REFRIGERACIÓN INDUSTRIAL
MEMORIA DE EXPERIENCIA PROFESIONAL (OPCIÓN VII)
AUTOR: EDUARDO GUILLÉN ROJAS
TAPACHULA, CHIAPAS, MÉXICO. DICIEMBRE DEL 2010
Resumen
En un sistema de refrigeración existen 4 componentes principales en los que se encuentra: El
compresor (1), que se encarga de presurizar el gas en el sistema, actúa como una bomba en donde
succiona el vapor refrigerante, por el lado de la válvula de baja presión, el gas es comprimiendo
tanto que aumenta su presión y su temperatura. El vapor caliente, al alcanzar una alta presión, es
bombeado fuera del compresor a través de la válvula de descarga en tuberías de cobre hacia el
condensador.
El condensador (2), conforme pasa a través de este, el gas a alta presión es enfriado por aire, al
alcanzar el punto de saturación correspondiente a la alta presión del condensador, el vapor se
condensa y fluye al recibidor en forma de líquido. El recibidor, este se encarga de distribuir el
refrigerante liquido a cada de unos de los sistemas (evaporador). Pasando por un dispositivo de
control (válvula de expansión VET (3)). Que separa el lado de alta y baja presión del sistema, este
reduce la presión del refrigerante líquido, la reducción provoca que este hierva o se vaporice.
Conforme el refrigerante pasa a través del evaporador (4) el calor del elemento a enfriar fluye en
las tuberías del mismo provocando que la ebullición del mismo continúe hasta que el refrigerante
se encuentre totalmente vaporizado.
El vapor refrigerante que sale del evaporador viaja a través de la línea de succión hacia la entrada
del compresor, repitiéndose nuevamente el ciclo.
Debes saber que existe un quinto componente en cada sistema de refrigeración - el refrigerante.
El refrigerante es la "sangre" que fluye a través del sistema. El responsable de absorber el calor
dentro del área refrigerada y liberarlo afuera. (Ver Fig. 1)
En este informe de titulación se habla de plan de mantenimiento que debe realizarse aun equipo
de refrigeración industrial para evitar posibles fallas futuras o el deterioro del equipo en general.
Se mencionan también los cinco componentes más importantes de un Sistema de refrigeración
industrial por compresión en un sistema paralelo, como su funcionamiento, sus fallas más
comunes, reemplazo del compresor, como evaluar un condensador y evaporador, también de
otros dispositivos de control para completar un sistema automático de refrigeración.
CONTENIDO
En este informe de titulación iniciamos con la primera actividad que consiste en un plan de
mantenimiento que se deben de realizar a los equipos de refrigeración ya se mensualmente o por
cada 2 meses, para evitar futuras fallas de los equipos o el deterioro en general en los equipo
como son: cámaras de refrigeración, vitrinas, tuberías y el cuarto de compresores (rack) en los que
se encuentran compresores, presostatos, control de nivel de aceite, filtros, censores, válvulas,
separador de aceite, entre otros. Continuando con la secuencia de actividad que consiste en los
fundamentos de refrigeración que se refriare a los principios de transferencia de calor,
considerando los tres principales tipos de trasferencia de calor como son: conducción, convección
y radiación. Para continuar con el ciclo de refrigeración, que integra los principales componentes
de un sistema de refrigeración y del quinto componente que existe en cada sistema de
refrigeración, que es el “refrigerante”. Se mencionan también la tubería, el ciclo de deshielo, el
sobrecalentamiento, los lubricantes, la relación que existe con el refrigerante, los procedimientos
para detectar fugas, proceso para probar, limpiar y deshidratar un sistema, como escoger la
bomba de vacio, el proceso de vacio, el barrido con nitrógeno y otros componentes del sistema de
refrigeración.
INTRODUCCIÓN
El mundo de las ciencias es un mundo muy amplio, su estudio se abarca de diferentes maneras.
Entre las muchas ciencias tenemos las ciencias naturales, que esta compuesta principal y
básicamente por la Biología y la Física. En esta última se encuentra los conceptos termodinámicos.
