Curso de Aire Acondicionado

7/29/2019 Curso de Aire Acondicionado

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Febrero 2011

Instructor: Ing. Juan Carlos Morales
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INTRODUCCIN

El objetivo de la refrigeracin mecnica es enfriar un objeto o ambiente por medio de losdispositivos desarrollados por el ser humano para este fin.

Para lograr este propsito partimos de conocimientos de la fsica de los materiales y enparticular, los gases, segn los cuales, el calor, como forma de energa, siempre tiende a fluirhacia un entorno ms fro.

CALOR

El Universo est hecho de materia y energa. La materia est compuesta de tomos y molculas(que son grupos de tomos) y la energa hace que los tomos y las molculas estn en constante

movimiento - rotando alrededor de si mismas, vibrando o chocando unas con otras. Elmovimiento de los tomos y molculas crea una forma de energa llamada calor .


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TEMPERATURALa temperatura es una medida del calor o energa trmica de las partculas en una sustancia.Cmo medimos la temperatura?Todo empez con el establecimiento de una escala de temperaturas. Esta escala permite asignar un

nmero a cada medida de la temperatura.A principios del siglo XVIII, Gabriel Fahrenheit (1686-1736) cre la escala Fahrenheit. Fahrenheitasign alpunto de congelacin del agua una temperatura de 32 grados y al punto de ebullicin unade 212 grados. Su escala est anclada en estos dos puntos.En 1743, Anders Celsius (1701-1744) invent la escala Celsius. Usando los mismos puntos de anclajeCelsius asign alpunto de congelacin del agua una temperatura de 0 grados y al de ebullicin unade 100 grados. La escala Celsius se conoce como el Sistema Universal.

Hay un lmite a la temperatura mnima que un objeto puede tener. La escala Kelvin est diseada deforma que este lmite es la temperatura 0. La relacin entre las diferentes escalas de temperatura esla siguiente:


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Frmulas para conversin de temperaturas

F = 1.8C + 32C = F - 32 / 1.8C = K - 273.15K = C + 273.15

F = grados FahrenheitC = grados centgrados o Celsius

K= grados kelvin

PRESIN

La presin es una fuerza aplicada a una superficie o distribuida sobre ella. La presin P

ejercida y distribuida sobre un rea se define como


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La ebullicin es el proceso fsico en el que un lquido pasa a estado gaseoso. Se realizacuando la temperatura de la totalidad del lquido iguala al punto de ebullicin del lquido aesa presin.

Este proceso es muy distinto a la evaporacin, que es paulatino y para el que no esnecesario el calentamiento de toda la masa.

Existe una relacin directa entre la presin y la temperatura de ebullicin de los lquidos.Por ejemplo: El agua hierve a los 100 grados Celsius pero si se encuentra a una presin de 1bar, que es la presin producida por la capa de aire atmosfrica sobre 1 m2 de rea sobre la

tierra.
http://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_f%C3%ADsicohttp://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Gashttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_ebullici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Evaporaci%C3%B3n_(proceso_f%C3%ADsico)http://es.wikipedia.org/wiki/Evaporaci%C3%B3n_(proceso_f%C3%ADsico)http://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_ebullici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_ebullici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_ebullici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_ebullici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_ebullici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Gashttp://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_f%C3%ADsicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_f%C3%ADsicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_f%C3%ADsico


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Presinmanomtrica Temperatura de ebullicin Notas

(bar) (grados C)0 100 Temperatura a la que suponemos que el agua hierve

1 120

2 134

3 144 Temperatura a la que hierve el agua en una olla express(aqu el agua permanece a 144 grados celcius antes de convertirseen vapor, lo que permite que los alimentos puedan cocerse a 144grados, lo que acelera el proceso de coccin.)

-0.5 81 Cuando generamos un vacio el punto de ebullicin disminuye.( esto significa que el agua hierve a 81 grados celcius.)

-1 32 Un vaco mayor, en este caso de -1 bar provoca que el agua hierva alos 32 grados Celsius.

Consideremos que tenemos un recipiente de vidrioconteniendo agua, y en la tapa conectamos un equipoque disminuya la presin interna del envase dondemantenemos el agua.Si disminuimos la presin del agua hasta -1 barobservaremos que el agua comienza a hervir a los 32grados centgrados, lo que significa que cuandomodificamos la presin a la que se encuentran loslquidos, podemos modificar el punto de ebullicin.


