TÉCNICO EN REFRIGERACIÓN Y AIRE ACONDICIONADO MÓDULO I
MÉXICO 2006
CARRERA DE TÉCNICO EN REFRIGERACIÓN Y AIRE ACONDICIONADO CLAVE: BTCMARA04
GUÍA DE APRENDIZAJE
MÓDULO I Mantenimiento de sistemas de refrigeración doméstica CLAVE: FMA217
Enero de 2006 1
Reforma Curricular del Bachillerato Tecnológico (Acuerdo 345) Componente de formación profesional MÓDULO I Mantenimiento de sistemas de refrigeración doméstica. CLAVE: FMA217 Profesores que elaboraron la guía de aprendizaje del primer Módulo: Jorge Ramírez Salas, Ernesto Enrique Meléndrez Higuera y Miguel Angel Cadena Lucero.
Coordinadores de la DGECyTM: M. en C. Gildardo Rojo Salazar Ocean. Víctor Manuel Rojas Reynosa Q. B. P. Francisco Escamilla Rodríguez Biól. Rodrigo Nava Mora Edición: M. en G. Itzia Calixto Albarrán M. en C. Jessica Noemi Montaño Vargas L. A. Rodolfo Ruiz Martínez Primera edición: 2006. Subsecretaría de Educación Media Superior, SEP. Dirección General de Educación en Ciencia y Tecnología del Mar. Dirección Técnica. ISBN: (En trámite)
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ÍNDICE Pág. Objetivo
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Introducción
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1. Principios y procesos del ciclo de refrigeración
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2. Manómetros
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3. Descripción de sus partes
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4. Precauciones de uso
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5. Desarrollo de habilidades y destrezas en manejo de válvulas y conexiones
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6. Temperatura
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7. Calor
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8. Elementos, procesos y ciclos del sistema
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9. Definición de refrigeración doméstica
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10. El compresor
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11. El condensador
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12. El control de flujo refrigerante (tubo capilar)
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13. El evaporador
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14. Ciclo de refrigeración
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15. Ciclo de ventilación para refrigeradores sin escarcha
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16. Definición de electricidad
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17. Unidades eléctricas (Voltaje, Amperaje y Ohmneaje o resistencia)
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18. Diagrama eléctrico de un refrigerador con escarcha
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19. Protector térmico de sobrecarga del compresor
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20. Relevador electromagnético de corriente
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21. Capacitor electrolítico de arranque
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22. Arranque manual de un compresor
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Pág.
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23. Termostato
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24. Reloj automático de deshielo
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25. Funcionamiento del reloj de deshielo automático
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26. Resistencia de descongelación
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27. Motor difusor
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28. Prueba eléctrica de los elementos eléctricos del sistema (voltaje)
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29. Prueba de continuidad (ohmneaje o resistencia)
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30. Prueba eléctrica del compresor
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31. Prueba de amperaje
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32. Verificación y comprobación del proceso de compresión
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33. Identificación de la expansión y evaporación del refrigerante
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34. Verificación y comprobación de voltaje
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35. Verificación y comprobación de continuidad
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36. Verificación y comprobación del consumo de corriente
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37. Avellanado y expansionado de tubería de cobre
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38. Soldadura de las partes del sistema
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39. Detección de fugas después de un servicio correctivo
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40. Efecto de vacío del sistema en reparación
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41. Carga de refrigerante al sistema en servicio 42. Ensamble y desensamble de partes eléctricas y mecánicas del sistema de refrigeración doméstica con escarcha y sin escarcha 43. Desensamble de los accesorios eléctricos del compresor
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Bibliografía
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OBJETIVO Esta guía ha sido diseñada para facilitar el trabajo del estudiante de la carrera de Técnico en Refrigeración y Aire Acondicionado para el Módulo I: “Mantenimiento de Sistemas de Refrigeración Doméstica”, proporcionándole los elementos prácticos y conceptuales de apoyo al desarrollo del dominio en el manejo implicado en los sistemas de refrigeración doméstica que le permitan dar mantenimiento a este tipo de sistemas de refrigeración de acuerdo a las recomendaciones y especificaciones técnicas del fabricante. INTRODUCCIÓN El presente material ha sido elaborado con la finalidad de que el alumno de la carrera de Refrigeración y Aire Acondicionado en el Módulo I: “Mantenimiento de sistemas de refrigeración doméstica”, cuente con la información necesaria que le permitirá construir el conocimiento acerca del diagnóstico del ciclo mecánico, circuitos eléctricos y electrónicos y el ensamble y prueba del sistema de refrigeración doméstica. El documento se estructura de tal modo que los aspectos tratados complementan las actividades que se desarrollan en coordinación por el docente del módulo durante el curso. Este material contribuirá al desarrollo de las habilidades y la formación de actitudes de los alumnos de la carrera, para lo cual la información aquí presentada ha sido recopilada de diversas fuentes de información, entre las que destaca la experiencia y conocimiento de los profesores que participaron en su elaboración. Al final del documento se refieren las fuentes bibliográficas que apoyaron su elaboración. Te recomendamos acudir a ellas para ampliar la información que necesites.