Como ya es sabido, la termodinámica es una rama de la física que hoy en día se usan sus
aplicaciones, como la calefacción y la refrigeración entre otras. Por lo consiguiente la refrigeración
es el tema a tratar en este proyecto, La refrigeración tiene como finalidad mantener un espacio a
una temperatura conveniente para realizar procesos o conservar la frescura de los alimentos por
tiempos cortos o largos. Esta implica transferir la energía del cuerpo que pretendemos enfriar a
otro, aprovechando sus propiedades termodinámicas. La temperatura es el reflejo de la cantidad o
nivel de energía que posee el cuerpo, ya que el frío propiamente no existe, los cuerpos solo tienen
más o menos energía térmica. De esta manera enfriar corresponde a retirar Energía (calor) y no
debe pensarse en términos de " producir frío o agregar frío". La salud y el bienestar de un país
pueden depender de los sistemas de refrigeración. Por ejemplo; la alimentación y el
almacenamiento de vacunas, distribución, aplicación médica, industrial, comercial y doméstica de
todo tipo depende de los sistemas de refrigeración. Debido a su gran importancia y su desarrollo
tecnológico presentaremos en el presente trabajo una aplicación básica de este sistema,
resaltando de esta manera su aporte benéfico a la humanidad y desarrollo industrial.
FUNDAMENTO TEÓRICO
No obstante que la refrigeración, como la conocemos actualmente, data de unos sesenta años,
algunos de sus principios fueron conocidos hace tanto como 10 000 años antes de Cristo. Uno de
los grandes sistemas para suprimir el calor sin duda fue el de los egipcios. Este se utilizaba
principalmente en el palacio del faraón, durante la noche, 3000 esclavos desmantelaban las
paredes y acarreaban las piedras al Desierto del Sáhara, Como la temperatura el en el desierto
disminuye notablemente a niveles muy bajos durante el transcurso de la noche, las piedras se
enfriaban y justamente antes de que amaneciera los esclavos acarreaban de regreso las piedras al
palacio y volvían a colocarlas al sitio donde estas se encontraban. Se supone que el faraón
disfrutaba de temperaturas alrededor de los 26 °C, mientras que afuera estas se encontraban
hasta en los 54°C o mas. Como se menciono se necesitaban 3000 esclavos para poder efectuar
esta labor de acondicionamiento, lo que actualmente se efectúa fácilmente.
DANFOSS menciona que Los chinos fueron los primeros en descubrir que el hielo aumentaba la
vida y mejoraba el gusto de las bebidas y durante los siglos los esquimales han conservado
alimentos congelándolos. A principios de este siglo fueron conocidos los términos tales como
bacterias, fermentación, enmohecimiento, encimas... También se descubrió que el aumento de
microorganismos es dependiente de la temperatura y que este crecimiento disminuye cuando la
temperatura desciende y que el crecimiento empieza a ser muy bajo a temperaturas por debajo
de +l0ºC. Como consecuencia de este conocimiento fue entonces posible el uso de la refrigeración
para conservar productos alimenticios y el hielo se empezó a usar para este propósito. La
electricidad empezó a jugar su papel al principio de este siglo y las plantas mecánicas de
refrigeración empezaron a ser comunes en muchos campos: Por ejemplo, cervecerías, mataderos,
pescaderías y fabricación de hielo. Después de la segunda Guerra Mundial el desarrollo de los
pequeños compresores herméticos adquirió una seria reputación y los refrigeradores y
congeladores empezaron a utilizarse en los hogares.