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GAS REFRIGERANTEEs un fluido que tiene como misin la de absorber calor de una fuente de mayor temperaturay desecharlo en una fuente de baja temperatura.

Caractersticas a cumplir por un refrigerante:- No ser venenoso-No ser explosivo- Inflamable-Debe tener un punto de ebullicin a baja temperatura a un bar de presin atmosfrica o cerobars en presin manomtrica.


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INTRODUCCIN:En esta seccin se mostrara el funcionamiento delproceso o ciclo de refrigeracin aplicando los

principios que lo generan.

PRIMER PRINCIPIO: El calor se transfiere de la materiau objetos de mayor temperatura hacia los de menortemperatura.

60 0C 20 0C
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Esto permite que dentro de una caja congeladora podamos hacer pasar unlquido a baja temperatura dentro de un tubo y que el material a refrigerar (unrefresco por ejemplo) seda su calor hacia el gas que tiene menor temperatura.

SEGUNDO PRINCIPIO: Un lquido cuandocambia de estado de lquido a gas requierecalor para su transformacin, este calor estomado de cualquier objeto o materia queeste cercano al lquido, refrigerndolo. Por lotanto requerimos de lquidos que hiervan a

baja temperatura (refrigerantes).
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PARTES DEL CICLO DE REFRIGERACIN

1.- Compresor2.- Condensador

3.- Evaporador4.- Tubo capilar5.- Deshidratador

Compresor: Su trabajo es succionar el gas,comprimirlo y expulsarlo a una mayor presin

Condensador: El condensador es un tubo en formade intercambiador de calor que extrae el calor delgas refrigerante que pasa por sus paredes y loentrega al aire que lo rodea.

Evaporador: Consiste tambin en un tubo enforma de intercambiador de calor donde el calor delos objetos que se desean refrigerar es cedido allquido refrigerante para que este lo transporte.

Tubo capilar: Provee una cada depresin al lquido refrigerante.

Deshidratador: En un circuito de refrigeracin es necesario instalar un equipo que absorbala humedad que se pueda encontrar mezclada con el refrigerante para evitar daos en elcompresor , esto se logra con el deshidratador.


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CICLO TERMODINAMICO DE LA REFRIGERACIN


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DESCRIPCIN DEL CICLO

A-B SOBRECALENTAMIENTO PRIMEROEl compresor aspira desde la lnea de baja punto A, hacia el punto B. En la trayectoria entre

estos dos puntos el fluido esta en contacto trmico con el conducto de aspiracin delcompresor (tubera de baja presin) y al rozar contra el mismo absorbe temperatura. Entoncesla temperatura del fluido vapor aumenta por recalentamiento.

B-C SOBRECALENTAMIENTO SEGUNDODentro del compresor el fluido entra en contacto con los componentes del mismo, latemperatura del fluido aumenta tambin por intercambio.

C-D COMPRESINUna vez terminada la aspiracin, el vapor es estrangulado dentro del cilindro para aumentar supresin a 16 bar, alcanzando una temperatura de 450C .

D-E DES-SOBRECALENTAMIENTO

El rozamiento del fluido contra las paredes del conducto de descarga, el calor almacenado porlas partes mecnicas, etc, hacen que la temperatura de descarga alcance los 820C, en ocasiones1160C.El fluido entonces est sobrecalentado en el punto D. Adems el fluido es conducido hacia elcondensador, pero antes de llegar su temperatura es disminuida mientras se aleja delcompresor.


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E-F PRINCIPIO DE LA CONDENSACINEn esta fase de funcionamiento, el fluido vapor a alta presin y temperatura ir intercambindosedentro del condensador hasta alcanzar la temperatura de condensacin. Desde el punto E hastaF, en un principio, slo variara su temperatura y justo en F se fabricara la primera gota delquido.F-G CONDENSACINAl formarse la primera gota de lquido, el fluido entra en transformacin y su estado actual es unamezcla de vapor-lquido. Su transformacin seguir en aumento, cada vez ms lquido, mientrasrecorra el serpentn del condensador. Hasta el punto G, concretamente, el fluido es 100%lquido.

