnes de muyalta calidad.

REGULACIÓN AMBIENTALProducción de ozono mediante generadores

♦ La reacción de obtención del ozono a partir deloxígeno es endotérmica, lo cual significa que senecesita comunicar cierta energía al oxígenopara romper su molécula y convertirlo en ozono.La reacción química es:

3 O2 + 68.820 calorías → 2 O3

♦ La energía necesaria para efectuar la reacciónanterior puede provenir de diferentes fuentes.Industrialmente se utiliza el método más seguroy económico, que es mediante descargaseléctricas o efluvios eléctricos silenciosos.

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♦ El fundamento de un generador de ozono, sebasa en la colocación de dos electrodosconductores, situados de tal manera que existaentre ellos un espacio regular en el cual seintroduce una hoja de una sustancia quepresenta una gran resistencia al paso de lacorriente eléctrica: un dieléctrico.

♦ El ozono, se produce al hacer circular por esteespacio intermedio aire ó bien oxígeno puro ycreando en este mismo espacio gaseoso, unatensión alterna de amplitud suficientementeelevada.

REGULACIÓN AMBIENTALProducción de ozono mediante generadores

♦ La Organización Mundial de la Salud (OMS) recomienda una concentraciónmáxima de ozono en el aire de 0.05 ppm (0.1 mg/m3), normativa vigente enmateria de desinfección y control del aire ambiental:

Norma Española UNE 400-201-94: Generadores de ozono. Tratamiento de aire.Seguridad química.Real Decreto 168/1985, de 6 de Febrero, aprobación de la reglamentación técnico-sanitaria sobre las condiciones generales de almacenamiento frigorífico de alimentosy productos alimentarios.

♦ Los valores para producir efectos letales son muy altos, de 15 ppm,p ácticamente inalcan ables con eq ipos con encionales

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prácticamente inalcanzables con equipos convencionales.

REGULACIÓN AMBIENTAL

♦ Un sistema más moderno y avanzado nos lo ofrece la utilización de los rayosultravioletas, de la región del espectro comprendida entre 2.800 y 2.000 A.,radiaciones que tienen la particularidad de destruir rápidamente los microbios,virus y mohos.

♦ Las sustancias alimenticias constituyen un excelente medio de cultivo para lascolonias microbianas, que se desarrollan rápidamente, especialmente con lahumedad que generalmente está presente en la conservación de alimentos. Laacción de los rayos ultravioletas es rápida, impidiendo el desarrollo de losgérmenes y mohos de vida relativamente corta y gran poder de multiplicación,h h i d d l i i d l i i l

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hecho que viene demostrado por la circunstancia de que, al interrumpirse laemanación de rayos, rápidamente la población microbiana recobra su vigor

♦ En cambio, este sistema de rayos presenta grandes inconvenientes. El primeroestriba en la poca duración de las lámparas que los producen, además de que,aún los cátodos más depurados por la técnica (lámpara de cátodo frío), nopueden funcionar a bajas temperaturas (entre -35 y -45º C), limitándose porello su utilización a locales con una temperatura que varía de -10º a + 5º.

♦ Otro grave inconveniente lo presenta la nocividad de los rayos ultravioletaspara el organismo humano, sobre el que ocasiona lesiones en los ojos y en lapiel.

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VARIABLES INTERNAS

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VALVULAS TODO-NADA

VARIABLES INTERNAS

SOLENOIDES - ANTIRETORNO

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REGULACION CAUDAL TODO NADASolenoides♦ Selección. Debemos definir el fluido a

emplear y la línea donde estará, con elobjeto de seleccionar el tipo de materialde asiento de cierre de la válvula. Elfabricante marca las temperaturasextremas de uso.

♦ Las condiciones ambientales nosdeterminara el tipo de bobina a usar.

♦ Presiones diferenciales de apertura

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♦ Presiones diferenciales de aperturamáxima y minina son datos a tener encuenta.

