AUXILIA EN ACTIVIDADES DE INSTALACION, PUESTA EN MARCHA Y MANTENIMIENTO A SISTEMAS DE REFRIGERACION Y CLIMATIZACION HASTA 25 T.R.

GUIA DE ESTUDIO

UNIDAD 1

CONCEPTOS BASICOS DE REFRIGERACION:

1. REFRIGERACION. Es la transferencia de calor de un lugar no deseado a otro donde no importa su

presencia. Se entiende por refrigeración a aquel proceso mediante el cual se busca bajar o reducir

la temperatura del ambiente, de un objeto o de un espacio cerrado a partir del enfriamiento de las

partículas. Este proceso de refrigeración es por lo general artificial aunque sus principios se basan en

la refrigeración natural que se da en el medio ambiente. Hay diversos tipos de refrigeración que son

utilizados en diferentes situaciones, pero por lo general el más común es aquel que se realiza en el

ambiente doméstico a través de aparatos como heladeras y refrigeradores.

2. CALOR. Es una forma de energía que se transfiere de manera espontánea entre distintas zonas de un cuerpo o desde un cuerpo hacia otro. En termodinámica, “calor” significa “transferencia de energía”. Esta transferencia siempre tiene una dirección definida por la diferencia de temperatura entre los cuerpos. El calor fluye del cuerpo más caliente al más frío, de manera de llegar a una temperatura de equilibrio.

3. FORMAS DE TRANSMITIR EL CALOR. El calor puede transmitirse de tres formas diferentes:

Conducción térmica. El calor se transmite por la agitación de las moléculas, lo que provoca que la temperatura incremente, que los líquidos se evaporen, que los sólidos se fundan y que los cuerpos se dilaten.

Convección térmica. El calor se transfiere por medio del movimiento de un fluido, como puede ser un gas y un líquido. Por ejemplo, al calentar agua en una cacerola, la porción que está en contacto con su base asciende al calentarse, mientras que el agua de la superficie desciende por los lados al enfriarse y ocupa el lugar que dejó la porción caliente.

Radiación térmica. El calor se propaga a través de ondas electromagnéticas. Todos los cuerpos emiten calor de esta forma, a menos que estén a una temperatura igual al cero absoluto, 0°K.

4. UNIDADES DE CALOR. Como el calor es transferencia de energía, puede ser medido como ganancia o pérdida de energía. Por eso, se lo puede medir con la misma unidad que a cualquier otro tipo de energía: el joule (que, además del calor, sirve para medir trabajo y energía). Para medir el calor, se usan otras unidades más:

Caloría. Su abreviación es cal y representa la cantidad de energía que se necesita para incrementar 1 gramo de agua en 1° C.

Kilocaloría. Se abrevia kcal y representa la energía que se precisa para elevar 1 kilogramo de agua en 1° C.

BTU. Unidad térmica británica que representa la energía necesaria para elevar 1 libra de agua en 1° F.

5. DIFERENCIA ENTRE CALOR Y TEMPERATURA. Calor y temperatura son cosas distintas, aunque están estrechamente relacionadas entre sí. El calor es la transferencia de energía térmica que pasa de un cuerpo que tiene mayor temperatura a uno de menor temperatura. La temperatura, por otro lado, es la magnitud física que mide el estado térmico de un cuerpo y la energía cinética de las moléculas que lo componen. La temperatura, dentro del Sistema Internacional de Unidades, se puede medir a partir de cuatro escalas diferentes: Kelvin, Rankin, Celsius y Fahrenheit.

6. TIPOS DE CALOR. Se pueden identificar diferentes tipos de calor. Algunos de ellos son los

siguientes:

Latente. Es la energía necesaria para modificar la fase de determinado volumen de una sustancia, es decir, su estado (sólido, líquido o gaseoso). En el cambio de estado de sólido a líquido, el calor latente se denomina de fusión. En el cambio de estado de líquido a gaseoso, el calor latente se llama calor de vaporización. Estas transiciones se dan sin cambios de temperatura.

Sensible. Es el calor que genera una modificación en la temperatura del cuerpo que lo percibe pero que no interfiere en su estructura molecular ni produce cambios de fase.

Seco. Consiste en un método térmico de esterilización que genera en los microorganismos que conforman al cuerpo un efecto similar al horneado.

Específico. Se trata de la cantidad de calor necesaria para incrementar en un grado la temperatura de un gramo de masa de un compuesto.

Específico molar. Se trata de la cantidad de calor necesaria para incrementar en un grado la temperatura de un mol de masa de un compuesto.

7. EJEMPLOS DE CALOR. Algunas situaciones cotidianas en las que el calor o el traspaso de energía se hace presente pueden ser las siguientes:

Al planchar la ropa. Luego de enchufar el electrodoméstico, eleva su temperatura, entra en contacto con la tela y ayuda a eliminar las arrugas.

Del té a la taza. Cuando se sirve té caliente en una taza, el agua le transmite su calor y la taza aumenta su temperatura (que las palmas de la mano suelen percibir).

Al servir la comida en un plato. Si el plato es de cerámica o de algún otro material conductor, la comida servida en él le conducirá el calor.

Arena en la playa. La temperatura que irradia el sol es absorbida por los granos de arena y ese calor se transporta, por ejemplo, a la planta de los pies.

Del agua al cubo de hielo. Cuando se le arroja un cubo de hielo a una jarra con agua, el agua le transfiere por conducción su calor, por lo cual el cubo comienza a derretirse.

Al derretirse chocolate en la mano. Cuando una persona sujeta durante un rato un pedazo de chocolate, comienza a derretirse a raíz de la transferencia del calor corporal.

Al hervir agua en una pava. El calor de la llama se conduce a la base de la pava, que luego se transfiere al agua y ésta llega al punto de ebullición.

Una lamparita de luz encendida. Cuando se enciende la lamparita, emite calor rápidamente.

8. PRESION. La presión es la magnitud escalar que relaciona la fuerza con la superficie sobre la cual actúa; es decir, equivale a la fuerza que actúa sobre la superficie. Cuando sobre una superficie plana de área A se aplica una fuerza normal F de manera uniforme, la presión p viene dada de la siguiente forma: P = F / A

Existen distintos tipos de presión, algunos de ellos son:

Presión atmosférica: esta es la fuerza que el aire ejerce sobre la atmósfera, en cualquiera de sus puntos. Esta fuerza no sólo existe en el planeta Tierra, sino que en otros planetas y satélites también se presenta. El valor promedio de dicha presión terrestre es de 1013.15 Hectopascales o milibares sobre el nivel del mar y se mide con un instrumento denominado barómetro. Lo que ocurre con la presión atmosférica es que cuando el aire está a baja temperatura, desciende aumentando así la presión. En estos casos se da un estado de estabilidad conocido como anticiclón térmico. En caso de que el aire se encuentre a altas temperaturas sube, bajando la presión. Esto causa inestabilidad, que provoca ciclones o borrascas térmicas.

Presión manométrica: esta presión es la que ejerce un medio distinto al de la presión atmosférica. Representa la diferencia entre la presión real o absoluta y la presión atmosférica. La presión manométrica sólo se aplica cuando la presión es superior a la atmosférica. Cuando esta cantidad es negativa se la conoce bajo el nombre de presión negativa. La presión manométrica se mide con un manómetro.