G-H EL SUBENFRIAMIENTOEl subenfriamiento es una fase importante para el buen funcionamiento de una instalacinfrigorfica. Una vez terminada la condensacin, el lquido seguir dentro del condensador paraextraer ms energa, esta vez bajando en forma de calor sensible.

H-I EXPANSINAl salir del condensador convertido totalmente en lquido subenfriado, se dirige a la vlvula de

expansin termosttica o al tubo capilar. En ella se provoca una cada de presin importante quese debe a la reduccin del dimetro de paso para el lquido.I-A EVAPORACINEl lquido llega al evaporador a una baja presin, esta baja presin permite que el fluido tenga lacapacidad de evaporarse o hervir, a baja temperatura, y esta evaporacin para llevarse a caborequiere de energa calorfica, la cul es extrada de los materiales a refrigerar.


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EL COMPRESOR

Durante la carrera de descenso del pistn, se abre lavlvula de admisin accionada por el vaco creadopor el propio pistn, mientras la de descarga seaprieta contra su asiento, de esta forma se llena delquido el espacio sobre l. Luego, cuando el pistnsube, el incremento de presin cierra la vlvula deadmisin y empuja la de escape, abrindola, con loque se produce la descarga. La repeticin de esteciclo de trabajo produce un bombeo pulsante a

presiones que pueden ser muy grandes.


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Procedimiento Para Cambiar el CompresorAntes de iniciar el cambio del compresor, se debe asegurar la disponibilidad de un modelo decompresor con las caractersticas idnticas al del sistema original, con fluido refrigerante y filtrodeshidratador compatible, adems de las herramientas y equipos apropiados. Una de lasherramientas importantes en el cambio de un compresor es la bomba de vaco la cual, debe serde 1.2 CFM (pies cbicos por minuto) o mayor.


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Como Retirar el Filtro DeshidratadorSiempre tenga presente que la sustitucin del compresor exige tambin la sustitucin del filtrodeshidratador y del tubo capilar, debiendo seguirse los siguientes pasos:1. Caliente lentamente el rea de la soldadura del tubo capilar con el filtro y al mismo tiempo retire el

capilar usando una fuerza moderada para no romperlo dentro del filtro deshidratador.2. Despus del enfriamiento, tape el extremo del tubo capilar con un tapn de caucho (neopreno). Alretirar el filtro, se debe evitar el calentamiento excesivo, para impedir que la eventual humedadretenida en el filtro se vaya para la tubera del sistema.

Posicin del filtro deshidratadorEl filtro secador debe ser instalado en la posicin vertical con el tubo capilar en la parteinferior. Esta posicin evita que los granos del desecante se friccionen y liberen residuos.Tambin, permite una igualacin de la presin ms rpida en aquellos sistemas que usantubos capilar como medio de expansin.


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VACIO:Aplique un vaco de 500 micrones (29.90 pulgadas de mercurio) y nunca con un tiempo menor a los 20minutos en este nivel. Nunca use alcohol u otros derivados como solventes. Estos productos provocancorrosin en la tubera, en las partes metlicas del compresor y tornan los materiales elctricos

aislantes quebradizos.Al cargar refrigerante, recuerde que la mayora de los sistemas de refrigeracin domsticas trabajancon poca cantidad de fluido refrigerante (menor a 350 gramos) y utilizan el tubo capilar comoelemento de control.

VISCIDAD:La viscosidad de un aceite para compresores con R-12 es ISO-32 (150 SSU) y para los modelos con

R134a, es ISO-22 (100 SSU). En el caso de compresores con R- 12, la mezcla entre ellos da comoresultado la disminucin de la vida del compresor y tambin aumenta de forma significante elconsumo de energa y el nivel de ruido ya que, el exceso de aceite grueso (ms viscoso) acta comoun freno.CAPACITORES DE ARRANQUE


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REFRIGERANTESEl R-134a es un refrigerante HFC de largo plazo que sustituye al R-12. Sus aplicaciones incluyen elreemplazo y uso en instalaciones nuevas de aire acondicionado automotriz , as como en equipos de

refrigeracin comercial, estacionario de alta temperatura y enfriadores.

El R-22 es un refrigerante de base HCFC usado en aplicaciones de aire acondicionado residencial ycomercial de media y baja temperatura.


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