♦ La capacidad se puede determinar de lastablas que facilita el fabricante, sinembargo, se puede recurrir al cálculo apartir del valor “Kv”, definido como elflujo de agua a través de la válvula enm3/h cuando se tiene una pérdida decarga a través de la válvula de 1 atm.

pVKv agua

Δ=

ρ

Evaluación del “Kv”

♦ En refrigerantes, para líneas de liquido

♦ conocidos Q el salto entálpico según las condiciones de trabajo y la

V Kv p

F

=Δρ

Q Kcal h V kg l qF03

010[ / ] [ / ]= ρ

Q Kcal h q Kv pF03

010[ / ] = ρ Δ

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♦ conocidos Q0, el salto entálpico según las condiciones de trabajo, y ladensidad del liquido. Fijando un valor máximo del incremento depresiones, obtendremos “Kv”. Quizás el valor “Kv” obtenido nocoincida con el de las tablas de fabricante, por lo que podemosestablecer con el valor mas próximo de “Kv” de fabricante.

♦ En refrigerantes, para líneas de aspiración o de “gas” caliente:

Q Kcal h q Kv pF0 032[ / ] ≈ ρ Δ

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REGULACION CAUDAL TODO NADASolenoides

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REGULACION CAUDAL TODO NADASolenoides

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REGULACION CAUDAL TODO NADA VÁLVULAS ANTIRETORNO

INDISTINTAMENTE ENALTA O BAJA PRESIÓN

En general situadasaguas abajo de equiposdispuestos en paralelo.Objetivo; evitar“cortocircuitos” entrelos elementos en“tandem”.

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CAUDAL DEL FLUIDO(VER EXPANSORES)

VARIABLES INTERNAS

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PRESION DE BAJAVARIABLES INTERNAS

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REGULACIÓN DE PRESION DE EVAPORACIÓN. Presostato baja

♦ Este control contiene un conmutador queinterrumpe un circuito cuando la presiónen el elemento de fuelle disminuye(cuando la presión de aspiración baja), esdecir, que el conector debe ser conectadocon el lado de aspiración del compresor.

♦ Haciendo girar el eje de gama en elsentido horario, se ajusta la unidad paraque efectúe la conexión, es decir, paracerrar el circuito a una presión máselevada

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elevada.

♦ Haciendo girar el eje de diferencial en elsentido horario, se ajusta la unidad paraque efectúe de nuevo la desconexión, esdecir, para abrir el circuito a un diferencialmás pequeño.

♦ Presión de arranque = presión de parada+ diferencial.

♦ Se trata de un verdadero órgano deregulación de la presión de evaporación.

REGULACIÓN DE PRESION DE EVAPORACIÓNVálvula de presión constante

♦ El regulador KVP se monta en la línea deaspiración de instalaciones derefrigeración y aire acondicionado. Seutilizan para mantener una presiónconstante correspondiente a latemperatura en el evaporador. Tambiénprotegen contra una presión deevaporación demasiado baja, cerrando elregulador cuando la presión en elevaporador disminuye por debajo del

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valor ajustado.

♦ Se trata de una válvula (de presiónconstante) que regula la presión en laconexión de aspiración del compresor, secierra cuando la presión sube en latubería de aspiración e impide que lapresión de aspiración rebase el valormáximo autorizado para el compresor.

♦ En contraposición al presostato de bajapresión, no comanda ningún equipo. Suregulación es modulante en lazo cerrado.

REGULACIÓN DE PRESION DE EVAPORACIÓNVálvula de presión constante

♦ En instalaciones con un solo evaporadordonde sea necesario no bajar latemperatura de evaporación de un ciertovalor (enfriadores de agua... etc.).

♦ En instalaciones donde se quiera evitar laformación de escarcha en evaporadorante variaciones de condicionantesexternos (aire acondicionado, ...).

♦ Para mantener un nivel de humedad

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♦ Para mantener un nivel de humedadmínima en cámara por mantenimientoconstante de la temperatura deevaporación.

♦ En instalaciones con más de unevaporador con distintos niveles detemperatura (disponer válvula deretención a la salida de los evaporadoresde bajo nivel de temperatura).

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REGULACIÓN DE PRESION DE EVAPORACIÓNVálvula de presión constante

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Regulación de la presión de aspiración.Reglaje

♦ El regulador de presión de aspiraciónse abre cuando la presión disminuyeen el lado de salida, es decir, cuandola presión disminuye antes delcompresor. Haciendo girar el eje, secomprime el muelle y por tanto elregulador empieza a efectuar laregulación a una presión máselevada en el lado de salida.

26E. TORRELLA

elevada en el lado de salida.