Presión absoluta: esta equivale a la sumatoria de la presión manométrica y la atmosférica. La presión absoluta es, por lo tanto superior a la atmosférica, en caso de que sea menor, se habla de depresión. Ésta se mide en relación al vacío total o al 0 absoluto.

Presión relativa: esta se mide en relación a la presión atmosférica, su valor cero corresponde al valor de la presión absoluta. Esta mide entonces la diferencia existente entre la presión absoluta y la atmosférica en un determinado lugar.

UNIDAD 2 REFRIGERANTES Y CICLO DE REFRIGERACION

9. REFRIGERANTE. Se denomina refrigerante o fluido frigorígeno al utilizado en la transmisión de calor que, en un sistema de refrigeración, absorbe calor a bajas temperaturas y presión, cediéndolo a temperatura y presión más elevadas. Este proceso tiene lugar, generalmente, con cambios de fase del fluido. En principio, podría ser refrigerante cualquier sustancia que cambie de fase de líquido a vapor a una temperatura baja, en función de las condiciones de presión, pero para su utilización en un ciclo de refrigeración por compresión, debe tener la mayoría de las siguientes características.

Características que afectan al rendimiento

Presión de evaporación superior a la atmosférica para evitar infiltraciones de aire en el sistema.

Presión de descarga no muy alta. Para evitar la necesidad de un equipo robusto, y desde luego por debajo de la presión crítica.

Relación de compresión baja. La potencia del compresor aumenta con la relación de compresión.

Temperatura de descarga no muy alta. Para evitar la descomposición del aceite lubricante o del refrigerante o la formación de contaminantes.

Calor latente de vaporización lo más alto posible. Cuanto mayor, mejor producción frigorífica específica y menor caudal másico.

Temperatura de ebullición, por debajo de la temperatura ambiente a presión atmosférica, fácilmente controlable y por encima de la temperatura de congelación.

Volumen específico.- Debe ser lo más bajo posible para evitar grandes tamaños en las líneas de aspiración y en el desplazamiento de compresor

Calor específico. Debe ser lo más alto posible en el vapor, para que absorba una gran cantidad de calor y lo más bajo posible en estado líquido para reducir el vapor en la vaporización súbita

Punto de congelación. Debe ser inferior a la temperatura mínima del sistema, para evitar congelamientos en el evaporador.

Densidad. Debe ser elevada para requerir pequeñas dimensiones en las líneas líquido.

Características de seguridad

Estabilidad química dentro de la gama de temperaturas de trabajo.

Inactividad química: que no reaccione con ninguno de los materiales con los que pueda tener contacto.

No deben ser líquidos inflamables, corrosivos ni tóxicos.

Dado que deben interaccionar con el lubricante del compresor, deben ser miscibles en fase líquida y no nocivos con el aceite.

No tendencia a las fugas. Los refrigerantes con bajo peso molecular escapan con mayor facilidad.

Los refrigerantes, se aprovechan en muchos sistemas para refrigerar también el motor del compresor, normalmente un motor eléctrico, por lo que deben ser buenos dieléctricos, es decir, tener una baja conductividad eléctrica.

10. CLASIFICACION DE LOS REFRIGERANTES. En general los refrigerantes son: orgánicos e inorgánicos

Los inorgánicos, como el agua o el NH3: Amoníaco

Los de origen orgánico: halocarbonos/hidrocarburos

o CFC: halocarbono completamente halogenado (exento de hidrógeno) que contiene cloro, flúor y carbono, perjudiciales para la capa de ozono

o HCFC: halocarbono parcialmente halogenado que contiene hidrógeno, cloro, flúor y carbono.

o HFC: halocarbono parcialmente halogenado que contiene hidrógeno, flúor y carbono.

o PFC: halocarbono que contiene únicamente flúor y carbono.

o HC: hidrocarburo que contiene únicamente hidrógeno y carbono.

o Mezclas

Azeotrópicas: mezcla de fluidos refrigerantes cuyas fases vapor y líquido en equilibrio poseen la misma composición a una presión determinada.

Zeotrópicas: mezcla de fluidos refrigerantes cuyas fases vapor y líquido en equilibrio y a cualquier presión poseen distinta composición.

Según el Reglamento de Instalaciones Frigoríficas,5 los refrigerantes se clasifican en función de sus efectos sobre la salud y la seguridad, en dos grupos: por su inflamabilidad y por su toxicidad.

Por su inflamabilidad: Grupo 1.- Refrigerantes no inflamables en estado de vapor a cualquier concentración en el aire. Grupo 2: Refrigerantes cuyo límite inferior de inflamabilidad,6 cuando forman una mezcla con el

aire, es igual o superior al 3,5 % en volumen (V/V). Grupo 3: Refrigerantes cuyo límite inferior de inflamabilidad, cuando forman una mezcla con el

aire, es inferior al 3,5 % en volumen (V/V). Por su toxicidad:

Grupo A: Refrigerantes cuya concentración media en el tiempo no tiene efectos adversos para la mayoría de los trabajadores que pueden estar expuestos al refrigerante durante una jornada laboral de 8 horas diarias y 40 horas semanales y cuyo valor es igual o superior a una concentración media de 400 ml/m³ [400 ppm. (V/V)].

Grupo B: Refrigerantes cuya concentración media en el tiempo no tiene efectos adversos para la mayoría de los trabajadores que puedan estar expuestos al refrigerante durante una jornada laboral de 8 horas diarias y 40 horas semanales y cuyo valor es inferior a una concentración media de 400 ml/m³ [400 ppm. (V/V)].

Cada refrigerante pertenece a un grupo de seguridad indicado por dos dígitos: en primer lugar A ó B según el grado de toxicidad y a continuación 1, 2 o 3 según su inflamabilidad y se definen tres grupos:

L1 - alta seguridad: Los que sean tipo A1

L2 - media seguridad: Los de los tipos A2, B1 y B2

L3 - baja seguridad: Los de los tipos A3 y B3

11. COMPONENTES DEL SISTEMA DE REFRIGERACION. Para saber cómo funciona el ciclo de refrigeración antes debemos de saber cuáles son los componentes básicos y principales del sistema de refrigeración , sus componentes son: El Compresor El Condensador La válvula de expansión El evaporador

Estos son los cuatro elementos principales que componen el ciclo de refrigeración, sin alguno de ellos el ciclo es imposible que se lleve a cabo. A continuación veremos cuál es la misión de cada uno de ellos dentro del circuito frigorífico y su principio de funcionamiento. El compresor; su función en el ciclo de refrigeración es aspirar el vapor del evaporador y

ayudarlo a entrar en el condensador. Este trabajo lo consigue mediante la aportación de una energía exterior, como es la electricidad.

La función del condensador es extraerle el calor al refrigerante. Este calor, en principio, es la suma del calor absorbido por el evaporador y el producido por el trabajo de compresión.

La misión fundamental de la válvula de expansión en el ciclo de refrigeración es la de proporcionar la diferencia de presión establecida entre los lados de alta y de baja presión del circuito de refrigeración.

