MÓDULO V MANTENIMIENTO A SISTEMAS DE AIRE ACONDICIONADO TIPO PAQUETE CLAVE: RAMA612
DIRECTORIO Mtro. Alonso Lujambio Irazábal Secretario de Educación Pública Dr. Miguel Székely Pardo Subsecretaria de Educación Media Superior M. en C. Daffny Rosado Moreno Coordinador Sectorial de Desarrollo Académico Biól. Francisco Brizuela Venegas Director General de Educación en Ciencia y Tecnología del Mar M. en C. Gildardo Rojo Salazar Director Técnico de la DGECyTM Ing. Jorge Jaime Gutiérrez Director de Operación de la DGECyTM C. P. María Elena Colorado Álvarez Coordinadora Administrativa de la DGECyTM Ing. José Martín Cervantes Sotelo Dirección de Planeación de la DGECyTM Q. B. P. Francisco Escamilla Rodríguez Jefe del Departamento de Planes y Programas de Estudio de la DGECyTM
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CARRERA DE TÉCNICO EN REFRIGERACIÓN Y AIRE ACONDICIONADO CLAVE: BTCMARA04
GUÍA DE APRENDIZAJE
MÓDULO V MANTENIMIENTO A SISTEMAS DE AIRE ACONDICIONADO TIPO PAQUETE CLAVE: RAMA612
2009
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Reforma Integral de la Educación Media Superior (Acuerdos 345, 442, 444 y 445) Componente de Formación Profesional del Bachillerato Tecnológico Técnico en Refrigeración y Aire Acondicionado
Profesores que elaboraron la guía de aprendizaje del módulo V de la carrera de Técnico en Refrigeración y Aire Acondicionado: José Alfredo Ríos Becerril, José Mario Julio Iribe Tapia e Ivonne Ivete Hernández Peña.
Coordinadores de la DGECyTM: M. en C. Gildardo Rojo Salazar Q. B. P. Francisco Escamilla Rodríguez Dr. Emigdio Radamés Emerit Ramírez Méndez Edición: P.I. Ivonne Ivete Hernández Peña M. en A. Rodolfo Ruiz Martínez Mantenimiento a sistemas de aire acondicionado tipo paquete. Primera edición: 2009. Subsecretaría de Educación Media Superior, SEP. Dirección General de Educación en Ciencia y Tecnología del Mar. Dirección Técnica.
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ÍNDICE Contenido
Página
Objetivo .................................................................................................................................. 7 Introducción ............................................................................................................................ 9 Generalidades de la guía ...................................................................................................... 11 Mapa conceptual .................................................................................................................. 15 Submódulo I ......................................................................................................................... 17 Diagnóstico del sistema de aire acondicionado tipo paquete ................................................ 17 1. 1. Preparación del material, instrumentos, herramientas y equipo a utilizar durante el diagnóstico a sistemas de aire acondicionado tipo paquete. ............................................. 17 1.1 Selección de los tipos de herramientas, materiales, instrumentos y equipo utilizados en el diagnóstico a sistemas de aire acondicionado tipo paquete .................. 18 1.2. Verificación del funcionamiento y buen estado de las herramientas y los instrumentos de medición y equipo a utilizar en el diagnóstico a sistemas de aire acondicionado tipo paquete, así como de las sustancias utilizadas en éste................... 21 2. 2. Realización del diagnóstico del sistema de aire acondicionado tipo paquete aplicando las medidas de seguridad e higiene y cuidado del medio ambiente. ................. 25 2.1.
Comparación de los tipos de aire acondicionado tipo paquete. ........................... 25
2.2.
Desensamble y ensamble del aparato de aire acondicionado tipo paquete......... 29
2.3.
Verificación del funcionamiento de los componentes mecánicos ........................ 32
2.4. Elaboración del diagnóstico de los elementos mecánicos del sistema de aire acondicionado tipo paquete, usando las herramientas e instrumentos de medición de acuerdo a las especificaciones técnicas del fabricante. ................................................. 37 2.5 Elaboración y/o interpretación del diagrama eléctrico y electrónico y su ubicación en el sistema. ..................................................................................................................... 51 2.6. Verificación del funcionamiento de los accesorios eléctricos .................................. 52 2.7 Verificación del funcionamiento de los controles electrónicos .................................. 70 2.8 Integración del diagnóstico de los elementos eléctricos y electrónicos del sistema de aire acondicionado tipo paquete, utilizando las herramientas e instrumentos de medición de acuerdo a las especificaciones técnicas del fabricante. ............................................ 75 Submódulo II ........................................................................................................................ 85 Mantenimiento preventivo y correctivo a los sistemas de aire acondicionado tipo paquete ... 85 1. Mantenimiento preventivo y/o correctivo a un sistema de aire acondicionado tipo paquete, de acuerdo a las normas de seguridad e higiene vigentes y control en el manejo de residuos peligrosos para el cuidado del medio ambiente.............................................. 87
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1.1 Mantenimiento preventivo a sistemas de aire acondicionado tipo paquete: componentes mecánicos, eléctricos y electrónicos. ...................................................... 87 1.2 Mantenimiento correctivo a sistemas de aire acondicionado tipo paquete: componentes mecánicos, eléctricos y electrónicos. .................................................... 102 2. Instalación del sistema de aire acondicionado tipo paquete de acuerdo a las especificaciones del fabricante; ubicación, fijación, acometida, control y operación. ...... 124 2.1 Instalación de sistema de aire acondicionado tipo paquete: enfriamiento directo (aire), enfriamiento indirecto (agua aire). ..................................................................... 124 Glosario .............................................................................................................................. 125 Fuentes de información ...................................................................................................... 137 Notas.................................................................................................................................. 139
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OBJETIVO Facilitar tu aprendizaje en las actividades del módulo V de la carrera de Técnico en Refrigeración, al finalizar serás capaz de revisar y analizar los elementos mecánicos, accesorios eléctricos y componentes electrónicos que conforman un sistema de aire acondicionado tipo paquete, además de realizar el mantenimiento preventivo y/o correctivo de los componentes mecánicos, eléctricos y electrónicos del sistema de aire acondicionado tipo paquete. ¡Esfuérzate por apreciar al máximo este instrumento que ahora está en tus manos!
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INTRODUCCIÓN La Guía de Aprendizaje que tienes en tus manos es una propuesta que contribuirá a la construcción de conocimientos, así como al desarrollo de habilidades y actitudes, correspondientes al Módulo V de la carrera Técnico en Refrigeración y Aire Acondicionado; se sustenta en el marco de la Reforma Integral del Bachillerato y tiene como propósito que logres aprendizajes significativos, el cual es uno de los principios que establece el Marco Curricular Común (MCC), aunado a las competencias genéricas, disciplinares y profesionales que debes adquirir en el transcurso de tu formación en el nivel medio superior. Ésta Guía de Aprendizaje es un elemento fundamental, ya que su estructura metodológica te permitirá a través de estrategias didácticas dinámicas, abordar los contenidos fácticos1, conceptuales2, procedimentales3 y axiológicos4, para que orientes tu proceso de aprendizaje de forma autónoma y colaborativa, esto te proporcionará afianzar los conceptos fundamentales y relevantes a la realidad y propia experiencia. Las actividades que encontrarás en la Guía de Aprendizaje, promueven procesos de diálogo, interacción y confrontación de análisis y síntesis, además que te ayudará a que la retroalimentación que tengas con tus compañeras/os sea permanente a través de una reflexión y acción constante. Muy importante será tu participación, apoyándote en tus principios y valores, deberás aplicar la educación basada en la técnica del auto aprendizaje, la práctica y la investigación. Este documento tiene los contenidos y sugerencias didácticas fundamentales del módulo. Para adquirir las competencias de trabajo además de los conocimientos teóricos, deberás realizar prácticas y obtener conocimientos y habilidades que te permitan saber, saber hacer, saber convivir y saber ser, aprovechando el entorno, la infraestructura y las oportunidades que tu plantel te proporciona y las que tú mismo puedas obtener. Como recomendación fundamental te sugerimos organizar tu portafolio de evidencias y llevar un registro de todas las actividades realizadas. Cuando en las autoevaluaciones que realices observes que no has avanzado, regresa en tus tiempos libres a retomar las actividades hasta lograr tus competencias. El país requiere cada vez más personal técnico altamente calificado para enfrentar los retos de competitividad económica que se dan en los ámbitos nacional e internacional. Tú puedes formar parte de los esfuerzos educativos que se están desarrollando para atender dichos compromisos de la economía mexicana. Esta guía es una contribución en ese sentido, pues proporciona herramientas para apoyar tu desempeño práctico dentro de la planta productiva. La participación del profesor será fundamental para el logro de algunas actividades planteadas en la guía, recuerda que es un facilitador del aprendizaje ¡Utilízala en beneficio propio a lo largo de tú capacitación!
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Datos, hechos, nombre de países, fórmulas químicas, etapas históricas, títulos de novelas, etc. Aprendizaje de principios, conceptos, explicaciones, es decir abstraes el significado esencial o identificas las características definitorias y las reglas que las componen. 3 Es la ejecución de procedimientos, estrategias, técnicas, habilidades, destrezas, métodos que sigues para lograr tu aprendizaje: ensayos, resúmenes, mapas conceptuales, etc. 4 Respeto al punto de vista del otro, solidaridad, trabajo cooperativo. 2
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GENERALIDADES DE LA GUÍA La presente Guía te permitirá desarrollar las competencias profesionales, las competencias genéricas y disciplinares que conforman el Marco Curricular Común, que es uno de los ejes de la Reforma Integral de Educación Media Superior y que se enuncian a continuación. Norma técnica a desarrollar módulo V Normas Técnicas de Competencia Laboral Referentes NUSIM006.01 Instalación y Mantenimiento de sistemas de aire acondicionado y refrigeración. CMEC 0211.01 Mantenimiento a elementos mecánicos mediante proceso de soldadura. UMEC 0356.01 Controlar el funcionamiento de elementos electromecánicos de acuerdo a las especificaciones técnicas del fabricante y políticas de la empresa. El campo laboral al cual te enfrentarás al concluir tu bachillerato, demanda una serie de competencias necesarias lograr las tareas que te sean encomendadas. Al concluir la presente guía de aprendizaje, habrás adquirido las siguientes competencias: Competencias genéricas Son aquellas que son aplicables a lo largo de toda la vida, es decir son las que te servirán como base para adquirir nuevas y más complejas competencias. El estudiante será capaz de: 1. Enfrentar retos y solucionar problemas. 2. Realizar trabajos limpios y estéticos que den buena imagen y presentación 3. Cuidar su ambiente de trabajo y de su persona. 4. Interpretar lenguajes técnicos en sus diferentes formas. 5. Desarrollar su creatividad en su trabajo respetando los principios técnicos. 6. Atender las recomendaciones de sus superiores y compartir comentarios de manera respetuosa. 7. Registrar todas sus actividades con el fin de utilizarlos como antecedente en el futuro. 8. Trabajar en equipo de manera efectiva compartiendo responsabilidades. 9. Realizar su trabajo de manera ética en beneficio propio y de su comunidad. 10. Respetar las ideas de sus compañeros y gente que lo rodea en beneficio de su trabajo. 11. Desarrollar su trabajo utilizando las técnicas adecuadas para el cuidado del medio ambiente. Competencias disciplinares Son las que tienen una relación muy estrecha con las diferentes disciplinas, las cuáles te ayudarán a enfrentar los retos que cada una de ellas representa. 1. Explicar de forma verbal el resultado de un problema matemático a partir de los procesos y cálculos que condujeron a este.
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2. Analizar las relaciones entre dos o más variables de un proceso natural para determinar o estimar su comportamiento. 3. Cuantificar, representa y contrasta experimental o matemáticamente magnitudes del espacio que lo rodea. 4. Interpretar tablas, gráficas, mapas, diagramas y textos con símbolos matemáticos y científicos. 5. Sustentar opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida cotidiana asumiendo consideraciones éticas. 6. Identificar problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las hipótesis necesarias para responderlas. 7. Obtener, registrar y sistematizar la información para responder a la pregunta de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. 8. Aplicar los conocimientos científicos para explicar el funcionamiento de maquinas de uso común. 9. Identificar nuevas aplicaciones de herramientas y productos comunes y diseñar y construir prototipos simples para la resolución de problemas, satisfacer necesidades o demostrar principios científicos. 10. Valorar la fragilidad de la biosfera y los efectos de la relación hombre – naturaleza. 11. Decidir sobre el cuidado de su salud a partir del conocimiento de su cuerpo, los procesos vitales y el entorno al que pertenece. 12. Actuar en la sociedad para favorecer el desarrollo sostenible. 13. Identificar la importancia del uso y aplicación de las energías alternativas para el desarrollo sostenible. 14. Aplicar normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo en la realización de actividades experimentales. 15. Valorar como ser humano responsable, con derechos y obligaciones socialmente contextualizados. 16. Tomar decisiones fundamentadas de manera crítica, creativa y responsable en los distintos ámbitos de la vida social. 17. Seleccionar entre las distintas fuentes del conocimiento aquellas que le resultan pertinentes para intervenir en el entorno social. . 18. Identificar, ordenar e interpretar las ideas, datos y conceptos explícitos e implícitos en un texto, considerando el contexto en el que se generó y en el que se recibe. 19. Evaluar un texto mediante la comparación de su contenido con el de otros, en función de sus conocimientos previos, pre concepciones y nuevos conocimientos. 20. Plantear supuestos sobre los fenómenos de su entorno, con base en la consulta de diversas fuentes. 21. Argumentar un punto de vista en público de manera precisa, coherente y creativa. 22. Valorar la relevancia del pensamiento y del lenguaje como herramientas para comunicarse en diversos contextos. 23. Desarrollar y aplica las habilidades de lectura, escritura, oralidad y escucha para comunicarse en una segunda lengua. 24. Utilizar las tecnologías de la información y comunicación para producir diversos materiales de estudio e incrementar sus posibilidades de formación. 25. Integrar los conocimientos de las diversas disciplinas para relacionar los niveles de organización química, biológica, física y ecológica de los sistemas vivos.
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Competencias profesionales Son propias de los módulos, ya que están vinculadas directamente con lo que debes saber para enfrentarte al sector laboral. 1. Realizar mantenimiento a los sistemas de aire acondicionado tipo paquete de acuerdo a las especificaciones del fabricante, el manual de las buenas prácticas en sistemas de refrigeración y aire acondicionado, siguiendo las normas de seguridad e higiene en el trabajo, y cuidando el medio ambiente. 2. Realizar mantenimiento a elementos mecánicos del sistema de aire acondicionado tipo paquete mediante proceso de soldadura de acuerdo a las especificaciones del fabricante, el manual de las buenas prácticas en sistemas de refrigeración y aire acondicionado, siguiendo las normas de seguridad e higiene en el trabajo, y cuidando el medio ambiente. 3. Controlar el funcionamiento de elementos electromecánicos del sistema de aire acondicionado tipo paquete de acuerdo a las especificaciones técnicas del fabricante y políticas de la empresa, el manual de las buenas prácticas en sistemas de refrigeración y aire acondicionado, siguiendo las normas de seguridad e higiene en el trabajo, y cuidando el medio ambiente.
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MAPA CONCEPTUAL
MÓDULO V MANTENIMIENTO A SISTEMAS DE AIRE ACONDICIONADO TIPO PAQUETE
SUBMÓDULO II
SUBMÓDULO I
MANTENIMIENTO PREVENTIVO Y
DIAGNÓSTICO DEL SISTEMA DE AIRE
CORRECTIVO A SISTEMAS DE AIRE
ACONDICIONADO TIPO PAQUETE.
ACONDICIONADO TIPO PAQUETE
1. PREPARACIÓN DEL MATERIAL, INSTRUMENTOS, HERRAMIENTAS Y EQUIPO A UTILIZAR DURANTE EL DIAGNÓSTICO
1. DE ACUERDO A LAS NORMAS DE SEGURIDAD E HIGIENE VIGENTES Y CONTROL EN EL MANEJO DE RESIDUOS PELIGROSOS PARA EL CUIDADO DEL MEDIO AMBIENTE.
2. REALIZACIÓN DEL DIAGNÓSTICO APLICANDO LAS MEDIDAS DE
2. INSTALACIÓN DE ACUERDO A LAS
SEGURIDAD E HIGIENE Y CUIDADO DEL
ESPECIFICACIONES DEL FABRICANTE.
MEDIO AMBIENTE.
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SUBMÓDULO I DIAGNÓSTICO DEL SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO TIPO PAQUETE Ambiente de aprendizaje 1 El trabajo lo realizarás en tres ambientes: • El aula donde se aprovecharán las condiciones propicias para el trabajo teórico. • El taller de refrigeración y aire acondicionado donde se realizarán las prácticas necesarias para alcanzar las competencias requeridas. • En lugares donde se encuentren sistemas de aire acondicionado tipo paquete donde se realizarán prácticas de campo. Contenidos a desarrollar en términos de competencias Revisarás y analizarás los elementos mecánicos, accesorios eléctricos y componentes electrónicos que conforman un sistema de aire acondicionado tipo paquete. Para lo cual deberás seleccionar y verificar que las herramientas, materiales, instrumentos y equipo se encuentren en condiciones adecuadas para su uso, de igual manera deberás aplicar las medidas de seguridad e higiene y cuidado del medio ambiente. Secuencia de aprendizaje y evaluación Estrategia didáctica: Debes saber que a lo largo del proceso de la secuencia de aprendizaje utilizarás la solución de problemas, lluvia de ideas, mesas redondas, exposiciones, elaboración de reportes, diagnósticos y presupuestos. Es necesario que sepas que las actividades se encuentran divididas en tres etapas (apertura, desarrollo y cierre) para abordar los contenidos y las estrategias de una manera simplificada y lógica, puede haber una o más actividades por cada etapa, dependiendo de las necesidades y las alternativas con las que cuentes. Secuencia de aprendizaje 1 Apertura: En esta fase de la guía realizarás actividades tendientes a recuperar los conocimientos previos sobre los sistemas de aire acondicionado tipo paquete, establecerás la dinámica de trabajo a lo largo del submódulo y los instrumentos de evaluación. Lee detenidamente la información que se te presenta, recuerda que de ello depende que resuelvas correctamente las actividades.
1.
Preparación del material, instrumentos, herramientas y equipo a utilizar durante el diagnóstico a sistemas de aire acondicionado tipo paquete.
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Para poder realizar el trabajo de diagnóstico y mantenimiento de sistemas de aire acondicionado tipo paquete, es importante que conozcas y manejes las herramientas, instrumentos, equipos y materiales de consumo que se requieren, tomado en cuenta la normatividad establecida para dicha actividad, las normas de seguridad personal y el cuidado del medio ambiente. 1.1
Selección de los tipos de herramientas, materiales, instrumentos y equipo utilizados en el diagnóstico a sistemas de aire acondicionado tipo paquete
Herramientas A lo largo de nuestra vida nos hemos encontrado en la necesidad de hacer una reparación domestica y hemos tenido la necesidad de utilizar algún tipo de herramienta Por sus características y uso, las herramientas se clasifican en generales y específicas, es decir, las herramientas generales son las que se usan en cualquier trabajo, mientras que las específicas son utilizadas en especial para realizar un trabajo específico, en este caso nos referimos al aire acondicionado tipo paquete. Actividad de apertura 1 En la tabla que aparece a continuación se encuentran enlistadas las herramientas en desorden. Coloca en el paréntesis de la izquierda la letra “g” si corresponde a una herramienta general y la letra “e” si es especifica. Herramientas ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( (
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) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) )
Desarmadores de paleta y de cruz. Corta tubos. Pinzas de punta larga. Pinzas de corte. Pinzas de presión. Expansores de golpe. Escariador. Desarmadores de caja. Detector de fugas de gas. Llaves españolas. Llaves crecientes. Llaves Allen. Limas planas. Cepillos de alambre.
( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( (
) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) )
Pinzas mecánicas. Juego de prensa y avellanador. Doblador de palanca para tubo. Detector de fugas electrónico. Bomba para carga de aceite. Bomba de fumigación. Peines para aleta de aluminio. Martillo de bola. Brochas. Pinzas eléctricas. Pistola para pintar. Martillo de goma. Llaves inglesas. Extractor de poleas.
Materiales de consumo Son utensilios necesarios para el desempeño de un servicio, los cuales se gastan al ser utilizados. En este caso, los materiales de consumo se utilizan más para mantenimiento que para diagnóstico en el trabajo de los aparatos de aire acondicionado tipo paquete. Actividad de apertura 2 De la siguiente lista subraya los materiales que requieren especial atención en su manejo para la protección del medio ambiente. Listado 1. Refrigerante R- 22 y R410A.
14. Controles de flujo.
2. Soldadura de plata 20/80.
15. Motores de ventilador.
3. Aceite para bombas de vacío.
16. Aspas.
4. Aceite alquilbenceno.
17. Turbinas.
5. Aceite mineral.
18. Indicadores de líquido.
6. Aceite poliolester.
19. Recarga de tanques de oxígeno, acetileno y nitrógeno.
7. Tarjetas electrónicas para uso en sistemas de paquete.
20. Limpiador ácido para serpentines.
8. Deshidratadores para refrigerantes.
21. Aceite lubricante.
9. Capacitores.
22. Grasa para rodamientos.
10. Termostatos.
23. Pintura anticorrosiva secado rápido.
11. Transformadores.
24. Solución dieléctrica.
12. Contactores. 13. Cable eléctrico.
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Instrumentos y equipos Adicionalmente a las herramientas, también se utilizan los instrumentos de medición y el equipo especializado para el trabajo de diagnóstico y mantenimiento de sistemas de aire acondicionado tipo paquete. Muchos de ellos se emplean en el trabajo general de aire acondicionado y refrigeración y solo pocos para este trabajo específico. Actividad de apertura 3 A continuación aparecen en desorden los instrumentos y equipos, ordénalos de acuerdo con su categoría en la tabla destinada para tal actividad. Multi-amperímetro de gancho.
Equipo oxiacetilénico.
Termómetro digital.
Termómetro infrarrojo.
Balanza electrónica.
Hidrolavadora a presión.
Tanques de recuperación de refrigerante.
Termómetro de ambiente.
Psicrómetro.
Bomba de vacío.
Equipo de nitrógeno.
Recuperadora de refrigerante.
Compresor de aire.
Tacómetro.
Higrómetro.
Vacuómetro de alto vacío.
Recuperadora de refrigerante.
Medidor de flujo de aire.
Analizador de unidades herméticas (ANNIE).
Juegos de manómetros
INSTRUMENTOS
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Equipo didáctico de entrenamiento de aire acondicionado tipo paquete.
EQUIPOS
INSTRUMENTOS
1.2.