Regulación de la presión de aspiración.Aplicaciones♦ Su finalidad consiste en proteger el motor del compresor contra

sobrecargas en las condiciones de funcionamiento con carga elevada,generalmente durante la puesta en marcha del sistema derefrigeración y después del desescarche.

♦ Esta protección puede ser particularmente necesaria en el caso de loscompresores herméticos y semi-herméticos para gamas de bajatemperatura.

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REGULACIÓN DE PRESION DE EVAPORACIÓNVálvula de presión constante

♦ El regulador de presión de aspiración seabre cuando la presión disminuye en ellado de salida, es decir, cuando la presióndisminuye antes del compresor. Haciendogirar el eje, se comprime el muelle y portanto el regulador empieza a efectuar laregulación a una presión más elevada enel lado de salida.

♦ Su finalidad consiste en proteger el motordel compresor contra sobrecargas en lascondiciones de funcionamiento con cargaelevada, generalmente durante la puesta

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elevada, generalmente durante la puestaen marcha del sistema de refrigeración ydespués del desescarche.

♦ Esta protección puede ser particularmentenecesaria en el caso de los compresoresherméticos y semi-herméticos para gamasde baja temperatura.

♦ Se sitúa en aspiración de compresor.Protege al motor de sobrecargas enarranque, después de parada prolongada,o después de desescarches (presiones debaja elevadas)

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POTENCIA COMPRESOR(VER COMPRESORES)

VARIABLES INTERNAS

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PRESION DE ALTAVARIABLES INTERNAS

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REGULACIÓN DE PRESION CONDENSACIÓN. Presostato alta

♦ Este control está constituido de forma similar alde baja. El fuelle y la escala están diseñados,naturalmente, para una presión de trabajo máselevada. En este caso, el conmutador abre uncircuito cuando la presión sube en el elementode fuelle, es decir, cuando la presión decondensación sube (el conector debe serconectado con el lado de descarga del compresorantes de la válvula de cierre).

♦ Haciendo girar el eje de gama en el sentidohorario, se ajusta la unidad para que efectúe ladesconexión a una presión más elevada.

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♦ Haciendo girar el eje de diferencial en el sentidohorario, se ajusta la unidad para que efectúe denuevo la conexión, es decir, para cerrar elcircuito a una presión más pequeña.

♦ Presión de parada = presión de arranque +diferencial.

♦ Este presostato suele dotarse de un botón derearme manual, impidiendo el nuevo arranquedel compresor al descender la presión de alta. Setrata de un elemento de seguridad.

PRESOSTATO COMBINADODE ALTA Y BAJA PRESIÓN

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REGULACIÓN DE PRESION CONDENSACIÓN

♦ La presión de condensación presenta problemas de regulación que en generalse producen durante los períodos invernales, con bajas temperaturas en elagente de condensación, lo que obliga a su mantenimiento en valoresartificialmente altos a la entrada del expansor. La idea básica del control, escontrolar la capacidad del condensador cuando la temperatura de ambiente esbaja, de modo que la presión de alta se mantenga encima del nivel mínimoaceptable. Este control de capacidad es alcanzado, regulando el flujo del airecirculante o del agua a través del condensador; o reduciendo el áreasuperficial eficaz del intercambio de calor. Los objetivos son:

M i i d l ió d i ió

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♦ Mantenimiento de la presión de aspiración.

♦ Evitar los arranque/paradas continuos por presostato de baja.

♦ Evitar paros por acción de termostatos antihielo.

♦ Pueden presentarse soluciones diferentes para tipos diferentes decondensadores:

Condensadores enfriados por aireCondensadores enfriados por aguaCondensadores evaporativos

REGULACIÓN DE PRESION CONDENSACIÓNEstrategías♦ En gran parte del período de trabajo, la presión de condensación es

inferior a la correspondiente a las condiciones de temperaturamáxima ambiente. El mantenimiento de un valor suficientemente altoen la presión de condensación asegura:

Impedir la aparición de vapor en la línea de liquido.El suministro de liquido a todos los evaporadores,independientemente de la diferencia de altura entre botellaacumuladora y evaporadores.

34E. TORRELLA

El salto de presión necesario para que la válvula de expansiónalimente a evaporadores.El funcionamiento, caso de existir, de sistemas de desescarche.