La forma más simple para lograrlo es mediante un tubo capilar entre el condensador y el evaporador, de manera que este le produzca una pérdida de carga al refrigerante. Esta solución, del tubo capilar, es válida para pequeñas instalaciones, pero cuando se trata de regular grandes cantidades de refrigerante es conveniente el uso de la válvula de expansión.

En tal caso se utilizan válvulas de expansión termostáticas, que utilizan un bulbo que se coloca a la salida del evaporador, en contacto con la tubería, y que tiene en su interior una cantidad del mismo refrigerante que utiliza el circuito. Si se produce un enfriamiento del vapor que sale del evaporador, se enfría el bulbo y disminuye la presión que se transmite a la válvula, y ésta se cierra, por lo que llegará menos refrigerante al evaporador. Si llega menos refrigerante habrá más superficie de recalentamiento y aumentara la temperatura de recalentamiento.

El evaporador es un intercambiador de calor que, por sus necesidades caloríficas, absorbe calor del medio en el que se encuentra. y lo traslada a otro lugar.

Puede contar con elementos secundarios o accesorios, algunos de ellos son: Filtro deshidratador Separador de aceite Indicador de líquido y humedad Recibidor de líquido Acumulador de succión Presostato de baja y alta presión Válvula solenoide

12. CICLO DE REFRIGERACION MECANICA. En la siguiente figura, situémonos en el punto 1 antes de la válvula de expansión en el que el refrigerante se encuentra en estado líquido a una cierta presión; su paso al evaporador lo controla la válvula de expansión termostática, cuyo funcionamiento está regulado por la temperatura y por la presión. Esta válvula le produce una pérdida de carga al refrigerante mediante una estrangulación brusca que hace que la presión descienda desde la que tenía en el punto 1 (salida del condensador), hasta la existente a la entrada del evaporador, entre el punto 2 y 3. La válvula es la que regula las dos partes del ciclo frigorífico, la zona de alta presión y la zona de baja presión. Esta bajada de presión en el evaporador hace que el refrigerante hierva y se produzca su evaporación, absorbiendo calor del recinto en que se encuentra a través del aire del mismo, y transfiriéndolo al líquido, que se va transformando en vapor en el interior de los tubos del evaporador, hasta que se evapora totalmente (final del punto 3) El refrigerante entra en el compresor a baja presión y temperatura, en forma de gas, es comprimido, aumentando su presión y su temperatura, donde comienza el punto 4. Ahora entra en el condensador y mediante la acción de un fluido exterior (agua o aire), se le extrae calor al refrigerante, lo cual produce un enfriamiento del mismo favoreciendo su condensación hasta alcanzar el estado líquido; a partir de aquí es impulsado de nuevo hacia la válvula de expansión donde se repite el ciclo frigorífico.

13. ACCESORIOS DEL SISTEMA DE REFRIGERACION. Sabemos que el ciclo de refrigeración está integrado por componentes, accesorios y controles. Esto es una forma de diferenciar solo para una mejor comprensión de su operación. Lo importante, es que el sistema de refrigeración pueda funcionar eficientemente, con el menor costo de operación y con la seguridad de que el compresor no va a sufrir daños. También se sabe que los componentes del sistema son aquellos, indispensables, para que el sistema de refrigeración funcione, tales son: El evaporador, el condensador, el compresor, y el regulador de flujo que bien puede ser un tubo capilar o una válvula de expansión; con estos cuatro componentes integrados por la tubería, y con refrigerante, el sistema funciona y enfría. Los accesorios como su nombre lo indica, son dispositivos secundarios que servirán para proteger, controlar, supervisar, o mejorar algo en el sistema y se utilizarán sólo aquellos que sean necesarios. Cabe mencionar que el sistema más eficiente será el que tenga menor cantidad de accesorios, conexiones y longitud de tubería, además de que estas sean de diámetro adecuados. Tomando como referencia la figura del ciclo de refrigeración, se observan los accesorios más conocidos, delos cuales no necesariamente debe llevarlos todos sino que llevará los que se requieran únicamente. La razón de mostrarlos todos, es para identificar su localización en el sistema.

A continuación se mencionan algunos de los accesorios más típicos del sistema de refrigeración y su función, a partir del compresor y en el orden del sentido del flujo. M o f l e d e D e s c a r g a . Minimizar las pulsaciones del flujo ocasionada por el compresor

reciprocante, así como la vibración y ruido para evitar que se fracturen las soldaduras en las uniones de la tubería y se lleguen a dañar algunas partes; también sirve para minimizar el nivel de ruido, se localiza en la tubería de descarga inmediato al compresor. Se aplica principalmente para los compresores reciprocantes semi-herméticos. Los compresores herméticos tienen su mofle internamente.

S e p a r a d o r d e A c e i t e . Separar el aceite que sale del compresor hacia el sistema conjuntamente con el gas refrigerante y devolverlo al cárter, particularmente en aquellos casos en que hay la posibilidad de un retorno deficiente de aceite al compresor. La forma primaria y natural como debe ser resuelto el retorno de aceite al compresor, es por el adecuado dimensionamiento y diseño de las tuberías de refrigeración, especialmente la de succión. Se aplica para sistemas de baja temperatura, sistemas de temperatura media en que la unidad condensadora esté por arriba del nivel del evaporador y para aquellos sistemas con tuberías muy largas entre la UC y la UE, o de multi-circuitos como es el caso de supermercados. En sistemas de aire acondicionado por lo general no es necesario, salvo alguna excepción. Se localiza en la tubería de descarga inmediato al compresor.

F i l t r o D e s h i d r a t a d o r d e L í n e a d e A c e i t e . Proporcionar filtración y secado del aceite. En el Aceite es donde mayormente se acumula la contaminación. Es un excelente auxiliar para la descontaminación y protección de los sistemas de refrigeración. Se aplica en los sistemas de refrigeración en paralelo (racks), aunque en realidad es un accesorio que debieran llevar todos los sistemas de refrigeración con compresores herméticos y semi-herméticos que dispongan de una línea de retorno de aceite al compresor. Se localiza En la línea de retorno de aceite entre el separador y el compresor.

V á l v u l a d e R e t e n c i ó n ( o c h e c k ) . Permite el flujo solo en un sentido, indicado por la flecha impresa en la válvula. Su aplicación depende de cada necesidad. En el caso de la figura, servirá para que cuando la unidad condensadora esté parada, en un bajo ambiente exterior, el refrigerante que se condensa solo vaya hacia el tanque recibidor y no hacia el separador ya que si tal fuera el caso, habría líquido en el fondo del separador de aceite y al abrir la valvulita flotadora regresaría líquido al cárter en vez de aceite. Se puede localizar en cualquier parte que se pueda requerir

V á l v u l a s d e s e r v i c i o a n g u l a r e s . Cortar o permitir el flujo para dar servicio al sistema de refrigeración. Se aplican donde sean requeridas y se localizan mayormente en la entrada y salida del tanque recibidor. Podrían ir también directo a las tuberías de líquido.

