Introducción Introducción a sistemas de refrigeración comercial comercial
/ 1
Control Electrónico de Refrigeration
Introducción a sistemas de refrigeración comercial
Julio 2016
|1
Sistemas de refrigeración comercial comercial Al final de esta presentación entenderemos lo siguiente:
Comprender los aspectos básicos de un sistema de refrigeración. Conocer el objetivo de la automatización (mecánica) de un sistema de refrigeración. Conocer los componentes que se emplean con mas frecuencia para controlar un sistema de refrigeración. Comprender como los elementos automáticos consiguen que un sistema de refrigeración funcione con eficiencia, incluso si se somete a cambios en el entorno.
Control Electrónico de Refrigeration
Introducción a sistemas de refrigeración comercial
Julio 2016
|2
Sistemas de refrigeración comercial Sistema de refrigeración básico o
o
El siguiente esquema nos muestra el circuito básico de refrigeración, consistente en evaporador, compresor, dispositivo de expansión y condensador. Siempre y cuando tales condiciones no cambien, el equilibrio se mantendrá tanto en el interior como en el exterior del sistema de refrigeración.
Control Electrónico de Refrigeration
Introducción a sistemas de refrigeración comercial
Julio 2016
|3
Sistemas de refrigeración comercial Sistema de refrigeración básico o
o
Ahora sustituiremos los matraces y el orificio de nuestro sistema por componentes reales, tales como un compresor, un condensador, un tubo capilar y un evaporador
El siguiente paso es modificar las condiciones ambientales ¿Cómo influirá esto en el sistema? o
o o
El aumento de la carga de calor en el evaporador resultará en la evaporación de mas refrigerante en ebullición en el interior del mismo.
Por otra parte, el recalentamiento a la salida del evaporador también aumentar
¿Cómo podemos resolver este problema?
Sistemas de refrigeración comercial Válvula de expansión o
o
Un tubo capilar no es capaz de detectar el recalentamiento a la salida de un evaporador, por lo que no permite optimizar la inyección de líquido a este último.
Como primer paso en el diseño de sistemas de control, sustituiremos el tubo capilar por una válvula de expansión termostática (TEV) que controle la inyección de liquido al evaporador.
Sistemas de refrigeración comercial Válvula de expansión o
o
o
La válvula de expansión termostática controla la inyección de refrigerante liquido que tiene lugar desde el condensador hasta el evaporador. La válvula de expansión mantiene un cierto grado de recalentamiento a la salida del evaporador, impidiendo de este modo que el refrigerante liquido llegue al compresor. La acumulación de liquido sucede cuando el refrigerante liquido llega al compresor (golpe de liquido). Según las fuerzas que operen en la válvula, tenemos: o o
Si Pb = Ps + Pe, el diafragma no se mueve Si Pb > Ps + Pe , entonces el diafragma desciende, abriendo de este modo la válvula y facilitando la entrada de mas refrigerante al evaporador.
Sistemas de refrigeración comercial Recipiente o
o
El vapor de refrigerante comprimido se condensa en refrigerante liquido en el condensador a un elevado nivel de presión. Tras abandonar el condensador, el liquid atraviesa el recipiente. Los principales objetivos del recipiente son dos: o
o
El recipiente compensa los cambios de nivel de liquido del condensador derivados de las variaciones que sufre la carga. Cuando la válvula de expansión se abre/cierra, el nivel de liquido en el condensador cambia. Si no tenemos suficiente liquido en el recipiente, entonces la válvula de expansión no funcionara correctamente.
El recipiente asimismo, actúa como un deposito complementario que asegura la separación del refrigerante liquido del vapor, garantizando que lo único qu abandona el recipiente sea 100% liquido.
Sistemas de refrigeración comercial Termostato o
o
o
La temperatura de una cámara frigorífica o un medio puede variar con el tiempo como resultado de la transferencia de calor que tiene lugar hacia la cámara o el medi ¿Cómo podemos mantener la temperatura de una cámara frigorífica?
El termostato detecta la temperatura de la cámara o del medio y, dependiendo de su referencia, activa (abre o cierra) una válvula solenoide, permitiendo o impidiendo de este modo que el refrigerante fluya hacia el evaporador. En los sistemas pequeños con un solo evaporador, los termostatos suelen parar y arrancar directamente el compresor.