EQUIPOS
Verificación del funcionamiento y buen estado de las herramientas y los instrumentos de medición y equipo a utilizar en el diagnóstico a sistemas de aire acondicionado tipo paquete, así como de las sustancias utilizadas en éste
La verificación del buen estado de las herramientas manuales es sencilla y la puedes realizar simplemente con una inspección visual. El cuidado que debes tener con ella es mantenerla siempre limpia y acomodada en su lugar para que en caso necesario siempre la encuentres lista. Verifica el buen estado de las herramientas revisando su limpieza y funcionalidad. Localiza en la jaula de herramientas el espacio destinado para su acomodo y coloca cada una de ellas en su lugar. Los instrumentos de medición requieren un poco de más cuidado, sobre todo evita golpearlos, debes utilizarlos siempre en los rangos de operación pertinentes. Es importante vigilar la carga de sus baterías para su correcto funcionamiento, no olvides que una batería descargada puede dar como resultado lecturas defectuosas. 21
Hay que mantenerlos igualmente limpios y siempre guardarlos en su estuche si lo tienen y en su lugar para tener la seguridad que estén allí cuando se necesiten. Es esencial que a los múltiples de manómetros que son los instrumentos más importantes para el especialista en aire acondicionado, se les revise la calibración de sus escalas, la hermeticidad y limpieza de sus mangueras, sin olvidar el funcionamiento de sus válvulas. Verifica el estado de los instrumentos de medición revisando su limpieza, calibración y estado de la batería en su caso. Las medidas de seguridad e higiene son de vital importancia para el buen desarrollo de cualquier tipo de actividad. Respeta la normatividad de cada espacio de trabajo y sobre todo siempre mantén el espacio de trabajo limpio. Toma en cuenta que el principal cuidado que se tiene en todo trabajo de refrigeración y aire acondicionado es el cuidado personal por lo que hay que usar el equipo de protección y respetar el reglamento interno del taller. Actividad de apertura 4 Coloca en el paréntesis de la izquierda la letra que corresponda según el equipo del que se trate, de acuerdo con la siguiente nomenclatura, la letra (b) identificará al equipo básico de protección, la (s) para el equipo de protección para trabajos de soldadura y la (i) para el equipo de protección indispensable.
EQUIPO DE PROTECCIÓN PERSONAL
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(
)
Goggles.
(
)
Gafas.
(
)
Guantes.
(
)
Peto de carnaza.
(
)
Polainas.
(
)
Batas.
(
)
Extinguidor de polvo químico ABC.
(
)
Botiquín de primeros auxilios.
Otra cuestión muy importante que va de la mano con el cuidado personal es el cuidado del medio ambiente, el trabajo de refrigeración y aire acondicionado ha evolucionado mucho en ese aspecto y existen reglamentaciones que los técnicos especialistas debemos respetar para beneficio de las generaciones futuras manejando de manera adecuada todas las sustancias peligrosas o evitando su uso. Una prioridad ambiental del especialista en refrigeración es la protección de la capa de ozono la cual se ve afectada por el manejo inadecuado de los refrigerantes por lo que hay que hacer hincapié en la importancia que tiene para el ambiente y la humanidad, de igual manera se busca también contribuir con la disminución del calentamiento global.
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Actividad de apertura 5 A continuación se presenta un ejemplo de reglamento interno del taller de refrigeración y aire acondicionado, utiliza tu experiencia para proponer un reglamento para el taller de tu escuela, hazlo de manera individual, posteriormente en una reunión plenaria expongan su punto de vista ante el profesor. En consenso definan un reglamento interno para la operación de las prácticas en el taller.
El taller es donde la teoría se vuelve realidad, donde los conocimientos adquiridos en el aula toman vida J.A. RÍOS B.
REGLAMENTO DEL TALLER DE REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO CETMAR 08 Mazatlán Tu seguridad personal y la protección al ambiente son la esencia de las competencias laborales en las buenas prácticas de la refrigeración y el aire acondicionado. 1. Utiliza el equipo de protección personal establecido en la normatividad para cada actividad. 2. Es indispensable iniciar cada actividad práctica en un área limpia y ordenar en la mesa de trabajo el equipo, las herramientas y materiales. 3. Al iniciar una práctica deberá ser comprendido el objetivo y el procedimiento, NO olvides seguir estrictamente la secuencia de la práctica. 4. Verifica correctamente las fuentes de alimentación de energía, el estado del equipo antes de conectarlo. 5. Comprueba el funcionamiento correcto del equipo después de la práctica. RECUERDA cerrar siempre los tanques de oxígeno, nitrógeno y butano después de utilizarlos 6. Al terminar es importante limpiar, guardar las herramientas, equipo de protección personal en el lugar correspondiente. 7. Recuerda NO invadir las zonas de seguridad y permanecer en el taller sólo si tienes una actividad específica. 8. Por tu seguridad y conservación de los recursos del taller es fundamental respetar las indicaciones del instructor 9. El taller es el ambiente de formación en el trabajo y no es un área para jugar. 10. Entrega el reporte correspondiente en tiempo y forma para integrarlo al portafolio de evidencias.
JEFATURA DE LA CARRERA DE REFRIGERACIÓN Y AIRE ACONDICIONADO
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Desarrollo:
En esta fase de la guía realizarás investigaciones documentales y de campo, exposiciones, observaciones y prácticas en el taller y en el campo, se presentará información básica y se aprovechará tu experiencia para realizar este trabajo y recuperar junto con tu equipo de trabajo tus conclusiones en reportes diagnósticos y presupuestos que también se presentarán ante todo el grupo en mesas redondas.
Lee detenidamente la información que se te presenta y posteriormente resuelve las actividades que se te piden.
2.
2. Realización del diagnóstico del sistema de aire acondicionado tipo paquete aplicando las medidas de seguridad e higiene y cuidado del medio ambiente.
2.1.
Comparación de los tipos de aire acondicionado tipo paquete.
Los sistemas de aire acondicionado reciben el nombre de paquete debido a que todos sus elementos están dentro de un solo espacio bien definido, como lo muestra la figura 1.
FIGURA 1. SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO TIPO PAQUETE
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Estos sistemas se pueden encontrar de dos tipos, dependiendo del evaporador: a) b)
Expansión directa (aire). Tipo chiller (enfriador de agua).
En el de expansión directa, el evaporador utiliza solamente el refrigerante que absorbe calor directamente del espacio, con la ayuda algunas veces de un ducto, observa la siguiente figura. Condensador
Recibidor
Compresor
Cuarto de maquinas
Evaporador
FIGURA 2. SISTEMA DE EXPANSIÓN DIRECTA
En el de refrigerante secundario tipo chiller el refrigerante enfría agua en un evaporador de casco y tubos que es la que absorbe el calor del aire del espacio, con la ayuda de intercambiadores de calor llamados fan and coils (serpentines aletados con ventilador), ver figura 3. El sistema funciona como todos los equipos de refrigeración y aire acondicionado con los cuatro elementos principales, compresor, condensador, dispositivo de expansión y evaporador, los cuales son auxiliados para un mejor funcionamiento por accesorios mecánicos. Los controles son del tipo eléctrico y en la actualidad muchos ya traen controles electrónicos, lo que hace que haya una complementación de ambos tipos de sistemas.
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Condensador
Refrigerante primario Recibidor Compresor
Chiller
Cuarto de máquinas Bomba
Refrigerante secundario
Espacio acondicionado
Intercambiador de calor
FIGURA 3. SISTEMA DE REFRIGERANTE SECUNDARIO
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Actividad de desarrollo 1 Realiza una indagación documenta documental y de campo acerca de los elementos y aplicaciones de los sistemas de aire acondicionado: tipo chiller y de expansión directa, identifica las ventajas y desventajas de cada uno de ellos y completa el siguiente mapa. Aire acondicionado tipo paquete
Expansión Directa
Tipo Chiller
Ventajas
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Desventajas
Ventajas
Desventajas
2.2.
Desensamble y ensamble del aparato de aire acondicionado tipo paquete.
Después de haber conocido los tipos, elementos y funcionamiento de los sistemas de aire acondicionado tipo paquete y de aplicar la experiencia que sobre otros tipos de sistemas de refrigeración y aire acondicionado has adquirido. En el taller de refrigeración y aire acondicionado del plantel, realiza lo que a continuación se te pide; es importante que cuentes con la asesoría de tu profesor: Actividad de desarrollo 2 Identifica el sistema de aire acondicionado tipo paquete y contesta el cuestionario que aparece a continuación. CUESTIONARIO 1 1. ¿Conoces las medidas de seguridad e higiene necesarias para realizar el desensamble de un sistema de aire acondicionado tipo paquete? _______ ¿Cuáles son?
2. ¿Conoces los cuidados que debes tener para proteger el medio ambiente cuando estas desensamblando un sistema de aire acondicionado tipo paquete? _____ 3. ¿Qué cuidados se deben tener para desensamblar un equipo de aire acondicionado tipo paquete?
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4. Enlista la herramienta necesaria para desensamblar el sistema de aire acondicionado tipo paquete y poder tener acceso a los componentes:
5. Completa la siguiente tabla: SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO TIPO PAQUETE SISTEMA MECÁNICO Componente
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Función que desempeña
SISTEMA ELÉCTRICO Componente
Función que desempeña
6. Elabora el esquema del sistema mecánico y eléctrico.
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Lee detenidamente la información que se te presenta y posteriormente resuelve las actividades que se te piden 2.3.
Verificación del funcionamiento de los componentes mecánicos
Compresores: Los compresores utilizados en estos sistemas tipo paquete, son de tipo hermético (figura 4), cuyas ventajas representan facilidad de servicio, economía y seguridad de operación; se utilizan compresores semi herméticos cuando la capacidad es mayores de 20 toneladas, aunque también se pueden utilizar varios compresores herméticos. El refrigerante entra al compresor como vapor a baja presión y temperatura, el mismo compresor eleva su presión calentándolo de manera que tenga la fuerza para recorrer el sistema.
FIGURA 4. COMPRESOR HERMÉTICO
Condensadores: Los condensadores utilizados en este tipo de sistemas, son los de serpentín aletado con circulación de aire forzada con la ayuda de ventiladores movidos por motores eléctricos. El refrigerante entra al condensador como vapor sobrecalentado para intercambiar calor con el medio ambiente saliendo del condensador como líquido a alta presión y temperatura.
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De acuerdo a la capacidad del sistema pueden tener uno o varios ventiladores y éstos funcionan al mismo tiempo, también pueden tener a la salida un recibidor de líquido.
FIGURA 5. CONDENSADOR DE CONVECCIÓN FORZADA
Dispositivos de expansión: Los elementos que controlan el flujo de refrigerante que entra al evaporador en los sistemas de aire acondicionado tipo paquete son del tipo de válvula termostática con igualador externo. El refrigerante entra al dispositivo de expansión y se dosifica su alimentación al evaporador, de acuerdo a las necesidades de enfriamiento, apoyadas por un bulbo sensor colocado a la salida del evaporador.
FIGURA 6. VÁLVULA DE EXPANSIÓN TERMOSTÁTICA IGUALADOR EXTERNO E IGUALADOR INTERNO 33
Evaporadores: Los evaporadores son los elementos donde se lleva a cabo el enfriamiento, el refrigerante se evapora absorbiendo calor de la sustancia deseada enfriándola. Los evaporadores en refrigeración se clasifican de acuerdo con la forma en que son utilizados. Expansión directa: Es aquel en el cual el refrigerante hierve en los serpentines del evaporador y que ayudado por un ventilador circula el aire a través del mismo a la vez que lo va enfriando.
FIGURA 7. EVAPORADOR DE EXPANSIÓN DIRECTA
Refrigerante secundario chiller: Es aquel en el cual el refrigerante primario hierve en el evaporador que en este caso es de casco y tubos, absorbiendo calor de un fluido que generalmente es agua (refrigerante secundario) la cual se recircula por medio de una bomba en un circuito que alimenta diferentes serpentines aletados conocidos como fan and coils (serpentines aletados con ventilación forzada) colocados estratégicamente en los espacios donde se requiere absorber el calor del aire y retorna a un deposito para regresar al evaporador.
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Evaporador tipo chiller
FIGURA 8 EVAPORADOR TIPO CHILLER
Ambos sistemas tienen ventajas y desventajas, una desventaja del sistema tipo chiller es que requiere de más elementos para funcionar comparado con el sistema de expansión directa que es más sencillo. Pero cada caso tiene su aplicación y se utilizará el que más convenga. Para el caso de los sistemas de aire acondicionado tipo paquete el sistema de expansión directa enfriará directamente el aire del espacio deseado. El sistema tipo chiller, utilizará el refrigerante primario que enfriará el agua que circulará, a través de las líneas de agua fría para enfriar el aire de los espacios que así lo requieran. De una manera sencilla se puede determinar, que un sistema de expansión directa se recomienda para enfriar el aire de espacios abiertos como cines, teatros, centros comerciales, centros de convenciones, etc. 35
Un sistema de aire acondicionado tipo chiller se recomienda para enfriar el aire de espacios bien delimitados como hoteles, escuelas, hospitales, entre otros. Este tipo de sistemas, se pueden utilizar también de manera combinada, por ejemplo, en el caso de un hotel el lobby puede ser enfriado por un sistema de expansión directa y los cuartos por uno de tipo chiller. De acuerdo a su construcción, los evaporadores utilizados para los sistemas de expansión directa son los de serpentín aletado donde el aire circula de manera forzada por la acción de una turbina que se mueve de manera directa o por poleas gracias a la ayuda de un motor eléctrico. El evaporador tipo chiller es generalmente de casco y tubos donde el refrigerante pasa por el exterior de los tubos y el agua circula por dentro de ellos, los tubos son roscados, para formar aletas en su exterior lo que permite mayor superficie de transferencia de calor, estos evaporadores pueden ser de uno más pasos o sea, que el agua recorre el circuito más de una vez. Actividad de desarrollo 3 • En el taller de refrigeración, con ayuda del profesor formen equipos de trabajo. Posteriormente deberán verificar el funcionamiento de los componentes mecánicos del sistema de aire acondicionado tipo paquete y completen la tabla que aparece a continuación. NOMBRE DEL COMPONENTE MECÁNICO
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HERRAMIENTA(S) UTILIZADA(S)
INSTRUMENTO(S) UTILIZADO(S)
MEDIDAS DE SEGURIDAD E HIGIENE
Actividad de desarrollo 4 Elaboren un reporte siguiendo las indicaciones que les proporcione el profesor, que incluya una tabla de las condiciones de funcionamiento. Expongan las conclusiones obtenidas. •
2.4.
Elaboración del diagnóstico de los elementos mecánicos del sistema de aire acondicionado tipo paquete, usando las herramientas e instrumentos de medición de acuerdo a las especificaciones técnicas del fabricante.
Lee detenidamente la información que se te presenta y resuelve lo que se te solicita. Elementos principales El diagnóstico del estado del sistema de aire acondicionado tipo paquete es el paso previo antes de realizar el mantenimiento preventivo o correctivo del sistema. El primer paso es realizar una inspección visual del sistema sin desarmarlo, el buen funcionamiento del mismo es apreciable por la temperatura en el espacio acondicionado. Posteriormente observa la limpieza de los serpentines aletados, tuberías y cableado; después puedes empezar a quitar las tapas para observar el estado de los elementos mecánicos y eléctricos para medir presión, temperatura, voltaje y amperaje, estos deben concordar con las especificaciones del fabricante. Para poder revisar el buen funcionamiento del sistema debemos conocer las condiciones básicas de operación de cualquier sistema de aire acondicionado de paquete así como sus usos y capacidades. La capacidad de las unidades de paquete enfriadas por aire varían de 1.5 a 7.5 toneladas para uso residencial y más de 30 toneladas para uso comercial. La mayoría de las unidades son evaluadas y certificadas con el Standard 210 de ARI que establece 26.6°C bulbo seco y 19°C bulbo húmedo como la temperatura de retorno del aire del evaporador y 35°C bulbo seco como la temperatura del aire exterior entrando al condensador o del medio condensante. También se incluye el requisito de que la unidad debe ser capaz de operar hasta una temperatura de 46.1°C para el ambiente exterior sin desconectarse por falta de presión o sin que el compresor arranque y pare por sobrecarga. Un sistema operando en las condiciones de la ARI tendrá las siguientes características: Aire acondicionado de retorno
26.6° C.
Flujo de aire
450 pies3 /min. por tonelada
Salida de aire del serpentín
14 a 15° C. Bulbo seco
Presión de succión R-22
73 a 76 Psig.
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Hay una reducción de la temperatura de entre 11.6 a 12.6° C bulbo seco. El refrigerante sale del serpentín a 14 o 15°C, posteriormente absorbe una pequeña cantidad de calor a través de los ductos y llega al espacio a 15 o 16°C, es decir, con una diferencia de 10.6 a 11.6°C con respecto a la recomendada. Temperatura Medio condensante en el condensador
35° C.
Flujo de aire
800 pies3 / min. por tonelada
Temperatura promedio en el condensador
54.4° C.
Sub enfriamiento
10° C.
Presión de descarga R-22
295 Psig.
De acuerdo a estas características se concluye que el refrigerante líquido debe salir del condensador a 46° C. Con estas mismas características, las inspecciones visuales y observaciones del funcionamiento del sistema puedes elaborar el diagnóstico para planear las actividades de mantenimiento necesarias de acuerdo a las especificaciones del fabricante. Hay que tomar en cuenta que debes hacer las adecuaciones pertinentes de acuerdo a las temperaturas ambientales de tu localidad ya que en cada ciudad se presentan condiciones diferentes. Elementos mecánicos principales Compresor Lo primero que hay que revisar del compresor es la temperatura de succión y descarga para lo cual la puedes medir con un termómetro las líneas succión y descarga o bien solo apreciar sensiblemente tocándolas para observar el diferencial de temperatura (ver figuras 9 y 10). Observa el estado de limpieza de las tuberías de succión y descarga, restos de aceite o corrosión que pueden ser indicio de una posible fuga. Puedes conectar el múltiple de manómetros para comprobar la presión del sistema. Por el lado eléctrico, realiza una inspección del cableado de terminales y bornes del compresor para comprobar un buen contacto entre los elementos de arranque y protección del sistema. Realiza las lecturas de voltaje de alimentación y amperaje consumido, si es trifásico debes revisar el voltaje entre las fases y vigilar que cuente con un protector de inversión de fase para que no se dé el caso de que gire en sentido contrario. Con estos puedes elaborar el diagnóstico del estado del compresor del sistema de aire acondicionado tipo paquete.
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Succión
Descarga
Compresor
Silenciador
FIGURA 9. COMPRESOR HERMÉTICO
Compresor 1 Compresor 2
FIGURA 10. SISTEMA CON DOS COMPRESORES HERMÉTICOS
Actividad de desarrollo 5 Elabora el diagnóstico de las condiciones electromecánicas del compresor, el profesor determinará los elementos que debe contener el diagnóstico. 39
Condensador Después de quitar las tapas que cubren al condensador se realiza la inspección visual que determinará el estado de limpieza y de corrosión de la estructura, tuberías de entrada y salida, serpentines y aletas, lo que servirá para diagnosticar el tipo de mantenimiento que habrá de practicarse al condensador que mínimamente será lavado y pintado. Se puede medir la temperatura a la entrada y salida del condensador así como la temperatura del aire que pasa por las aletas del condensador y comprobar el sentido del movimiento del aire (figura 11). Habrá que medir la temperatura ambiente con un incremento de 10° C., para que se determine la temperatura de condensación y que de acuerdo al tipo de refrigerante en una tabla presión- temperatura nos dará la temperatura del refrigerante en ese punto. Por ejemplo: Sabemos que los sistemas usan R-22 por lo que si suponemos una temperatura ambiente de 35° C nos da una temperatura de condensación de 45° C.
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Salida del Condensador Condensador
Descarga
Entrada al Condensador
FIGURA 11. CONDENSADOR
Observando los datos que aparecen en la tabla presión-temperatura, encontramos que la presión es de 239 Psig., que es la presión de condensación. Si se observan datos con presiones más altas, será necesario revisar alguna anomalía en el condensador que puede ser desde que este sucio y necesite limpieza, hasta que el motor del ventilador no esté girando a la velocidad recomendada por el fabricante, figura 12.
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Condensador
Motor
FIGURA 12. CONDENSADOR DE CONVECCIÓN FORZADA
Los ventiladores más cercanos a los cabezales no deben estar ciclando ni por el termostato ni por el control de presión. Los cambios drásticos en temperatura y presión en los cabezales, como resultado de la acción del ventilador, pueden traer como consecuencia posibles fallas de la tubería. Los motores están diseñados para un servicio de funcionamiento continuo. Los controles de ciclaje del ventilador deben ser ajustados para mantener un mínimo de 5 minutos encendidos y 5 minutos apagados. El ciclaje de los ventiladores puede resultar en una falla prematura del motor y/o aspa del ventilador. Actividad de desarrollo 6 Elabora el diagnóstico de las condiciones electromecánicas del condensador, el profesor determinará los elementos que debe contener el diagnóstico. Dispositivo de expansión Después de quitar las tapas se puede verificar primeramente el tipo de dispositivo de expansión que seguramente será una válvula de expansión termostática, identifica la placa que indica el tipo de refrigerante para la que está diseñada y su capacidad, ubica el bulbo sensor a la salida del evaporador, de igual manera, se puede observar la ubicación del igualador externo.
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La válvula debe estar colocada en cualquier posición de preferencia en forma vertical, pero cerca del evaporador. Si se usa con distribuidor tendrá un mejor funcionamiento si este está instalado directamente a la salida de la válvula, la distancia entre la válvula y el distribuidor no debe ser de más de 60 cm., de lo contrario ocurrirán problemas de distribución, no debe haber codos o dobleces entre la válvula y el distribuidor; el diámetro de esta línea puede ser ligeramente menor para mantener la velocidad del refrigerante y obtener una mejor distribución, ver figura 13.
Evaporador
Distribuidor
FIGURA 13. DISTRIBUIDOR
Sensiblemente se puede apreciar la diferencia de temperaturas entre la entrada y la salida de la válvula de expansión termostática y si se desea más detalle se puede utilizar un termómetro. Hay sistemas de baja capacidad que pueden tener como dispositivo de expansión un tubo capilar (figura 14) en este caso se puede observar sensiblemente la diferencia de temperaturas a la entrada y salida del capilar. Su limpieza, grado de corrosión y manchas de aceite, son indicio de posible fuga, también algún doblez excesivo que pudiera afectar la circulación de refrigerante.
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Succión
Tubo capilar
FIGURA 14. TUBO CAPILAR
En ambos casos se puede medir la temperatura de entrada y salida del dispositivo. Hay que tomar en cuenta que la temperatura a la entrada del dispositivo es ligeramente menor que la de condensación de acuerdo a las normas, es de 2°C. a 3°C menos, es decir, que si es de 45°C. la de condensación la temperatura a la entrada del dispositivo será de 42°C. Se puede determinar la presión en ese punto con la ayuda de las tablas. Actividad de desarrollo 7 Elabora el diagnóstico de las condiciones electromecánicas del dispositivo de expansión, el profesor determinará los elementos que debe contener el diagnóstico. Evaporador Se quitan las tapas para observar en su totalidad el evaporador del sistema de aire acondicionado tipo paquete (figura 15), haciendo una inspección visual del tipo de evaporador. Para el de expansión directa se debe realizar un reconocimiento a los serpentines aletas, a la estructura y a las tuberías de entrada y salida; para determinar el grado de limpieza y corrosión, de igual manera, se realiza una revisión de las partes para definir qué tipo de mantenimiento habrá de practicarse.