F i l t r o d e s h i d r a t a d o r d e l a l í n e a d e l í q u i d o . Retener la contaminación existente en el sistema de refrigeración. La contaminación es altamente dañina y casi siempre concluye en daños al compresor, además de dañar o afectar el funcionamiento de otras partes del sistema como la VTE. Los contaminantes más agresivos que se retienen son: humedad, ácidos, suciedad, lodos, barnices, rebabas; hay otros contaminantes como ceras que causan obstrucción. La mayor parte de los contaminantes causan acidez en el refrigerante y esta a su vez es la mayor causa de la quemadura del compresor. Actualmente, con el uso de los refrigerantes HFC y los aceites POE que son altamente higroscópicos, se requieren filtros deshidratadores de muy alta capacidad de Humedad, ácidos y contaminación sólida. Se aplican para la línea de líquido. Es importante mencionar que como los contaminantes son diferentes y causan problemas en diferentes componentes, hay que saber reconocer qué tipo de filtro deshidratador utilizar para cada necesidad y en qué lugar corresponde instalarlo. No es adecuado utilizar un solo deshidratador para todo. Se localiza en la línea de líquido a la salida del tanque recibidor, o del condensador cuando no hay recibidor.

I n d i c a d o r d e l í q u i d o y h u m e d a d ( o m i r i l l a , o v i s o r ) . Es la ventana al interior del sistema para reconocer si las condiciones del refrigerante son adecuadas para la operación del sistema; por una parte nos muestra si el refrigerante está totalmente líquido antes de entrar a la válvula de expansión (requerimiento indispensable), y si está libre de humedad. La humedad crea obstrucciones en la VTE y produce acidez en el refrigerante. No debe haber burbujas en el visor. Se puede aplicar en todo sistema de refrigeración. Por economía no se acostumbra en sistemas pequeños(fraccionarios), se localiza en la línea de líquido.

V á l v u l a m a n u a l t i p o d i a f r a g m a . Cortar o permitir el flujo manualmente. Por su diseño ofrece alguna caída de presión, se puede aplicar en cualquier sistema de refrigeración y se localiza en cualquier parte del sistema donde se requiera. Mayormente se usa en la línea de líquido después del deshidratador y el indicador de líquido.

V á l v u l a s o l e n o i d e . Cortar o permitir el flujo eléctricamente, lo que permite el control automático remoto del flujo de refrigerante. Se aplica fundamentalmente en la línea de líquido, tanto para control de operación, como para protección contra golpes de líquido, También en la línea de gas caliente para deshielo del evaporador, o para control de capacidad, y en la línea de succión para servicio y/o control en sistemas de refrigeración en paralelo. La forma de selección para la aplicaciones de gas es diferente. Se puede localizar en cualquier lugar del sistema de refrigeración donde se requiera.

V á l v u l a d e b o l a . También es una válvula manual de paso, pero “sin caída de presión”;

algunas personas la justifican por ser una válvula de cierre rápido pero este es un beneficio secundario. Al no tener caída depresión, no se afecta negativamente la eficiencia ni el costo de operación del sistema. Se aplica en cualquier sistema de refrigeración donde se requiera cuidar al máximo la eficiencia y el costo de operación del sistema. Muchas personas creen que por su precio esta válvula es más cara, pero pierden de vista el gran ahorro en el costo de operación y la alta eficiencia del sistema, que es para siempre. Se puede localizar en cualquier parte del sistema donde sea requerido.

V á l v u l a r e g u l a d o r a d e p r e s i ó n d e e v a p o r a c i ó n . Regula la presión de evaporación y por lo tanto la temperatura de evaporación, lo que permite lograr la aplicación deseada de enfriamiento en un sistema de refrigeración con evaporadores múltiples que deben funcionar a diferentes temperaturas, o para sistemas en paralelo.

UNIDAD 3

COMPONENTES DEL SISTEMA, VACIO Y CARGA DE REFRIGERANTE

14. CONTROLES DE FLUJO REFRIGERANTES. Este componente es clave en los sistemas de refrigeración o aire acondicionado, tiene la capacidad de mantener el flujo másico de refrigerante que fluye hacia el evaporador, además controla las presiones del condensador y el evaporador, es la balanza del sistema, el nombre como lo podemos conocer son, válvulas de expansión y capilares, la principal función es mantener el caudal de líquido refrigerante que entra al evaporador y hacer una caída de presión entrando en el evaporador, ha este efecto llamado por alguno como “flash-gas”, en ambos casos Válvula de expansión o capilar tiene un orificio muy pequeño. Existen varios tipos básicos para el control de flujo de refrigerante ó válvulas de expansión.

Válvula de expansión manual.

Válvula de expansión automática.

Válvula de expansión termostática.

Válvula flotador (Presión de baja).

Válvula flotador (presión de alta).

Capilar.

Cualquier tipo de control de refrigerante tiene como objetivo dos funciones: Controlar el flujo refrigerante líquido que va hacia el evaporador y debe ser proporcional a la cual se está efectuando la evaporización de la unidad. Mantener el diferencial de presión del condensador y el evaporador, lo que viene siendo el lado de alta presión y lado de baja presión del sistema, a fin de permitir la evaporización del refrigerante en el evaporador.

Aquí veremos algunas funciones de los controles de flujo de refrigerante:

Expansión manual: El flujo de refrigerante líquido depende del orificio y la abertura de la válvula, este ajuste se debe ser manual, la desventaja no responde a los cambios de carga del sistema, por ejemplo tubería de entrada es de 3/8”, el orificio 0.078” y la tubería a la entrada al evaporador es de ½”.

Expansión Automática: La función principal es de mantener la presión constante en el evaporador, alimentando mayor o menor líquido refrigerante hacia el evaporador, esta válvula tiene una aguja y un asiento, un diafragma de presión y un resorte, el cual se puede ajustar dependiendo la carga deseada, el ajuste se hace por medio de un tornillo.

Expansión Termostática: Tiene una alta eficiencia y es fácil de adaptarse a cualquier aplicación de refrigeración, mantiene un grado constante de sobrecalentamiento a la salida del evaporador.

Compensada ó igualador externo: Mantiene un flujo másico de refrigerante, pude actuar dependiendo la temperatura y la presión del evaporador cambia, es decir la diferencia de presión hace el efecto de abrir o restringir el flujo de refrigerante.

Tipos flotador: Este control de refrigerante lo podemos ver en los evaporadores inundados, abría solo cuando haga falta nivel de líquido refrigerante en evaporador.

Como podemos ver podemos encontrar un sin fin de válvulas de expansión o controles de refrigerante, recuerda, siempre se debe saber la especificación de carga térmica, para la selección de la válvula de expansión, esto hace más eficiente el sistema, protegiendo incluso al compresor de un golpe de líquido.

Los dispositivos de control de flujo refrigerante utilizados en los sistemas de refrigeración como los de los enfriadores y de los aires acondicionados se han vuelto más sofisticados con el paso de los años. Los dispositivos básicos de control del flujo, como los pistones y los tubos capilares han dado paso a las válvulas térmicas y a las válvulas electrónicas. Algunos de estos dispositivos también ayudan a que los equipos de refrigeración puedan funcionar con menos consumo de energía regulando el uso del refrigerante.