Sistemas de refrigeración comercial Aspectos básicos
Sistemas de refrigeración comercial Válvula solenoide o o
o
o
Una válvula solenoide es una válvula electromagnética. Es una válvula con dos estados (ON/OFF) que controla el flujo de refrigerante de acuerdo con la energía que recibe. Por lo general existen dos tipos de válvulas solenoide: 1.
Válvulas de accionamiento directo: Estas válvulas abren o cierran cuando se suministra tensión a la bobina.
2.
Válvulas servoaccionadas: estas válvulas abren un orificio piloto y permiten la apertura progresiva de la válvula, de acuerdo con la diferencia de presión existente en el diafragma/pistón y en función de si reciben energía o no.
Las solenoides están disponibles en dos tipos de formatos: o
NC (Normalmente Cerrada): cortan el flujo de refrigerante cuando no se recibe energía y lo permiten cuando se recibe.
Sistemas de refrigeración comercial Control de la temperatura o
o
Cuando aumenta la temperatura en el servicio refrigerado, la presión en el bulbo asciende hasta una determinada referencia y los terminales 1 y 4 hacen contacto; ello provoca la apertura de la válvula solenoide, que facilita el flujo de refrigerante hacia e evaporador.
Cuando la temperatura desciende, la presión en el interior del bulbo desciende también hasta la referencia, los terminales 1y 4 se separan y los terminales 1 y 2 hace contacto. Ello causa que la válvula solenoide deje de recibir tensión y se cierre.
Sistemas de refrigeración comercial Control de la presión o
o
¿Que ocurre cuando la válvula solenoide detiene el flujo de refrigerante hacia el evaporador y el compresor continua en funcionamiento? La presión de aspiración desciende, por tanto seria necesario detener el compresor para controlar la presión del sistema y evitar que la presión baje mucho. También es necesario detener el compresor para evitar que supere los limites de trabajo.
o
Lo mismo ocurre en el lado de alta presión.
o
Para ello se usan los presostatos mecánicos, que pueden ser simples o dobles.
Sistemas de refrigeración comercial Presostatos
Sistemas de refrigeración comercial Separador de aceite o
o o
La descarga del refrigerante en forma de gas caliente desde el compresor transporta aceite. Existen casos en los que la cantidad de aceite es excesiva y ya no vuelve atrás. Para evitarlo se emplean separadores de aceite, cuya función es separar el aceite del refrigerante y devolverlo al compresor.
Sistemas de refrigeración comercial Separador de aceite Principio: o
o
o
Los separadores de aceite se diseñan para capturar el aceite suspendido en el gas caliente y cuentan con un mecanismo de control que permite devolver el aceite al cárter del compresor. Un separador de aceite protege al compresor frente a la posibilidad de que se quede sin aceite. El separador de aceite protege al sistema de refrigeración frente a la acumulación de aceite en lugares no deseados, algo que podría reducir la eficiencia del sistema
Funcionamiento: o o
o
El aceite se separa del gas refrigerante descargado. El filtro evita que el aceite puede escapar hacia el circuito de refrigeración El aceite se recoge en la parte inferior del separador. Cuando el nivel de aceite aumenta, el flotador abre una
Sistemas de refrigeración comercial Filtro secador o
o
Cabe la posibilidad de que penetren en el sistema de refrigeración elementos extraños, como agua, óxidos metálicos o suciedad; ello podría causar un funcionamiento deficiente del sistema o incluso que este dejará de funcionar.
El filtro secador permite eliminar tales materiales extraños del refrigerante con objeto de aumentar la eficiencia del sistema.
Sistemas de refrigeración comercial Filtro secador
Sistemas de refrigeración comercial Visor o
o
A continuación instalaremos un visor con el que podremos ver el nivel de refrigerant y detectar la existencia de humedad después del filtro secador. También son muy importantes para ver si lo que llega a la válvula de expansión es 100% liquido o lleva mezcla con gas (burbujas), en ese caso tendríamos lo que se llama “flash gas” lo cual baja drásticamente el rendimiento de las válvulas de expansión.