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1. Principios y procesos d el ciclo de refrigeración Para que el alumno analice, interiorice, comprenda y exprese sus ideas de manera oral o escrita es preciso reconocer en ellos las experiencias vividas y los conocimientos previos de aprendizajes en niveles educativos y semestres anteriores o en su desarrollo como persona. En lo referente a los principios básicos de refrigeración se aplicarán dinámicas de aprendizaje con las cuales se pueda percibir lo que conocen de los conceptos de presión, temperatura y calor, para ello se pueden aplicar los conceptos anteriores, para que definan de manera individual cada uno de los conceptos. Con el manejo de papel bond o pizarrón solicitar a los alumnos que describan los siguientes conceptos, explicándoles o motivándoles que definan desde diferentes puntos de vista, pero que al final hagan una interrelación de lo descrito con el funcionamiento o beneficios de un refrigerador doméstico. ¿Qué es calor? ¿Qué es presión? ¿Qué es temperatura? ¿Cómo influyen los conceptos anteriores en un refrigerador? ¿Qué problemas causan la presión, la temperatura y el calor en un refrigerador doméstico? ¿Qué beneficios se obtienen en la presión, temperatura y calor por un refrigerador doméstico? Los conceptos anteriores se manejarán de forma individual en un tiempo máximo de 40 minutos. Posteriormente se pueden organizar grupos de trabajo de 4 elementos para discutir, analizar, comprender y compartir los conceptos individuales realizar un concepto de equipo y exponer las ideas a que hayan llegado, esta segunda dinámica se trabajará en un tiempo de 60 minutos. Enseguida en la fase de apertura se observan, analizan y comprenden los conceptos escritos en todas las láminas, para obtener un solo concepto de forma grupal. En la última fase de apertura se entrega en cada una de las mesas los conceptos bibliográficos previamente seleccionados para que los alumnos puedan retomar los conceptos desde la percepción individual, de equipo, grupo y hacer una comparación con el aspecto bibliográfico para que vean las aproximaciones o aciertos de los conocimientos previos. Esto en un tiempo de 20 minutos. Según Pita (1998), la presión se define como la fuerza ejercida por unidad de área. Si se mide la fuerza en libras y el área en pulgadas cuadradas, las unidades de presión serán libras por pulgada cuadrada. En los cálculos de refrigeración, sin embargo, se utilizan con frecuencia 6
otras unidades métricas de presión, tales como el milímetro de mercurio (mm Hg, Hg es el símbolo químico del mercurio). Para William y colaboradores (1997), la presión se define como la fuerza por unidad de superficie. Se expresa en kilogramos por centímetro cuadrado. En el ámbito anglosajón, y por extensión muy utilizado en la industria del frío y acondicionamiento, se utilizan las libras sobre píe cuadrado y su submúltiplo las libras sobre pulgada cuadrada (psi). En un sistema de refrigeración doméstica intervienen tres tipos de presión para su funcionamiento, producir el efecto y realizar un servicio de reparación. Estos la presión atmosférica, presión manométrica y presión absoluta. Quedando definidas de la forma siguiente. Según William y colaboradores (1997) la sensación de estar bajo el agua y experimentar la presión de la misma es conocida por muchos. La atmósfera de la tierra es como un océano de aire que tiene su peso y ejerce presión. La superficie terrestre puede interpretarse como el fondo de este océano de aire. Diferentes localidades tienen profundidades distintas. Por ejemplo, existen lugares como México cuyo nivel es distinto al de las zonas del sureste de la república mexicana. La atmósfera en que vivimos tiene el mismo peso que un kg de agua sobre cada centímetro de superficie, pero no más. Exactamente, la atmósfera ejerce una presión de 14.696 libras por pulgada cuadrada, o bien, 1 kg/cm², sobre el nivel del mar cuando la temperatura ambiente es de 21º C (70º F). La presión atmosférica también disminuye a mayores altitudes sobre el nivel del mar, debido a que el peso del aire que actúa sobre la superficie es menor, debido a que la columna de aire que hay sobre una unidad de superficie es menor que al nivel del mar. 2. Manómetros
La presión en un sistema cerrado requiere un método diferente; en un sistema de refrigeración doméstica se utilizan dos tipos de manómetros. Se trata de un instrumento que se suele emplear en la industria de refrigeración para tomar lecturas en la propia instalación, en combinación con un manómetro de baja presión (llamado manómetro de baja) o un manómetro de alta presión (llamado manómetro de alta). Manómetro de alta presión Observamos que el manómetro de la derecha señala presiones por encima y por debajo de la presión atmosférica. Se conoce como manómetro compuesto o combinado. El manómetro de la 7
derecha tiene una escala máxima de 500 psi (libras sobre pulgada cuadrada), conociéndose como manómetro de alta presión. Estos manómetros dan la lectura de 0 psi cuando se hallan abiertos a la atmósfera. Si no es así, deben calibrarse a 0 psi. Los manómetros están dispuestos para dar lecturas de presiones en libras por pulgada cuadrada (Psi). La presión absoluta, se emplea como punto de partida o de referencia. Si se desea conocer la presión absoluta, debe añadirse el valor de la presión atmosférica a la lectura del manómetro por ejemplo, para convertir una lectura manométrica de 50 Psi a presión absoluta, debe añadirse la presión atmosférica de 14.696 psi a la lectura del manómetro, redondeándolo a 14.7 el valor sería 64.7 libras pulgada cuadrada absoluta ( lb/plg² abs.) Cuando en un sistema se ejerce una presión inferior a la presión atmosférica se llama presión de vacío y se dice que el sistema en el interior de la tubería esta libre de refrigerante, humedad y gases no condensables. Los conceptos anteriormente descritos serán facilitados a los alumnos para que realicen una comparación entre los conocimientos previos con referentes bibliográficos técnicos de refrigeración. En la industria de la refrigeración y las herramientas que se utilizan para el mantenimiento de los sistemas existen manómetros que están calibrados en las escalas kg/cm² y lb/plg², por lo tanto a través del conocimiento de las equivalencias de una escala a otra facilita a los alumnos las formas de conversión mediante los siguientes valores: 1 lb/plg² = 0.07032 kg/cm² 1 kg/cm² = 14.22 lb/plg² Los valores anteriores se utilizarán para convertir una escala manométrica a otra, por ejemplo: Si en un sistema de refrigeración doméstica, la presión del lado de alta es 180 lb/plg² ¿Cuál será la presión en kg/cm²? Si 1 lb/plg² = 0.07032 kg/cm²
entonces 180 lb/plg² = X
Aplicando la regla de tres queda: X
=
( 180 lb/plg² ) (0.07032 kg/cm²) 1 lb/plg²
=
12.657 lb/plg² _ kg/cm² 1 lb/plg²
= 12.657 kg/cm²
Si un sistema de refrigeración doméstica en la succión del compresor se lee una presión de 2.5 kg/cm² ¿Cuál será la presión del refrigerante en lb/plg²? Si 1 kg/cm² = 14.22 lb/plg² X 8
=
entonces
( 2.5 kg/cm² ) (14.22 lb/plg²) 1 kg/cm²
2.5 kg/cm² = X =
35.55 kg/cm² lb/plg² 1 kg/cm²
=
35.55 lb/plg²
Una vez que hayan adquirido los conocimientos de conceptos de presión y las formas de convertir una escala a la otra, los alumnos podrán tener las habilidades para el manejo de manómetros en que conocerán las partes que integran a un juego de manómetros. Con el siguiente esquema. 4
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6 5
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1.- Manómetro de alta 2.- Válvula del manómetro de alta 3.- Conector para la manguera de alta, baja y servicio 4.- Porta manómetros 5.- Conector para mangueras en servicio 6.- Válvula del manómetro de baja. 7.- Manifull 8.- Escalas de presión y temperatura para los refrigerantes 12 y 22 9.- Manómetro de baja 10.- Tornillo de ajuste Una vez que se hayan descrito las partes que forman el juego de manómetros se describen cada una de sus partes o la función que desempeñan para el servicio de sistema de refrigeración doméstica. 3. Descrip ción de sus partes 1.- El manómetro de alta se instalará en el lado de alta para detectar la presión de descarga del compresor o la presión de alta o de condensación del sistema teniendo cerrada la válvula. 2.- La válvula del manómetro de alta por lo regular en un sistema de refrigeración doméstica casi no tiene uso, cuando se verifica la compresión del compresor la válvula se abre para expulsar la presión que se halla almacenada en la descarga.