Válvula termostática. Una válvula de expansión termostática puede utilizarse para controlar el flujo del refrigerante en un sistema de refrigeración. Este tipo de válvula controla el flujo de refrigerante que ingresa al evaporador del enfriador. Está compuesta por un tubo capilar conectado a una pequeña bombilla, los cuales tienen una carga termostática. Esta carga es típicamente el refrigerante que utiliza el sistema de refrigeración. Cuando hay un incremento de presión sobre la carga termostática, una membrana unida a la válvula experimenta un mayor nivel de presión, por lo cual abre la válvula para dejar pasar más refrigerante hacia el evaporador.

Válvula electrónica. Las válvulas de expansión electrónicas tienen un origen más reciente que las de expansión termostática. Se utilizan más comúnmente en los sistemas que son más grandes y lo suficiente costosos para justificar el valor de la válvula electrónica. Estas válvulas electrónicas pueden ser utilizadas junto con sistemas digitales de control para regular el sistema de refrigeración utilizando diversas variables de entrada al sistema. Este tipo de sistema permite un control más eficaz del sistema refrigerante. En algunos sistemas, por ejemplo, una válvula de expansión electrónica puede controlar el flujo hacia cualquier dirección manejando la carga de dos válvulas de expansión termostáticas.

Control de flujo fijo. Algunos sistemas de aire acondicionado utilizan diversos mecanismos fijos de control del flujo. Estos son los dispositivos como los tubos capilares y los pistones. Este es un mecanismo simple y relativamente económico, pero no es tan eficaz como otros.

Válvula térmica. Los sistemas de aire acondicionado también utilizan válvulas de expansión térmica para controlar el flujo del refrigerante. Este método es más sofisticado que el método de control de flujo fijo. La válvula de expansión regula el flujo del refrigerante según la temperatura de una bobina evaporadora. Estos sistemas de control del flujo ofrecen niveles superiores de rendimiento energético.

15. EVAPORADORES. Un evaporador es un intercambiador de calor y si bien hay varios tipos, su función principal es mover la energía térmica de una pieza que buscamos enfriar, al respectivo líquido o sistema refrigerante de la misma. El evaporador es un sistema que tiene por función la transferencia de energía térmica, realizando dicha transferencia desde el sistema o medio a enfriar hacia un refrigerante. El calor siempre se transfiere desde el material de más temperatura al de menos, por lo que el fluido refrigerante es quien recibe esta energía. Generalmente se evapora al sufrir este intercambio calórico y energético bruscamente, lo que le da el nombre de evaporadores a estos sistemas. Dependiendo el tipo de evaporador, sus funciones serán:

Enfriar pieza o zona – Para que no se eleve demasiado la temperatura y funcione correctamente.

Eliminar calor de la zona – Para sistemas de refrigeración, al necesitar eliminar calor del área y poder así enfriar más rápidamente.

Los usos del evaporador son variados, ya que en varios procesos y operaciones de todo tipo en la industria, la ingeniería, química, medicina y producción, requieren de estos objetos. Su uso es para la refrigeración de espacios o sustancias, dependiendo del tamaño de ellos. Los ejemplos con los que tenemos contacto en nuestra vida diaria son los evaporadores encontrados en heladeras, cámaras frigoríficas y aires acondicionados, sistemas de calefacción central (en forma de bombas de calor), etc. Los evaporadores funcionan absorbiendo la energía, en este caso la térmica, pasará como flujo sensible del cuerpo en mayor temperatura al de menor, que sería el refrigerante para los evaporadores. El refrigerante pasa súbitamente de su estado líquido a vapor, conteniendo en su interior la energía, que es mayor a la diferencia de calor transmitido por la rapidez de su calentamiento. Durante la expansión del refrigerante al estado de vapor, la energía va en aumento, al igual que la presión del vapor generado en el evaporador. Con el paso del tiempo, esta presión descenderá a medida que el refrigerante libere suavemente su energía, lo cual conducirá a un descenso de temperatura.

Según su construcción:

Evaporadores Aleteados: Consisten en serpentines descubiertos, realizados en tubos, que contienen placas o aletas metálicas que realizan la transferencia de calor para la evaporación; se ubican en la parte trasera de los refrigeradores.

Evaporadores de tubo descubierto: Son construidos para su uso en tuberías de acero o cobre, su uso es limitado a grandes evaporadores o si se usa amoniaco como refrigerante.

Evaporadores de superficie de placa: Se conforman de dos placas asimétricas y acanaladas, soldadas de manera hermética entre ellas. En el espacio entre las dos placas en por donde fluye el refrigerante en estado gaseoso.

16. COMPRESORES. Un compresor es una máquina de fluido que está construida para aumentar la presión y desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles, tales como gases y vapores. Esto se realiza a través de un intercambio de energía entre la máquina y el fluido, en el cual el trabajo ejercido por el compresor es transferido a la sustancia que pasa por él convirtiéndose en energía de flujo, aumentando su presión y energía cinética impulsándola a fluir. Al igual que las bombas, los compresores también desplazan fluidos, pero a diferencia de las primeras que son máquinas hidráulicas, estos son máquinas térmicas, ya que su fluido de trabajo es compresible, sufre un cambio apreciable de densidad y, generalmente, también de temperatura; a diferencia de los ventiladores y los sopladores, los cuales impulsan fluidos, pero no aumentan su presión, densidad o temperatura de manera considerable.

Los diferentes compresores para refrigeración, en cuanto a su gama, se dividen en herméticos, semiherméticos, scroll y abiertos. Se utilizan tanto en sistemas sencillos como en refrigeración industrial. Ahora bien, de acuerdo a su clasificación, existen tres tipos de compresores más importantes:

Reciprocante. Llamado de esta manera debido a que es un componente que tiene un pistón en su interior y un cigüeñal que hace que gire a través del motor, lo que significa que funciona con el desplazamiento de un émbolo dentro de un cilindro dirigido por un cigüeñal que hace que el pistón suba y baje (o succione y comprima) para obtener gases a alta presión

Scroll. Este tipo de compresor no tiene pistones, sino un mecanismo que consta de dos espirales –uno fijo y uno móvil– que comprimen el refrigerante desde la parte externa en dos puntos de succión, para luego llevarlo al centro y descargar el refrigerante; lo que significa que hace la succión y la compresión del refrigerante

Rotativo. Es un tipo de compresor que emplea un émbolo giratorio para bombear y comprimir el refrigerante en fase gaseosa. El funcionamiento del compresor rotativo permite diseñar compresores más compactos y más silenciosos.

Rotativo de paletas. En los compresores de paletas la compresión se produce por la disminución del volumen resultante entre la carcasa y el elemento rotativo cuyo eje no coincide con el eje de la carcasa (ambos ejes son excéntricos). En estos compresores, el rotor es un cilindro hueco con estrías radiales en las que las palas (1 o varias) comprimen y ajustan sus extremos libres al interior del cuerpo del compresor, comprimiendo así el volumen atrapado y aumentando la presión total.

Rotativo-helicoidal (tornillo, screw). La compresión del gas se hace de manera continua, haciéndolo pasar a través de dos tornillos giratorios. Son de mayor rendimiento y con una regulación de potencia sencilla, pero su mayor complejidad mecánica y costo hace que se emplee principalmente en elevadas potencias, solamente.

