01.-Máquina-Frigorífica-de-Compresión-Mecánica_prácticas

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SECRETARÍA DE ESTADO

DE LA SEGURIDAD SOCIAL

INSTALACIONES

FRIGORÍFICASCuadernillo de Prácticas

Centro Nacional de Formación Marítima de Bamio

Departamento de Máquinas & Sistemas



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Bruno de Miranda Santos Página 1

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ÍNDICE

PRÁCTICA I. LA HERRAMIENTA DEL FRIGORISTA 2 OBJETIVOS 2 REALIZACIÓN DE LA PRÁCTICA 2 PRÁCTICA II. MONTAJE DE UNA INSTALACIÓN FRIGORÍFICA CON TUBOCAPILAR 3 OBJETIVOS 3 REALIZACIÓN DE LA PRÁCTICA 3 PRÁCTICA III. VACÍO, PRUEBA DE PRESIÓN Y CARGA DE REFRIGERANTE DELA INSTALACIÓN FRIGORÍFICA 5 OBJETIVOS 5 MATERIAL NECESARIO 5 REALIZACIÓN DE LAS PRÁCTICAS 6 1. VACÍO DE LA INSTALACIÓN 7 2. PRUEBA DE PRESIÓN CON NITRÓGENO 10 3. VACÍO EN LA INSTALACIÓN 12 4. CARGA DE REFRIGERANTE EN LA INSTALACIÓN FRIGORÍFICA: 12 PRÁCTICA IV. REGLAJE Y PUESTA EN MARCHA DE LA INSTALACIÓNFRIGORÍFICA 14 OBJETO 14 REALIZACIÓN DE LA PRÁCTICA 14



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PRÁCTICA I. LA HERRAMIENTA DEL FRIGORISTA

Objetivos

Identificar las principales herramientas empleadas por los frigoristas, eintroducir las principales técnicas para su empleo. El alumno deberáinventariar la herramienta contenida en los maletines entregados, quepermanecerán a su cargo a lo largo el desarrollo de todo el curso.

Realización de la práctica

El profesor realizará una explicación, identificando los componentes delos maletines de herramientas entregados, y demostrando el empleo delcortatubos, escariador, abocardador y de la curvadora de tubos.

Tras la demostración, los alumnos pasarán, trabajando en parejas, aidentificar e inventariar la herramienta contenida en cada maletín.



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PRÁCTICA II. MONTAJE DE UNA INSTALACIÓN FRIGORÍFICACON TUBO CAPILAR

Objetivos

Montaje de una instalación frigorífica con unidad condensadora decompresor hermético alternativo y expansión por tubo capilar.

Realización de la prácticaContará con los siguientes elementos, en el orden adecuado:

1 Unidad condensadora compuesta por:

o Compresor.

o Condensador.

o Recipiente de líquido refrigerante.

o Válvula de servicio de alta y de baja presión.

2 Visor de líquido.3 Filtro deshidratador.

4 Dispositivos de expansión por tubo capilar de 0,8 mm de Ø interior y 600 mm de largo.

5 Válvula solenoide.

6 Válvula de carga.

7 Evaporador tiro forzado

8 Presostatos de alta y baja presión.

9 Manómetros de alta y baja presión.

10 Termostato.

El montaje se realizará según el siguiente esquema:



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Para el montaje de la instalación se deberán seguir las indicacionessiguientes:

a) Se empleará tubo de cobre para refrigeración y la unión serealizará por medio de soldadura por capilaridad tipo fuerte y paralos elementos roscados con rácores según normas SAE.

b) El trazado de la tubería guardará paralelismo en 3 los ejesprincipales, definidos por el banco de trabajo.

c) Se atenderá a la dirección del flujo de aquellos elementos que asílo indiquen (válvula solenoide y filtro deshidratador).

d) La válvula solenoide debe mantenerse con el cuerpo horizontal demanera que la bobina quede perpendicular al suelo y por encimade la válvula.

El control de la instalación se realizará mediante un termostato Danfossde tipo mecánico que actuará sobre la válvula solenoide, realizándose laparada del compresor mediante el presostato de baja, cuya desconexiónestará tarada a 5ºC menos que el arranque. El presostato de alta estarátarado a 50ºC.