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3.- Cuando el juego de manómetros nada más se utiliza el manómetro de alta la manguera debe estar conectado en esta conexión o en la terminal ciega del manifull para evitar que se contamine de polvo u otras sustancias. 4.-El portamanómetros se utiliza para colocar el manómetro en alguna parte del refrigerador de tal manera que permita la visualización de la presión con la que trabajo. 5.- Adaptadores donde van colocadas las mangueras de color azul (al manómetro de baja) la manguera amarilla (al tanque refrigerante o bomba de vacío) y la manguera roja (a la línea de alta o descarga del compresor). 6.- La válvula de baja es la válvula que más utilización se le da en el servicio de un refrigerador, se puede girar en el sentido de las manecillas del reloj y al contrario del movimiento de las mismas tal como se muestra en el siguiente esquema.
CERRAR
ABRIR
7.- Es el elemento principal por donde fluye el refrigerante, los gases no condensables y humedad según la práctica que se este efectuando según la explicación siguiente:
Eliminación de humedad y gases no condensables cuando la válvula está abierta
Flujo de refrigerante del tanque al sistema cuando la válvula esta abierta
Indica la presión de baja del sistema cuando la válvula esta cerrada 10
8.-Son las escalas que indican la presión y la temperatura cuando el sistema esta en funcionamiento. 9.-Como el manómetro de baja es el que más se utiliza en refrigeración doméstica en un servicio marcará las siguientes presiones con refrigerante ecológico; 30 lb/plg² cuando el sistema esta parado; de 10 a 15 lb/plg² cuando el refrigerador después de conectarlo se estabiliza la presión en todo el sistema y empieza a disminuir la temperatura; de 3 a 8 lb/plg² cuando el sistema después de encenderse durante el tiempo de funcionamiento (1 hora aproximadamente), ya ha disminuido la temperatura dentro del refrigerador. Estas indicaciones anteriores serán para que los alumnos sepan las presiones del lado de baja con las que trabaja un refrigerador doméstico. Las presiones van a depender del tipo de refrigerador, puede ser con escarcha o sin escarcha. 10.-El tornillo de ajuste se encuentra en un costado de las escalas de presión y temperatura, y se utiliza para ajustar las escalas a cero. En el siguiente sentido: Al mover el tornillo en el sentido de las manecillas del reloj la aguja gira en sentido contrario, por lo tanto cuando la aguja esta movida hacia las presiones arriba de la atmósfera se debe girarse en este sentido. Al mover el tornillo en el sentido contrario a las manecillas la aguja gira hacia la presión atmosférica, esto se debe de hacer cuando la aguja se encuentra indicando presiones de vacío. El hecho de tener las agujas ajustadas a cero indicará una presión correcta del refrigerante dentro del sistema, cuando se realice las pruebas de fuga de refrigerante, el vacío, la carga de refrigerante, las pruebas previas al arranque y durante el funcionamiento del sistema. 4. Precauciones d e uso 1.-Utilizar el manómetro adecuado de acuerdo a las presiones que se vayan a verificar: • •
Manómetro de alta en el lado de alta del sistema Manómetro de baja en el lado de baja del sistema
2.- Las válvulas se deben girar en el sentido correcto para permitir la prueba adecuada. 3.- Las válvulas de los manómetros deben de apretarse al máximo de tal manera que no sobrepasen la fuerza y dañen el sello del asiento del vástago de la válvula. 4.- Los conectores de la manguera deben ser conectados manualmente sin utilizar otra herramienta como pinzas mecánicas o de presión y producir el desgaste del sello de la manguera. 5.- No golpearlos, para prevenir la descalibración. 6.- Ajustar debidamente la presión a cero, para obtener lecturas correctas. 7.-Mantener las mangueras conectadas en el portamangueras cuando no se estén utilizando. 11
5. Desarroll o de habili dades y destrezas en manejo de válvulas y co nexiones Para el desarrollo de habilidades en el manejo de las válvulas y conexión de mangueras al manifull se indica a los alumnos que realicen la conexión de las mangueras en sus respectivos adaptadores, mediante los siguientes pasos: 1.- Resolver un ejercicio teórico de conversión de presión de una escala a otra y hacer la comparación encontrada en la teoría en el manómetro. 2.-Indicar cuales son las partes que componen el juego de manómetros. 3.-Indicar que función desempeñan cada una de esas partes. 4.-Para que se utilice el juego de manómetros en un refrigerador doméstico. 5.-Cuáles son las precauciones de uso. 6.-Manipular la apertura y cierre de las válvulas del manómetro de baja y el manómetro de alta. 7.-Conectar las mangueras en sus respectivos adaptadores. 8.-Conectar a través de la manguera azul el manómetro de baja al apéndice de carga. 9.-Conectar por medio de la manguera amarilla al tanque de refrigerante y realizar una prueba de flujo y cierre a través del manifull. 10.-Conectar la misma manguera amarilla a la bomba de vacío y encenderla para que el alumno visualice y sienta la succión de esta a través de la manguera y manifull teniendo abierta la válvula del manómetro de baja. 6. Temperatura El término temperatura se emplea en toda discusión o descripción cotidiana relativa al confort, al estado del tiempo o a la preparación de alimentos. Se utiliza en muchas conversaciones o procesos de toma de decisión por quienes todavía no conocen exactamente el alcance de dicho término o lo que realmente significa. El punto inicial de la temperatura es, por consiguiente, el punto de partida del movimiento molecular. Para describir lo expuesto en términos más corrientes, utilizaremos algunos puntos de referencia que son más familiares. La mayoría sabe que el punto de congelación del agua es a 0º C (32º F) grados Celcius y Fahrenheit respectivamente y que el punto de ebullición es 100º C (212º F). La comparación de estas escalas la podemos ver en el siguiente esquema. 12
Para convertir la lectura de una escala a la otra se utilizan las siguientes ecuaciones. De grados Celsius a grados Fahrenheit es: ºF =
9 5
(ºC) + 32 ejemplo:
Un termómetro indica la temperatura del congelador de un refrigerador doméstico de –10 ºC ¿Cuál será la temperatura en ºF? ºF =
9 5
( ºC) + 32
Sustitución de datos y resultados: ºF =
9 5
(--10) + 32
= 1.8 (--10) +32
= --18 +32
= 14 ºF
Para convertir la lectura de la escala de grados Fahrenheit a Celsius, se utiliza la siguiente ecuación. ºC =
5 9
( ºF – 32) ejemplo:
En un termómetro colocado en la descarga de un refrigerador doméstico indica 70 ºF ¿Cuál será la temperatura en grados centígrados? ºC =
5 9
( ºF – 32)
Sustitución de datos y resultados ºC =
5 9
( 70º – 32)
= 0.555 (38)
= 21.19 ºC
Una vez realizada la conversión de temperatura de una escala a otra es preciso que identifiquen los termómetros utilizados en la refrigeración doméstica. Se le indica el uso de cada uno de estos y la aplicación respectiva. Para complementar este ejercicio se le facilita un termómetro a cada uno de los alumnos en sus mesas de trabajo para que realicen la lectura y comparación de temperaturas en distintos termómetros. Como una actividad alterna se deja como tarea un ejercicio que puede trabajarlo de manera individual o grupal, resolviendo el siguiente cuestionario.