17. CONDENSADORES. El condensador es el encargado de reducir la temperatura del refrigerante en estado vapor hasta volverlo liquido mediante varios posibles procesos según su clase, pero consiste en un intercambio de niveles térmicos, en el condensador el refrigerante cede más calor que el absorbido en el evaporador esto gracias a la presión del compresor. Al ceder calor por presión y temperatura el refrigerante desciende al punto de saturación donde se condensa pasando a fase liquida, de ahí el nombre.

Los tipos de condensadores más corrientes, según la forma de disipación del calor y del medio utilizado, son:

Condensador enfriado por Aire, de circulación natural o forzada, en el que es disipado directamente al aire por transferencia del calor sensible.

Condensador enfriado por Agua de Doble Tubo a Contracorriente, o Multitubulares, en los que el calor sensible es transferido por agua. Esta agua puede ser recuperada y recirculada al condensador después de ser enfriada mediante cesión de calor sensible y latente en una torre de enfriamiento.

Condensadores Evaporativos, con la utilización de serpentines de rociado simple o a contracorriente para disipar el calor en el aire por transferencia sensible y latente.

Téngase presente que el calor de evaporación medio del agua (calor latente de evaporación) es de unas 600 kcal/ kg, es decir, cada kg de agua evaporada absorbe 600 kcal. Con lo cual el consumo de agua se reduce muchísimo en relación a otros condensadores que sólo usen calor sensible. El aire, por ejemplo, tiene un valor medio de calor específico de 0,24 kcal/ (kg. °C) seco, es decir, absorbe solamente 0,24 kcal por cada kg y variación de 1 °C. En el condensador, la operación es justamente contraía a la del evaporador. El vapor de refrigerante entra al condensador después de ser comprimido por el compresor a una alta presión y elevada temperatura, permitiendo el intercambio de calor con el aire, agua de proceso o con cualquier fluido. Esto logra el calor que absorbió del evaporador sea cedido al medio ambiente (o cualquier otro fluido). En el proceso de condensación, el refrigerante cambia de vapor a líquido saturado o líquido sub-enfriado, a fin de que se mantenga en fase líquida en su camino de retorno al evaporador. Para que un condensador funcione correctamente se necesitan cumplir ciertos requisitos y tener algunas especificaciones, estas son algunas:

La superficie del condensador debe ser del tamaño adecuado.

Se debe controlar y regular la diferencia de temperatura entre el medio frío y el gas.

La velocidad a la que se mueve el gas por los ductos es importante en el proceso.

Las materias primas utilizadas en la construcción del condensador en si aseguran una correcta transferencia de calor y un correcto funcionamiento.

De condiciones óptimas de aseo en la superficie de transferencia de calor, libre de corrosión o mugre, depende el óptimo funcionamiento del mismo.

18. EVACUACION DEL SISTEMA DE REFRIGERACION. La razón de realizar la evacuación del sistema conocido normalmente como vacío en los sistemas de enfriamiento, de refrigeración y aire acondicionado, es para eliminar los gases no deseables, principalmente el aire y el vapor de agua (humedad). El aire como otros gases, en condiciones normales son no-condensables, y por lo general en un sistema de enfriamiento son atrapados en el lado de alta presión, por lo que es necesario realizar una buena extracción y la deshidratación del sistema utilizando siempre una bomba de vacío apropiada y seguir las siguientes instrucciones:

Contar con la herramienta necesaria para realizar la evacuación, bomba de alto vacío y juego de manómetros.

Checar el nivel de aceite de la bomba que sea el correcto, así como el voltaje necesario para que pueda funcionar.

Conectar la manguera del manómetro de baja presión (azul) a la válvula de servicio del compresor del sistema que se esté trabajando.

Conectar la manguera de servicio (amarilla) a la bomba de vacío.

Checar que las perillas del juego de manómetros se encuentren cerradas y la válvula de servicio del compresor en posición abierta.

Encender la bomba de vacío y abrir la perilla del manómetro de baja presión (azul).

Dejar trabajar a la bomba de vacío el tiempo suficiente hasta alcanzar una presión de 36inHg, si se cuenta con un vacuómetro se debe tener las siguientes medidas: 500 micrones con aceite mineral o aceite alquilbenceno. 250 micrones con aceite Polyol Ester.

Teniendo la presión de vacío adecuada cerrar la perilla del manómetro de baja presión (azul) y apagar la bomba de vacío.

Esperar el tiempo suficiente (30 minutos) para verificar si la presión del manómetro a variado, si es así significa que existe una fuga en el sistema y en tal caso se tiene que reparar y volver a realizar el procedimiento.

En caso de que la presión no ha variado, esto significa que el vacío es correcto y está terminado.

19. CARGA DE REFRIGERANTE AL SISTEMA DE REFRIGERACION. Carga de refrigerante es un término utilizado para indicar el tipo y masa de refrigerante utilizado en una planta de refrigeración para que funcione a las condiciones indicadas. El tipo de refrigerante debe ser aplicable para la aplicación correspondiente y a las condiciones ambientales. Por ejemplo, las normas ASHRAE son recomendaciones generales relacionadas con las condiciones ambientales locales para las temperaturas interior y exterior, tanto en verano como en invierno, en cualquier país. Cualquier refrigerante debe resultar adecuado para la aplicación y para las condiciones ambientales de tal forma que sus prestaciones sean eficientes y fiables desde el punto de vista energético. Los refrigerantes mal elegidos pueden provocar inestabilidad, un intercambio de calor ineficiente y un elevado consumo energético del compresor, entre otros efectos no deseados. Es importante conocer la carga de una central de refrigeración, ya que en casi todos los países, el refrigerante está sometido a un control medioambiental. Casi cualquier central de refrigeración perderá parte de su carga de refrigerante a través de los cierres, válvulas, etc. a lo largo del tiempo. Para realizar una carga de refrigerante correcta y adecuada primeramente se tiene que realizar la evacuación del sistema como fue descrito anteriormente, ya realizado este procedimiento se tienen que seguir las siguientes instrucciones:

Una vez realizado el vacío del sistema de refrigeración, desconectar la manguera de servicio (amarilla) de la bomba de vacío y conectarla al tanque que contiene el refrigerante.

Abrir la válvula de servicio del tanque que contiene el refrigerante y purgar la manguera de servicio (amarilla) aflojándola un poco del lado del maniful del juego de manómetros y dejando escapar un poco de refrigerante junto con el aire que contiene la manguera.

Abrir la perilla del manómetro de baja presión (azul) e introducir refrigerante hasta alcanzar una presión de 25 PSI y cerrar la perilla.

Poner en funcionamiento el equipo de refrigeración y volver abrir la perilla del manómetro de baja presión (azul) para introducir poco a poco más refrigerante para completar la carga.

Al tener la presión adecuada de funcionamiento según sea el equipo del que se trate, cerrar la perilla del manómetro de baja presión (azul) así como la válvula de servicio del tanque que contiene el refrigerante y la válvula de servicio del compresor.

Desconectar las mangueras del juego de manómetros y la carga de refrigerante está realizada.