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Evaporador
Retorno del evaporador
FIGURA 15. EVAPORADOR
Medir la temperatura de entrada y salida del refrigerante en el evaporador así como las de entrada y salida del aire a través del mismo (figura 16), servirán para medir su eficiencia. Si es de tipo chiller, se debe inspeccionar en el casco y la tubería, su limpieza y grado de corrosión, manchas de aceite o trazas de sales minerales que indiquen fuga de refrigerante o agua. Medir las temperaturas de entrada y salida, de las líneas de agua fría y de refrigerante. Con todos estos datos se puede elaborar el diagnóstico del evaporador del sistema de aire acondicionado tipo paquete. Lo que resulta importante aquí es poder medir el sobrecalentamiento del refrigerante antes de entrar al compresor. Para determinar el correcto sobrecalentamiento hay que seguir los siguientes pasos: 1. Medir la temperatura de la línea de succión en el punto donde está ubicado el bulbo. 2. Obtener la presión de succión que hay en el lugar del bulbo por medio de cualquiera de los métodos siguientes: •
Si la válvula es de igualador externo se puede determinar precisamente la presión en esta línea con un manómetro.
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•
Leer la presión del manómetro en la válvula de succión del compresor, a esta presión añadir la caída de presión estimada a través de la línea de succión entre la válvula de succión y el lugar donde está el bulbo. La suma de la lectura obtenida y la caída de presión estimada será igual a la presión aproximada en la línea de succión en el lugar del bulbo.
3. Convertir la presión obtenida en el punto 2, a temperatura de saturación de evaporador por medio de la tabla presión-temperatura del refrigerante. 4. Restar las temperaturas obtenidas en los puntos 1 y 3 la diferencia es el recalentamiento.
Turbina
Salida de aire frío
FIGURA 16. SALIDA DE AIRE FRÍO DEL EVAPORADOR
Un sobrecalentamiento adecuado es aquel en donde se aprovecha al máximo el evaporador con refrigerante líquido y solo para la salida se tiene vapor por lo que un sobrecalentamiento de 5° C., podría ser lo más adecuado, sin embargo se tienen situaciones especiales para cada aplicación que se tienen que analizar cuidadosamente, hay que tomar en cuenta que se tienen también después del evaporador un acumulador de succión y un filtro de succión los cuales evitan la llegada de líquido al compresor.
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Actividad de desarrollo 8 Elabora el diagnóstico de las condiciones electromecánicas del evaporador, el profesor determinará los elementos que debe contener el diagnóstico. Accesorios mecánicos Filtro deshidratador Para el diagnóstico del filtro deshidratador, primero debemos determinar el tipo de filtro que utiliza, el cual puede ser alguno de los siguientes: roscable, soldable, granular, de piedra, recargable desechable, etc. Posteriormente, identificar la posición en que se encuentra; si es que hay algún arreglo en derivación, observar el grado de limpieza y corrosión del deshidratador, así como las tuberías de entrada y salida, también hay que medir la temperatura de las líneas de líquido de entrada y salida, como se muestra en la figura 17.
Entrada
Salida
FIGURA 17. FILTRO DESHIDRATADOR
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Existen dos tipos de filtros deshidratadores; uno en la línea de líquido y otro en la de succión. 1. Los filtros deshidratadores en la línea de líquido, independientemente del tipo siempre son instalados a favor del flujo a la salida del condensador o la válvula de servicio del recibidor antes del la mirilla. Los filtros deshidratadores pueden o no tener válvula de acceso dependiendo del tamaño y aplicación. El servicio básico de estos accesorios es similar a los de succión. Los deshidratadores deben de sustituirse cuando hay evidencia de una caída de presión excesiva a través del filtro o cuando el sistema este contaminado debido a fugas del sistema, compresor quemado, formación de ácido o acumulación de humedad, indicado por la mirilla en la línea de liquido. Indicador de líquido y humedad: para elaborar el diagnóstico del indicador de líquido y humedad habrá que observar la localización y posición del indicador, el paso del flujo de refrigerante y detenidamente el color del indicador de humedad, el grado de limpieza y corrosión del indicador y de las líneas de entrada y salida. La mirilla debe estar instalada en la línea de líquido principal, a favor del flujo desde la salida del condensador o de la válvula de servicio del recibidor inmediatamente después del deshidratador de la línea de líquido. El cristal mirilla está diseñado para dar una indicación visual del contenido de humedad en el sistema, cono se puede observar en la figura 18. Indicador de humedad
Indicador de líquido
FIGURA 18. INDICADOR DE LÍQUIDO Y HUMEDAD
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Generalmente no necesita de servicio en el campo, sin embargo en casos de extrema formación de ácido en el sistema, después de que se quema un compresor, el ácido puede dañar el elemento sensor o atacar a la mirilla, en este caso, será necesario reemplazar el indicador junto con el deshidratador, después de cualquier quemadura de motor del compresor. 2. Filtro de succión. Para el diagnóstico del filtro de succión hace falta primeramente determinar el tipo de filtro, la posición en que se encuentra, observar su grado de limpieza y corrosión así como de las tuberías de entrada y salida, además de medir la temperatura de las líneas de vapor de entrada y salida. Como se mencionó anteriormente se instalan dos filtros deshidratadores en el sistema de líquido y de succión. Los filtros de succión independientemente del tipo, son siempre instalados en la línea de succión hacia la válvula de servicio de succión del compresor y algunos acumuladores u otros accesorios que pueden ser instalados. Los filtros de succión son equipados con válvula de acceso tipo pivote que permiten medir la caída de presión a través de este elemento.
FIGURA 19.FILTRO DE SUCCIÓN
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Acumulador de succión Para el diagnóstico del acumulador de succión hace falta: • Primeramente determinar el tipo de acumulador. • La posición en que se encuentra, observar su grado de limpieza y corrosión así como de las tuberías de entrada y salida, medir la temperatura de las líneas de vapor de entrada y salida. • Observar si hay algún retorno de líquido y hacia dónde se dirige. • Medir la temperatura de entrada y salida del acumulador y si es posible la caída de presión entre la entrada y la salida del acumulador.
FIGURA 20. ACUMULADOR DE SUCCIÓN
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Actividad de desarrollo 9 En equipo de trabajo elabora el diagnóstico de los elementos mecánicos de un sistema de aire acondicionado tipo paquete, no olvides anexar los diagnósticos individuales que realizaste anteriormente. Las características del documento escrito serán proporcionadas por el profesor. Posteriormente realiza una exposición de las conclusiones a las que llegaron. •
2.5 Elaboración y/o interpretación del diagrama eléctrico y electrónico y su ubicación en el sistema. Un diagrama es la representación gráfica de la relación que existe entre las diferentes partes de un sistema. Por ejemplo, el diagrama eléctrico de un sistema de aire acondicionado tipo paquete, que se muestra a continuación, en el cual se observa el diagrama esquemático y su respectiva leyenda. LEYENDA C Contactor. CH calentador de cárter. CR Relevador de control. HR Relevador de seguridad. HP Interruptor de alta presión. IFR Relevador de ventilador interior. IT Termostato interno. LP Interruptor de baja presión. MS Interruptor momentáneo. OFM Motor de ventilador exterior. OFMC Capacitor de motor del ventilador exterior. OL Protección de sobre carga. TC Termostato de enfriamiento. TM Interruptor horario ___ Alambrado de fábrica. ----- Alambrado de campo.
FIGURA 21. DIAGRAMA ELÉCTRICO DEL SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO TIPO PAQUETE
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Actividad de desarrollo 10 Por equipo, en una cartulina o pliego de papel bond deben elaborar el diagrama eléctrico y electrónico del sistema de aire acondicionado tipo paquete. 2.6. Verificación del funcionamiento de los accesorios eléctricos Lee detenidamente la información que se te presenta y realiza las actividades que se te proponen. Fuerza:
Se define como circuito eléctrico de fuerza aquel conjunto de elementos eléctricos que alimentan de corriente eléctrica al sistema para que realice su trabajo.
Control:
Se define como circuito eléctrico de control aquel conjunto de elementos eléctricos que tienen como objetivo el gobernar y proteger el sistema.
Elementos eléctricos Centros de control: Cuando varios motores están involucrados en un proceso, los dispositivos empleados para su control y protección pueden ser instalados en una sola estructura que se conoce como tablero o centro de control de motores. En general todos los centros de control para motores son un conjunto de equipos instalados dentro de cubiertas metálicas que se diseñan para realizar a distancia una o varias de las funciones siguientes: • • • •
Control. Medición. Indicación. Protección.
Los centros de control de motores se componen fundamentalmente tres elementos: a) Compartimiento metálico: es una estructura auto soportada cuya función es proporcionar cabida a las unidades de control, las barras y el alambrado en general. b) Barras o buses de distribución: constituyen el circuito eléctrico del centro de control. Se diseñan para soportar las corrientes de utilización, se montan en soportes aislantes capaces de resistir los esfuerzos de un cortocircuito. Las barras de distribución se componen de barras horizontales y barras verticales. Las barras horizontales son usualmente los alimentadores principales y se instalan en la parte superior, corriendo a todo lo largo del centro de control. Las barras verticales son los circuitos derivados de los ramales. c) Unidades de arranque: se pueden instalar en módulos removibles. En cada módulo existen un buen número de diferentes combinaciones, desde simples interruptores 52
termo magnéticos hasta controladores más complicados como arrancadores a tensión reducida con funciones de frenado e inversión de rotación. Las unidades están eléctricamente aisladas y dotadas de enchufes para conectarse a las barras verticales. En el campo del acondicionamiento de aire se encuentran diseños de controles automáticos para el arranque y paro de los equipos. También se encuentran controles que modulan la velocidad de giro de los motores o que modulan una válvula. Estos controles ofrecen igualmente protección a los equipos. Los controles eléctricos intervienen en el funcionamiento automático de un sistema de aire acondicionado tipo paquete, intentan mantener de forma estable y constante las condiciones de funcionamiento por medio de un dispositivo regulable al igual que los electrónicos que se verán en el próximo inciso. Esta condición incluye la protección del equipo y de las personas. El sistema debe de regularse por si mismo dentro de los márgenes especificados por el fabricante. Si el sistema opera fuera de estos márgenes el equipo se puede dañar. Los elementos eléctricos que sirven para el arranque y paro del sistema son los arrancadores y los relevadores. Relevadores de control Estos dispositivos llamados también contactores auxiliares funcionan exactamente igual que los contactores, pero son de aspecto y construcción totalmente diferente, como su puede observar en la figura 22.
Contactos Cubierta Aislante Junta articulada
Bobina
Armadura Base Terminales de Conexión
FIGURA 22. ELEMENTOS DE UN RELEVADOR DE CONTROL 53
Los relevadores se utilizan para aceptar información de un dispositivo sensor y obtener múltiples acciones de control entre las cuales se tienen la amplificación de potencia. Una débil señal de control puede tener la potencia necesaria para energizar la bobina de un contactor con el que se puede controlar una fuente separada de potencia. Las aplicaciones más frecuentes son la de interrupción de bobinas de contactores, conexión de pequeños motores y equipos de alarma, y señalización con luces piloto y bocinas. Relevador de control de tiempo. La necesidad de disponer de sistemas de control de tiempo, secuencias y otras muchas funciones para las múltiples aplicaciones industriales, ha motivado el desarrollo de cierto número de dispositivos de control, entre los que se encuentran los dispositivos de control de tiempo, los relevadores neumáticos, los de fluido amortiguador, los de condensador, los controles de tiempo impulsados por motor, entre otros. Los relevadores neumáticos de tiempo son empleados con mucha frecuencia en los circuitos de control. Son básicamente relevadores de control con una unidad neumática de retardo que se acciona mecánicamente mediante la acción de la armadura. La función de retardo de tiempo depende del paso de aire a través de un orificio restringido generalmente de un fuel o diafragma de caucho sintético reforzado, ver figura 23. Los relevadores magnéticos pueden presentar un retardo en el cierre o apertura de sus contactos, al energizarse la bobina o bien al desenergizarse. Contactos Palanca de ataque Dedo Fuelle
Armadura
Resorte motor Bobina Base Aguja de ajuste FIGURA 23. RELEVADOR NEUMÁTICO DE TIEMPO
Relevadores de sobrecarga. Un circuito de control además de realizar funciones de gobierno debe proporcionar protección a la máquina o proceso que está controlando.
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Un motor eléctrico se puede ver sometido a perturbaciones como corrientes de corto circuito y corrientes de sobre carga. Para proteger al motor de las primeras que pueden alcanzar valores muy elevados se pueden emplear interruptores termo magnéticos o fusibles y para las segundas que si bien no alcanzan valores tan grandes pero si originan calentamientos que pueden afectar a la máquina se pueden emplear los relevadores de sobrecarga (figura 24).
FIGURA 24. RELEVADOR DE SOBRECARGA
Los relevadores de sobrecarga están formados ordinariamente por dos elementos: 1. Unidad sensora, la cual se encuentra conectada a la línea ya sea de manera directa o indirecta a través de transformadores de corriente 2. Mecanismo actuado, a través del cual opera desconectando el motor de la fuente de alimentación. Los relevadores de sobrecarga se construyen para disparo instantáneo o con características de tiempo inverso, en estos últimos una mayor intensidad de corriente origina menor tiempo en el disparo. Dependiendo de la tecnología en que basan su funcionamiento se dividen en: • • •
Térmicos Magnéticos Termo magnéticos
En los térmicos, la elevación de temperatura causada por una corriente de sobrecarga, hace operar el mecanismo de disparo. Se construyen de diferentes tipos pero entre los más utilizados se encuentran los bimetálicos y los de aleación fusible (figura 25).
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FIGURA 25. ELEMENTO TÉRMICO DE SOBRECARGA DEL TIPO DE ALEACIÓN FUSIBLE.
Los bimetálicos se emplean como unidad sensora un bimetal está formado por dos metales soldados entre si y cuya característica es que son de diferente coeficiente de dilatación. El bimetal que se fabrica generalmente con níquel y fierro al ser calentado se dobla en un sentido lo que se aprovecha para accionar el contacto o contactos que realizan la apertura del circuito a proteger. Cuando termina la sobre carga basta presionar la palanca o botón de restablecer para regresar los contactos a su posición original.
Resorte
Leva
Elemento Calefactor
Varilla Tornillo de Ajuste Bimetal
Contactos
Restablecedor FIGURA 26. RELEVADOR BI METÁLICO
Los magnéticos de sobrecarga, tiene una bobina de alambre de calibre suficientemente grande para permitir el paso de la corriente del motor, debido a que el relevador se conecta directamente en serie con este o indirectamente en circuitos de motores grandes con la ayuda de transformadores de corriente. 56
FIGURA 27. RELEVADOR MAGNÉTICO DE SOBRECARGA
Lo relevadores de potencial fueron diseñados para aire acondicionado y calefacción totalmente herméticos para usarse con motores de capacitor de arranque
FIGURA 28. RELEVADOR DE POTENCIAL 57
El relevador retardador de tiempo, es usado en caso de una falla prolongada de voltaje es conveniente impedir que los motores arranquen inesperadamente al restablecerse la energía, por los perjuicios posibles a la maquinaría o daños a un operario. Un dispositivo retardador de tiempo liberado por bajo voltaje con un arrancador magnético y una estación de botones de contacto momentáneo, volverá a conectar el motor a las líneas de energía en caso de una falla de voltaje de corta duración. Sin embargo, si esa falla excede el ajuste de tiempo de un dispositivo de liberación por bajo voltaje o si se acciona el botón de parada el motor no arrancará automáticamente sino debe hacerse de manera manual oprimiendo el botón de arranque. Este tipo de relevadores es usado en los motores de los ventiladores, de las bombas y las turbinas con gran variedad de tiempos tipo compacto de rápida y fácil instalación.
FIGURA 29. RELEVADOR RETARDADOR DE TIEMPO
En resumen, un relevador es un dispositivo eléctrico que consume poca corriente por lo cual puede usarse para control remoto de un ventilador, un motor de compresor o diversos tipos de equipo eléctrico. Tiene una bobina electromagnética y uno o más juegos de contactos que se mencionan como polos, los relevadores protegen a los motores desconectándolos cuando se sobrecalientan o sobrecargan.
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A un relevador de trabajo pesado se le llama contactor. Trabajo pesado se refiere a la capacidad de los contactos. Los relevadores que tengan contactos que sean capaces de llevar hasta 10 A o más son llamados contactores. Contactores Un contactor es un dispositivo empleado para conexión y desconexión de circuito eléctricos de potencia. Su operación puede ser manual o magnética. Está formado por un conjunto de contactos fijos o estacionarios, firmemente sujetos a un bastidor o estructura, que en la mayoría de los casos va provista de cámaras de arqueo. • •
Los contactos fijos tienen puntos terminales donde se pueden conectar circuitos externos. Los contactos móviles son accionados mecánica (manual) o magnéticamente de acuerdo con el tipo de contactor. a) Los contactores manuales se accionan por medio de mecanismos o varillas que se controlan con una palanca o manivela. b) Los contactores magnéticos se conectan o desconectan por medio de bobinas y electroimanes. Contactos.
Son la parte más delicada de un contactor, su construcción y mantenimiento debe ser lo más adecuado posible, están construidos de aleaciones con lo que se busca resistencia mecánica y desgaste mínimo por el arco, las aleaciones más comunes son plata- paladio, plata- cadmio y plata-níquel.
Cámara de arqueo.
Conocidas también como cámaras deionizadoras cuyo propósito es reducir el arco y extinguirlo en el menor tiempo posible evitando el deterioro de los contactos.
El arco se produce por la ionización del aire entre los contactos al producirse la apertura. El aire calentado se vuelve conductor y como la resistencia es elevada el calentamiento que se produce es sumamente peligroso, sobre todo en el caso de circuitos que conduzcan corrientes considerables. Para extinguir el arco existen otros métodos como el soplado de aire a presión, soplado magnético y baño de aceite. Contactores manuales.
Son dispositivos muy sencillos de operar ya que por medio de una palanca o manivela se controlan todas las operaciones de conexión y desconexión.
Los combinadores de fuerza de levas o de tambor, se pueden considerar como versátiles contactores manuales, se usan frecuentemente en operaciones de arranque, inversión de giro y frenado eléctrico. Contactores magnéticos. • •
Están formados básicamente por dos partes:
Una fija usualmente en forma de E en cuyo centro se instala una bobina. Una parte móvil llamada armadura.
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FIGURA 30. CONTACTOR DE PROPÓSITO DEFINIDO
Pueden asignarse sobrecargas determinadas para la protección de un motor en cuyo caso el contactor es llamado arrancador magnético. Arrancadores Un arrancador es un controlador eléctrico que permite conectar el motor a la línea acelerándolo del reposo a su velocidad nominal y que además lo protege contra sobrecargas. En motores de pequeñas capacidades se utilizan arrancadores manuales (figura 31) sobre todo si las operaciones de arranque y paro no son frecuentes.
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FIGURA 31. ARRANCADOR MANUAL
Sin embargo la tendencia actual es el empleo de arrancadores magnéticos (figura 32) que permiten no solo la operación remota del motor sino también la operación automática respondiendo a señales de dispositivos piloto tales como interruptores de flujo, de límite, de presión, etc.
FIGURA 32. ARRANCADOR MAGNÉTICO
Los arrancadores se han dividido por la norma oficial NEMA en cinco clases A, B, C, D y E. Pero para efectos de esta guía solo veremos los de clase A y B.
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•
Clase A.- agrupa los arrancadores para corriente alterna, manuales y automáticos en los cuales la operación de los contactores es en aire o en aceite. Especificados para servicio en 600 volts o menos, deben ser capaces de interrumpir corrientes de sobrecarga de hasta 10 veces la corriente nominal del motor, sin considerar corrientes de corto circuito.
•
Clase B.- Similar al anterior solo que los arrancadores son para servicio de corriente continúa.
Transformadores Par operar un sistema de aire acondicionado hace falta una fuente de energía la cual se obtiene de la corriente eléctrica de suministro 115 volts, 220 volts etc. Sin embargo en los circuitos de control se prefiere utilizar un voltaje más bajo 24 volts. Un circuito de control de bajo voltaje es superior a un circuito de voltaje de línea porque el alambrado se simplifica y es más seguro y los termostatos de bajo voltaje permiten un mejor control de la temperatura. Para esto se hace necesaria la utilización de un transformador (figura 33), reductor de bajo voltaje, consiste por dentro de dos bobinas independientes de alambre aislado que se han enrollado sobre una barra de hierro común. Para pasar de 120 volts (primario) a 24 volts (secundario) se utilizan 5 vueltas en el primario por cada vuelta en el secundario. Con un primario de 240 volts la proporción seria de 10 a 1 y así sucesivamente. Al reducir el voltaje no se pierde energía porque el valor de la corriente en el lado del secundario será cinco veces mayor que en el lado del primario para que así la energía en ambos lados sea la misma asumiendo que el transformador tiene una eficiencia del 100%.
Salida 24 volts Entrada 120 volts
FIGURA 33. TRANSFORMADOR
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Capacitor Es un elemento eléctrico que ayuda al arranque de los motores eléctricos. El capacitor de arranque almacena la energía suficiente para dar al motor el par necesario para moverse desde el reposo hasta alcanzar la velocidad a la cual el capacitor de trabajo se encargará de mantenerlo funcionando, como lo muestra siguiente figura.
Capacitor de trabajo
Capacitor de arranque
FIGURA 34. CAPACITOR
Motor eléctrico En el sistema de aire acondicionado tipo paquete existen varias aplicaciones para los motores eléctricos, estos pueden ser monofásicos con capacitor de arranque o trifásicos se utilizan desde el compresor hermético hasta los ventiladores de los condensadores y turbinas del evaporador de expansión directa hasta la bomba de recirculación de agua del tipo chiller.
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FIGURA 35. MOTOR CONDENSADOR
FIGURA 35 MOTOR CONDENSADOR
Termostatos Los controles principales en el sistema de aire acondicionado tipo paquete son los que controlan la temperatura y la presión del sistema. Los termostatos son controles eléctricos que mantienen una temperatura definida en el espacio a enfriar. También se usan para controlar la temperatura del aire o del agua que pasa por el evaporador. Los más sencillos son los que se utilizan en los sistemas más pequeños que son los domésticos y que cuentan con una escala relativa o sea que cuentan con una escala del 1 al 10 o del 1 al 5 y de acuerdo al nivel de temperatura deseado se va encontrando el nivel adecuado sin darse cuenta exactamente que temperatura es. A medida que se va sofisticando la operación del sistema es necesario tener controladores más precisos por lo que aparecen termostatos ya con una escala real la cual de acuerdo a la aplicación del sistema pueden encontrarse de baja, media y alta temperatura. Los de baja temperatura se aplicarán en bodegas de congelación, los de media en sistemas de enfriamiento de agua y los de alta se aplicarán normalmente en sistemas de aire acondicionado. Su funcionamiento es exactamente el mismo, lo único que varía es la calibración de los elementos que realizan la operación. Existen varios tipos de termostatos como son los de bulbo los cuales tiene una sustancia que reacciona a los cambios de temperatura contrayéndose en baja y expandiéndose en alta forzando a que los contactos del mismo cierren o abran. También los hay de bimetal donde la diferencia de elongación con respecto a la temperatura de dos metales que están unidos hace que se deformen logrando abrir o cerrar los contactos. También existen los de metal líquido que utilizan mercurio el cual dentro de una cápsula se mueve de acuerdo a las variaciones de temperatura abriendo o cerrando el contacto entre los platinos del termostato.