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1.- Detectar las temperaturas del congelador y del espacio donde se colocan las verduras con el refrigerador en función. 2.- Detectar las temperaturas de las tuberías que se conectan al compresor (indicándoles en un dibujo cual es la línea de descarga la de succión) y hacer el esquema de las temperaturas leídas del refrigerador y tipo. 3.- Detectar las temperaturas en el refrigerador funcionando en la parte media del mueble o en la parrilla que se encuentra en la parte de atrás de color negro. Y anotar el esquema de las lecturas obtenidas. Una vez detectado las temperaturas con el refrigerador funcionando, se continúa con el siguiente paso. 4.- desconectar el refrigerador por un lapso de 30 minutos, durante el cual se deben hacer las siguientes observaciones: a) Abrir el refrigerador y estar pendiente de lo que pasa. b) Que sonido se escucha al interior del refrigerador después de desconectarlo. c) Que sucede con las temperaturas del compresor y la parrilla de la parte trasera del refrigerador. d) Que pasa con la escarcha que tenia el refrigerador con escarcha después de 20 minutos de parado el compresor. e) Que pasa en el desagüe del refrigerador sin escarcha. 5.- Una vez realizado las observaciones anteriores se hace lo siguiente: a) Detectar las temperaturas de las tuberías que se conectan al compresor. b) Detectar las temperaturas de entrada y salida de la parrilla de atrás del refrigerador (condensador). c) Como empieza la congelación en un refrigerador con escarcha. d) Como es la temperatura del refrigerador sin escarcha después de 15 minutos de funcionamiento. e) Coloque en ambos refrigeradores un vaso de agua para ver que pasa con el agua después de una hora de funcionamiento del refrigerador. De estos puntos se realizara un reporte de manera individual o grupal, según las condiciones del lugar.
Estos son algunos de los termómetros que pueden utilizarse en la detección de temperaturas en los refrigeradores.
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7. Calor Según Pita (1998), el calor se puede definir como la forma de energía que es trasferida de un cuerpo a otro debido a una diferencia en la temperatura. Por otro lado, para Creus (1996), el calor es una forma de energía que se radia de un cuerpo a otro. Como se sabe, la principal fuente de calor es el sol, produciéndose también por otros medios: Combustión, fricción, electricidad, reacciones químicas y por la compresión de aire o vapor. El calor se transfiere de un cuerpo a otro, que puede expresarse de forma mas completa utilizando la temperatura como uno de los factores representativos, ya que la temperatura representa el nivel de calor con referencia a la ausencia de calor. Según William y colaboradores (1997), el término empleado para representar el calor se conoce como kilocaloría (kcal) y caloría, equivalente a 3.968 BTU (British Termal Unit) que es la unidad empleada en Gran Bretaña y Estados Unidos. Definen la cantidad de calor contenida en un cuerpo. En un refrigerador doméstico influyen tres tipos de transferencia de calor como efecto del ciclo y sobre el ciclo y sistema Transferencia de calor por conducción. Según William y colaboradores (1997), puede definirse como la energía que se traslada de una molécula a otra. Por ejemplo, si se pone sobre el fuego el extremo de una varilla de cobre, el otro extremo se calienta demasiado para sostenerla. El calor se traslada en la varilla de molécula a molécula.
Como efecto de un refrigerador al colocar un producto sobre la superficie del congelador con escarcha, el producto al estar superior a la temperatura del congelador, transfiere su calor a la tubería y este al refrigerante hasta que llega un momento que se igualan las temperaturas entre el refrigerante y el producto.
Aquí se observan partes mecánicas que transfieren calor También, este proceso se efectúa en las partes mecánicas móviles internas del compresor que al tener fricción este produce un calentamiento que se distribuye hacia el interior del compresor y enseguida hacia el exterior por las partes que integran a éste.
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Transferencia de calor por convección. Según G. Pita (1998), el calor se transfiere mediante el movimiento de un fluido, ya sea de un líquido o gas. Un fluido a una temperatura mas elevada tiene una menor densidad y por lo tanto se eleva. Como efecto en un refrigerador doméstico se realiza en los dos tipos con el de escarcha y con el de sin escarcha. Con el de sin escarcha es a través del micro ventilador que se encuentra en el congelador que agiliza el movimiento de la masa de aire dentro del refrigerador tal y como se muestra en la siguiente figura. Como efecto sobre el sistema al reciclarse el refrigerante como un fluido en la parte trasera del refrigerador este transfiere su calor a la tuberías lo cual hace que esta parte siempre permanezca caliente cuando el compresor funciona, por que se esta llevando a cabo el proceso de condensación del refrigerante.
Esta es la forma como se recicla el aire caliente en un refrigerador sin escarcha
Transferencia de calor por radiación.- según Hernández (1995), es la que se produce cuando el agente de transmisión es el aire que rodea a los cuerpos entre los cuales se efectúa el traspaso de calor, y cuando la fuente de calor se halla alejada del cuerpo. Un ejemplo de transferencia de calor por irradiación seria la tierra, ya que el Sol, que es la fuente de calor, caliente primero el aire de la atmósfera y esta a su vez calienta al planeta. El efecto que se produce sobre un sistema de refrigeración es cuando el sistema se encuentra expuesto al sol o en paredes muy cercanas al techo, de la casa o que el refrigerador este descompuesto o averiado el hule magneto que sella la puerta con el interior del refrigerador.