En las instalaciones de aire acondicionado y refrigeración existen una gran variedad de diseños y posibles componentes del sistema. El diseño del sistema y la presencia o ausencia de ciertos componentes, no sólo influye en el comportamiento del sistema durante la operación, sino que también puede tener gran influencia durante el proceso de carga. Un procedimiento de carga inapropiado puede causarle daños al compresor de varias maneras: excesiva diferencia de presión Alta/Baja, golpes de líquido u operación en vacío. El sistema de carga de refrigerante explicado está fuertemente recomendado para reducir estos riesgos. Al término de la carga hay que continuar monitoreando de cerca el sistema a través de todo el periodo inicial de trabajo. Observar todas las presiones y temperaturas operativas del sistema y hacer cualquier otro control necesario de ajuste. Mientras esto sucede, el nivel de aceite del compresor debe mantenerse dentro del visor de líquido y el sobrecalentamiento de la succión debe ser medido ocasionalmente en la succión del compresor para asegurarse el adecuado enfriamiento del motor y que no haya líquido refrigerante que esté siendo devuelto directamente al compresor.

20. TONELADA DE REFRIGERACION. La tonelada de refrigeración (TRF) es la unidad nominal de

extracción de carga térmica (enfriamiento) empleada en algunos países, especialmente de Norteamérica, para referirse a la capacidad enfriamiento de las máquinas frigoríficas y equipos de aire acondicionado. Puede definirse como la cantidad de calor latente absorbida por la fusión de una tonelada corta de hielo sólido puro en 24 horas. Una tonelada de refrigeración es igual a 12 000 BTU/hr. En unidades del Sistema Internacional de Unidades (SI) equivale a 3,517 kW. Si partimos de que para convertir una libra de hielo en una libra de agua líquida se ocupan 144 BTU's, y de que una tonelada corta equivale a 2.000 libras, al multiplicar 144*2.000, tenemos que durante el proceso se absorberán 288.000 BTUs del ambiente. A efecto de convertir este valor en una medida nominal, se consideró un período de 24 horas, por lo que al dividir los 288.000 BTUs por las 24 horas, el resultado es: 288.000/24 = 12.000 BTU/h. La tonelada de refrigeración aún se usa en algunos países, en especial en Estados Unidos. No obstante que es una unidad llamada a desaparecer con la adopción global del SI; actualmente se sigue empleando de manera convencional en el medio. El cambio se está dando de manera gradual, pues los fabricantes e ingenieros de la zona de influencia de los EE. UU. todavía especifican la capacidad de los equipos tanto en BTU por hora como en vatios, mientras que algunos ya sólo lo hacen en vatios.

EJERCICIOS RESUELTOS DE CONVERSION DE ESCALAS DE TEMPERATURA

1. CONVERTIR 15 °C EN °F

°F = 1.8 °C + 32 °F = (1.8 x 15) + 32 = 59 °F

2. CONVERTIR 80 °F EN °C

°C = (°F – 32)/1.8 °C = (80 – 32) / 1.8 = 26.66 °C

3. CONVERTIR 27 °C EN °K

°K = °C + 273 °K = 27 + 273 = 300 °K

4. CONVERTIR 310 °K en °C

°C = °K – 273 °C = 310 – 273 = 37 °C

5. CONVERTIR 37 °C A °R

°F = 1.8 °C + 32 °F = (1.8 x 37) + 32 = 98.6 °F

°R = °F + 460 °R = 98.6 + 460 = 558.6 °R

6. CONVERTIR 214 °R a °C

°F = °R - 460 °F = 214 – 460 = - 246 °F

°C = (°F – 32)/1.8 °C = (-246 – 32) / 1.8 = -154.44 °C

7. CONVERTIR 100 °C A °F

°F = 1.8 °C + 32 °F = (1.8 X 100) + 32 = 212 °F

8. CONVERTIR 68 °F A °C

°C = (°F – 32)/1.8 °C = (68 - 32) / 1.8 = 20 °C

9. CONVERTIR 100 °K A °F

°C = K – 273 °C = 100 – 273 = -173 °C

°F = 1.8 °C + 32 °F = (1.8 x (-173)) + 32 = -279.4 °F

10. CONVERTIR 32 °F a °K

°C = (°F - 32)/1.8 °C = (32 - 32) / 1.8 = 0 °C

°K = °C + 273 °K = 0 + 273 = 273 °K

Ejercicio 1

1.- Para la ciudad de Mérida, se pronostica una temperatura de 33°C. Determina la temperatura en la

escala de Fahrenheit y Kelvin.

¿Cómo resolverlo?

A) Utilizamos la conversión de °C a °F:

Datos: Fórmula: Sustitución de fórmula Resultados:

°F =? °F = 1.8 °C + 32 °F= (1.8 x 33) + 32 °F = 91.4

°C = 33° °F= 59.4 + 32

B) Para convertir a la escala Kelvin se tiene:

Datos: Fórmula: Sustitución de fórmula Resultados:

K =? °K = °C + 273 °K= 33°C + 273 °K = 306

°C = 33°

Ejercicio 2

2.- La leche se calienta hasta alcanzar una temperatura de 88°F. ¿Qué temperatura marcarán los

termómetros en la escala Celsius y Kelvin?

¿Cómo resolverlo?

A) Para convertir a la escala Celsius:

Datos: Fórmula: Sustitución de fórmula Resultados:

°C =? °C = (°F - 32)/1.8 °C= (88 - 32) / 1.8 °C = 31.11

°C = 88°F °C= 56 / 1.8

B) Conversión a la escala Kelvin:

Datos: Fórmula: Sustitución de fórmula Resultados:

K =? °K = °C + 273 °K= 31.11 + 273 °K = 304.11

°C = 31.11°

EJERCICIOS RESUELTOS DE CONVERSION DE UNIDADES

1. CONVERTIR 40 Lb A Kg.

1 Lb = 0.454 Kg 40 Lb X (0.454 Kg / 1 Lb) = 18.16 Kg

2. CONVERTIR 100Kg A Lb.

0.454 Kg = 1 Lb 100 Kg X (1 Lb / 0.454 Kg) = 220.26 Lb

3. CONVERTIR 60 cm A in

2.54 cm = 1 in 60 cm X (1 in / 2.54 cm) = 23.62 in

4. CONVERTIR 25 in A cm

1 in = 2.54 cm 25 in X (2.54 cm / 1 in) = 63.5 cm

5. CONVERTIR 10 in A ft

12 in = 1 ft 10 in X (1 ft / 12 in) = 0.833 ft

6. CONVERTIR 6 m A ft

0.3048 m = 1 ft 6 m X ( 1 ft / 0.3048 m) = 19.685 ft

7. CONVERTIR 3 in A m

1 in = 0.0254 m 3 in X (0.0254 m / 1 in) = 0.0762 m

8. CONVERTIR 5 in2 A ft2

144in2 = 1 ft2 5 in2 X (1 ft2 / 144 in2) = 0.0347 ft2

9. CONVERTIR 12 cm2 A in2

6.4536 cm2 = 1 in2 12 cm2 X (1in2 / 6.4536 cm2) = 1.86 in2

10. CONVERTIR 16 ft2 A m2

1 ft2 = 0.0929 m2 16 ft2 X (0.0929 m2 / 1 ft2) = 1.4864 m2

11. CONVERTIR 22 in2 A m2

1 in2 = 0.00064516 m2 22 in2 X (0.00064516 m2 / 1 in2) = 0.01419 m2

12. CONVERTIR 85 Lb/in2 A gr/cm2

1 Lb = 454 gr 85 Lb/in2 X (454gr / 1 Lb) X (1 in2 / 6.4516 cm2) = 5981.46 gr/cm2

1 in2 = 6.4516 cm2

13. CONVERTIR 5.3 Kg/cm2 A Ton/ft2

1000 Kg = 1 Ton 5.3 Kg/cm2 X (1 Ton / 1000 Kg) X (929.0304 cm2 / 1 ft2) = 4.92 Ton/ft2

929.0304 cm2 = 1 ft2

14. CONVERTIR 45 Lb/in2 a Kg/cm2

1 Lb = 0.454 Kg 45 Lb/in2 X (0.454 Kg / 1 Lb) X (1 in2 / 6.4516 cm2) = 3.166 Kg/cm2

1 in2 = 6.4516 cm2

15. CONVERTIR 582 gr/cm2 A Kg/m2

1000 gr = 1 Kg 582 gr/cm2 X (1 Kg / 1000 gr) X (10000 cm2 / 1 m2) = 5820 Kg/cm2

10000 cm2 = 1 m2

16. CUANTOS BTU SE NECESITAN PARA INCREMENTAR LA TEMPERATURA DEL AGUA SI INICIALMENTE

TIENE UNA TEMPERATURA DE 47°F Y SE LE APLICA CALOR HASTA QUE LA TEMPERATURA LLEGA A

126°F.

POR CADA GRADO DE TEMPERATURA INVREMENTADO SE INCREMMENTA 1 BTU

POR LO TANTO:

BTU = T2 - T1

BTU = 126 – 47 = 79 BTU’s

17. CUANTOS BTU SE NECESITAN ELIMINAR PARA BAJAR LA TEMPERATURA DEL AGUA SI INICIALMENTE

TIENE UNA TEMPERATURA DE 212°F Y SE NECESITA UNA TEMPERATURA DE 28°F.

POR CADA GRADO DE TEMPERATURA ELIMINADO SE ELIMINARA 1 BTU

POR LO TANTO:

BTU = T1 - T2

BTU = 221 – 28 = 184 BTU’s

18. CALCULAR LA CANTIDAD DE BTU QUE ELIMINA UN SISTEMA DE REFRIGERACIÓN EL CUAL

INICIALMENTE TIENE UNA TEMPERATURA DE 104°F Y VA DISMINUYENDO GRADUALMENTE 5°F POR

HORA, EL SISTEMA SE MANTIENE TRABAJANDO TODO EL DÍA.

POR CADA HORA DE TRABAJO SE PIERDEN 5°F DE TEMPERATURA

POR LO TANTO POR CADA HORA DE TRABAJO SE ELIMINAN 5 BTU

SI EL SISTEMA TRABAJA 24 HORAS ENTONCES:

BTU = 5 X 24 = 120 BTU’s

ACTIVIDADES

C U E S T I O N A R I O

1. Explica el concepto de refrigeración.

2. Explica el concepto de calor y las formas de producirlo.

3. Explica las formas de transmitir el calor.

4. Explica los tipos de calor.

5. Menciona las unidades de calor y sus equivalencias.

6. Explica el concepto de temperatura.

7. Menciona las escalas de temperatura que existen.

8. Explica el concepto de presión.

9. Explica los tipos de presión que existen.

10. Explica que es un refrigerante y sus características.

11. Explica la clasificación de los refrigerantes.

12. Menciona los componentes principales del sistema de refrigeración.

13. Explica la función de cada uno de los componentes principales del sistema de refrigeración.

14. Explica los tipos de cada uno de los componentes principales del sistema de refrigeración.

15. Explica el ciclo de refrigeración mecánico.

16. Menciona los accesorios de un sistema de refrigeración.

17. Explica la función de cada uno de los accesorios del sistema de refrigeración.

18. Explica el procedimiento para realizar la evacuación al sistema de refrigeración.

19. Explica el procedimiento para realizar la carga de refrigerante al sistema de refrigeración.

20. Explica el concepto de tonelada de refrigeración.

EJERCICIOS PROPUESTOS DE CONVERSION DE ESCALAS DE TEMPERATURA

1. CONVERTIR 45 °C EN °F

2. CONVERTIR 20 °F EN °C

3. CONVERTIR 29 °C EN °K

4. CONVERTIR 430 °K en °C

5. CONVERTIR 58 °C A °R

6. CONVERTIR 324 °R a °C

7. CONVERTIR 212 °F A °C

8. CONVERTIR 98 °C A °F

9. CONVERTIR 300 °K A °F

10. CONVERTIR 84 °F a °K

Ejercicio 1

1.- Para la ciudad de Oaxaca, se pronostica una temperatura de 38°C. Determina la temperatura en la

escala de Fahrenheit y Kelvin.

Ejercicio 2

2.- El agua es calentada hasta alcanzar una temperatura de 104°F. ¿Qué temperatura marcarán los

termómetros en la escala Celsius y Kelvin?

EJERCICIOS PROPUESTOS DE CONVERSION DE UNIDADES

1. CONVERTIR 83 Lb A Kg.

2. CONVERTIR 454Kg A Lb.

3. CONVERTIR 100 cm A in

4. CONVERTIR 10 in A cm

5. CONVERTIR 20 in A ft

6. CONVERTIR 12 m A ft

7. CONVERTIR 5 in A m

8. CONVERTIR 18 in2 A ft2

9. CONVERTIR 36 cm2 A in2

10. CONVERTIR 21 ft2 A m2

11. CONVERTIR 35 in2 A m2

12. CONVERTIR 68 Lb/in2 A gr/cm2

13. CONVERTIR 12 Kg/cm2 A Ton/ft2

14. CONVERTIR 56 Lb/in2 a Kg/cm2

15. CUANTOS BTU SE NECESITAN PARA INCREMENTAR LA TEMPERATURA DEL AGUA SI

INICIALMENTE TIENE UNA TEMPERATURA DE 82°F Y SE LE APLICA CALOR HASTA QUE LA

TEMPERATURA LLEGA A 195°F.

16. CUANTOS BTU SE NECESITAN ELIMINAR PARA BAJAR LA TEMPERATURA DEL AGUA SI

INICIALMENTE TIENE UNA TEMPERATURA DE 208°F Y SE NECESITA UNA TEMPERATURA DE 68°F.

17. CALCULAR LA CANTIDAD DE BTU QUE ELIMINA UN SISTEMA DE REFRIGERACIÓN EL CUAL

INICIALMENTE TIENE UNA TEMPERATURA DE 176°F Y VA DISMINUYENDO GRADUALMENTE 10°F

POR HORA, EL SISTEMA SE MANTIENE TRABAJANDO TODO EL DÍA.

FUENTES DE INFORMACION

Refrigeración y Aire Acondicionado Camilo Botero Editorial Prentice

Manual de refrigeración domestica José Hernández Valadez Editorial trillas 1998

Mantenimiento y reparación de refrigeradores Paul F. Golier Editorial Diana 1991

https://www.youtube.com/watch?v=xjVG6v_1sdY

https://www.youtube.com/watch?v=iOBWj2jNWK8

https://www.youtube.com/watch?v=DFt8ejyKHwE

https://www.youtube.com/watch?v=AY3eYNBYZfM