PARTES DE MEMORIA DE EXPERIENCIA PROFESIONAL (OPCIÓN VII)
ÍNDICE GENERAL
CONTENIDO PÁGINA
INTRODUCCIÓN----------------------------------------------------------------------------------------1
FUNDAMENTO TEÓRICO---------------------------------------------------------------------------------------2
APLICACIONES DE LA REFRIGERACIÓN ------------------------------------------------------------------3
TEMA I.- PLAN DE MANTENIMIENTO
1.1 RACK DE COMPRESORES Y UNIDADES DE CONDENSACIÓN---------------------------5
1.2 CÁMARAS DE REFRIGERACIÓN Y CONGELACIÓN-----------------------------------------8
1.3 VITRINAS VERTICALES, HORIZONTALES, GÓNDOLAS, NEVERAS, ESCAPARATES Y REACH-IN---11
1.4 ROCIADORES DE AGUA EN FRUTAS Y VERDURAS---------------------------------------13
TEMA II.- FUNDAMENTOS DE REFRIGERACIÓN
2.1 PRINCIPIOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR-----------------------------------------------14
2.2 LAS 3 PRINCIPALES LEYES DE LA TERMODINÁMICA PARA TRANSFERIR EL CALOR--------15
2.3 MEDICIÓN DE TEMPERATURA------------------------------------------------------------------16
2.4 INTENSIDAD DE CALOR---------------------------------------------------------------------------16
2.5 CANTIDAD DE CALOR------------------------------------------------------------------------------17
2.6 CAPACIDAD DE ENFRIAMIENTO---------------------------------------------------------------17
2.7 CALOR LATENTE-------------------------------------------------------------------------------------18
2.8 CAMBIOS DE ESTADOS: SOLIDO-LIQUIDO-GASEOSO-----------------------------------18
2.9 CALOR LATENTE DE VAPORACIÓN-----------------------------------------------------------20
2.10 CALOR LATENTE DE CONDENSACIÓN------------------------------------------------------20
2.11 CALOR ESPECÍFICO--------------------------------------------------------------------------------21
2.12 CALOR SENSIBLE Y CALOR LATENTE------------------------------------------------------21
2.13 EJEMPLO 1--------------------------------------------------------------------------------------------22
2.14 LA RELACIÓN PRESIÓN/TEMPERATURA Y COMO ES QUE LA PRESIÓN AFECTA EL PUNTO DE
EBULLICIÓN EN LOS LÍQUIDOS------------------------------23
TEMA III.- CICLO DE REFRIGERACIÓN
3.1 LOS CUATRO COMPONENTES PRINCIPALES EN UN SISTEMA DE REFRIGERACIÓN----------------25
3.1.1 EL QUINTO COMPONENTE----------------------------------------------------------------------25
3.2 CICLO SENCILLO DE REFRIGERACIÓN POR COMPRESIÓN----------------------------26
3.3 EL COMPRESOR--------------------------------------------------------------------------------------27
3.3.1 TIPOS DE COMPRESORES-----------------------------------------------------------------------28
3.3.2 CAPACIDAD DEL COMPRESOR----------------------------------------------------------------31
3.3.3 FACTORES DE CONTROL DE CAPACIDAD-------------------------------------------------31
3.3.4 FALLAS MECÁNICAS EN LOS COMPRESORES-------------------------------------------33
3.3.5 FALLAS ELÉCTRICAS EN LOS COMPRESORES-------------------------------------------37
3.3.6 REEMPLAZO DEL COMPRESOR---------------------------------------------------------------40
3.4 EL CONDENSADOR----------------------------------------------------------------------------------43
3.5 VÁLVULA DE EXPANSIÓN (VET) ---------------------------------------------------------------43
3.6 EL EVAPORADOR------------------------------------------------------------------------------------44
3.7 REFRIGERANTE--------------------------------------------------------------------------------------45
3.8 LADO DE BAJA Y LADO DE ALTA PRESIÓN-------------------------------------------------50
3.9 TABLAS (PT) ------------------------------------------------------------------------------------------52