Para el gobierno del desescarche se empleará un reloj Theben, que seprogramará para un tiempo de duración de desescarche de 6 minutos.



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PRÁCTICA III. VACÍO, PRUEBA DE PRESIÓN Y CARGA DEREFRIGERANTE DE LA INSTALACIÓN FRIGORÍFICA

Objetivos

Sobre la instalación frigorífica montada en la práctica anterior realizaremos vacío, prueba de presión con nitrógeno y carga derefrigerante.

Una vez cargada con refrigerante, la instalación frigorífica quedará endisposición de ser puesta en servicio.

Material necesario

1 Bomba de vacío de servicio frigorista.

2 Botella de Nitrógeno Técnico.

3 Manorreductor para la botella de Nitrógeno.

4 Báscula.

5 Botella de Refrigerante R 404A.

6 Juego de mangueras y manovacuómetro (puente de manómetros).

7 Llave de carraca

Bombas de vacío de serviciofrigorista

Cilindro dosificador derefrigerante

Manorreductor de la botella denitrógeno



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Puente de manómetros o analizador

Realización de las prácticas

Antes de la puesta en servicio de la instalación, se realizarán lassiguientes operaciones en el orden indicado:

1. Vacío de la instalación.

2. Rotura del vacío / Prueba de Presión con Nitrógeno.

3. Vacío de la instalación.

4. Carga de refrigerante a la instalación frigorífica.

En el caso de que durante los pasos 1 a 3 se detectaran fugas, selocalizarán las mismas mediante el empleo de agua jabonosa y sesolucionarán hasta que la instalación quede perfectamente hermética.Una vez conseguido esto volveremos a repetir la secuencia desde elprincipio (pasos 1, 2 3 y 4).



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1. Vacío de la Instalación

Siempre que se da por concluido el montaje de una instalación frigorífica,o después de operaciones de mantenimiento que supongan contacto delinterior de la instalación con la atmósfera, es necesario hacer vacío.

Hacer vacío supone extraer del interior de la instalación el aire y lahumedad. La humedad procede del propio aire y de los componentes dela instalación, que durante su almacenaje, transporte o puesta en obrahayan sufrido hidratación.

El aire es un gas no condensable, que durante el funcionamiento de la

instalación se acumularía en el condensador y provocaría la elevación dela presión de alta, perjudicando el rendimiento del compresor.

La presencia de humedad supone riesgo de formación de hielo en elorificio del dispositivo de expansión, u otras zonas frías de la instalacióncomo distribuidores de líquido, el interior del evaporador o el filtro deaspiración. Además el agua aumentará el riesgo de corrosión interior elcircuito, pudiendo llegar incluso a formar ácidos en presencia dedeterminados refrigerantes o aceites, incidiendo en la falla del compresor por degradación del aislamiento del motor eléctrico en compresoresherméticos o semiherméticos.

En resumen debemos hacer vacío para retirar el aire y la humedad, dadoque:

El aire es un gas no condensable, que se acumula en elcondensador, suponiendo un aumento de la presión decondensación que redunda en reducción del rendimiento delcompresor.

La humedad provoca riesgo de formación de tapones de hielo enlas zonas frías.

La presencia de humedad aumenta el riesgo de corrosión interior del circuito.

La humedad puede dar lugar a degradación del aceite orefrigerante, llegando a la formación de ácidos corrosivos.

En los compresores que utilizan aceites POE, muy higroscópicos,la hidratación de los mismos supondrá alteración de suspropiedades como lubricante.



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Equipo necesario

El equipo necesario para realizar vacío es relativamente sencillo yeconómico; el caudal de la bomba de vacío será crítico si trabajamos demanera habitual en instalaciones de gran tamaño. En todo casonecesitaremos:

Bomba de vacío de servicio frigorista, de tamaño adecuado enfunción de las instalaciones en las que operamos de manerahabitual. Lo recomendable es una bomba de doble etapa, aunquecon una bomba de simple etapa podremos operar de igual manera.