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Por esta parte es donde puede penetrar masa de aire caliente si no existe un buen sello
8. Elementos, pro cesos y cicl os del sist ema 9. Defini ción de refrigeración d oméstica La refrigeración doméstica como sistema mecánico esta compuesto para su funcionamiento de dos ciclos, cada uno de los cuales tienen sus elementos indispensables y que realizan diferentes procesos, para el presente curso se describirán como un primer término los elementos que conforman el sistema de refrigeración. El refrigerador doméstico esta compuesto de un sistema mecánico que se utiliza en ocupaciones del hogar para la preservación de productos perecederos comestibles (carnes, leche, verduras y frutas) comestibles para la familia. El sistema esta compuesto de cuatro elementos principales en cada uno de ellos se lleva a cabo un proceso. Compresor = el proceso de compresión. Condensador = el proceso de condensación. Control de flujo o tubo capilar = el proceso de expansión. Evaporador = el proceso de evaporación. 10. El comp resor Todo sistema mecánico esta provisto de un elemento principal que hace que el líquido o fluido circule en todo el sistema para lograr que se produzca el efecto esperado. En este caso los sistemas de refrigeración tienen un elemento principal que se llama compresor, que tiene la función de succionar y comprimir el refrigerante, que circula en todo el sistema, éste a su vez esta dividido de acuerdo a su funcionamiento en diferentes tipos siendo uno de ellos el compresor reciprocante. El compresor se considera el elemento principal del sistema y esta constituido por las siguientes partes:
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Cuerpo o carcasa Bornes eléctricos Tubos de conexión (de succión, de descarga y apéndice de carga) Pistones Cilindros Biela Plato de válvulas Válvulas de aspiración y descarga Estator Eje rotor Cilindros de aspiración y descarga Esta imagen muestra las partes externas Los compresores reciprocantes generalmente son una bomba del tipo pistón y cilindro, las partes principales incluyen el pistón, cilindro, biela de conexión, cabeza del cilindro y válvulas, estos elementos realizan la función de succionar y comprimir de la siguiente forma. Cuando el estator recibe la energía eléctrica, se crea un campo magnético, que hace que el eje rotor empiece a girar moviéndose de esta forma el pistón, en el desplazamiento descendente del pistón se origina un área de presión baja entre la parte superior del pistón, el cabezal del cilindro y la línea de succión del evaporador. Esto origina que el vapor de refrigerante caliente entre a esta área de baja presión y temperatura. En el desplazamiento de descarga (compresión) del pistón se actúa sobre un área superficial considerable de gas y se comprime al mismo para forzarlo a alta presión y mayor temperatura con objeto de que se mueva a través de una abertura de válvula pequeña hacia el condensador por la línea de descarga. Las válvulas en el cabezal del cilindro están diseñadas de tal forma que, dependiendo de la parte del desplazamiento, una se encuentra abierta mientras que la otra está cerrada. Estas válvulas controlan parte del refrigerante gaseoso, dirigiendo el mismo para que entre por la abertura hueca o la descarga a presión, a través de las aberturas de las válvulas hacia el condensador. Al regresar de la parte superior de su desplazamiento, el pistón permite nuevamente la entrada de refrigerante y el ciclo continúa. La biela de conexión origina que el pistón ascienda y descienda (movimiento aleatorio). La biela de conexión esta acoplada con un cigüeñal giratorio y sirve para cambiar el movimiento rotatorio en movimiento lineal (rectilíneo). El alojamiento del compresor, que se denomina “cárter”. Contiene parte de la superficie de frotamiento del cigüeñal y almacena el aceite que utiliza para la lubricación del cigüeñal y de la biela de conexión.
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11. El cond ensador Al condensador el refrigerante llega en forma de vapor y al ir pasando por todo el serpentín y por la acción del ventilador para refrigeradores sin escarcha, como agitador del aire del medio ambiente hace que el aire pase a través del serpentín y de esta forma convierte al refrigerante de vapor a líquido eliminando; las calorías absorbidas en el espacio donde se almacenan los productos alimenticios. Lo envía al medio ambiente a una temperatura más elevada El condensador también es un elemento de transferencia de calor. Algunos condensadores del refrigerador doméstico están provistos con subenfriadores para una mayor eficiencia del sistema y la eliminación de las calorías.
Debe tenerse en cuenta que la capacidad de un condensador se basa en los tres factores siguientes: Según Alarcón Creus (1992). 1.- Superficie total de radiación formada por la del tubo y aletas. 2.- Temperatura del aire ambiente en que esta empleado el condensador. 3.- Velocidad del aire a través del condensador. 12. El con trol d e flujo refri gerante (tubo c apilar) El control de flujo es un elemento del sistema que se utiliza para disminuir la presión del refrigerante y controlar el paso del mismo hacia el evaporador según las calorías que produzcan los productos a conservar. Existen diferentes tipos de controles de flujo de uno de ellos el que se utiliza el refrigerador doméstico se llama tubo capilar. Según Dossat (1980), es el mas simple de los controles de flujo del refrigerante, consiste de una tubería de longitud fija, de diámetro pequeño, instalada entre le condensador y el evaporador, generalmente se coloca por el lado de la tubería del líquido. Debido a la gran resistencia por fricción que resulta de su longitud y diámetro pequeño y por efecto de estrangulamiento resultante de la formación gradual de gas en el tubo a medida que la presión del líquido se reduce hasta un valor menor a la presión de saturación. Para cualquier longitud de tubo y diámetro especificados la resistencia del tubo es fija o constante, de modo que la razón de flujo líquido a través del tubo en cualquier instante de tiempo es proporcional al diferencial de presión que se tiene a través del tubo (diferencia entre la presión de evaporación y la presión de condensación del sistema).
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El tubo capilar difiere de otros controles de flujo refrigerante, en que no cierra ni detiene el flujo líquido hacia el evaporador durante el ciclo de paro. Cuando para el compresor, se igualan las presiones en los lados de alta y baja presión a través del tubo capilar abierto y el residuo de líquido que se tiene en el condensador pasa hacia el evaporador, de presión menor, donde permanece hasta que nuevamente se inicia el ciclo del compresor.
Tubo capilar sin conectar
Tubo capilar introducido en la línea de succión 13. El evaporador Es una superficie de transferencia de calor, en el cual se lleva acabo la evaporación del refrigerante a baja presión y temperatura, en refrigeración doméstica se utiliza el evaporador de convección forzada y una turbina para absorber por un lado las calorías del producto y por el otro lado proporcionar aire frío hacia el mismo. Otro de convección natural utilizado en refrigeradores sin escarcha. El evaporador de convección forzada esta construido por tubería en forma de serpentín y aletas, éstas sirven para que exista mayor transferencia de calor del producto a conservar hacia el refrigerante que circula en el serpentín. El evaporador se encuentra en la parte superior del refrigerador, tal como se muestra en las siguientes figuras.