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La figura 36 muestra los tipos de termostatos mencionados.
BULBOS DE TERMOSTATOS
BIMETAL DE TERMOSTATOS
CÁPSULA DE MERCURIO DE TERMOSTATO FIGURA 36. ELEMENTOS SENSORES DE LOS TERMOSTATOS 65
Los termostatos se pueden conectar a voltaje de línea y a bajo voltaje, los primeros son de acción rápida pero no son muy precisos los de bajo voltaje son de alta precisión actualmente para la aplicación del sistema de aire acondicionado de paquete son muy usados. Los termostatos han evolucionado a tal grado que ya no son solamente eléctricos sino también son electrónicos y se verán más adelante.
DE VOLTAJE DE LÍNEA
DE BAJO VOLTAJE FIGURA 37. TERMOSTATOS DE VOLTAJE
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Presostatos Los presostatos son elementos que controlan la presión dentro del sistema de aire acondicionado tipo paquete, en general se pueden encontrar de tres tipos, cada uno con una función muy específica e importante. PRESOSTATO DE BAJA PRESIÓN PRESOSTATO DE ALTA PRESIÓN PRESOSTATO DE NIVEL DE ACEITE. Presostato de baja presión: se encarga de controlar que no se trabaje a una presión excesivamente baja, motivo por el cual se calibran de acuerdo a la aplicación del sistema. Se conecta al lado de la succión y como se dijo anteriormente una de sus funciones es la de arrancar y parar el compresor de acuerdo a la temperatura de la bodega. También sirve para evitar que el sistema trabaje a presiones inferiores de las de trabajo en eventuales fallas del sistema como fugas o taponamientos tan simples como que el solenoide se quedo cerrado. Los presostatos de baja se calibran a la presión de arranque y paro deseado con dos escalas que son la del rango o arranque y la de diferencial o paro. Como presostatos de baja sus escalas son de bajos incrementos. Presostatos de alta presión: se encargan de controlar la alta presión del lado de descarga del sistema, aunque siempre se espera que no se realice esta operación, sin embargo es una buena práctica de seguridad ya que se espera siempre que sea otro elemento el que funcione primero como un presostato de baja o una válvula de alivio Sus escalas de calibración también son dos las cuales se regulan de acuerdo a la aplicación del sistema. Hay que hacer notar que los dos presostatos pueden venir montados sobre un mismo cuerpo con una escala doble y cuatro tornillos de calibración. Igualmente en los presostatos de alta existe la opción de que automáticamente se restablezcan al bajar la presión o que tengan un botón de restablecimiento el cual debe ser presionado por el operador para que el sistema vuelva a funcionar; lo que mostrará que existe la falla en el lado de alta, la cual es una de las más peligrosas que se puede encontrar en el sistema. Otro tipo de presostatos que entran dentro de los de alta presión son los que se coloca en el condensador en caso de que se tengan varios ventiladores, para que operen cuando sea necesarios, si la presión excede de un límite entonces entra en funcionamiento otro ventilador más. La siguiente figura muestra los presostatos de alta y baja.
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FIGURA 38. PRESOSTATO DE ALTA Y BAJA
Presostato de nivel de aceite (PNA): se conecta al cárter del compresor y su función es la de controlar la presión del aceite dentro del mismo. Cuando detecta una falta de aceite inmediatamente se para el compresor. Este presostato no se calibra y tampoco se restablece automáticamente. Es necesario que el operador presione el botón restablecedor para que vuelva a funcionar el sistema, lo que permite que se dé cuenta de que le falta aceite al sistema o bien que este no está retornando adecuadamente al cárter. Presostato dual
Presostáto de nivel de aceite
FIGURA 39 PRESOSTATO ALTA Y BAJA Y DE PRESIÓN DE ACEITE
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Calentador de Cárter Es un elemento que sirve de protección al compresor manteniendo siempre caliente el aceite del cárter. Cuando un compresor descansa el refrigerante fluye y se deposita en el cárter del compresor lo que tiene como consecuencia que el aceite se enfríe y cuando el compresor arranca nuevamente no fluye como debiera ocasionando posiblemente falta de lubricación. Sin embargo con el calentador de cárter el aceite se mantiene a la temperatura adecuada para que cuando arranque el compresor este fluya adecuadamente y se lubriquen las partes móviles. En el circuito eléctrico cuando el compresor funciona el calentador no funciona, al pararse el compresor el calentador empieza a calentar.
FIGURA 40. CALENTADOR DE CÁRTER
Actividad de desarrollo 11 A través de un estudio de caso, se debe comprobar prácticamente el funcionamiento de los componentes eléctricos de fuerza y control, aplicando las buenas prácticas en el trabajo, las medidas de seguridad e higiene y del cuidado del medio ambiente.
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2.7 Verificación del funcionamiento de los controles electrónicos Lee detenidamente la información que se te presenta y realiza las actividades que se te proponen. Elementos electrónicos Los elementos electrónicos se utilizan con más frecuencia para la regulación automática de los sistemas de aire acondicionado tipo paquete. Durante muchos años se habían utilizado en sistemas de gran tamaño pero en la actualidad ya se utilizan en sistemas comerciales y domésticos. Estos controles son económicos, fiables y de gran eficacia en el mando de los equipos. Los controles de tipo electrónico tienen la misma finalidad que muchos controles eléctricos o electromecánicos. Sus funciones de seguridad y de funcionamiento de las instalaciones son siempre las aplicaciones principales aunque se pueden utilizar también a los tableros o cajas de distribución con terminales para conectar a circuitos exteriores. Se pueden instalar módulos detectores de fallas y módulos especiales que localizan problemas de la instalación. Termostatos electrónicos Los termostatos de tipo electrónico pueden fabricarse con programas para diversas necesidades a un precio razonable. Eso resulta efectivo para el usuario modesto que desea economía y buen servicio. Los controles pueden programarse para detener y poner en marcha el equipo de acondicionamiento en ciclos previamente determinados. Los sistemas pueden controlarse para que trabajen poco cuando las personas están fuera del espacio y programarse para que en las horas que se encuentran dentro se tenga la temperatura ideal. Asimismo pueden programarse para que apaguen en la noche y se enciendan a una hora determinada, las programaciones pueden ser variadas de acuerdo a las necesidades del usuario. La mayor parte de estos termostatos incorporan instrucciones muy explicitas y fáciles de seguir por el operario. Las instrucciones deben estudiarse con cuidado y el especialista debe conocer los diversos modos de funcionamiento, en la figura 41 se muestran un termostato tipo y sus funciones.
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FIGURA 41. TERMOSTATO ELECTRÓNICO
Estado sólido Mencionar las palabras “estado sólido” da solo una idea aproximada de lo que significa. Muy pocas personas conocen como trabaja en realidad un dispositivo estado sólido (semiconductor). Afortunadamente un especialista en aire acondicionado no tiene necesidad de saber tanto para darles servicio a los equipos a su cargo. Sin embargo los que conozcan el concepto “estado sólido” tendrán menos problema en el rastreo de dificultades en los sistemas de aire acondicionado. Termostatos de estado sólido Tienen muchas ventajas sobre los eléctricos. Utilizan un sensor de temperatura preestablecida en lugar de una bobina bimetal para controlar la temperatura. Si se desea tener una temperatura de 20°C en un espacio solo se tiene que programar el sensor y estado. En los termostatos eléctricos las bobinas bimetálicas a veces se desgastan y se descalibran resultando en que las temperaturas ya no son las programadas. Los termostatos estado sólido tienen las siguientes ventajas: 71
• • •
No son afectados por el polvo y la vibración. No tiene que estar nivelados. No necesitan anticipadores térmicos para evitar que se sobrepase la temperatura.
Los dispositivos estado sólido pueden proporcionar años de servicio libres de problemas si se instalan y usan de manera apropiada. Presostatos electrónicos Actualmente también existen presostatos del tipo electrónico para cualquier aplicación independientes de una sola etapa, con sus circuitos basados en un microprocesador de precisión digital, ajustables de botones arriba, abajo y menú, para fácil ajuste de parámetros, con relevadores de retardo para evitar los ciclos cortos desde 0 a 9 minutos para voltaje de línea o voltaje reducido. Los hay con pantalla de cristal líquido de fácil lectura, muestran la presión y la información de control incluso tienen candado para evitar ajustes accidentales no autorizados, ver figura 43.
FIGURA 42. PRESOSTATO ELECTRÓNICO
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Tablilla electrónica Es un tablero de control que gobierna y protege el sistema mediante un circuito electrónico que cuenta con relevadores o interruptores que reciben la señal de sensores colocados estratégicamente para detectar el funcionamiento del sistema, para este caso presiones y temperaturas, voltajes y amperajes. Actualmente estos controles utilizan microprocesadores, debido a que ofrecen la ventaja de que mediante su uso es factible emplear una gran variedad de programas. Una opción más adaptable es el controlador lógico programable (PLC) que es un controlador que se basa en un microprocesador en el que se utiliza una memoria programable para guardar e implantar funciones de lógica, secuencia, temporización y aritmética para controlar eventos y puede reprogramarse para realizar diversas tares. En un controlador lógico programable las entradas pueden ser señales de interruptores que se cierran o de sensores y transductores y el programa empleado para determinar cómo debe responder el controlador a las entradas y cuál debe ser la salida que ha de producir. Los sistemas de control basados en microprocesadores no solo han sido capaces de llevar a cabo tareas que antes eran mecánicas sino que también pueden realizar tareas que antes no eran fáciles de automatizar.
FIGURA 43. TABLILLA ELECTRÓNICA
Sensores El termino sensor se refiere a un elemento que produce una señal relacionada con la cantidad que se está midiendo. Por ejemplo en el caso de un elemento para medir temperatura mediante resistencia eléctrica, la cantidad que se mide es la temperatura y el sensor transforma una entrada de temperatura en un cambio en la resistencia. Con frecuencia se utiliza el término transductor en vez de sensor. Los transductores se definen como el elemento que al someterlo a un cambio físico experimenta un cambio relacionado. Es decir, los sensores son transductores, sin embargo en un sistema de medición se pueden utilizar transductores además de sensores, en otras partes del sistema para convertir señales de una forma dada en otra distinta.
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Controladores de voltaje de motor trifásico Los controladores de voltaje se fabrican tanto para motores trifásicos como monofásicos los protectores trifásicos protegen los motores y compresores contra aumentos o disminuciones del voltaje, pérdida de fase con protección anti reversa, protegen el desbalanceo de las fases y tienen un retardador ajustable. Se ajustan automática y manualmente y se regulan normalmente con un rango de 10 %.
FIGURA 44. CONTROLADOR DE VOLTAJE Y DE FASE DE MOTOR TRIFÁSICO
FIGURA 45. CONTROLADOR DE VOLTAJE DE MOTOR MONOFÁSICO
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Relevadores de retardo Protegen a los motores de los ventiladores, de las turbinas y de los compresores contra malos funcionamientos. Por ejemplo mantienen funcionando a los ventiladores de los condensadores hasta terminar de disipar el calor del condensador hasta alcanzar el nivel adecuado, no permiten que arranquen los compresores en ciclos cortos y además pueden tener valores fijos y hasta ser ajustables.
FIGURA 46. RELEVADORES DE RETARDO
Actividad de desarrollo 12 En el taller se debe realizar una práctica para comprobar el funcionamiento de los componentes electrónicos, aplicando las medidas de seguridad. 2.8 Integración del diagnóstico de los elementos eléctricos y electrónicos del sistema de aire acondicionado tipo paquete, utilizando las herramientas e instrumentos de medición de acuerdo a las especificaciones técnicas del fabricante. Lee detenidamente la información acerca de los elementos eléctricos y electrónicos. Elementos eléctricos Tablero de control En el tablero de control se encuentran los elementos eléctricos de la alimentación y protección del sistema. Primeramente el arrancador que recibe la fuente de energía eléctrica que pasa a los contactores que distribuyen la energía para cada uno de los elementos, compresor, motores, etc., el transformador que disminuye el voltaje y lo pasa reducido a los elementos de control termostatos, presostatos y en este caso el relevador de tiempo. A todos estos elementos hay que revisar sus contactos y terminales, checar el voltaje de entrada y salida, así como la corriente de consumo y el estado de los cables. Observa las siguientes imágenes, en las cuales se pueden identificar los elementos eléctricos.
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Transformador
Contactores magnéticos
Capacitor
Arrancador magnético
Relevador de tiempo
FIGURA 47. TABLERO DE CONTROL
Capacitores Contactores
Transformador
FIGURA 48. TABLERO DE CONTROL
Contactores
FIGURA 49. TABLERO DE CONTROL
Compresor hermético Al compresor hermético lo primero que hay que revisarle es el estado de sus terminales cables y bornes, comprobar el voltaje de entrada y la corriente consumida. Se puede conectar el múltiple de manómetros para comprobar la presión de succión y relacionarla con la temperatura. Con estos datos se puede elaborar el diagnóstico del compresor hermético.
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Línea 1
Línea 3
Línea 2
FIGURA 50. TERMINALES COMPRESOR HERMÉTICO TRIFÁSICO
Motor condensador La revisión visual del exterior del paquete puede dar una amplia visión del estado en que se encuentra el motor del condensador y sus partes, limpieza y corrosión que de primera instancia será lo primero que habrá que solucionar.
Protección
Aspa
FIGURA 51. ASPA DEL CONDENSADOR
Para observar el interior habrá que quitar las tapas y observar las condiciones del motor del condensador una vez más limpieza y corrosión del motor, lubricación de rodamientos y engrase de flechas, velocidad, sentido de giro, amperaje consumido, voltaje de alimentación, firmeza en los soportes, estado de los cables, capacitores, aspas, flechas, etc.
Tolva Motor
FIGURA 52. MOTOR DEL CONDENSADOR
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Motor del evaporador En este caso se pueden encontrar dos formas de mover el aire de manera directa o con poleas y bandas, en este caso particular se observa el tipo directo, habrá que checar limpieza y corrosión, lubricación y engrase de rodamientos y flechas, balanceo de la turbina, sentido de giro, velocidad, flujo de aire, soportes de turbina y motor, amperaje consumido, voltaje de alimentación, capacitores y estado de los cables. Con todos estos datos se puede elaborar el diagnóstico del motor del evaporador.
Turbina
Motor
FIGURA 53. MOTOR DEL EVAPORADOR
Capacitor
Motor
Turbina
FIGURA 54. TURBINA DEL EVAPORADOR
Termostatos Los termostatos se encuentran fuera del paquete en el espacio acondicionado, solo las líneas de alimentación que generalmente serán de bajo voltaje serán el vínculo que tendrán para controlar el paquete. Según sea el caso controlarán ventilador y enfriamiento de acuerdo a la función seleccionada si es enfriamiento controlarán el arranque y paro del compresor de acuerdo al ajuste de temperatura. Igualmente podrán apagar el sistema desde aquí. El termostato como control maestro del sistema debe estar en buenas condiciones y lo más importante es comprobar que sus conexiones y terminales están haciendo buen contacto, que los cables están en buen estado, que la alimentación de voltaje es la adecuada y que las funciones operan de acuerdo a como son seleccionadas.
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FIGURA 55. TERMOSTATO
Presostatos A los presostatos controles y protectores del sistema que se encuentran dentro del paquete les serán revisados sus contactos; conexiones y terminales, el cableado, que la calibración coincida con las condiciones de funcionamiento del sistema, que sus conexiones al sistema estén en buen estado que no tengan fuga, que estén firmemente conectadas, limpias y libres de corrosión. Pueden tener varios presostatos de alta, de baja, de nivel de aceite de presión del condensador, etc. Se podrá hacer una comprobación manual del funcionamiento del los presostatos para verificar su funcionamiento.
Presostato de alta
Presostato de baja
FIGURA 56. PRESOSTATOS DE ALTA Y DE BAJA PRESIÓN
Conexión descarga (alta)
Conexión succión (baja)
FIGURA 57. CONEXIONES DE LOS PRESOSTATOS A SUCCIÓN Y DESCARGA
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Calentador de Cárter Es un elemento eléctrico de protección que consiste de una resistencia colocada en el compresor con el fin de mantener el aceite caliente en los períodos de descanso. Es posible que cuando el compresor descanse el refrigerante se acumule en el cárter enfriando el aceite y disminuyendo su fluidez, sin embargo manteniéndolo caliente mantiene su fluidez normal y lubrica correctamente las partes móviles del compresor. En este caso al tratarse de un compresor hermético no tiene muchas veces la facilidad de colocarse dentro de la carcaza sin embargo se coloca fuera de la carcaza produciendo el mismo efecto de calentamiento del aceite. Se puede comprobar que al apagar el compresor se alimente el calentador de cárter y al arrancar el compresor se desconecte el calentador de cárter con la ayuda de un multiamperímetro.
Calentador de cárter
FIGURA 58. CALENTADOR DE CÁRTER
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Actividad de desarrollo 13 Empleando el estudio de caso, realiza el diagnóstico de los elementos eléctricos de un sistema de aire acondicionado tipo paquete. Elementos electrónicos Tablilla electrónica No todos los sistemas de aire acondicionado tipo paquete tienen una tablilla electrónica sin embargo es bueno reconocer una y poder comprobar su funcionamiento. Verificar la alimentación de entrada y la de salida, identificar cada uno de los cables que entran y salen, identificar cada uno de los elementos que la componen. Es un elemento que el especialista no podrá reparar pero si podrá diagnosticar su estado.
FIGURA 59. TABLILLA ELECTRÓNICA
Controladores de motor Controlador de motor trifásico, monofásico y relevador de retardo: En los controladores de motor trifásico, monofásico y retardadores de tiempo, hay que verificar su correcto funcionamiento observando la correcta conexión de los cables de alimentación y los de salida, checar su buen estado, limpieza y ajuste en la terminal, que estén protegidos contra el sol y la humedad es importante para su correcto funcionamiento.
FIGURA 60. CONTROLADORES DE VOLTAJE Y DE FASE DEL MOTOR TRIFÁSICO 81
FIGURA 61. CONTROLADORES DE VOLTAJE DEL MOTOR MONOFÁSICO
FIGURA 62. RELEVADOR DE RETARDO
Actividad de desarrollo 14 Realiza a través de un estudio de caso el diagnóstico de los elementos electrónicos de un sistema de aire acondicionado tipo paquete Cierre:
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En esta fase de la guía la actividad que se propone tiene la finalidad de rescatar las habilidades y conocimientos que desplegaste a lo largo del submódulo, permitiendo que emplees todas aquellas que te sean útiles en la solución de un caso práctico.
Actividad de cierre 1 Práctica No. 1 Diagnóstico general del sistema de aire acondicionado tipo paquete En equipo de trabajo deberán: • • • • •
• •
Preparar los materiales, las herramientas e instrumentos de mediación. Comprobar el buen estado del equipo del taller realizando medidas de voltaje, amperaje, temperatura, presión, etc., utilizando los instrumentos correspondientes. Comprobar el funcionamiento de la herramienta del taller desarmando y armando el sistema de aire acondicionado tipo paquete. Desensamblar el equipo de aire acondicionado tipo paquete. Utilizar el equipo de protección personal, seguir las normas de seguridad e higiene, las buenas prácticas en sistemas de refrigeración y aire acondicionado y las del cuidado del medio ambiente. Diseñar un formato para la presentación del diagnóstico de un sistema de aire acondicionado tipo paquete. Elaborar un reporte de las condiciones del sistema de aire acondicionado tipo paquete, se debe integrar al reporte presupuestos de servicio para los diversos sistemas de aire acondicionado tipo paquete.
¡No olvides! El facilitador indicará las condiciones en que debes entregar el reporte por escrito.
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SUBMÓDULO II MANTENIMIENTO PREVENTIVO Y CORRECTIVO A LOS SISTEMAS DE AIRE ACONDICIONADO TIPO PAQUETE Ambiente de aprendizaje 1 El trabajo lo realizarás en tres ambientes: • El aula donde se aprovecharán las condiciones propicias para el trabajo teórico. • El taller de refrigeración y aire acondicionado donde se realizarán las prácticas necesarias para alcanzar las competencias requeridas. • En lugares donde se encuentren sistemas de aire acondicionado tipo paquete donde se realizarán prácticas de campo. Contenidos a desarrollar en términos de competencias Realizarás el mantenimiento preventivo y/o correctivo de los componentes mecánicos, eléctricos y electrónicos del sistema de aire acondicionado tipo paquete, así como la instalación del mismo de acuerdo con las especificaciones del fabricante, aplicando las medidas de seguridad e higiene y cuidados del medio ambiente. Secuencia de aprendizaje y evaluación Estrategia didáctica: Dinámica de exploración a través de un esquema, investigación documental, práctica en el taller, sector productivo y elaboración de reportes de los trabajos realizados. Secuencia de aprendizaje 1 Realizarás mediante prácticas en el taller y sector productivo, los trabajos considerados al mantenimiento preventivo que al menos una vez al año se deben realizar, debes corregir cualquier falla en los sistemas de aire acondicionado tipo paquete para dejarlos funcionando. Examinarás la ubicación y realizarás la instalación del aire acondicionado tipo paquete, en base a las especificaciones técnicas del fabricante, para su máxima eficiencia. Apertura:
Reconocer los componentes del sistema de aire acondicionado tipo paquete, a partir de los conocimientos obtenidos en el submódulo I.
Actividad de apertura 1 En base a las figuras que aparecen a continuación escribe en la tabla correspondiente a cada una, el nombre de los componentes que se enumeran en los dos modelos del sistema de aire acondicionado tipo paquete y en qué consiste el mantenimiento preventivo a estos equipos.
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85
NOMBRE DE COMPONENTE 1 2 3 4 5 6
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MANTENIMIENTO PREVENTIVO
3
4
7
2 1
5 6
NOMBRE DE COMPONENTE
MANTENIMIENTO PREVENTIVO
1 2 3 4 5 6
1.
Mantenimiento preventivo y/o correctivo a un sistema de aire acondicionado tipo paquete, de acuerdo a las normas de seguridad e higiene vigentes y control en el manejo de residuos peligrosos para el cuidado del medio ambiente.
1.1
Mantenimiento preventivo a sistemas de aire acondicionado tipo paquete: componentes mecánicos, eléctricos y electrónicos.