Juego de mangueras para conexión a la instalación, con racores

compatibles con los existentes en la instalación.

Vacuómetro, la mayoría de los puentes de manómetros(analizadores) de frigorista incorporan vacuómetro o cuentan conun mano-vacuómetro de baja (escala de vacío negativa, por debajode cero).

Llave de carraca o chicharra si hay válvulas de macho.

Procedimiento

El procedimiento de vacío es muy simple, y ayudará a prolongar la vidaútil de los elementos de la instalación y a prevenir formación de taponesde hielo. Debe seguir los siguientes pasos.

1. Conectamos la bomba de vacío a la instalación a través del puentede manómetros (analizador) a la zona de la instalación a la quedeseemos hacer vacío.

2. Ponemos la válvula de servicio en posición adecuada. Si se tratade una instalación grande servida por compresores herméticos osemi-herméticos con válvulas de servicio propias, es conveniente

hacer vacío por zonas, y al compresor por separado, para evitar laexcesiva vaporización de las fracciones volátiles del aceite duranteel vacío de tuberías o intercambiadores.

3. Arrancamos la bomba de vacío y la mantenemos trabajado unosinstantes antes de abrir el las válvulas entre la bomba y lainstalación, para garantizar una temperatura mínima en el aceitede la bomba que nos permita minimizar la condensación dehumedad en el interior del mismo.

4. Abrimos las válvulas que seccionan el paso entre el punto de

conexión a la instalación y la bomba de vacío.



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5. Mantenemos la bomba encendida hasta evacuar todo el aire y todo

el vapor de agua. Alcanzar la máxima presión de vacío permitidapor la bomba no supone garantía de haber evacuado toda lahumedad, debemos esperar un tiempo prudencial con la bombaencendida para garantizar la eliminación del agua, en función delmáximo vacío alcanzado determinaremos si es necesario repetir laoperación después de haber roto el vacío con nitrógeno o no(véase el apartado siguiente).

6. En instalaciones pequeñas, para saber si hemos acabado deevacuar la humedad podemos cerrar la válvula “LO” del puente demanómetros y tratar de percibir cambio de ruido en la bomba, si

hay un cambio de ruido perceptible es posible que en la instalacióntodavía haya humedad.

7. Cuando el nivel de vacío sea adecuado (500 micrones de mercuriode presión absoluta, -29,9 inHg de vacio), cerramos la válvula “LO”del puente de manómetros, esperamos 1 minuto para garantizar elsecado del aceite de la bomba y apagamos la bomba de vacío. Esimprescindible respetar el orden para que no exista la posibilidadde contaminar la instalación con aceite de la bomba.

8. Tomamos lectura de la presión de vacío, y esperamos un tiempo

prudencial (30 minutos), proporcional al tamaño de la instalación.Es relativamente habitual un aumento de presión debido a lavaporización de fracciones volátiles del aceite, o en instalacionesusadas, de refrigerante. Si dicho aumento es inferior a 25 mmHg (1inHg), Rapin y Jacquard indican que es normal. Ante aumentosmayores debemos proceder a romper el vacío con nitrógeno secoy repetir el procedimiento, salvo que la pérdida de vacío sea muyacusada o total, en cuyo caso deberemos realizar prueba depresión con gas inerte para detección de fugas.

Como saber si el vacío es adecuado

Si al realizar el paso 6, tras aislar la instalación respecto a la bombaexperimentamos un rápido aumento de la presión, lo más probable esque tengamos una fuga; debemos realizar una búsqueda de fugas (connitrógeno seco y espuma de agua jabonosa, por ejemplo) y reparar lasque encontremos.

Si el aumento de presión es pequeño, tal y como se indica en el punto 7,podemos tener revaporización de humedad no evacuada, o volatilización

de aceite o refrigerante atrapado en los filtros o en el propio aceite (el



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caso del refrigerante solo en instalaciones usadas). Si este es el caso,

debemos romper el vació con nitrógeno seco, y repetir el procedimiento.Si contamos con una bomba de vacío de simple etapa, puede ser difícilalcanzar los -29,9 inHg (pulgadas de columna de mercurio) de vació. Ental caso, una vez realizados los pasos 1 – 7, romperemos el vacío connitrógeno seco hasta una presión ligeramente positiva (0,1 bar) yrepetiremos la operación de vacío.