Evaporador con tapa protectora 20
Evaporador sin la tapa protectora
Los elementos hasta aquí descritos están unidos a través de tuberías que hacen que se forma el sistema por el que se llevara a cabo los procesos y ciclos de refrigeración. Dichas tuberías se distinguen de la siguiente forma: Línea de descarga: Esta línea conduce el refrigerante a alta presión y alta temperatura de la descarga del compresor a la entrada del condensador. Trabajando el sistema tiene una temperatura mayor a la temperatura ambiente, como seguridad tiene un color rojo, se distingue de las otras líneas por ser el menor diámetro. Línea de líquido: Esta línea conduce el refrigerante en forma líquida de la salida del condensador a la entrada del control de flujo, se distingue por medio del color amarillo, la temperatura de esta línea es tibia. Línea de succión: Esta línea conduce el refrigerante de la salida del evaporador a la entrada del compresor se distingue por ser la tubería de mayor diámetro, la temperatura de esta tubería es menor a la temperatura ambiente, por seguridad debe tener un color azul cielo. 14. Ciclo de refrig eración Para una mejor comprensión del funcionamiento de un refrigerador doméstico es importante reconocer el ciclo completo de refrigeración. Agregando cada uno de los procesos que se describieron anteriormente. Quedando de la siguiente manera: El compresor succiona el refrigerante a baja presión y temperatura proveniente del evaporador, creando una diferencia de presión entre el lado de baja y lado de alta, enseguida lo comprime elevándole la presión y la temperatura para enviarlo al condensador, aquí el refrigerante llega en estado de vapor, que al ir pasando por el serpentín va perdiendo el calor hacia el medio ambiente y se convierte a líquido por el agente condensante que en éste caso es aire forzado o el aire del medio ambiente cuando es un refrigerador con escarcha. Luego pasa por la línea de líquido para que se conduzca al filtro deshidratador donde se elimina humedad y se filtra el refrigerante, pasando enseguida al control de flujo en donde se le reduce la presión y la temperatura controlando el paso del refrigerante hacia el evaporador dependiendo de la temperatura de los productos a conservar; una vez que el refrigerante esta dentro del evaporador primero se expande y enseguida se evapora por la diferencia de diámetro de tubería y por la absorción de las calorías del espacio, enseguida se conduce por la línea de succión hacia el compresor para completar el ciclo mismo que se repetirá las veces que el equipo este funcionando. En el siguiente esquema podemos ver los elementos implícitos en un sistema de refrigeración doméstica sin escarcha (Ciclo típico de refrigeración de un refrigerador doméstico). El esquema muestra las partes principales de un refrigerador sin escarcha, en la estructura física de algunos de estos refrigeradores está integrado el sistema de diversas formas, dependiendo de la marca del refrigerador y el tipo de fabricante.
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En general presentan las mismas piezas, en lo que respecta al condensador (parte caliente de atrás del refrigerador) algunos lo traen integrado entre la lámina que diseña al refrigerador pero que ya funcionando el refrigerador será la parte que calienta. Algunos refrigeradores traen conectada las líneas de descarga a un subenfriador. Instalado en un bandeja que recibe el agua de la descongelación, por lo tanto, esta parte del condensador se encuentra superficialmente sumergido dentro desagua que permite una mejor eliminación de las calorías del producto del evaporador. Algunas de estas partes las vemos en el siguiente dibujo. Condensador
Filtro deshidratador
Compresor
Desagüe 22
15. 15. Ciclo Ciclo de ventilación para refrigeradores sin escarcha El ciclo de ventilación es proporcionado por la turbina que se encuentra en la unidad evaporadora dentro del congelador, el cual consiste en absorber por medio de dicha turbina y los ductos de aire que dividen el congelador y el enfriador, las calorías de los productos y pasarlo por el serpentín y aletas del evaporador para que sea eliminado por la temperatura del refrigerante que circula dentro del serpentín. Una vez que el aire caliente pasa por el serpentín se enfría y las calorías son absorbidas para desecharlas al medio ambiente en el condensador, el aire caliente que entró al serpentín al salir del otro lado sale con una temperatura mínima para conducirse por los ductos al enfriador en la parte inferior del refrigerador.
Para una verificación y comprensión del ciclo de refrigeración y ventilación se realiza la siguiente práctica en el que se comprobaran de manera instalada y ordenada cada uno de los procesos y ciclos del sistema de aire acondicionado tipo ventana.
Después de conocer los procesos en un sistema de refrigeración se deben de verificar estos elementos mediante la siguiente actividad. Ciclo de refrigeración y ventilación Verificar y comprobar los procesos de compresión, condensación, expansión y evaporación del ciclo de refrigeración, así como el ciclo de ventilación para una mejor compresión del funcionamiento del refrigerador Material Material a ut ilizar: Refrigerador doméstico en reparación Dos termómetros Juego de manómetros completos Anemómetro
• • • •
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ACTIVIDADES ACTIVIDA DES 1.- Conectar los manómetros en la línea de succión y descarga a través de conectores previamente diseñados. 2.- Observar las presiones en el manómetro de alta y en el de baja sin conectar el sistema a la toma de corriente. 3.- Conectar el sistema a la toma de corriente. 4.- Encender el sistema a través del control de temperatura. 5.- Observar las presiones en el manómetro de baja y alta presión. 6.- Colocar los termómetros a la entrada y salida de cada uno de los elementos principales; succión y descarga del compresor, entrada y salida del condensador, entrada y salida del control de flujo y entrada y salida del evaporador. 7.- Anotar las observaciones. 8.- Colocar el anemómetro y el termómetro en la parte frontal del evaporador o congelador. 9.- Anotar la velocidad y temperatura con que entra el aire frío del evaporador. 12.- Colocar el termómetro y el anemómetro en la parte frontal del condensador si es condensador de convección forzada. 13.- Anotar la velocidad y temperatura con que sale el aire caliente del condensador. 14.- Colocar el anemómetro y termómetro a un costado del condensador para tomar la lectura de la velocidad y temperatura con que entra el aire al condensador. Cuestionario 1.- ¿Qué provoca que la velocidad del aire disminuya más de lo normal en el evaporador de aire acondicionado? 2.- ¿Qué provoca al ciclo y sistema de aire acondicionado la disminución de la velocidad del aire en el evaporador? 3.- ¿Qué fallas mecánicas o eléctricas provocan la disminución del aire en el evaporador? 4.- ¿Qué otro elemento del sistema disminuye dism inuye la velocidad del aire en el evaporador y condensador? 5.- ¿Qué provoca la disminución de la velocidad del aire en el condensador al ciclo de refrigeración? Resultados Resultados esperados
Conclusiones
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16. 16. Defini Defini ción de electricidad La electricidad es el flujo de electrones a través de un conductor por un diferencial de potencial o voltaje, en refrigeración doméstica del tipo de sistema que sea, se utilizan el voltaje de 110 volt de corriente alterna a 60 hertz. 17. Unidades eléctricas Como fuente de alimentación eléctrica para que trabaje el refrigerador doméstico es importante comprender cuales son las unidades básicas de la electricidad, entre las que consideramos básicas las que se describen a continuación: Voltaje Es la fuerza que hace que los electrones se desplacen a través de un conductor por el diferencial de potencial, la unidad de medida es el volt, el refrigerador doméstico, actualmente se impulsan con corriente alterna de 110 volts. Am per aje Es el número de electrones que pasa por un conductor en un segundo cuando el equipo esta trabajando. Con el amperaje podemos determinar el estado físico del sistema mecánico y eléctrico del equipo de refrigeración doméstica. Ohmneaje o resistencia El ohmneaje o resistencia es la oposición que presenta un material conductor al paso de electrones. Depende del tipo y número de conductor por el cual se conducirá la electricidad con la que se alimentará el refrigerador doméstico, por lo regular el refrigerador doméstico utiliza un conductor calibre No. 12 y No. 14. El aparato con que se mide la resistencia se llama Óhmetro, este se utiliza para medir o comprobar continuidad o discontinuidad en los controles eléctricos del refrigerador doméstico, como en el compresor. Así también, para comprobar continuidad en la instalación eléctrica donde se ubicará el refrigerador. El Óhmetro puede ser de escala o digital la forma de conectarlo para realizar una prueba es mediante una conexión en serie con el elemento que se quiera probar. Un refrigerador doméstico esta compuesto por dos tipos de circuitos eléctricos, los que se pueden distinguir en los siguientes circuitos.