Desarrollo:
Esta fase tiene como propósito que clasifiques la herramienta, material, instrumentos y equipos utilizados en el mantenimiento de aire acondicionado tipo paquete, así como de promover la realización de prácticas en el taller donde sean utilizadas estas en el sistema mecánico. 87
Actividad de desarrollo 1 En equipos de trabajo, desarrolla una investigación a cerca de las herramientas y equipos utilizados en el diagnóstico y mantenimiento de los sistemas de aire acondicionado tipo paquete. Posteriormente resuelve el ejercicio 1 que a continuación aparece, colocando en la línea correspondiente a cada actividad, las herramientas e instrumento que se requieren para realizarlas. •
Ejercicio 1 1.- Desmontar tapas del equipo 2.- Toma de presiones 3.- Toma de temperatura 4.- Tensión en volts del equipo 5.- Consumo en amperes del equipo 6.- Desmontar motor condensador 7.- Desmontar motor evaporador 8.- Desensamblar aspa y turbina a motores 9.- Desarmar motores
Actividad de desarrollo 2 Con ayuda de tu profesor, deberán organizarse en equipo para realizar en el taller o en campo la siguiente actividad práctica. Actividad práctica Elementos mecánicos del sistema de aire acondicionado tipo paquete En equipo de trabajo, deberán: • •
Clasificar las herramientas, materiales, instrumentos y equipo utilizados en el mantenimiento preventivo de sistemas de aire acondicionado tipo paquete. Revisar los 9 elementos en el sistema mecánico considerados a inspeccionar en el mantenimiento, utilizando las normas de seguridad e higiene en el manejo de las herramientas, instrumentos y equipos: 1. 2. 3.
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Registro de las presiones de succión. Registro de las presiones de descarga. Revisión del estado del condensador enfriado por aire.
4. 5. 6. 7. 8. 9.
Registro de las temperaturas de la habitación o del recinto. Revisar el estado del evaporador. Registro de todas las temperaturas ambiente. Lubricación de todos los motores. Revisar el estado general del equipo como fugas aceite, agua y refrigerante. Revisar el estado de cualquier componente especial único para dicho equipo, o en función de su operación.
Actividad de desarrollo 3 A continuación encontrarás una tabla, la cual debes llenar individualmente, siguiendo las indicaciones que se te proporcionan. •
Para llenar la columna (TEÓRICO), indaga de manera individual en talleres de la localidad, los rangos de trabajo en los aires acondicionados tipo paquete que utilizan refrigerante 22 y 410 A, para determinar que su funcionamiento es el adecuado.
•
Para llenar la columna (REAL), realizar por equipos de trabajo las mediciones que se indican en la tabla de un sistema tipo paquete que trabaja con refrigerante 22 y 410 A, utilizando las normas de seguridad e higiene en el manejo de las herramientas, instrumentos y equipos. TEÓRICO
REAL
CATEGORÍA R-22
R-410A
R-22
R-410A
Presión de succión Presión de descarga Consumo en amperes del compresor Tensión en el compresor Temperatura habitación o recinto Temperatura ambiente Elementos mecánicos Compresor: Antes de empezar con el mantenimiento preventivo en el equipo, se debe cortar la energía eléctrica del mismo. Se deben revisar las conexiones eléctricas del compresor, que no estén flojas y lavar las terminales con líquido dieléctrico, revisar el nivel de aceite en el compresor, si tiene la manera de hacerlo (algunos compresores herméticos lo traen y todos los abiertos y semihermético lo llevan). El cual debe estar a ó entre 1/3 y 2/3 de la mirilla de cristal, de acuerdo a las especificaciones del fabricante, checar la operación del calentador del cárter. 89
Actividad de desarrollo 4 •
•
Visita la página www.emersonclimate.com/espanol, busca la información relacionada con el sobrecalentamiento ideal en compresores y dispositivos de control de flujo, ¿cómo se calcula? Realizar en el aula con ayuda del facilitador ejemplos teóricos del sobrecalentamiento en compresor y válvula de expansión termostática de los sistemas de aire acondicionado tipo paquete, en base a datos propuestos por el profesor o estudiantes.
Resuelve el ejercicio 2 que aparece a continuación. Ejercicio 2 Revisa y analiza el sobrecalentamiento del compresor y válvula de expansión termostática, del aire acondicionado de paquete, utilizando las herramientas y equipos adecuados. Después de la revisión, completa la siguiente tabla, colocando en la columna correspondiente a TEÓRICO (los datos del fabricante) y en la que corresponde a REAL (los datos obtenidos del equipo) SOBRECALENTAMIENTO
TEÓRICO
Compresor Válvula de expansión termostática
FIGURA 63. MEDIR PRESIÓN Y TEMPERATURA EN COMPRESOR
90
REAL
Actividad de desarrollo 5 Con ayuda del profesor organícense en equipos de trabajo para: • Analizar y explicar que se debe hacer cuando el sobrecalentamiento del compresor es demasiado bajo. Analizar y explicar que se debe hacer cuando el sobrecalentamiento del compresor es muy elevado. El sobrecalentamiento en la succión demasiado bajo puede dar como resultado el retorno de líquido al compresor. Esto puede causar disolución del aceite, y eventualmente fallas en los cojinetes, anillos o posiblemente, fallas en la válvula. Un sobrecalentamiento muy elevado en la succión dará como resultado temperaturas de descarga excesivas, las cuales pueden provocar que el aceite se degrade y provoque un desgaste en los anillos del pistón, daños al pistón y a las paredes del cilindro. Actividad de desarrollo 6 Con el mismo equipo de trabajo, deben: •
Analizar y explicar que se debe hacer cuando el sobrecalentamiento del dispositivo del control de flujo es demasiado bajo.
Analizar y explicar que se debe hacer cuando el sobrecalentamiento del dispositivo de control de flujo es muy elevado. Practicar por equipo de trabajo el ajuste de los controles de flujo y con ello estar dentro del límite permitido para la aplicación de aire acondicionado tipo paquete utilizando las herramientas, materiales y equipos, empleando las medidas de seguridad e higiene vigentes. Condensador:
1.
Por lo menos una vez al año se le debe dar mantenimiento preventivo, si es posible antes. Si las condiciones locales provocan la obstrucción, suciedad y deterioros ambientales que obstaculicen los pasos de aire a través de la superficie del serpentín aletado efectuar lo siguiente:
El serpentín del condensador debe ser limpiado y lavado:
Limpiar con agua presurizada, y si es necesario ayudarse con una solución limpiadora de serpentines, como la que se muestra en la figura 64. Si se usa una solución jabonosa limpiadora, ésta no debe ser de base ácida. Seguir las instrucciones en de la etiqueta del limpiador, cuidará el equipo y protegerá el medio ambiente.
91
FIGURA 64. SOLUCIÓN PARA LIMPIAR EL CONDENSADOR
2.
Checar la operación de los ventiladores del condensador: • • • • •
Checar que cada ventilador gire libremente. Apretar todos los tornillos que sujetan el ventilador. Checar las aspas del ventilador para cualquier señal de fatiga u otras características de desgaste. Si cualquier desgaste anormal es observado, cambiar las aspas. Lubricar los motores si es pertinente. (La mayoría de los motores de los condensadores están permanentemente sellados y no requieren de lubricación). Reemplazar cualquier motor que este dañado.
Evaporador: El filtro de aire se debe lavar cada quince días o cambiarlo cuando se encuentre en mal estado y por lo menos una vez al año se debe limpiar de obstrucción, suciedad y prevenir deterioros ambientales del serpentín aletado efectuar lo siguiente: 1.
El serpentín del evaporador debe ser limpiado y lavado
El serpentín del evaporador puede limpiarse en el lugar donde está colocado, de dos maneras. a) Empleando un detergente especial que actúa mientras el serpentín está mojado (ver figura 65). Este detergente se pulveriza sobre el serpentín y, particularmente, en el núcleo del mismo, por medio de una bomba de mano similar a la de un rociador de jardín. Cuando la unidad se pone en marcha, el agua condensada hará descender la suciedad hacia la tubería de desagüe. Este tipo de limpiador se utiliza para una limpieza superficial. Debe tenerse cuidado que el agua no obstruya la tubería de desagüe con la suciedad extraída y recogida en la bandeja. b) El serpentín puede limpiarse también parando la unidad y aplicando un detergente más fuerte a dicho serpentín, forzándolo de forma especial en el núcleo. Después de que este detergente ha tenido tiempo de actuar sobre el serpentín, se rocía bien con agua a presión mediante una manguera. Debe tenerse cuidado de no esparcir demasiada agua sobre el serpentín, a fin de que no rebose en la bandeja de drenaje.
92
FIGURA 65. SOLUCIÓN PARA LIMPIAR EL EVAPORADOR
2.
Checar la operación del soplador del evaporador. • • • • •
•
Checar que cada soplador gire libremente. Limpiar la turbina y el caracol, que quede libre de polvo. Apretar todos los tornillos que sujetan la turbina. Checar las turbinas del soplador para cualquier señal de fatiga u otras características de desgaste. Si cualquier desgaste anormal es observado, cambiar la turbina. Lubricar los motores si es pertinente. (Los motores de los evaporadores que cuentan con baleros estos no requieren de lubricación). Reemplazar cualquier motor que este dañado. Revisar la tensión y desgaste de la banda, así como también la alineación de las poleas. Es necesario lubricar las chumaceras. Accesorios mecánicos
Actividad de desarrollo 7 Con apoyo del profesor, organícense en equipos de trabajo para llevar a cabo una indagación bibliográfica (libros, revistas, internet, etc.) y de campo (talleres de la localidad), a cerca del mantenimiento preventivo que se realiza a los accesorios mecánicos del sistema de aire acondicionado tipo paquete. • Elaboren un cuadro comparativo con los datos obtenidos, sigan las indicaciones que el profesor les especificará. Resuelvan los ejercicios propuestos. •
Ejercicio 3 La indagación realizada, ayudará para contestar correctamente lo que se pide. En la línea correspondiente a cada accesorio, anoten el mantenimiento preventivo que se le realiza: Filtro deshidratador: Indicador de líquido y humedad: Filtro de succión: 93
Presostato de baja presión: Presostato de alta presión: Control de falla de presión de aceite (electromecánico): Ejercicio 4 Deben completar la tabla de control de presión que aparece enseguida, para lo cual se debe realizar la simulación del ajuste de paro y arranque de los controles de presión, utilizados en los aires acondicionados tipo paquete: PRESIÓN PARA R-22
PRESIÓN PARA R-410A
CONTROL DE PRESIÓN PARO
ARRANQUE
PARO
ARRANQUE
Baja Alta De aceite
Elementos Eléctricos Actividad de desarrollo 8 •
•
Clasifica las herramientas, materiales, instrumentos y equipo utilizados en el mantenimiento preventivo a elementos eléctricos del sistema de aire acondicionado tipo paquete. Revisa los 3 elementos en el sistema eléctrico considerados a inspeccionar en el mantenimiento (enlistados a continuación), utilizando las normas de seguridad e higiene en el manejo de las herramientas, instrumentos y equipos. 1. Registra el consumo en amperes del compresor y motores (evaporador y condensador). 2. Revisa todas las conexiones eléctricas y accesorios eléctricos. 3. Registra los voltajes en el compresor y motores (evaporador y condensador).
Actividad de desarrollo 9 Con apoyo de tu profesor organícense en equipos de trabajo para: • Realizar una indagación bibliográfica y de campo a cerca del mantenimiento preventivo que se realiza a los elementos eléctricos y electrónicos del sistema de aire acondicionado tipo paquete. 94
• •
Elaborar un cuadro comparativo con los datos obtenidos siguiendo las indicaciones del profesor. Resolver los ejercicios 5 y 6 propuestos.
Realizar las prácticas 2 y 3 del servicio. Ejercicio 5 Completa el siguiente mapa anotando en el espacio correspondiente a cada accesorio el mantenimiento preventivo que se le realiza. Motores (evaporador y condensador)
Motor del compresor
Transformador
Capacitores (arranque y trabajo)
Termostato
Relevador
Contactor Magnético
Mantenimiento preventivo que se realiza a cada accesorio
95
Práctica 2 Mantenimiento preventivo a los accesorios eléctricos del aire acondicionado tipo paquete Prueba de capacitor realizado en el mantenimiento preventivo. Si el capacitor del motor del compresor está en buen estado, el problema puede estar en uno de los capacitores, o en el relevador. Hay dos tipos de capacitor, de arranque y el de marcha. El procedimiento para probar capacitor es como sigue: En equipo de trabajo, deberán: •
Descargar el capacitor. No toque nunca con los dedos las terminales de un capacitor. No coloque en cortocircuito directo las terminales de un capacitor, porque podría dañarlo. Colóquelo en una caja de protección y conecte un resistor de 20,000 ohms de 2 w a través de las terminales para que se purgue gradualmente la carga.
•
Desconectar el capacitor del circuito. Conecte las puntas del óhmetro (ver figura 68) y observe la aguja del instrumento. Si el capacitor está en buen estado, la aguja hará una rápida oscilación hacia cero, y lentamente regresará a infinito. Si el capacitor tiene un corto interno, la aguja sólo se moverá parte del camino y se detendrá. Cuando se conecte las puntas del probador y la aguja no se mueva, es señal que se encuentra abierto el capacitor.
FIGURA 66. CAPACITOR LIBRE DE ACEITE
FIGURA 67. MEDICION DE CAPACITANCIA
96
FIGURA 68. CONEXIÓN DE OHMETRO PARA PRUEBA DE CAPACITOR
Elementos electrónicos Ejercicio 6 Completa el siguiente cuadro sinóptico anotando en el espacio correspondiente a cada accesorio el mantenimiento preventivo que se le realiza. Mantenimiento preventivo
Termostato electrónico (digital)
Relevador de tiempo (reloj de retardo estado sólido)
Tablilla electrónica
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Presostato de estado sólido (de baja)
Presostato de estado sólido (de baja)
Práctica 3 Mantenimiento preventivo a los accesorios electrónicos del aire acondicionado tipo paquete En equipo de trabajo, deberán: •
• •
Realizar el mantenimiento preventivo a los accesorios electrónicos del aire acondicionado tipo paquete, utilizando las herramientas, materiales y equipos, empleando las medidas de seguridad e higiene y normas ecológicas vigentes. Realizar el desensamble y ensamble del aparato, así como la verificación del funcionamiento de sus componentes y la elaboración del diagnóstico. Proponer el desarrollo de prácticas encaminadas al mantenimiento preventivo a sistemas de aire acondicionado tipo paquete, llenando la orden de trabajo y el reporte del trabajo realizado.
Actividad de desarrollo 10 Con apoyo de tu profesor organícense en equipos de trabajo para: • Realiza la práctica 4 de mantenimiento preventivo del aire acondicionado tipo paquete. • Utiliza las herramientas, materiales, instrumentos y equipo, empleando las medidas de seguridad e higiene y normas ecológicas vigentes. Llena el reporte de operación y recaba la firma de conformidad del cliente.
98
Práctica 4 Mantenimiento preventivo del aire acondicionado tipo paquete Lee detenidamente la información que se te presenta: Consideraciones de seguridad La instalación y servicio de unidades de aire acondicionado puede ser peligrosa debido a que el circuito de refrigeración está presurizado y a la energía eléctrica que alimenta sus componentes. Únicamente personas capacitadas deberán instalar, reparar o dar servicio a los equipos de aire acondicionado tipo paquete. Obedece todos los reglamentos de seguridad. Utiliza el equipo de seguridad personal como lentes, guantes, casco, etc. Antes de realizar operaciones de servicio o mantenimiento en la unidad, desconecta el interruptor de energía eléctrica principal, coloca etiqueta de advertencias y asegura con candado u otro medio para que no se conecte por accidente. Si tienes que trabajar con el equipo energizado, extrema las precauciones, no uses anillos ni relojes, un choque eléctrico podría ocasionar daños personales serios y/o la muerte. Acordona el área de trabajo, si utiliza escaleras amárralas y/o que otra persona la sujete. Indicaciones para elaborar la práctica 1.
Antes de iniciar los trabajos, inspecciona el área para detectar y evitar accidentes con el agua que puedan dañar a personas, equipos y productos. Informa a la persona indicada, si detectas alguna condición insegura en la que algo pueda ser afectado.
2.
Verifica en general que no existan ruidos y vibraciones anormales en el equipo, pregunta al cliente si ha notado algún problema con él.
3.
Actividades a seguir en la sección del evaporador: a) Desconecta la energía eléctrica de la unidad. b) La unidad se desarmará dentro de lo permisible para su limpieza; la limpieza del serpentín, charola de condensado y drenaje se hará, usando agua y detergente evitando el uso de limpiadores a base de ácidos. De requerirse un químico especial para limpieza de serpentines en casos especiales, se aplicará siguiendo las recomendaciones de uso por el fabricante. c) Revisa las chumaceras y baleros del motor y ventilador, cámbialas de ser necesario, en caso de encontrarse con desgaste si no son de tipo sellado y/o se lubrican de acuerdo a su régimen de trabajo. d) Revisa el ajuste de tornillería, opresores, estado de turbinas, balanceo, que no tengan alabes dañados. Alineación de bandas y poleas, revisa que no tengan daño, cámbialas si presentan algún desgaste. e) Revisa el estado de serpentines aletados, que no esté doblado, que no haya fugas de refrigerante en tuberías, verifica los dispositivos de expansión, los solenoides, el 99
f) 4.
indicador de líquido y el filtro deshidratador y por último, que las tuberías no estén sueltas y/o rozando. Revisa el estado del aislamiento térmico de gabinete y tapas.
Actividades a seguir en la sección condensador: a) La unidad se desarmará dentro de lo permisible para su limpieza; La limpieza del serpentín, se hará usando agua y detergente evitando el uso de limpiadores a base de ácidos. De requerirse un químico especial para limpieza de serpentines, en casos especiales, se aplicará siguiendo las recomendaciones de uso por el fabricante del equipo. b) Desmonta el(los) motor(es), aspas, revisar el estado de chumaceras y/o baleros, cámbialas de ser necesario, y/o se lubrican de acuerdo a su régimen de trabajo, si no son de tipo sellado. c) Revisa el ajuste de tornillería y opresores, estado de aspas, balanceo y que no tengan paletas hojas dañados y con rajaduras. d) Revisa el estado de serpentines aletados, que no estén doblados, que no haya fugas de refrigerante en tuberías, compresores, válvulas de servicio y que las conexiones acceso para los manómetros tengan sus tapones y estén apretados, mirilla de nivel de aceite, mufler y que las tuberías no estén sueltas y/o rozando, nivel de aceite e indicador de humedad de mirilla de refrigerante. e) Limpieza de componentes del tablero de control y cableado eléctrico, terminales, contactos, tarjetas, utilizando brocha, lija muerta, solvente dieléctrico de ser necesario, cambiar terminales dañadas recalentadas, elimina falsos contactos de las conexiones eléctricas, que todos los dispositivos de control estén debidamente sujetos al tablero. f) Armar la unidad, que todo quede correctamente ensamblado con toda su tornillería.
5.
Verifica la operación del equipo a) b) c) d) e)
100
Voltaje entre fases y a neutro, determinar desbalanceo de voltaje de existir. Amperaje del compresor (es) y motor (es) del ventilador (es). Temperaturas de aire de entrada y salida del serpentín evaporador. Temperaturas de aire de entrada y salida al serpentín condensador. Presiones de operación, verificación de ajuste de corte y conexión de dispositivos de control, regulación y protección (presostato, termostatos, etc.).
6.
Llena el reporte de operación y recaba la firma de conformidad del cliente.
Datos de referencia del sistema
Evaporadores
Información que debe ser llenada y firmada
Modelo____________________________
por el contratista inspector del sistema.
Serie_______________________________ Unidad
Fecha de inspección___________________
___________________________________ Presión_____________________________
Compresor:
Temp. de evaporación_________________
Modelo______________________________
Motores____________________________
Serie________________________________
Voltaje_____________________________
Unidad______________________________
Amperaje__________________________
Voltaje______________________________ Amperaje____________________________ Presión______________________________ Temp. de condensación_________________ Condensador_________________________ Modelo______________________________
Firma del contratista inspector
Serie________________________________
__________________________________
Unidad_______________________________ Motores______________________________ Voltaje ______________________________ Amperaje____________________________
101
Sugerencia Deberá diseñarse un programa de mantenimiento preventivo que se adecue al equipo de cada instalación individual. Cada tipo de sistema tiene ciertas funciones críticas que deben mantenerse en buen estado de funcionamiento. Para la mayor parte de los sistemas deberá organizarse un programa para efectuar, por lo menos, dos inspecciones anuales. Una parte importante de cualquier programa de mantenimiento preventivo es asegurarse de que el sistema opera a su máxima eficiencia. Siguiendo las listas de revisión arriba citadas, se puede llegar a determinar el rendimiento general del sistema. 1.2
Mantenimiento correctivo a sistemas de aire acondicionado tipo paquete: componentes mecánicos, eléctricos y electrónicos.
Actividad de desarrollo 1 Con apoyo de tu profesor organícense en equipos de trabajo para: • •
Realiza la práctica de mantenimiento correctivo a los sistemas de aire acondicionado tipo paquete. Utiliza las herramientas, materiales, instrumentos y equipo, empleando las medidas de seguridad e higiene y normas ecológicas vigentes.
Llena el reporte de operación y recaba la firma de conformidad del cliente. Práctica 5 Mantenimiento correctivo al sistema de aire acondicionado tipo paquete En equipo de trabajo, deberán: • Demostrar en el taller el mantenimiento correctivo a sistemas de aire acondicionado tipo paquete, dicha práctica será propuesta por el profesor de refrigeración y aire acondicionado. • Llenar los formatos de la orden de trabajo y el reporte del trabajo realizado en un mantenimiento correctivo a sistemas de aire acondicionado tipo paquete. • A continuación se presenta información que será útil en la realización de práctica. Lee detenidamente la información que se te presenta a continuación, la cual te permitirá llevar a cabo la práctica 5. Cualquier equipo mecánico o eléctrico en operación, en algún momento necesitará del mantenimiento correctivo. El trabajo de reparación necesario para poner al equipo otra vez en orden es una de las funciones importantes del técnico de refrigeración. El término básico que describe este tipo de trabajo es localizar y reparar las fallas. La localización y reparación de averías es el proceso de determinar la causa del mal funcionamiento del equipo, y llevar a cabo las medidas correctivas. Dependiendo del problema, ello puede requerir un alto grado de conocimientos, experiencia y habilidad. 102
Básicamente existen dos tipos de problemas: (1) eléctricos y (2) mecánicos, aunque hay mucha superposición. Independientemente de la naturaleza del problema, es buena práctica seguir un procedimiento lógico, estructurado y sistemático. De esta manera la solución correcta se encontrará por lo común en el tiempo más corto posible. Componentes mecánicos Localización y reparación de fallas mecánicas del sistema de aire acondicionado central El procedimiento más eficiente para la solución de problemas mecánicos en la operación de los sistemas de refrigeración es un procedimiento sistemático. Es posible saltarse pasos, dependiendo del problema, del tipo del mismo y de la experiencia del técnico, pero por lo general es útil seguir un procedimiento paso a paso. A continuación se dan los pasos: 1. Reunir información en relación con el problema: a) b) c) d)
Descripción del problema en el momento de recibir la llamada de solicitud de servicio. Información directa sobre el problema mediante una entrevista con el cliente. Conducción de una inspección visual preliminar del sistema desconectado. Conducción de una inspección preliminar del sistema conectado.
2. Lectura y cálculo de los signos vitales del sistema: a) b) c)
Lea y registre los signos vitales, incluyendo presiones de succión y descarga, relativos al tipo de refrigerante que se está utilizando. Calcule el sobrecalentamiento del refrigerante en el dispositivo de medición. Calcule el sobrecalentamiento de gas refrigerante en el compresor.