3.10 ENTALPIA --------------------------------------------------------------------------------------------54
TEMA IV.- OTROS SISTEMAS Y ELEMENTOS BÁSICOS DE UN SISTEMA DE
REFRIGERACIÓN
4.1 TUBERÍAS----------------------------------------------------------------------------------------------58
4.2 CICLO DE DESHIELO--------------------------------------------------------------------------------59
4.3 EL SOBRECALENTAMIENTO---------------------------------------------------------------------60
4.4 OTROS COMPONENTES DE LOS SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN POR COMPRESIÓN EN UN
SISTEMA PARALELO-------------------------------------------62
4.5 LUBRICANTES EN EL SISTEMA DE REFRIGERACIÓN------------------------------------69
4.6 PROCEDIMIENTOS PARA DETECTAR FUGAS DE GASES REFRIGERANTES-------73
4.7 PROCESO PARA PROBAR, LIMPIAR Y DESHIDRATAR UN SISTEMA-----------------74
4.8 APLICACIONES DE TÉCNICAS DE SEGURIDAD EN EL TRABAJO EQUIPOS Y
HERRAMIENTAS REQUERIDAS PARA REALIZAR UNA BUENA PRACTICA DE REFRIGERACIÓN---------81
4.9 SECUENCIA DE OPERACIONES PARA HACER UN DIAGNOSTICO A UNA UNIDAD
CONDENSADORA------------------------------------------------------------------------84
4.10 SECUENCIA DE OPERACIONES PARA HACER UN DIAGNOSTICO A UN
EVAPORADOR-------------------------------------------------------------------------------------86
TEMA V.- EXPERIENCIA PROFESIONAL
5.1 CRONOGRAMA DE LAS ACTIVIDADES LABORALES-------------------------------------87
5.2 ACTIVIDADES LABORALES----------------------------------------------------------------------90
5.3 EXPERIENCIAS LABORALES---------------------------------------------------------------------91
5.4 EQUIPOS Y HERRAMIENTAS A UTILIZAR----------------------------------------------------94
5.5 EVALUACIÓN O IMPACTO ECONÓMICO-----------------------------------------------------95
5.6 CONCLUSIÓN------------------------------------------------------------------------------------------96
5.7 BIBLIOGRAFÍA----------------------------------------------------------------------------------------97
ANEXO
5.8 REPORTES DE SERVICIO---------------------------------------------------------------------------98
5.9 FOTOS DE LOS EQUIPOS DE REFRIGERACIÓN--------------------------------------------100
ÍNDICE DE TABLAS TABLAS
TABLA 1. TEMPERATURAS RECOMENDADAS EN REFRIGERACIÓN DE USO GENERAL------------------4
TABLA 2. ESTAS CONSIDERACIONES DEBEN SER EVALUADAS PARA LA
SELECCIÓN DE UN COMPRESOR-----------------------------------------------------42
TABLA 3. PUNTO DE EBULLICIÓN Y COLOR DE LOS REFRIGERANTES MÁS
COMUNES------------------------------------------------------------------------------------46
TABLA 4. REFERENCIA DE LA TABLA 4----------------------------------------------------------49
TABLA 5. TABLA DE CAMBIO DE GASES MÁS COMUNES CON SUS LUBRICANTES,
TEMPERATURAS Y SUS APLICACIONES-------------------------------------------49
TABLA 6. TABLA (PT) ----------------------------------------------------------------------------------52
TABLA 7. TABLA (PT) ----------------------------------------------------------------------------------53
5.7 BIBLIOGRAFIA
LIBROS CONSULTADOS
(SEMARNAT) (ONUDI)
RIER) EDIT. MARCOMBO
PAG. DE INTERNET
http://www.bunca.org/publicaciones/manuales/espanol/ManualRefrigeracion30nov09.pd
f
http://onsager.unex.es/Apuntes/Termo/Tema7.pdf
http://www.atp.com.ar/verpost.asp?ID=24314
http://www.sc.ehu.es/nmwmigaj/maqfrigorifica.htm#f
http://www.monografias.com/trabajos/aireacondi/aireacondi.shtml
http://www.danfoss.com/Spain/BusinessAreas/Refrigeration+and+Air+Conditioning/Refri
geration +Basic/Fundamental+terms.html
http://www.sabelotodo.org/aparatos/refrigeracion.html
(Rojas, 2010)
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