♦ El mantenimiento de un nivel de presión de alta se consigue medianteuna de las siguientes estrategías:

Regulando la cantidad de agente de condensación que intervieneen el proceso de termotransferencia.Regulando la la superficie efectiva del condensador.

REGULACIÓN DE PRESION CONDENSACIÓNActuación sobre caudal. Ventiladores multietapa

♦ La disminución del caudal de agentede condensación, en este caso aire,se consigue mediante la actuaciónsobre uno o mas ventiladores através de uno o mas controladoresde presión.

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REGULACIÓN DE PRESION CONDENSACIÓNActuación sobre caudal. Variador frecuencia♦ Control de velocidad de ventiladores

de condensadores enfriados por aire,mediante variador de frecuencia, seregula de forma continua.

♦ Ventajas:Ahorro de energiaMejor control y calidad delproducto

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Reducción del nível de ruidoMayor durabilidadInstalación sencillaUn sistema de control completoque es fácil de utilizar

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REGULACIÓN DE PRESION CONDENSACIÓNActuación sobre caudal. Compuerta modulante

♦ Actuación sobre damper de entradadel aire, disminuyendo el caudal deaire de paso y dificultando eltraspaso de calor, aumentando lapresión de condensación.

♦ Solo utilizable con ventiladorescentrífugos.

♦ Remarcar que la restricción al paso♦ Remarcar que la restricción al pasode aire no es lineal con la posiciónde la compuerta.

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REGULACIÓN DE PRESION CONDENSACIÓNActuación sobre caudal. Presostática de agua

♦ Regulación del caudal de agua decondensación según la presión decondensación. Economizaconstantemente el consumo de aguay cierra el paso de la misma al pararel funcionamiento del compresor.

♦ Como todas las válvulas de agua serecomienda la instalación de un filtrod i l d E i

38E. TORRELLA

de impurezas en la entrada. Existenmodelos resistentes al agua salada.

REGULACIÓN DE PRESION CONDENSACIÓNActuación sobre la superficie del condensador♦ Este método de regulación de la

presión de condensación puedellevarse a cabo de diferentesformas, no obstante estas sonidénticas en su procedimiento, elcual consiste en anegar elcondensador con liquido,reduciendo la superficie aptapara condensar nuevas entradade vapor, lo que conlleva unde vapor, lo que conlleva unaumento en la presión de alta.

♦ Debido al fuerte subenfriamientoque produce, la botellaacumuladora tiene que seralimentada con una entrada de“gas caliente”. Este suministrotiene lugar a través de unatubería que by-pasea alcondensador.

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REGULACIÓN DE PRESION CONDENSACIÓNInundación y By-pass en condensador

DerivaciónDerivación

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V.R.Pk

Antiretorno

V.R.Pk

Antiretorno

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REGULACIÓN DE PRESION CONDENSACIÓNInundación y By-pass en condensador ♦ El by-pass consiste en la inyección

de vapores de descarga a la botella,de esta manera se vaporiza parte delliquido almacenado, provocando elaumento de presión.

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REGULACIÓN DE PRESION CONDENSACIÓNInundación del condensador

♦ Los reguladores de presión decondensación KVR se pueden montarigualmente en la línea de gas o de líquidoen sistemas de refrigeración y aireacondicionado. Se utilizan para manteneruna presión de condensación constante ysuficientemente alta con sistemas decondensadores refrigerados por aire. Losreguladores de presión de condensaciónKVR se pueden utlizar también con laválvulas tipo NRD ó KVD para asegurarque se mantiene una presión adecuadaen el recipiente

42E. TORRELLA

en el recipiente.

♦ Este regulador es una válvula de presiónconstante, que abre cuando seincrementa la presión en su entrada (lade condensación).

♦ Al cerrar impide el paso de liquido a labotella, anegando con ello el condensadory provocando el aumento de presión eneste.

♦ Suele combinarse con un by-pass de“gas” caliente.

REGULACIÓN DE PRESION CONDENSACIÓNInundación y By-pass en condensador

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DESESCARCHE(VER EVAPORADORES)

VARIABLES INTERNAS

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SEGURIDADVARIABLES INTERNAS

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SEGURIDADPRESOSTATO ACEITE

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SEGURIDADPRESOSTATO ACEITE

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