3. Compare valores típicos contra reales: a) Determine los valores típicos en relación con las condiciones y el sistema. b) Compare las condiciones típicas con las reales. 4. Consulte las ayudas de localización y reparación de fallas: a) Lleve a cabo un análisis básico del sistema. Utilizando una guía de análisis básico seleccione problemas posibles en el sistema, en función de la comparación de los cinco valores vitales reales con los típicos que aparecen en la guía. b) Utilizando la información de localización y reparación de fallas del fabricante lleve a cabo un análisis detallado. Elimine causas probables del problema mediante pruebas o mediante observación, y seleccione aquella causa que se adecue a la situación. Al usar estos pasos para el diagnóstico de la causa de problemas, la respuesta pudiera encontrarse en los dos primeros pasos, eliminando la necesidad de seguir más adelante. Un problema difícil pudiera requerir completar los cuatro pasos. Siga los pasos sólo lo necesario hasta determinar la causa del problema.
103
Localización y reparación de fallas mecánicas en el compresor Es de esperarse que los compresores que se fabrican hoy en día ofrezcan muchos años de operación constante, silenciosa y libre de problemas. En muchas aplicaciones es necesario que el compresor opere las 24 horas, los 365 días del año. Esta operación continua, sin embargo, con frecuencia no es tan dura para un compresor como lo es una operación por ciclos, cuando las temperaturas cambian constantemente y el aceite no conserva su viscosidad todo el tiempo. El compresor debe estar diseñado para soportar las condiciones normales de trabajo y los estados anormales ocasionales, como el retardo del líquido y una excesiva presión de descarga. Los compresores han sido diseñados para soportar un castigo extra sin dejar de trabajar correctamente. La mayor parte de las fallas de un compresor son causadas por fallas del sistema y no por fatiga en la operación. El grado de la habilidad por parte del técnico para instalar, operar y mantener el equipo determinará al final de cuentas la duración esperada del sistema, particularmente de los compresores. Por tanto, ayuda el repasar algunos de los factores que acortan la vida de un compresor. Pérdida de eficiencia La pérdida de eficiencia en un compresor es por lo general indicación de que está teniendo problema con el sistema que está desgastando algunos de los componentes. En una máquina reciprocante esto puede ser el resultado de diversas situaciones: 1. Si entra líquido en el compresor, su eficiencia y capacidad resultante se verán seriamente afectados. Un daño físico reduce la eficacia de los componentes internos. 2. Si hay válvulas de descarga con fuga se reduce la eficiencia de bombeo haciendo que se eleve la presión en el cárter, incrementando la carga de la máquina. 3. Las válvulas de succión con fuga afectan de manera seria la eficiencia del compresor (así como su capacidad), especialmente en aplicaciones de temperatura bajas. 4. La existencia de pistones flojos pueden generar excesivo escape por los anillos, y baja compresión. 5. Los cojinetes desgastados, especialmente bielas y muñones flojos, impiden que los pistones suban todo lo que deben en la carrera de compresión. Esto tiene el efecto de reducir el volumen útil, resultando en excesiva reexpansión. Sobrecarga del motor del compresor Cuando el compresor no está funcionando satisfactoriamente, a veces la carga del motor aportará una indicación del problema. Un motor con una carga excesivamente alta o baja es indicio de una operación inadecuada. A continuación se indican algunas de las causas del sobrecalentamiento del motor: 1. Problemas mecánicos como pistones flojos, operación inadecuada de la válvula de succión, o un excesivo volumen del cabezal, por lo general lleva a una reducción de la carga del motor. 2. Otro problema común es una cámara de succión o una malla de admisión obstruida (debido a contaminantes en el sistema). El resultado es un presión real mucho menor en los cilindros al final de la carrera de succión a la presión registrada en la tubería de 104
3.
4. 5. 6.
succión en el manómetro de succión. De ser así, el resultado será una carga anormalmente baja del motor. Una operación inadecuada de la válvula de descarga, puertos parcialmente obstruidos en el plato de válvulas (lo que no aparece en el manómetro de presión de descarga), y pistones demasiados ajustados, por lo común se verán acompañados por una carga elevada en el motor. Temperatura anormalmente altas en la succión, creadas por un exceso de carga, generarán una carga elevada en el motor. Temperaturas anormalmente altas de condensación, generadas por problemas asociados con el condensador, también llevarán una carga alta del motor. Un voltaje en compresor bajo, independientemente que el origen esté en la alimentación de energía o por pérdidas excesivas en los conductos, contribuirá a una alta carga del motor.
Operación ruidosa Una operación ruidosa usualmente significa que algo está mal. Puede tratarse de algún ruido fuera del compresor, o algo defectuoso o muy desgastado en el compresor mismo. Antes de cambiar de compresor, deberá efectuarse una inspección para determinar la causa del ruido. A continuación algunas causas posibles, exteriores al compresor: 1. Émbolos de líquido.- Asegúrese de que al compresor solamente entra vapor sobrecalentado. 2. Émbolos de aceite lubricante.- Probablemente está quedando atrapado aceite en el evaporador o en la tubería de succión, y está volviendo de manera intermitente en forma de émbolo hacia el compresor. 3. Montajes del compresor mal ajustados.- En compresores de tipo hermético de montaje exterior, los pies del compresor quizás están golpeando los pernos. Las tuercas de sujeción quizás no están lo suficientemente flojas, o los resortes demasiados débiles, permitiendo así que el compresor golpee contra su base. Ruidos en el compresor Los ruidos provenientes del interior del compresor pueden ser debido a lo siguiente: 1. Insuficiente lubricación.- El nivel de aceite puede ser demasiado bajo para la adecuada lubricación de todos los cojinetes. Si tiene incorporada una bomba de aceite, quizá no esté funcionando correctamente, o quizá haya fallado por completo. Los puertos de aceite pueden haberse obstruido con materias extrañas o con aceite convertido en cieno por presencia de humedad y de ácidos en el sistema y residuos de carbón originados por sobrecalentamiento. 2. Excesivo nivel de aceite.- El nivel puede ser lo suficientemente alto como para causar bombeo excesivo del aceite, o embolismo. 3. Pistones o Cojinetes Apretados.- Un pistón o un cojinete apretado puede hacer que otro cojinete golpee, incluso si tiene el juego necesario. Algunas veces en un nuevo compresor éste se “asentará” después de unas cuantas horas de operación. En un compresor ya en operación durante cierto tiempo, un pistón o un cojinete apretado puede deberse a un depósito superficial de cobre, resultado de humedad dentro del sistema. 105
4. Montajes internos defectuosos.- En un compresor montado sobre resortes internos, los montajes pueden haberse torcido, haciendo que el cuerpo del compresor golpee contra la carcasa. 5. Cojinetes sueltos.- Una biela, o muñón o cojinete principal flojo naturalmente creará ruido excesivo. La falta de alineación de los cojinetes principales, de flecha a muñones o las excéntricas, de los cojinetes principales a las paredes del cilindro, también puede causar ruido y desgaste rápido. 6. Válvulas rotas.- Una válvula de succión o descarga rota puede incrustarse en la parte superior de un pistón, y golpear el plato de válvulas al llegar al fin de cada carrera del compresor. Partículas o rebabas metálicas, escamación o cualquier material extraño que se deposite sobre la corona del pistón pueden causar ese mismo efecto. 7. Rotor o excéntricas flojas.- En compresores herméticos, un rotor flojo sobre la flecha puede causar juego entre cuña y cuñero, resultando una operación ruidosa. Si la flecha y la excéntrica no son integrales, un dispositivo de sujeción suelto puede ser la causa del golpeteo. 8. Vibración de las válvulas de descarga.- Algunos compresores, bajo ciertas condiciones, especialmente a bajas presiones de succión, generan un ruido inherente debido a la vibración de la lengüeta o disco de descarga, durante la carrera de compresión. No resultará en un daño, pero si el ruido no es aceptable, el fabricante del compresor pudiera tener disponible alguna modificación de la válvula de descarga. 9. Pulsación del gas.- Bajo ciertas condiciones, el evaporador, el condensador o la tubería de succión, pueden emitir ruido. Pudiera sonar como un golpe y/o un silbido transmitido y amplificado a través de la tubería de succión o del tubo de descarga. De hecho no existirá golpe mecánico, sino simplemente una pulsación causada por succión y carrera de compresión intermitentes, junto con ciertos fenómenos asociados con el tamaño y longitud de las tuberías de refrigerante, el número de dobleces y otros factores. Si se tiene el compresor hermético con desgaste de bujes, bielas, cigüeñal, pistones y cilindros, se debe de realizar el reemplazo por otro compresor de preferencia de la misma marca y modelo o si es de otra marca que sea de la misma capacidad y que trabaje con el mismo refrigerante. También se debe cambiar el compresor cuando la falla mecánica sea porque se encuentra con partes quebradas como bielas, cigüeñal, pistones, flapper, etc. Es muy importante determinar la causa, ya que si sólo se cambia sin revisar el sistema, volverá a estropearse. A continuación se describen los pasos a seguir para realizar el reemplazo del compresor: 1. Se debe de recuperar el refrigerante del sistema realizando las buenas prácticas. 2. Desoldar los tubos de succión y descarga del compresor, antes y durante la aplicación de calor a las uniones se debe hacer pasar una o dos lb./plg.2 de nitrógeno seco por la válvula de servicio del compresor. El nitrógeno desplazará al aire y prevendrá la oxidación del interior del los tubos. 3. Remover el compresor dañado de su base y colocar el nuevo. 4. Lijar las conexiones a soldar, preparar los materiales y equipo a utilizar para este trabajo. 5. Colocar fundente en las uniones a soldar si es necesario, antes y durante la aplicación de calor a las uniones se debe hacer pasar una o dos lb./plg.2 de nitrógeno seco por la válvula de servicio del compresor. 106
6. Cuando la unión es calentado lo suficiente para fundir la soldadura, toque la unión con la soldadura en varios lugares. La acción capilar penetrará la soldadura en la unión y alrededor del tubo. Cuando un anillo de soldadura aparece alrededor del tubo, el trabajo se termina y una buena unión sin fugas se logra. 7. Presurizar con 100-120 lb/plg2 de nitrógeno seco al equipo, para probar fugas por cualquier método explicado en la unidad 4. 8. Si el sistema no tiene fuga se procede a la realización de el triple vació (como se explica en la unidad 4), para eliminar la presencia de humedad y de gases no condensables del sistema. El vacío correcto se alcanza midiendo y no por el tiempo que se deje la bomba trabajando en el sistema. Después se ejecuta el proceso de vacío del sistema, llevando al equipo a los siguientes niveles: 500 micrones, si se trabaja con aceite mineral o aceite alkilbenceno. 250 micrones, si se trabaja con aceite polioléster. 9. Cuando se llegue al vacío respectivo se debe esperar con el sistema cerrado a que el manómetro de vacío mantenga la lectura, al menos 15 minutos. 10. Una vez que se halla verificado que el vació no se pierde, se procede a la carga de refrigerante por cualquier método explicado (dependerá si es puro, mezcla azeótropo o zeotrópica el refrigerante con que trabaja el sistema y tamaño del equipo). 11. Realizar una bitácora, en donde se registre los datos como: • Temperatura ambiente • Presión succión y descarga • Voltaje de alimentación al compresor • Amperaje del compresor • Temperatura entrada y salida del aire del evaporador • Temperatura salida del aire del condensador • Sobrecalentamiento del control de flujo • Sobrecalentamiento del compresor • Subenfriamiento del líquido 12. Entregar una copia de la bitácora al dueño del equipo, para garantías futuras. El grado de la habilidad por parte del técnico para instalar, operar y mantener el equipo determinará al final de cuentas la duración esperada del sistema, particularmente de los compresores. Fuga de refrigerante en el condensador Cuando se tiene fuga en el condensador del equipo se procede a la localización de la misma siguiendo los pasos siguientes: 1. Si el sistema tiene presión de refrigerante se debe buscar fugas. Si la presión no es suficiente se le introduce nitrógeno seco al equipo. 2. Una vez que se halla localizado la fuga, se debe recuperar el refrigerante. Si el refrigerante contiene nitrógeno seco y es poco lo que se tiene en el equipo, esta mezcla se puede ventilar al ambiente. 3. Se debe determinar que trabajos se realizará en la fuga, si nada más soldar la fuga o reemplazar con un pedazo de tubo la parte dañada. 4. En cualquiera de los dos casos se debe lijar las partes a soldar, preparar los materiales y equipo a utilizar para realizar este trabajo. 107
5. Colocar fundente en las uniones a soldar si es necesario, antes y durante la aplicación de calor a la parte dañada o las uniones se debe hacer pasar una o dos lb./plg.2 de nitrógeno seco por la válvula de servicio del compresor. El nitrógeno desplazará el aire y prevendrá la oxidación interior del tubo. 6. Cuando la parte agrietada o la unión es calentado lo suficiente para fundir la soldadura, toque el tubo alrededor de la grieta o la unión con la soldadura en varios lugares. La soldadura se adhiere al tubo tapando la parte dañada o la acción capilar penetrará la soldadura en la unión y alrededor del tubo. Cuando un anillo de soldadura aparece alrededor del tubo, el trabajo se termina y una buena unión sin fugas se logra. Cambio del dispositivo de expansión Cuando se realizó el diagnóstico y se determinó que este elemento se tendría que cambiar, entonces se procede al reemplazo, el cual tiene que ser de la misma capacidad y de cualquier marca aunque no sea la misma que se quitará. Para realizar este trabajo se deben seguir los pasos que a continuación se describen: 1. Si el equipo cuenta con válvulas de servicios para almacenar el refrigerante en el mismo equipo, se aprovecha estas válvulas y si no cuenta con estas válvulas, entonces se procederá a recuperar el refrigerante. 2. Una vez que no se tiene presión en el equipo se procede a retirar el dispositivo de expansión. Si es flare la conexión de este elemento es más rápido el reemplazo y si es conexión soldable entonces se debe desoldar el dispositivo de expansión, antes y durante la aplicación de calor a las uniones se debe hacer pasar una o dos lb/./plg.2 de nitrógeno seco por la válvula de servicio del compresor o recibidor. 3. Reemplazar el dispositivo de expansión y colocar el nuevo. 4. Lijar las conexiones a soldar, preparar los materiales y equipo a utilizar para este trabajo. 5. Colocar fundente en las uniones a soldar si es necesario, antes y durante la aplicación de calor a las uniones se debe hacer pasar una o dos lb./plg.2 de nitrógeno seco por la válvula de servicio del compresor o recibidor. Fuga de refrigerante en el evaporador Cuando se tiene fuga en el evaporador del sistema se procede a la localización de la misma siguiendo los pasos siguientes: 1. Si el sistema tiene presión de refrigerante se debe buscar fugas. Si la presión no es suficiente se le introduce nitrógeno seco al equipo. 2. Una vez que se haya localizado la fuga, se debe recuperar el refrigerante. Si el refrigerante contiene nitrógeno seco y es poco lo que se tiene en el equipo, esta mezcla se puede ventilar al ambiente. 3. Se debe determinar que trabajos se realizará en la fuga, si nada más soldar la fuga o reemplazar con un pedazo de tubo la parte dañada. 4. En cualquiera de los dos casos se debe lijar las partes a soldar, preparar los materiales y equipo a utilizar para realizar este trabajo. 5. Colocar fundente en las uniones a soldar si es necesario, antes y durante la aplicación de calor a la parte dañada o las uniones se debe hacer pasar una o dos 108
lb./plg.2 de nitrógeno seco por la válvula de servicio del compresor o recibidor. El nitrógeno desplazará el aire y prevendrá la oxidación interior del tubo. 6. Cuando la parte agrietada o la unión es calentado lo suficiente para fundir la soldadura, toque el tubo alrededor de la grieta o la unión con la soldadura en varios lugares. La soldadura se adhiere al tubo tapando la parte dañada o la acción capilar penetrará la soldadura en la unión y alrededor del tubo. Cuando un anillo de soldadura aparece alrededor del tubo, el trabajo se termina y una buena unión sin fugas se logra. Accesorios mecánicos Cuando se tenga que reemplazar cualquiera de los accesorios por no estar realizando la función para lo cual fue instalado en el equipo, según sea el caso para cada accesorio que se vaya a cambiar. Debe ser el mismo modelo, marca, capacidad, diámetros o similar al accesorio que se remplazará. Problemas mecánicos de los motores Los problemas de orden mecánico en los motores se producen normalmente en los cojinetes o en el eje de accionamiento. Los cojinetes pueden hallarse agarrotados o desgastados por falta de la lubricación necesaria. Pueden haberse introducido fácilmente partículas duras en los cojinetes de algunos motores de tipo abierto y motivado el desgaste de los mismos. Cuando los cojinetes del motor fallan, deben reemplazarse. El trabajo consistente en desmontar el motor, adquirir nuevos cojinetes y el montaje de los mismos, pueden llevar demasiado tiempo para ser rentable. Aspas y turbina desbalanceadas Cuando se tiene problemas con las aspas o turbinas que estén desbalanceadas, deben de ser reemplazadas por otras de las mismas características (diámetro interno, rotación, ángulo, diámetro externo). Si no se reemplazan estos accesorios mecánicos, dañarán los bujes o baleros del motor. Componentes eléctricos Cualquier equipo mecánico o eléctrico en operación, en algún momento necesitará del mantenimiento correctivo. El trabajo de reparación necesario para poner al equipo otra vez en orden es una de las funciones importantes del técnico en aire acondicionado tipo paquete. El término básico que describe este tipo de trabajo es localizar y reparar las fallas. Dado que la cantidad más importante de problemas por mal funcionamiento son de tipo eléctrico, es práctica común llevar a cabo en primer término una búsqueda de problemas eléctricos (incluyendo controles). Si el problema es mecánico, el análisis eléctrico por lo general se lo indicará al técnico. Solución de problemas eléctricos. En la reparación para el análisis de problemas eléctricos, es importante saber o reconocer cuatro cosas de importancia:
109
1. 2. 3. 4.
La secuencia de operación de la unidad. Funciones del equipo que está operando y las que no están en operación. Los instrumentos de prueba eléctrica necesarios para analizar el problema. El circuito de energía que alimenta al sistema.
La secuencia de operación por lo general ha sido incluida por el fabricante en las instrucciones de servicio o el técnico puede determinarla estudiando el diagrama esquemático de alambrado. Las funciones en operación y no operación del equipo se determinarán mediante examen y pruebas. Los instrumentos de prueba necesarios incluyen al voltímetro, el amperímetro de mordazas, el óhmetro y el probador de capacitores. El técnico debe estar capacitado para usar estos instrumentos. El primero a examinar es el circuito de energía, ya que para operar las cargas la energía debe estar disponible. Por ejemplo, en un sistema de aire acondicionado tipo paquete con un condensador enfriado por aire, las dos cargas principales a alimentar son el motor del compresor y los motores de los ventiladores. Antes de proseguir con cualquier otra cosa, el técnico debe estar seguro que se le puede suministrar energía adecuada a la carga. Cada circuito eléctrico tiene uno o más contactos para arrancar o detener la operación de una carga. Esta operación de conmutación se conoce como función de control. En la localización y reparación de fallas, cuando no opera una carga, el técnico debe determinar si el problema está en la carga misma o en los contactos que la controlan. Como ayuda en el análisis de problemas en la operación de la unidad, el fabricante proporciona uno o más de los siguientes: 1. 2. 3. 4. 5.
Diagrama de alambrado. Instrucciones de instalación y servicio. Tablas para localización y reparación de fallas. Diagramas de eliminación de fallas. Pruebas de diagnósticos.
Diagramas de alambrado. Generalmente contienen diagramas de conexiones y diagramas esquemáticos. El diagrama de conexiones muestra los alambres que van a las diversas terminales de cada componente eléctrico, en su localización aproximada dentro de la unidad. Éste es el diagrama que el técnico utilizará para localizar los puntos de prueba. El diagrama esquemático separa cada uno de los circuitos, para indicar con claridad cuál es la función de cada uno de los contactos que controlan cada carga. Éste es el diagrama que el técnico utilizará para determinar la secuencia de operación del sistema. Las instrucciones de instalación y servicio. Incluyen una amplia variedad de información que el fabricante piensa es necesaria para instalar y darle correctamente servicio al equipo. En el manual del fabricante incluye el diagrama de alambrado, la secuencia de la operación y cualquier nota o advertencia que deba ser tomada en cuenta en su uso. Las tablas para localización y reparación de fallas. Son útiles como guía para acciones de corrección. Mediante un proceso de eliminación, estas tablas ofrecen una manera rápida de resolver un problema de servicio. El proceso de eliminación permite que el técnico examine cada remedio sugerido, y descarte aquellos que no sean aplicables o que no sean prácticos, quedándose sólo con la solución o soluciones que se adecuan al problema.