Consideraciones finales

Durante el vacío de la instalación, si el compresor cuenta con válvulas,

manténgalo aislado con respecto a la misma, y abra las válvulas solocuando haya alcanzado el vacío en el resto de la instalación, parapermitir a la bomba vaciar el compresor también.

Si el compresor cuenta con resistencia en el cárter, manténgalaencendida durante el vacío.

No es recomendable realizar vacío con bajas temperaturas ambiente(menos de 10ºC), o con bombas de vacío excesivamente grandes enrelación con la instalación, puede provocar congelación de la humedaden el interior de la instalación y “falsos vacíos”. Puede aportar calor

desde el exterior con un calefactor o una pistola de aire caliente a bajatemperatura (jamás utilice el soplete).

Nunca arranque el compresor en vacío, los compresores herméticos ysemi-herméticos refrigeran el motor eléctrico con los vapores delrefrigerante. Arrancar el compresor en vacío puede provocar que sequeme el motor.

2. Prueba de Presión con Nitrógeno

El objeto de la prueba de presión con nitrógeno es detectar la existencia

de fugas y comprobar la estanqueidad de la instalación.

Otro de los cometidos de esta prueba es romper el vacío, paraposteriormente al volver hacer vacío, lo que nos permite mejorar losniveles de vacío alcanzados. Además, debido a que el Nitrógeno es ungas inerte (no contiene aire ni humedad), arrastrará partículas dehumedad que en el vacío siguiente podremos extraer con mayor facilidad.

Es obligatorio realizar la prueba de presión con Nitrógeno, y bajo ningúnconcepto debe utilizarse refrigerante (fluido frigorígeno), debido



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principalmente a que el Nitrógeno es un gas no contaminante, además

de ser mucho más barato.Nunca debe realizarse la prueba de presión con aire, ya que contieneoxigeno y en contacto con aceite de la instalación puede dar lugar a unamezcla inflamable si sale pulverizado por alguna fuga.

Material necesario para realizar la Prueba de Presión con Nitrógeno:

Mano-vacuómetro (puente de manómetros).

Botella de nitrógeno seco.

Manorreductor de nitrógeno.

Llave de carraca.

El procedimiento es el siguiente; realizamos el conexionado de la botellade nitrógeno con el puente de manómetros y éste con la válvula deservicio de carga o la toma de servicio.

Abrimos lentamente la válvula de la botella de nitrógeno, comprobandoque no hay fugas (aplicar agua jabonosa con un pincel). En estemomento el manómetro de alta del manorreductor de la botella denitrógeno marca la presión existente en la botella (ésta será muy elevadasi es nueva pero irá bajando a medida que se consuma el nitrógeno de la

botella). Apretaremos el tornillo del manorreductor hasta que manómetrode baja del manorreductor marque la presión que queremos para realizar la prueba.

Durante la prueba no debemos superar la presión de timbre de ningunode los elementos conectados a la instalación, que de lo contrario podríanresultar dañados. Los elementos más sensibles suelen ser losdispositivos de control y los aparatos de medida.

Llenamos la instalación con nitrógeno. Cuando la presión del manómetrodel puente llegue al valor deseado, que será igual a la del Manómetro de

baja del manorreductor de la botella de nitrógeno, entonces podemosasegurar que la instalación está llena.

Cerramos las válvulas del puente de manómetros para incomunicarlo conla botella de nitrógeno y observamos los manómetros de la instalación ydel puente, para asegurarnos que no baja la presión, si durante untiempo se mantiene la presión podremos concluir que la instalación estáen buenas condiciones.

Si la presión disminuyera en los manómetros, localizaremos la fuga conagua jabonosa comenzando desde el puente de manómetros (por si este

estuviera en mal estado) y seguiremos metódicamente en un orden.



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Otras formas de localizar las fugas es por medio de trazadores de color,

lámpara de llama para refrigerantes halogenados (Cloro, fluor, bromo yfuera de frío yodo) y detector electrónico.