Sistemas de refrigeración comercial Visor
Sistemas de refrigeración comercial Válvula de cierre/válvula de bola o
o
Las válvulas de cierre o de bola son necesarias para independizar partes del sistema cuando hay que realizar un servicio en el mismo. Se pueden instalar en las líneas de liquido, aspiración y gas caliente.
Sistemas de refrigeración comercial Reguladores de presión o
o
Los reguladores de presión se usan para controlar el nivel de presión del refrigerante de un sistema, con objeto de hacerlo funcionar con mas eficiencia en diferentes condiciones. Existen varios tipos, el primero seria un regulador de presión de evaporación, el cual mantiene la presión de evaporación a un nivel predefinido incluso aunque cambien las condiciones del sistema o el compresor evapore mas bajo.
Sistemas de refrigeración comercial Reguladores de presión de evaporación (KVP) Principio: o
o
o
o
El principal objetivo de un regulador de presión de evaporación es mantener la presión constante en el interior del evaporador; para ello el regulador abre y cierra en función de la carga en el mismo. Las variaciones de presión a la salida del regulador no afectan al grado de apertura, ya que el regulador de presión esta diseñado con un fuelle igualador (el fuelle y el asiento del válvula ocupan el mismo área). Son especialmente útiles y recomendables cuando tenemos servicios que tienen que evaporar a una temperatura mas alta que el resto (Ejemplo: obradores) El regulador de presión de evaporación esta equipado con una conexión de manómetro para ajustar la presión de evaporación deseada.
Sistemas de refrigeración comercial Reguladores de presión de condensación (KVR) o
Un regulador de presión de condensación se puede usar conjuntamente con una válvula de presión diferencial (NRD) para el control de la presión de condensación en condensadores refrigerados por aire, garantizando al mismo tiempo la existencia de presión en el recipiente.
Sistemas de refrigeración comercial Reguladores de presión de condensación (KVR) Principio: o
o
o
o
Un sistema de control de presión en el condensador se compone de un regulador de presión y una válvula de presión diferencial. El regulador de presión controla la presión en el condensador con objeto de mantener un cierto nivel de presión de condensación, incluso a baja temperatura ambiente. Ello permite garantizar la existencia de la presión diferencial mínima en la válvula de expansión termostática. Cuando la presión en el interior del condensador aumenta, la válvula se abre, y posteriormente vuelve a descender hasta que la válvula se cierra de nuevo por la presión que ejerce el muelle. El regulador también previene de posibles paradas por baja presión en los compresores derivados de condensar muy bajo.
Control Electrónico de Refrigeration
Introducción a sistemas de refrigeración comercial
Julio 2016
| 24
Sistemas de refrigeración comercial Válvula de presión diferencial Principio: o
o
Una válvula de presión diferencial instalada en una línea de gas caliente (entre la descarga y el recipiente) permite garantizar el mantenimiento de una determinada presión en el recipiente. Como resultado de la fuerza que ejerce el muelle interior, la válvula comienza a abrirse a 1,4 bar y se abre por completo a una presión diferencial de 3 bar. Cuanto mayor es la caída de presión en la válvula, mayor es la apertura.
Control Electrónico de Refrigeration
Introducción a sistemas de refrigeración comercial
Julio 2016
| 25
Sistemas de refrigeración comercial Sistema de control de presión de condensación Ejemplo de sistema de control con válvulas mecánicas en condensación: o
Cuando la temperatura exterior desciende pasaría lo siguiente:
1. El presostato para los ventiladores del condensador. 2. El regulador de presion de condensador comienza a cerrarse. Aunque la presión comienza a subir en el condensador, es probable que la presión del recipiente baje debido a que el liquido se va a los evaporadores. 3. El regulador de presión esta cerrado, y por tanto el diferencial de presión entre la descarga de gas caliente y el recipiente alcanza los 1,4 bar y por tanto la válvula NRD empieza a abrirse para meter presión al recipiente.
Control Electrónico de Refrigeration
Introducción a sistemas de refrigeración comercial
Julio 2016
| 26
Control Electrónico de Refrigeration
Introducción a sistemas de refrigeración comercial
Julio 2016
| 27