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Un diagrama de eliminación de fallas. Empieza con un síntoma de falla y pasa a través de un proceso lógico de acciones y decisiones, a fin de aislar la falla. Las pruebas de diagnósticos. Pueden ser efectuadas sobre los tableros de circuito electrónico, en los puntos de revisión de voltajes que el fabricante indique y otra información esencial crítica o vital para la operación del sistema. En algunos sistemas electrónicamente controlados tienen características automáticas de prueba, que despliegan un número de código si hay mal funcionamiento dentro de la operación del equipo. Normalmente, con el fin de determinar la acción necesaria, se requerirán pruebas adicionales. El procedimiento para la localización y reparación de fallas eléctricas es: 1. Primero seleccionar el instrumento de prueba adecuado. Si la unidad no funciona, pruebe con un óhmetro. Si alguna sección de la unidad funciona, pruebe con un voltímetro. 2. Seleccione aquellos circuitos que contengan dispositivos eléctricos que no están funcionando. 3. Pruebe los contactos y las cargas de dicho circuito, hasta determinar cuál es el dispositivo con problema. 4. Repare o reemplace el equipo defectuoso. Es muy importante localizar los orígenes del problema, así como sus causas. Esto, en el caso del técnico novato, se irá haciendo más fácil, con el tiempo y la experiencia. Análisis de un compresor “muerto” Este ejercicio supone que se ha verificado el sistema de alimentación de energía y que el termostato está solicitando enfriamiento, y que a pesar de que en el compresor hay energía adecuada disponible, éste no arranca. El compresor ni siquiera “zumbará” al aplicarle energía, o quizá pueda zumbar y desconectarse por sobrecarga. En cualquier caso, es obligación del técnico analizar el problema, localizar la causa y poner el remedio. A continuación se indican algunas de las causas de compresores muertos: 1. Contactos de controles abiertos. 2. Contactos de sobrecarga disparados. 3. Alambrado inadecuado. 4. Dispositivo de corte por sobrecarga destruido. 5. Falta de refrigerante. 6. Bajo voltaje. 7. Capacitor de arranque defectuoso o equivocado. 8. Capacitor de marcha defectuoso o equivocado. 9. Relevador de arranque defectuoso o equivocado. 10. Presión alta del cabezal. 11. Devanado del compresor quemado. 12. Obstrucción en tuberías. A fin de localizar la causa, el sistema eléctrico y, de ser necesario, el sistema de aire acondicionado, deberán ser exhaustivamente probados. Por lo general lo mejor es revisar primero el sistema eléctrico. El procedimiento se delinea a continuación. 111
Preparación de las pruebas. Desconectar la alimentación de energía y evacue el refrigerante del sistema. Deberán desconectarse todos los dispositivos eléctricos como relevadores, capacitores y dispositivos de sobrecarga externos. Localizar las terminales del motor del compresor. Encuentre las dos terminales que den las lecturas de resistencia más altas. Esta lectura representa la resistencia combinada de dos devanados en compresores bipartidos, R a S. La terminal restante es la terminal común (C). Ponga una punta del óhmetro sobre la terminal C y encuentre cuál de las terminales restantes da la lectura de resistencia más alta. Éste será el devanado de arranque y por lo tanto la terminal S. La terminal restante será la R. Revisión de los devanados del motor con un óhmetro. Lea la resistencia a través de cada par de terminales. Por ejemplo, un conjunto de lectura típica para un compresor monofásico en buen estado, podría ser como sigue: De C a S = 4 ohms De C a R = 1 ohm De S a R = 5 ohms Advierta que la lectura de S a R es la suma de las otras dos, y que la resistencia de C a S siempre será mayor que la de C a R. Una buena práctica es que la resistencia del devanado de arranque debe ser de 3 a 5 veces la del devanado de marcha. Si cualquiera de estos pares de lecturas indica “cero”, uno de los devanados está en corto y se trata de un compresor defectuoso. Si alguna indica “infinito”, el devanado está abierto y el compresor defectuoso. Para probar si existe un devanado aterrizado, el óhmetro debe estar preparado para leer una resistencia muy alta. Necesita una escala que se pueda poner en R x 100,000. Una punta del óhmetro se coloca en una de las terminales del compresor y la otra en la carcasa. Para un devanado no aterrizado la resistencia entre devanado y la carcasa será alrededor de 1 a 3 millones de ohms. Al colocar la punta del medidor o del instrumento sobre la carcasa, asegúrese que está obteniendo un buen contacto. Una capa de pintura, de suciedad o corrosión podrían enmascarar un devanado aterrizado. Al probar motores de compresor trifásico, un motor en buen estado dará resistencias iguales entre cada una de las terminales. La prueba de devanados se efectúa igual que en los motores monofásicos. Consejo: una vez efectuada la prueba, asegúrese de volver a conectar los devanados exactamente igual que como estaban. Si en un motor trifásico intercambia cualesquiera dos devanados, se invertirá la dirección de giro. También, al verificar los devanados de un compresor presurizado, haga la conexión del instrumento “corriente arriba” de sus terminales. Localización de averías en un motor eléctrico. Los problemas de los motores eléctricos se dividen en problemas de tipo mecánico y de tipo eléctrico. Los problemas de tipo mecánico pueden parecer de tipo eléctrico. Por ejemplo, el arrastre o freno del cojinete de un pequeño 112
motor con capacitor permanente (PSC) en un ventilador apenas hace ruido. El motor puede no arrancar y aparentar que se trata de un fallo de tipo eléctrico. El técnico debe saber cómo diagnosticar correctamente el problema. Todo ello es particularmente cierto en motores abiertos, donde, si el dispositivo de accionamiento está agarrotado, puede inducir a sustituir el motor sin necesidad. Si se trata de un motor encallado en un compresor de tipo hermético, debe cambiarse el compresor entero; si se trata de una unidad semi-hermética, se puede cambiar únicamente el motor o reparar el engranaje de la transmisión que acciona el compresor. Cableado y conexiones. El cableado y las conexiones que suministran corriente a un motor deben hallarse en buenas condiciones. Cuando una conexión se afloja, se presenta la oxidación del hilo de cobre. Esta oxidación actúa como una resistencia eléctrica, motivando que la conexión se caliente aún más, causando, a su vez, una mayor oxidación. Esta condición se irá empeorando. Las conexiones flojas o sueltas dan como resultado una baja del voltaje al motor y aumento del amperaje. Las conexiones flojas tienen la misma apariencia que un juego de contactos sucios y pueden localizarse con un voltímetro. Si una conexión floja se encuentra en condiciones de crear un sobre-amperaje, puede llegar a localizarse por el aumento de temperatura en dicho punto. Debe inspeccionarse todo el cableado eléctrico del sistema central tanto de fuerza como de control, y si está deshilachado o gastado, quítese la corriente y cámbiese. Motor del compresor quemado. Cuando se quema el motor eléctrico del compresor como el de la figura 69, de un equipo de aire acondicionado tipo paquete el refrigerante se contamina. Es muy importante determinar la causa, ya que si sólo se cambia sin revisar el sistema, volverá a estropearse. A continuación se describen los pasos a seguir para realizar el reemplazo del compresor: 1. Se debe de recuperar el refrigerante del sistema y mandarlo a destrucción, realizando las buenas prácticas. 2. Desoldar los tubos de succión y descarga del compresor, antes y durante la aplicación de calor a las uniones se debe hacer pasar una o dos lb./plg.2 de nitrógeno seco por la válvula de servicio del compresor. El nitrógeno desplazará al aire y prevendrá la oxidación del interior del los tubos, con esto no se contaminará más el sistema. 3. Remover el compresor dañado de su base. 4. Limpiar el interior de los tubos con refrigerante 141b hasta que salga limpio. Este refrigerante debe ser recuperado y no liberarlo a la atmósfera. 5. Montar en la base el compresor nuevo, cambiar el filtro secador de la línea de líquido e instalar un filtro deshidratador en la línea de succión. 6. Lijar las conexiones a soldar, preparar los materiales y equipo a utilizar para este trabajo. 7. Colocar fundente en las uniones a soldar si es necesario, antes y durante la aplicación de calor a las uniones se debe hacer pasar una o dos lb./plg.2 de nitrógeno seco por la válvula de servicio del compresor. 8. Cuando la unión es calentado lo suficiente para fundir la soldadura, toque la unión con la soldadura en varios lugares. La acción capilar penetrará la soldadura en la unión y alrededor del tubo. Cuando un anillo de soldadura aparece alrededor del tubo, el trabajo se termina y una buena unión sin fugas se logra.
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NOTA: Después de 72 horas de trabajo se recomienda realiza una prueba de acidez al aceite y si se determina que está contaminado o tiene un olor desagradable, se tiene que cambiar el aceite y los filtros del sistema.
FIGURA 69. MOTOR DE COMPRESOR HERMÉTICO QUEMADO
Capacitor de trabajo (marcha) El mantenimiento correctivos que se realiza a los capacitares de trabajo es el de llevar a cabo el reemplazo por encontrarse en corto, abierto, tirando el aceite o por no tener la lectura de capacitancia dentro del rango permitido por el fabricante. Antes de retirar el capacitor del circuito de los motores, es importante desconectar el voltaje de alimentación del equipo. Contactor Cuando este accesorio eléctrico no realiza el trabajo para lo cual fue instalado, se tiene que cambiar todo el contactor o si la bobina de retención está abierta o quemada como se muestra en la figura 70, debe ser reemplazada siempre y cuando se tenga a la venta en el comercio la refacción. Si se remplaza el contactor, el nuevo debe tener las mismas características que el dañado y si se cambia la bobina, esta debe de ser de la misma marca y modelo que la dañada.
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FIGURA 70. BOBINA DE CONTACTOR QUEMADA
Motor eléctrico del condensador o evaporador quemado Cuando está quemado o abierto eléctricamente el motor, se debe realizar el reemplazo de preferencia por otro de las mismas marca, modelo, características (voltaje, amperaje, H.P., R.P.M., rotación, diámetro de flecha y motor, etc.) o similar. También es recomendable mandar a embobinar el motor que se quemó, para volverlo a instalar o tenerlo de auxiliar para cuando falle el que se instale. Procesos para recuperar, reciclar y regenerar un gas refrigerante Recuperar. Significa remover el gas refrigerante en cualquier condición de un sistema y almacenarlo en un contenedor externo, sin analizarlo ni procesarlo. Reciclar. Es limpiar el gas refrigerante para volverlo a utilizar, retirándole el aceite, o haciéndolo pasar por múltiples dispositivos, tales como filtros deshidratadores, que reducen la humedad, la acidez y la presencia de sólidos. El término reciclar, usualmente se aplica a los procedimientos que se pueden implementar en sitio o en el taller de servicio. Regenerar (Reclaim). Es el reproceso del gas refrigerante hasta que alcance las especificaciones de un gas nuevo. Este proceso utiliza destilación. Se requiere de un análisis químico del gas refrigerante para determinar que alcanzó las especificaciones. El término 115
regenerar o reclaim implica el uso de procesos y procedimientos que solamente se pueden ejecutar en un equipo reprocesador o en la planta del fabricante. Consideraciones de la definición de regenerar o reclaim. El análisis químico es un procedimiento clave al regenerar el gas. La frase especificaciones de un gas nuevo, significa practicar un análisis químico para asegurar que se alcanzaron las especificaciones de pureza de acuerdo con el estándar 700 de ARI. A pesar de haber alcanzado los niveles de pureza, después de haber reprocesado el gas, puede decirse que el refrigerante NO se regeneró, a menos que se le haya practicado el análisis químico. Recuperación y destrucción. Cuando un refrigerante recuperado de equipos de aire acondicionado central se encuentra contaminado o mezclado con otros refrigerantes, no es factible su reciclaje o regeneración y por lo tanto no se podrá volver a utilizar. La mejor opción para un refrigerante contaminado o mezclado es enviarlo a un proceso para su disposición final y destrucción. Actualmente existen muchas tecnologías para la destrucción de refrigerantes CFCs y HCFCs; estas tecnologías fueron evaluadas y aprobadas por el Panel de Evaluación Técnica y Económica (TEAP, por sus siglas en inglés) del Protocolo de Montreal.
TECNOLOGÍAS EVALUADAS Y APROBADAS POR EL TEAP PARA DESTRUCCIÓN DE CFCS Y CFCS
Nota: El criterio relativo a la EDE se refiere a la capacidad de la tecnología sobre la base por la cual se aprueba esa tecnología. No siempre refleja el rendimiento diario logrado, factor que estará controlado por las normas mínimas nacionales. Recuperar y reutilizar el gas sin procesarlo. En algunos casos, el gas recuperado de equipos de aire acondicionado tipo paquete puede estar en buenas condiciones y no necesita ser reciclado o regenerado. En estos casos se recupera el gas, se realiza la reparación del equipo y se vuelve a recargar el mismo gas recuperado.
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Recuperar y reciclar en sitio. Cuando la operación deficiente de un sistema de aire acondicionado indica que el refrigerante puede tener un mal desempeño, éste debe ser procesado para retirar contaminantes. Este proceso se puede hacer con una recuperadorarecicladora. Métodos para recuperar gases refrigerantes. Recuperar el gas refrigerante es el primer paso para reparar o darle servicio a un equipo de aire acondicionado tipo central. Este proceso significa transferir el gas refrigerante, desde el sistema tipo paquete, hasta un cilindro para recuperar gas. Si el refrigerante recuperado no está contaminado (a pesar de la quemadura de un compresor hermético o semi-hermético, u otra causa), se puede cargar nuevamente al sistema, después de que se haya terminado la reparación del mismo. Si el gas recuperado presenta impurezas, antes de recargarlo al sistema debe pasar por un proceso de reciclado en sitio. Existen cuatro formas de recuperar el gas refrigerante: 1. Recuperar el refrigerante en fase líquida. 2. Recuperar el refrigerante en fase gaseosa. 3. Recuperar líquido y vapor, sin separar el aceite del refrigerante (éste se va al cilindro recuperador tal cual se saca del sistema). 4. Recuperar líquido y vapor, separando el aceite del refrigerante. Cada una de estas formas tiene sus ventajas y sus desventajas: La manera de sólo líquido es muy rápida de hacer, pero deja vapor en el sistema. En la forma de sólo vapor, la recuperadora retira todo el refrigerante, pero es considerablemente más lenta. Las recuperadoras que separan el aceite de sistemas de aire acondicionado, no necesariamente son mejores de las que no lo hacen. Algunos tipos de equipos de recuperación requieren de un vacío previo antes de cada uso, sobre todo cuando se va a cambiar de gas refrigerante, por ejemplo, si se recupera R-22 de un sistema, y se va a recuperar R-410 de otro sistema. Deberemos utilizar otro tanque recuperador para el R-410 al que deberemos de hacerle un vacío previo de al menos 1000 micrones. También deberemos hacerle un vacío previo de 1000 micrones a nuestra máquina recuperadora. Una vez que ya se preparó el equipo para recuperar gas, se inicia el procedimiento de recuperación. Procedimientos para recuperar gas. Los cilindros recuperadores para refrigerante deben estar completamente vacíos antes de proceder a cargarlos con gas. Esto evita que el gas recuperado se contamine con aire, humedad o remanentes del gas refrigerante que estuvo contenido anteriormente. Como antes se mencionó, se debe hacer un vacío al tanque recuperador de al menos 1000 micrones. Para poder acelerar la recuperación de gas, se debe mantener frío el tanque recuperador durante todo el proceso. Esto se puede lograr colocándolo en una cubeta con hielo. Mientras más frío esté el tanque, la presión del gas disminuye, pero si el equipo de donde se está
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recuperando el gas está a una temperatura ambiente, entonces el proceso de recuperado es más lento. Antes de comenzar la recuperación de gas debe revisarse la posición de todas las válvulas y, si aplica, constatar el nivel del aceite del compresor de la recuperadora. Es aconsejable recuperar el gas refrigerante líquido en un tanque recibidor. Debe recuperarse el líquido primero y después el vapor. Recuperar el refrigerante en fase gaseosa deja aceite en el sistema, minimizando la pérdida del mismo. Si el compresor del sistema no funciona, hay que entibiar el cárter del compresor. Esto ayuda a liberar el refrigerante atrapado en el aceite, como se muestra en la figura 71.
FIGURA 71. DIAGRAMA PARA RECUPERAR GAS CON COMPRESOR QUE NO FUNCIONA.
Se tienen que instalar dos válvulas removibles, una para alta presión y otra para baja. El refrigerante migra y se condensa en el tanque recuperador. Con este método se recupera el 80% del gas y es aprobado por la EPA. • • •
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Recuperar el refrigerante de ambos lados, alta y baja, para poder lograr un vacío completo. Esta acción también ayuda a acelerar el proceso de recuperación de gas. Si el compresor del sistema funciona, se debe encender y recuperar el gas del lado de alta presión. Se instala una válvula removible en el lado de alta presión. Se pone en marcha el compresor y se recupera el gas refrigerante, ver figura 72.
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El tanque recuperador frío condensa el gas, que es recuperado en un 90% por este método y es aprobado por la EPA.
FIGURA. 72. DIAGRAMA PARA RECUPERAR GAS CON COMPRESOR QUE SI FUNCIONA.
Recuperación en fase gaseosa. Este procedimiento, por lo general es el más lento ya que el flujo de gas refrigerante es menor en fase gaseosa. En los grandes sistemas de refrigeración esto exige más tiempo que cuando se transfiere líquido. Se debe tener presente que las mangueras de conexión entre la máquina recuperadora, el sistema de aire acondicionado y el tanque recuperador deben ser de la longitud mínima posible, así como del diámetro interior máximo posible, con la finalidad de contribuir a aumentar el rendimiento del proceso. El refrigerante, en fase de vapor, es normalmente aspirado por la succión de la máquina recuperadora y, una vez condensado, es enviado al tanque recuperador, ver figura 73.
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FIGURA 73. DIAGRAMA PARA RECUPERAR GAS EN FASE GASEOSA
Hay dos formas de conectar la máquina para recuperar vapor, según sea el caso: • •
En el juego de manómetros de los dos lados del compresor. (Sistemas de aire acondicionado tipo paquete con carga regular de refrigerante). Sólo del lado de baja, donde hay que instalar una válvula pinchadora para extraer el refrigerante. (Sistemas de aire acondicionado tipo paquete con poca carga de refrigerante).
Recuperación en fase líquida. Debido a que los compresores reciprocantes sólo pueden trabajar con gas refrigerante en fase gaseosa, es necesario evaporarlo todo y extraerlo del sistema antes de que llegue al compresor. Para evaporar el refrigerante que se encuentre en fase líquida en el sistema, es necesario agregarle calor, lo cual debe hacerse mediante prácticas seguras. Ejemplos: Mantener operando los ventiladores del evaporador. En caso de que la máquina de recuperación no tenga un sistema de evaporación, se debe proteger contra la llegada de refrigerante líquido utilizando el juego de manómetros para ir dosificando, mediante las válvulas de operación, su ingreso desde el sistema a la máquina 120
(utilizándolas como si fueran un dispositivo de expansión) durante las etapas iníciales de la recuperación. El refrigerante líquido puede ser recuperado por técnicas de decantación, separación o “push/pull” (succión y retroalimentación), con el consiguiente arrastre de aceite. Método “push/pull”.- Las operaciones de “push/pull” se llevan a cabo usando vapor del cilindro para empujar el refrigerante líquido fuera del sistema.
FIGURA 74. DIAGRAMA PARA RECUPERAR GAS EN CONEXIÓN PUSH/PULL.
Se conecta una manguera desde el puerto de líquido de la unidad, cuyo refrigerante se requiere extraer, a la válvula de líquido en el tanque recuperador. Se conecta otra manguera desde la válvula de vapor del tanque recuperador a la entrada de la succión de la máquina recuperadora y, finalmente, se conecta una tercera manguera desde la salida o la descarga de la máquina recuperadora al puerto de vapor del equipo, como se muestra en la figura 74. El tanque recuperador succionará el refrigerante líquido (movimiento pull) de la unidad de aire acondicionado desactivada, cuando la máquina recuperadora haga disminuir la presión del cilindro. El vapor succionado del tanque recuperador por la máquina recuperadora será entonces empujado de vuelta (movimiento push), es decir, comprimido hacia el lado que corresponde al vapor en la unidad de aire acondicionado desactivada.
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Una vez que la mayoría del refrigerante haya sido cargado del sistema al tanque recuperador, la maquina recuperadora comenzará a ciclar, controlada por su presostato de baja presión de succión, removiendo el resto del refrigerante en forma de vapor. Cuando la máquina de recuperación ya no continúe ciclando y se detenga por completo, eso indica que se ha recuperado todo el refrigerante posible del sistema. No se debe utilizar el método “push/pull”: • • • • •
Si el sistema o equipo tienen una carga menor de 9 kilos ó 20 libras, de gas refrigerante. Si el equipo es una bomba de calor u otro sistema en donde el refrigerante líquido pudiera quedar aislado. Si el equipo tiene un acumulador entre los puertos de servicio, utilizados para recuperar líquido. Si ha ocurrido una migración de refrigerante líquido, y se desconoce su ubicación. Si el diseño de la tubería en el equipo no permite crear una columna sólida de líquido.
Si se utiliza el método “push/pull: • • •
Se necesita una mirilla, para poder saber que se terminó de recuperar todo el líquido. Tener una tercera manguera lista, ya que será necesaria. Después de haber retirado todo el líquido, se deben reconectar las mangueras para recuperar vapor, ya que este método no hace un vacío en el sistema.
Método líquido y vapor. Es importante saber el tipo y la cantidad de gas refrigerante que se va a recuperar. Siempre que sea posible, previamente hay que retirar las válvulas pivote o válvulas Schrader de los puertos de servicio. Es buena práctica de aire acondicionado utilizar mangueras con válvulas de bola integradas. Siempre es mejor tratar de retirar primero el líquido del sistema y después el vapor restante. Esta acción acelera la velocidad de recuperación del gas. Con grandes cantidades de refrigerante, es mejor utilizar el método “push/pull”, ya que es tres veces más rápido que hacerlo directamente. Cuando sea posible, es recomendable recuperar gas del lado de alta y del lado de baja presión del sistema y utilizando mangueras cortas para el servicio. Mangueras largas aumentan el tiempo del proceso. Si al comenzar a retirar líquido del sistema, el compresor suena hay que saber que eso lo daña reduciendo notablemente su vida útil. Es poco usual que pase, y no debe ocurrir bajo un procedimiento normal. Siempre debe hacerse la recuperación del lado de vapor en el tanque recuperador, esto reduce la posibilidad de la presencia de refrigerante líquido remanente en las líneas. Hacerlo así garantiza un proceso más limpio. Durante la recuperación de gas, al momento de retirar las mangueras, pudiera salir una línea de refrigerante líquido al terminar. El utilizar un filtro deshidratador en todos los procesos descritos, es una protección para la máquina recuperadora. Esta recomendación adquiere relevancia, en particular, cuando se recupere gas refrigerante de un sistema en que se quemó un compresor. Su posición se observa en la figura 75. 122
FIGURA 75. DIAGRAMA PARA RECUPERAR GAS EN CONEXIÓN LÍQUIDO Y VAPOR.
Seguridad. Deben tenerse presentes las siguientes recomendaciones, cuando se trabaje con equipo para recuperar gas refrigerante: • • •
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Utilizar cilindros para recuperar gas con la certificación DOT (Department Of Transportation). Estos cilindros se tienen que probar cada 5 años. Utilizar cilindros vacíos y con un vacío de al menos 1000 micrones. No debe cargarse el cilindro más allá del 80% de su capacidad. Si existe la posibilidad de que pueda estar expuesto a una temperatura mayor de 54°C (130°F), sólo debe llenarse hasta el 60% de su capacidad. Esta acción permitirá que el refrigerante se expanda cuando el cilindro se caliente. Si no se deja el espacio suficiente, cuando el refrigerante se expanda puede ocasionar que el cilindro explote. Dependiendo del equipo para recuperar gas que se tenga, existen diferentes métodos para determinar que se llegó al 80% de su capacidad: 1. Se puede calcular utilizando una báscula. 2. También se puede hacer con un tanque con flotador integrado o conectarse al dispositivo de apagado (Shutoff) del tanque. Debe tenerse cuidado de no dejar refrigerante líquido atrapado en las válvulas. No se deben de mezclar los refrigerantes. Se debe marcar el tipo del gas refrigerante contenido en el cilindro recuperador y, si se tienen varios, hay que etiquetarlos con nombre del gas que generalmente tienen.
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2.
Los cilindros deben manejarse con cuidado. No azotarlos o golpearlos contra el piso. Siempre deben mantenerse en posición vertical. Amarrar o encadenar el tanque para evitar que se caiga. NUNCA debe calentarse un cilindro con un soplete de flama abierta.
Instalación del sistema de aire acondicionado tipo paquete de acuerdo a las especificaciones del fabricante; ubicación, fijación, acometida, control y operación.
2.1 Instalación de sistema de aire acondicionado tipo paquete: enfriamiento directo (aire), enfriamiento indirecto (agua aire). •
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Proponer visitas al sector comercial y laboral para determinar la ubicación de un sistema de aire acondicionado tipo paquete de acuerdo a las especificaciones del fabricante y las necesidades del cliente. Fijar mediante simuladores el sistema de aire acondicionado tipo paquete utilizando la herramienta y equipo adecuado. Alimentar en prácticas de taller, el sistema de aire acondicionado tipo paquete de acuerdo a sus necesidades de consumo de energía. Instalar por equipos de trabajo, el elemento de control y drenaje del sistema de aire acondicionado tipo paquete de acuerdo a las especificaciones del fabricante. Conectar en el taller el sistema de aire acondicionado tipo paquete al ducto de distribución de acuerdo a las necesidades de operación. Conectar en el taller el sistema de aire acondicionado tipo paquete al circuito de fan and coils de acuerdo a las necesidades de operación. Verificar experimentalmente el funcionamiento del sistema de acuerdo a las normas técnicas del fabricante. Proponer el llenado de formatos para elaborar la hoja de reporte del trabajo realizado
Actividad de cierre 1 • • •
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Preparar en prácticas de taller, los materiales, herramientas e instrumentos de medición para integrar el diagnóstico a sistemas de aire acondicionado tipo paquete. Proporcionar mediante simuladores mantenimientos preventivos y correctivos a sistemas de aire acondicionado tipo paquete. Instalar en el taller un sistema de aire acondicionado tipo paquete.