3. Vacío en la Instalación

Una vez concluida la prueba de presión con nitrógeno, liberamos elmismo a la atmósfera hasta una presión próxima a la atmosférica, yvolvemos a realizar vacío como se ha explicado en el punto 1.

Debemos realizar este vacío de manera obligatoria, dado que elnitrógeno es un gas no condensable, y su presencia en una instalación

durante el funcionamiento sería perjudicial.Es necesario tener la precaución de no someter la bomba de vacío a lapresión de la prueba de estanqueidad, y no conectar la misma al circuitohasta que se haya liberado el exceso de presión.

4. Carga de Refrigerante en la instalación frigorífica:

Una vez la instalación está en vacío, procederemos a una cargacontrolada, dosificando la cantidad con el cilindro de carga que seencuentra a presión positiva o mediante una botella de refrigerante

licuado y una báscula.Básicamente tenemos tres opciones, en función del estado previo de lainstalación y las tomas de servicio o válvulas de carga con las quecontemos.



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Métodos de carga de la instalación

Zona de lainstalación por la que realizola carga

Válvula por donde cargo

Estado decarga previo (1)

Estado defuncionamientode la instalacióndurante la carga

Estado deagregación delrefrigerantedurante lacarga

Zona de baja

Válvula deservicio en laaspiración del

compresor

Parcialmentecargada

En vacío (roto)(3)

En marcha

Refrigerantepuro: vapor

Refrigerantemezcla: líquido

(2)

Zona de alta

Válvula deservicio en el

depósito

Válvula decarga en la

línea de líquido

En vacío Parada Líquido

Zona de altaVálvula decarga en la

línea de líquido

Parcialmentecargada

En vacío (roto)

En marcha Líquido (4)

(1) por si ya hay refrigerante en la instalación(2) muy lentamente, con precaución de no dar golpe de líquido al compresor

(3) rompemos el vacío con el mismo refrigerante para que el compresor nunca arranque envacío, muy importante en compresores herméticos y semiherméticos.

(4) Si la potencia del compresor es grande puede que este no aspire suficiente de la botella,yse produzca la parada de la instalación por baja presión, para evitar esta situación debemosestar atentos al manómetro de baja y llegado el caso abrir la válvula de salida del depósito paraque pase refrigerante líquido del depósito.

Como nuestra instalación está en vacío, iniciamos la carga por diferenciade presiones directamente al depósito. Una vez cargado el peso

calculado, o si este no se ha alcanzado, una vez igualadas las presiones,ponemos la instalación en marcha y diagnosticamos si la carga derefrigerante es correcta, para lo que emplearemos la tabla deobservación del régimen de trabajo.

Caso de ser necesario completar la carga de refrigerante, se realizará através de la válvula de carga en la línea de líquido, con la instalación enmarcha, guardando las precauciones necesarias.



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PRÁCTICA IV. REGLAJE Y PUESTA EN MARCHA DE LAINSTALACIÓN FRIGORÍFICA

Objeto

Familiarizarse con las magnitudes y sus valores que ayudan a determinar que el funcionamiento de una instalación es correcto.

Realización de la prácticaCon la ayuda de la figura adjunta, realizar una observación del régimende trabajo de la instalación a lo largo de un periodo de tiempoprolongado, tomando medidas y anotándolas en la tabla que seacompaña.

Con la ayuda de la tabla se diagnosticará la instalación, y se realizaránlas correcciones oportunas.



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Medida Hora PB

bar

Te

ºC

PA

bar

TC

ºC

Tasp

ºC

Rtotal

ºC

Tcam

ºC

Tamb

ºC

I

A

B(sí/no)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

PB: Presión evaporación

Te: Temperatura de evaporación

P A: Presión de condensaciónTc: Temperatura de condensación

Tasp: Temperatura de aspiración

Rtotal: Recalentamieto total

Tcam: Temperatura de la cámara

Tamb: Temperatura ambiente

I: Intensidad absorbida por el compresor

B: Presencia de burbujas en el visor de líquido (sí/no)

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