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18. Diagrama eléctrico de un refri gerador con escarcha: 1.- Cable de alimentación a corriente alterna (clavija). 2.- Control automático de temperatura (termostato). 3.- Relevador electromagnético de arranque del compresor (relay). 4.- Borne común o de línea del compresor. 5.- Protector térmico de sobrecarga del compresor (Térmico). 6.- Interruptor de presión del foco se instala en el contorno del refrigerador donde sella la puerta. 7.- Foco o lámpara interior del gabinete de 25 watt. A continuación se describe un diagrama eléctrico de un refrigerador de doble puerta, este tipo de diagrama varia el tipo de instalación de acuerdo al fabricante del refrigerador en la actualidad en lugar de reloj de descongelación se esta utilizando una placa electrónica que realiza las mismas funciones del reloj. Circuito eléctrico de un refrigerador dúplex de deshielo automático por resistencia calefactora. Este tipo de circuito en la actualidad ha variado en cuanto alguno de sus elementos para evitar el alto consumo de energía eléctrica.
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1.- Línea de alimentación a corriente alterna. 2.- Control automático de temperatura. 3.- Protector térmico de sobrecarga del compresor. 4.- Relevador electromagnético de arranque del compresor. 5.- Capacitor electrolítico de arranque. 6.- Ventilador del condensador; opcional. 7.- Difusor de frío del congelador. 8 y 9.- Interruptores de presión del difusor. 10.- Resistencia calefactora de marco. 11.- Interruptores de resistencia. 12.- Focos o lámparas del congelador. 13.- Interruptor de presión de focos del congelador 14.- Focos del refrigerador. 15.- Interruptor de presión de focos del refrigerador. 16.- Resistencia calefactora de deshielo. 17.- Resistencia calefactora del desagüe. 18.- Interruptor termostatito de baja temperatura de deshielo. 19.- Timer o reloj de deshielo automático. LM.- línea motor. R.- Refrigeración. C.- Común. D.- Deshielo. Para tener una idea clara y precisa del circuito eléctrico de refrigeración se menciona a continuación la función de cada uno de ellos. 19. Protector térmico d e sobrecarga del compresor En un refrigerador doméstico se emplean protector dos tipos de protectores térmicos tal como se muestran a continuación. Conexión al borne común del compresor
Terminal para ser conectada a la línea de alimentación
Protector térmico eléctrico
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El protector térmico de sobrecarga del compresor va conectado en el borne superior (común o de línea) y protege ambos embobinados. Es un dispositivo diseñado exclusivamente para salvaguardar tanto la integridad del campo eléctrico del compresor como la instalación eléctrica del lugar en el que opera. Funciona sólo en circuitos que tomen el amperaje limite al cual se adoptó, y se compone por un juego de platinos y una resistencia con una lámina en forma de ovalo que los cubre totalmente, la cual a su vez se encuentra provista de dos platinos de contacto, todo montado en un pequeño receptáculo en forma cilíndrica provisto de un cable con un conector en un extremo, que se instala en el borne común del compresor. Se puede decir que es un control eléctrico mecánico que difiere de los que actualmente se están utilizando que al interior del protector se encuentran elementos electrónicos que protegen al compresor por fallas en la alimentación eléctrica. Los protectores térmicos se sobrecarga se fabrican para diferentes capacidades de los compresor, por lo que cada protector funcionará bien sólo si se coloca adecuadamente de acuerdo a su capacidad. 20. Relevador electrom agnético d e corri ente De la misma forma que el protector térmico, el relevador de corriente en un refrigerador doméstico, existe en dos tipos. El relevador electromagnético de arranque es el dispositivo que tiene a su cargo la misión de poner en marcha al compresor. Consta de una pieza de forma triangular hueca rodeada por una bobina de alambre barnizado denominado magneto. En su interior alberga dos platinos montados sobre una chapa de pequeño metal, un cilindro o contrapeso montado en una barra u un resorte cónico. La función del relevador electromagnético de arranque es la de realizar un puenteo momentáneo entre las bobinas de trabajo y de arranque del compresor para ponerlo en marcha. La bobina que lleva en la parte exterior el relevador se encuentra conectada en serie con el borne de trabajo del compreso, en tanto que el platino que alimenta corriente al borne de trabajo únicamente va conectado a la chapa de metal que se encuentra montada sobre la barra junto con el resorte y el contrapeso. Conexión a la línea de alimentación
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Algunos refrigeradores dependiendo de la marca del compresor traen consigo el revelador de corriente integrado tal y como lo señala la figura anterior. El siguiente dibujo muestra como deben de quedar instalados los dispositivos anteriores en el compresor esto va a depender de la capacidad y tipo de sistema.
Con relevador y protector térmico
Agregando un capacitor de arranque electrolítico
Podemos ver en la figura anterior que existen dos formas de arrancar un compresor hermético, uno es utilizando únicamente el relevador de corriente y el protector térmico y otro es agregando en la instalación un capacitor de arranque electrolítico, con la instalación anterior se pueden hacer las pruebas eléctricas de encendido del compresor y con ello verificar la eficiencia eléctrica del embobinado del compresor. 21. Capacitor electrolítico de arranque Los capacitores electrolíticos de arranque son en realidad condensadores que tienen una carga eléctrica, la que se descarga en el momento del arranque del compresor, para facilitarlo. La capacidad de carga de los capacitares se mide en microfaradios (µfd) y varía de acuerdo con la del compresor en el que vayan a emplearse. Cuando un compresor presenta fallas en el arranque que no se deben al relevador electromagnético de arranque, para facilitar el arranque del mismo es posible la implementación o adaptación de un relevador al capacitor electrolítico de arranque, para lo que se debe consultar la tabla correspondiente. Hay que tener especial cuidado en que el capacitor que se utilice para el efecto no exceda la capacidad del relevador, puesto que podría dañarlo o bien dañar el campo eléctrico del compresor. 29
22. Arranque manual de un compr esor Para realiza el arranque manual de un compresor hermético del refrigerador cuando se valla a realizar un servicio preventivo o correctivo se siguen los siguientes pasos: 1.- Se desconecta el relevador electromagnético de arranque y el protector térmico de sobrecarga. 2.- Se conecta un cable provisto de clavija a los bornes de línea y trabajo.