GLOSARIO
Acumulador: Tanque de almacenamiento que recibe líquido refrigerante del evaporador e impide que el fluya en la línea de succión. Aire acondicionado: Equipo usado para controlar la temperatura, humedad, limpieza y movimiento del aire en un espacio acondicionado Aire de retorno: Aire que vuelve del espacio acondicionado o refrigerado Aletas: Superficie extendida para aumentar el área de transferencia de calor, como hojas metálicas adheridas a los tubos Aluminia activada: Materia química deshidratante usada en los filtros secadores de refrigeración. Amperaje: Flujo de electrones o corriente de un coulombio por segundo que pasa por un punto dado en un circuito. Amperímetro: Medidor eléctrico que sirve para medir corriente, calibrado en amperios. Amperio: Unidad de corriente eléctrica equivalente al flujo de un coulombio por segundo. Anemómetro: Instrumento para medir el flujo de aire. Aspiración: Movimiento producido en un fluido en succión. Bimetal: Dos materiales no similares que se unen para crear la distorsión del conjunto ante los cambios de temperatura. Bomba: Equipo impulsado por un motor usado para circular agua en el sistema en forma mecánica. Bomba de alto vacío: Mecanismo que puede crear vacíos en un rango de 1000 a 1.0 micrones. Bomba de barrido: Mecanismo usado para remover el fluido en un recipiente o depósito. Bomba de vacío: Compresor especial de alta eficiencia usado para crear altos vacíos para efectos de prueba o secado. Bulbo de mercurio: Interruptor eléctrico que usa una pequeña cantidad de mercurio en un tubo de vidrio sellado para hacer o romper el contacto eléctrico con las terminales dentro del tubo. Caída de presión: La diferencia de presión entre los dos extremos de un circuito o parte de un circuito, los dos lados de un filtro o la diferencia de presión entre los lados de alta y baja de un mecanismo refrigerante.
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Calor: Forma de calor cuya adición ocasiona aumentos en la temperatura en la sustancia, energía asociada con el movimiento de partículas al azar. Capacitancia (C): Propiedad de un aislador (condensador o capacitor) que permite almacenar energía eléctrica en un campo electrostático. Capacitor: Tipo de equipo de almacenamiento eléctrico usado para arrancar y/o operar circuito en muchos motores eléctricos. Carga: La cantidad de refrigerante en un sistema. Ciclo: Serie de eventos que tiene la tendencia a repetirse en el mismo orden Cilindro de refrigerante: Cilindro en el cual el refrigerante es vendido y entregado. Códigos de color pintados en el tanque indican el tipo de refrigerante que contiene el cilindro. Compresión: Termino usado para denotar aumento de presión de un fluido por medio de energía mecánica Compresor: La bomba de un mecanismo refrigerante que hace el vacío o la baja presión en el lado de enfriamiento del ciclo refrigerante y comprime o entrega el gas en el lado de alta presión o lado de condensación del ciclo. Condensación: Líquido o gotas que se forman cuando un gas o vapor es enfriado por debajo de su punto de rocío. Condensador: La parte del mecanismo refrigerante que recibe calor y gas refrigerante a alta presión del compresor y enfría el refrigerante gaseoso hasta que retorna a su estado líquido. Condensador enfriado por agua: Intercambiador de calor que está diseñado para transferir calor del refrigerante gaseoso caliente al agua. Condensador enfriado por aire: El calor de la compresión es transferido del serpentín de condensación al aire circundante. Esto puede ser hecho por convección o por ventiladores o sopladores Condensar: Acción de cambiar un gas o vapor a líquido. Control: Elemento automático o manual usado para detener, iniciar y/o regular el flujo de gas, liquido y /o electricidad. Control de baja presión: Implemento cíclico conectado al lado de baja presión del sistema. Control de compresor: Equipo para arrancar o parar el motor de un compresor a ciertas condiciones de presión o temperatura. Control de seguridad: Equipo que detendrá la unidad refrigerante si se alcanzan presiones o temperaturas de riesgo.
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Control de seguridad de fallas: Equipo que abre el circuito cuando los elementos sensores fallan en su operación. Control de seguridad del motor: Equipo eléctrico usado para abrir el circuito eléctrico si la temperatura, la presión y el flujo de corriente exceden las condiciones de seguridad. Control de voltaje: Es necesario alimentar algunos circuitos eléctricos con voltaje uniforme o constante. Los equipos electrónicos usados con este fin se llaman controles de voltaje. Control de tiempo: Mecanismos usados para controlar los tiempos de conexión y desconexión de un circuito eléctrico. Convección forzada: Movimiento del fluido por fuerzas mecánicas tales como sopladores o bombas. Deflector: Lámina o alabe para dirigir o controlar el movimiento del fluido o aire dentro de un área limitada. Depósito de líquido: Cilindro conectado a la salida del condensador para almacenar el refrigerante liquido en un sistema. Derivación: Comunicación lateral o alrededor de la comunicación regular. Deshidratación: La remoción del vapor de agua del aire usando sustancias absorbentes; remoción del agua de mercancías almacenadas. Deshidratador: Sustancia o equipo usado para remover humedad del sistema refrigerante. Detector de fugas: Equipo o instrumento tal como una antorcha halógena, un aspirador electrónico o solución de jabón usado para detectar fugas. Difusor: El terminal o dispositivo final de un sistema distribuidor de aire que lo dirige en una dirección determinada a través de lumbreras de paso. Ducto: Tubo o canal a través del cual el aire es llevado o movido. Electrónica: Campo de la ciencia que trata con equipos electrónicos y sus usos. Evacuación: La extracción de cualquier gas que no es característico de un sistema o condensador. Evaporación: Termino aplicado al cambio de líquido a gas. Se absorbe calor en este proceso. Evaporador: Parte de un mecanismo refrigerante en el cual el refrigerante se vaporiza y absorbe calor. Evaporador de expansión directa: Evaporador que usa indistintamente un control de refrigerante de válvula de expansión automática o uno de válvula de expansión termostática.
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Evaporador tipo chiller: Evaporador donde refrigerante enfría agua que se usa como refrigerante secundario para absorber calor del espacio. Filtro: Elemento para remover las pequeñas partículas de un fluido. Filtro de Aire: Implemento usado para remover las partículas del aire. Fluido: Sustancia en estado líquido o gaseoso que contiene partículas que se mueven y cambian de posición sin separación de la masa. Fuerza: Es la presión acumulada y es expresada en libras. Si la presión es 10 psi., en una placa de 10 pulgadas cuadradas de área la fuerza es 100 libras Fuga: Escape de refrigerante y aceite por un punto cualquiera del sistema refrigerante Fusible: Elemento eléctrico de seguridad que consiste en una tira de metal fusible en el circuito la cual se derrite cuando hay sobrecarga de corriente. Gas: Fase o estado de vapor de una sustancia. Gas no condensable: Un gas que no llegara a la fase líquida bajo condiciones de presión y temperatura. Hermético: Carcasa que contiene el motor y el compresor sellada por soldadura. Higrómetro: Instrumento usado para medir la cantidad de humedad del aire. Humedad: Presencia de agua en el aire, la humedad relativa es la relación entre la cantidad de vapor presente en el aire y la mayor cantidad posible a la temperatura dada. Imán permanente: Un material que tiene sus moléculas alineadas y tiene su propio campo magnético; barra de metal que ha sido permanentemente magnetizada. Impelente: Parte rotatoria de una bomba centrífuga Indicador de humedad: Instrumento utilizado para medir el contenido de humedad del refrigerante. Indicador de líquido: Equipo situado en la línea de líquido que tiene una ventana de vidrio a través de la cual el flujo puede ser observado. Intercambiador de calor: Equipo usado para transferir calor de una superficie tibia o caliente a una superficie fría o menos tibia. Evaporadores y condensadores son intercambiadores de calor. Interruptor de alta presión: Control eléctrico operado a alta presión el cual abre automáticamente circuitos eléctricos si se alcanza una cabeza de presión o una presión de condensación demasiado altas. Jaula de ardilla: Ventilador que tiene alabes paralelos a su eje y mueve aire en ángulos rectos o perpendicularmente al eje del ventilador. 128
Kelvin: Escala de temperatura en la que el cero absoluto es cuando el movimiento molecular es nulo. Kilowatt: Unidad de potencia eléctrica igual a 1000 watts. Lado de alta: Parte del sistema refrigerante que está bajo presión de condensación o alta presión. Lado de baja: Parte del sistema refrigerante que tiene una presión menor; la de evaporación. Línea de líquido: Tubo que lleva el refrigerante líquido del condensador o del depósito de líquido a la entrada del mecanismo de control de refrigerante. Línea de succión: Parte del sistema entre la salida del evaporador y la entrada al compresor. Lubricación forzada: Sistema lubricante que usa una bomba para forzar el aceite hasta las superficies de las partes móviles. Manómetro: Instrumento para medir presión de gases y vapores. La presión de gas es balanceada con una bomba de líquido tal como mercurio, en un tubo en forma de U. Medidor de flujo: Instrumento usado para medir la velocidad o el volumen de un fluido en movimiento. Medidor micrón: Instrumento para medir vacíos muy cerca del vacío perfecto. Medidor de vacío: Instrumento usado para medir presiones bajo la presión atmosférica. Micrón: Unidad de mediad en el sistema métrico; la milésima parte de un milímetro. Motor con capacitor: Motor de inducción de una sola fase que tiene un embobinado de encendido auxiliar conectado en serie con un condensador para mejores características de encendido. Motor quemado: Condición en la cual el aislamiento de un motor eléctrico se ha deteriorado por sobrecalentamiento. Nitrógeno: Gas inerte usado para detección de fugas y barrido de sistemas. Orificio: Abertura de tamaño preciso para controlar el flujo de fluidos. Ozono: Forma gaseosa de oxígeno obtenida por la descarga silenciosa de electricidad en oxigeno o aire. Peine de condensador: Elemento parecido a un peine, metálico o de plástico que se usa para limpiar o enderezar las aletas metálicas de los condensadores o evaporadores PLC: Controlador lógico programable.
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Presión: Energía ejercida sobre un are unitaria; fuerza o empuje ejercidos sobre una superficie. Presión de succión: Presión en el lado de baja de un sistema refrigerante. Protector de sobrecarga: Un equipo operado por temperatura, presión o corriente que detiene la operación de la unidad si se llega a condiciones peligrosas. PSI: Símbolo o iníciales usadas para indicar la presión medida en libras por pulgada cuadrada. PSIA: Símbolo o iníciales usadas para indicar la presión absoluta medida en libras por pulgada cuadrada. La presión absoluta es igual a la presión de manómetro más la presión atmosférica. PSIG: Símbolo o iníciales usadas para indicar la presión de manómetro medida en libras por pulgada cuadrada. La “g” indica que es presión de manómetro y no presión absoluta. Recibidor de líquido: Cilindro conectado a la salida del condensador para almacenar el refrigerante liquido en un sistema. Reciprocante: Acción en la cual el movimiento es hacia atrás y hacia delante en línea recta. Reductor de capacidad: En un compresor, un elemento tal como la cavidad despejada o un cilindro de cabeza móvil Refrigerante: Sustancia usada en los mecanismos de refrigeración para absorber calor en el serpentín del evaporador cambiando de estado de líquido a gas y liberándolo en un condensador mientras la sustancia cambia de nuevo de gas a líquido. Regulador de presión: Válvula automática de regulación de presión. Se monta en la línea de succión entre la salida del evaporador y la succión del compresor (CPR o EPR). Su propósito es mantener una temperatura y presión predeterminadas en el evaporador. Rejilla: Una abertura ornamental o una lumbrera situada al final de un ducto de aire. Relevador: Mecanismo eléctrico que usa una pequeña cantidad de corriente en el circuito de control para operar un interruptor en el circuito de operación. Relevador de arranque: Equipo eléctrico que conecta y/o desconecta el embobinado de arranque de un motor eléctrico. Relevador térmico: Control eléctrico usado para activar un sistema de refrigeración. Este sistema usa alambre para convertir energía eléctrica en energía calorífica. Rodamiento: Instrumento de baja fricción para soportar y alinear una parte móvil. Rotor: Parte rotatoria de un mecanismo. Saturación: Condición que existe cuando una sustancia contiene el máximo de otra para una temperatura y presión dadas. 130
Sello del compresor: Sello a prueba de fugas entre la carcaza y el cuerpo del compresor. Sensor: Un material o elemento que sufre cambios físicos en las características electrónicas cuando las condiciones cambian. Separador de aceite: Un equipo usado para separar aceite del gas refrigerante y devolver el aceite al cárter del compresor. Serpentín: Un conjunto de bobinas para transmisión de calor que se usa para calentar aire que es inducido o forzado a través de el por un ventilador y puede ser usado como evaporador o condensador. Serpentín evaporador: Elemento hecho de un serpentín de tubería el cual funciona como evaporador de refrigerante. Sistema refrigerante secundario: Sistema refrigerante en el cual el espacio es enfriado por una sustancia que es enfriada por otra llamada primario. Sistema tipo paquete: Sistema refrigerante donde todos los elementos están contenidos dentro de un espacio definido. Sobrecalentamiento: Temperatura el vapor por encima de la temperatura de ebullición de su líquido a esa presión. Soldadura: Unión de dos metales base empleando un tercero (fundente) a una temperatura inferior a 426°C. Solenoide: Bobina de hilo eléctrico diseñada para conducir una corriente eléctrica y producir un campo magnético. Subenfriamiento: Enfriamiento de un líquido refrigerante por debajo se su temperatura de condensación. Tablero de carga: Tablero especialmente diseñado o cabina con equipos de medición, válvulas y cilindros de refrigerante usado para cargar refrigerante y aceite en el mecanismo refrigerante. Temperatura: Grado de calor o frío medido por un termómetro; medida de la velocidad del movimiento de las moléculas. Termómetro: Instrumento para medir temperatura. Termostato: Equipo que responde a los cambios de temperatura. Transformador de voltaje: Elemento eléctrico que transforma el voltaje de entrada elevándolo o reduciéndolo a la salida. Tubería: Línea de transporte de fluido que tiene una pared delgada. Tubos con aleta: Tubos de transformación de calor con superficies extendidas en forma de discos o aletas. 131
Ultravioleta: Ondas luminosas que solo pueden ser observadas con una lámpara especial. Unión roscada: Una junta a prueba de fuga de gas obtenida por la unión de partes metálicas enroscadas una dentro de otra. Unión soldada: Una junta a prueba de fuga de gas obtenida por la unión de partes metálicas en estado plástico o de fusión. Vacío: Presión menor que la atmosférica. Vacuómetro: Instrumento para medir vacío muy cercano al vacío perfecto. Válvula: Accesorio utilizado para controlar el paso de un fluido. Válvula de agua (eléctrica): Válvula tipo solenoide (operada eléctricamente), que se usa para abrir y cerrar el flujo de agua. Válvula de agua (termostática): Válvula usada para controlar el flujo de agua a través de un sistema, accionada por una diferencia de temperaturas. Se usa en unidades como compresores y/o condensadores, enfriados por agua. Válvula de aguja: Tipo de válvula que tiene el asiento del vástago en forma de aguja, y un orificio pequeño en el asiento del cuerpo; sirve para medir flujos bajos con mucha precisión. Válvula de alivio: Válvula de seguridad en sistemas sellados. Abre para liberar fluidos, antes que alcancen presiones peligrosas. Válvula de ángulo: Tipo de válvula de globo, con conexiones para tubo en ángulo recto. Usualmente, una conexión va en plano horizontal y la otra en plano vertical. Válvula de control: Válvula que regula el flujo o presión de un medio, el cual afecta un proceso controlado. Las válvulas de control, son operadas por señales remotas de dispositivos independientes, que utilizan cualquier cantidad de medios de control, tales como neumáticos, eléctricos o electrohidráulicos. Válvula de descarga: Válvula dentro del compresor de refrigeración, que permite que salga del cilindro el gas refrigerante comprimido, hacia la línea de descarga, evitando que se devuelva. Válvula de dos vías: Válvula con un puerto de entrada y uno de salida. Válvula de escape: Puerto móvil que proporciona salida para los gases del cilindro en un compresor. Válvula de expansión: Tipo de control de refrigerante, la cual mantiene presión constante en el lado de baja del sistema de refrigeración. La válvula es operada por la presión en el lado de baja o de succión. Con frecuencia, se le refiere como válvula de expansión automática (VEA).
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Válvula de expansión automática (VEA): Ver válvula de expansión. Válvula de flotador: Tipo de válvula que opera con un flotador, sobre la superficie del líquido, controlando su nivel. Válvula de gas: Dispositivo en la tubería para arrancar, parar o regular el flujo de un gas. Válvula de líquido-vapor: Válvula manual doble, que se utiliza comúnmente en los cilindros de refrigerante, con la cual se puede obtener refrigerante, ya sea en forma líquida o vapor, del cilindro. Válvula de presión de agua: Dispositivo utilizado para controlar el flujo de agua. Esta es responsable de crear la presión piezométrica del sistema de refrigeración. Válvula reguladora de presión: Dispositivo instalado en la línea de succión, que mantiene una presión constante en el evaporador, durante una parte de trabajo del ciclo. Válvula de retención (check): Válvula de globo que acciona automáticamente, y que sólo permite el flujo en un solo sentido. Válvula reversible: Válvula utilizada en bombas de calor para invertir el sentido del flujo, dependiendo si se desea refrigeración o calefacción. Válvula sangradora: Válvula con una pequeña abertura interna, que le permite un flujo mínimo de fluido cuando la válvula está cerrada. Válvula schrader: Elemento cargado a resorte que permite el flujo de fluido en una dirección cuando un pasador central es oprimido y en la otra dirección cuando existe una diferencia de presión. Válvula solenoide: Válvula diseñada para funcionar por acción magnética, a través de una bobina energizada eléctricamente. Esta bobina acciona un núcleo móvil, el cual abre o cierra la válvula. Válvula de seguridad: Válvula auto-operable de acción rápida, que se usa para un alivio rápido del exceso de presión. Válvula de servicio: Dispositivo utilizado en cualquier parte del sistema donde se desea verificar presiones, cargar refrigerante o hacer vacío o dar servicio. Válvula de servicio de descarga: Válvula de dos vías operada manualmente, ubicada en la entrada del compresor. Controla el flujo de gas de la descarga, se usa para dar servicio a la unidad. Válvula de servicio de succión: Válvula de dos vías operada manualmente, ubicada en la entrada del compresor. Controla el flujo de gas de la succión, se usa para dar servicio a la unidad. Válvula de succión: Válvula dentro del compresor de refrigeración, que permite el ingreso del vapor de refrigerante, proveniente de la línea de succión, al cilindro, evitando que se devuelva. 133
Válvula termostática: Válvula controlada por elementos que responden a cambios de temperatura. Válvula de termo expansión: Válvula de control operada por la temperatura y presión dentro del evaporador. Controla el flujo de refrigerante hacia el evaporador. El bulbo sensor se instala a la salida del evaporador. Válvula de tres vías: Válvula de control de flujo con tres puertos, para el flujo de fluidos. Vapor: Estado o fase de una sustancia que está en su temperatura de saturación, o muy cercano a ella. Vapor saturado: Vapor que se encuentra a las mismas condiciones de temperatura y presión, que el líquido del cual se está evaporando. Es decir, si este vapor se enfría, se condensa. Vaporización: Cambio del estado líquido al gaseoso. Velocímetro: Instrumento que mide velocidades del aire, utilizando una escala que indica directamente la velocidad del aire. Ventilación: Flujo de aire forzado, por diseño, entre un área y otra. Ventilador (abanico): Dispositivo de flujo radial o axial, usado para mover o producir flujo de gases. Ventilador centrífugo: Algunas veces llamado ventilador de jaula de ardilla. El ventilador o rotor va dentro de una cámara involuta de metal, para dirigir el aire. El ventilador "bombea" el aire por medio de una fuerza centrífuga, generada por las aspas del rotor al girar. Este tipo de ventilador se utiliza, cuando se necesita vencer una resistencia externa, para circular el aire. Ventilador del condensador: Dispositivo utilizado para mover aire a través del condensador enfriado por aire. Ventilador del evaporador: Ventilador que incrementa el flujo de aire, sobre la superficie de intercambio de calor de los evaporadores. Vibración crítica: Vibración que es notable y dañina a una estructura. Viscosidad: Resistencia a fluir que tienen los líquidos. Voltaje:
1- Término empleado para indicar el potencial eléctrico o fem en un circuito eléctrico. 2- Presión eléctrica que causa que fluya una corriente. 3- Fuerza electromotriz (fem).
Voltímetro: Instrumento para medir voltaje en un circuito eléctrico. Volumen específico: Volumen por unidad de masa de una sustancia (m³/kg).
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Watt (W): Unidad de potencia, equivale a la potencia producida al realizar un trabajo de 1 Joule por segundo (1 Watt = 1 J/s). Yugo escocés: Mecanismo utilizado para cambiar el movimiento reciprocante en movimiento rotatorio o viceversa. Se utiliza para conectar el cigüeñal con el pistón, en los compresores de refrigeración. Zeotrópica, mezcla: Mezcla de dos o más líquidos de diferente volatilidad. Cuando se usa como refrigerante, al hervir en el evaporador, se evapora un mayor porcentaje del componente más volátil, y cambia el punto de ebullición del líquido remanente. Zona de confort: Área sobre una carta psicométrica, que muestra las condiciones de temperatura, humedad, y algunas veces, el movimiento del aire, en que la mayoría de la gente se siente confortable.
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FUENTES DE INFORMACIÓN Ari. (1999). Manual de refrigeración y aire acondicionado. 3ª. Edición. México. Ed. Prentice Hall Hispanoamericana S.A. 1136 pp. Botero y Montaño (1986). Refrigeración y aire acondicionado. México. Ed. Prentice Hall Hispanoamericana S.A. 873 pp. Carrier (1996). Manual de aire acondicionado. España. Ed. Marcombo S.A. 12-23 pp. Gildardo Yañez 2006. Buenas prácticas en sistemas de refrigeración y aire acondicionado. México: ONUDI, SEMARNAT. 192 pp. Jennings Lewis (1983). Aire acondicionado y refrigeración. México. Ed. 11ª.CECSA. 800 pp. Walter n. Alerich (2001). Control de motores eléctricos. México. Ed. Diana. 223 pp. Whitman Johnson (1997). Tecnología de refrigeración y aire acondicionado. México. Ed. Marcombo S.A. 1133 pp.
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