3.- Se conecta el borne de arranque con el borne de trabajo momentáneamente hasta que se logre el arranque en el compresor a través de un desatornillador. 4.- Si el compresor se forzará sin lograr un arranque efectivo, se sustituye el desatornillador por un capacitor de arranque a la capacidad del compresor y con el se efectúa el arranque manual. 5.- En caso de no arrancar el compresor puede ser indicio de que se quemó el campo eléctrico, o bien, de encontrarse trabado por rotura del pistón, por lo que el arranque no se complete. 23. Termostato Al armar un sistema de refrigeración y ponerlo a funcionar, se produciría en el una correcta producción de frío, pero en realidad habría que estar al pendiente del funcionamiento del sistema y del frío que produce para poder detenerlo de cuando en cuando y volver a ponerlo a funcionar, para que el frío se mantenga bajo cierta medida. De no hacerlo, el frío producido seria tan excesivo que muy probablemente dañaría la calidad y el estado de los alimentos o productos introducidos en el refrigerador. Ahora bien, para este problema en particular se diseñaron unos dispositivos mecánico eléctrico que por su funcionamiento reciben el nombre de controles automáticos de temperatura.
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Los controles automáticos de temperatura que se utilizan en los refrigeradores domésticos, actúan sobre una base termostática, es decir, cada función que desempeñe el control automático es con base en la temperatura del espacio donde se almacenan los productos y la temperatura de conservación de estos. Los termostatos operan por medio de una serie de laminas y resortes que interactúan entre si para lograr la conexión o separación de un par de botones de un material metálico denominados platinos, en virtud del material a partir del cual generalmente se fabrican. El termostato consta de un tubo capilar, el cual se encuentra sellado en un extremo más lejano. El capilar de los termostatos varia en su longitud, que puede ser de 800 a 1200 milímetros (de 80 1.20 cm.) y se encuentra lleno de gas, del mismo tipo que se utiliza como refrigerante, el que actúa por medio de la dilatación y la contracción de la temperatura externa a la que se encuentra expuesto el extremo interno del termostato está rematado por una especie de membrana flexible denominado fuelle, que es la que se mueve por la acción interna del gas alojado en el capilar. Cuando el evaporador alcanza una temperatura intermedia de congelación, las moléculas del gas que se encuentran en el interior del bulbo del control se contrae y la presión del fuelle sobre el muelle de los platinos decrece, por lo que el resorte que se hala entre el espacio de los platinos supera la fuerza del muelle y los separa, debido a esto la corriente que circula a través de las terminales del control se suspenden y el compresor se para. 24. Reloj automático de deshielo El reloj automático de deshielo o timer es un accesorio eléctrico implantado en los sistemas de refrigeración con deshielo automático montado sobre la red del circuito eléctrico. Se constituye por una caja de baquelita provista de cuatro terminales eléctricas y un pequeño motor eléctrico que pone en funcionamiento sus ciclos. Este ultimo mueve un pequeño juego de engranes en el interior del reloj de deshielo automático, su baja rotación permite que el reloj efectúe una vuelta completa cada seis horas. Esta vuelta se encuentra dividida a su vez en 5.40 horas para refrigeración y 0.20 horas para un periodo de deshielo, de modo que el sistema de refrigeración se enfría normalmente durante 5.40 horas y el deshielo durante 20 minutos. En el funcionamiento del reloj de deshielo automático no influye en nada el control automático de temperatura del sistema de refrigeración.
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Los dibujos anteriores muestran una diferencia de los tipos de reloj que se instalan en los refrigeradores con deshielo automático. Para su instalación se deben tomar en cuenta la numeración que traen impresos en cada una de las terminales. Si por equivocación se instala un reloj con diferente numeración el ciclo de refrigeración y descongelación, éstas no se realizarán adecuadamente.
25. Funci onamiento del reloj de deshielo automático En el interior del reloj de deshielo automático se encuentra una serie de tres platinos; el denominado común se encuentra conectado en el centro y es el que alimenta a los otros dos. Este platino también proporciona corriente eléctrica al motor eléctrico del reloj. El platino del extremo izquierda proporciona corriente para el motor difusor del evaporador y se encuentra conectado durante el periodo más amplio. El platino del lado derecho es el que alimenta a la resistencia eléctrica de deshielo. Por ultimo, la terminal que se encuentra en el lado extremo derecho alimenta únicamente con corriente a la otra punta del motor eléctrico del reloj. Los platinos van montados sobre delgadas muelles de bronce que tienen una presión determinada. Para hacer que se desconecten y conecten, uno de los engranes movidos por el motor eléctrico del reloj tiene una especie de rondana en forma de caracol que cumple con dicha función. La tensión que ejercen los muelles provistos de platinos sobre la rondana es bastante alta, para evitar la creación de un arco voltaico muy elevado que provocaría la destrucción en poco tiempo de los platinos.
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26. Resistenci a de descong elación En los refrigeradores con deshielo automático se encuentra una resistencia montada sobre las tuberías del serpentín de evaporación. Esta resistencia de construcción tubular es la que se encarga de liberar al serpentín de evaporación de la escarcha que se forma en él durante el ciclo de enfriamiento. Al efectuarse el ciclo de deshielo se desconecta el compresor. El sistema mecánico esta provisto de una trampa de líquido de regular tamaño para la mayor acumulación de refrigerante en estado líquido y para mantener una temperatura adecuada en el interior del gabinete, lo cual permite una correcta evaporación del refrigerante antes de penetrar en la línea de baja presión o de retorno, así evita daños y sobrecargas al compresor. Durante el arranque del compresor al terminar el ciclo de descongelación. 27. Motor d ifuso r Es elemento que se encuentra ubicado en el compartimiento del congelador es a través de este accesorio que se logra la distribución del aire que se produce en el congelador y llegue al enfriador a través de ductos que se ubican entre el congelador y enfriador. La siguiente figura muestra dos tipos de difusores con diferencias en cada uno de ellos. Motor difusor de eje corto
Motor de 12 v. c . d
Motor difusor de eje largo
Aspas para provocar la ventilación.
Cuando se realice un mantenimiento a un refrigerador de este tipo se deben tener en cuenta el voltaje de trabajo del motor ya que el motor de 12 v. c. d., va provisto de un transformador que reduce el voltaje instalado en la parte trasera del refrigerador.
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Motor difusor de 12 v. c. d.
Salida de 12 v. c. d.
Alimentación eléctrica 110 v. c. a.
Transformador reductor
28. Prueba eléctri ca de los elementos eléctricos del sis tema (voltaje). Para determinar el voltaje de conexión con el que trabajará el refrigerador doméstico, se siguen los siguientes pasos: 1.- Verificar el voltaje en los contactos o el centro de carga más próximo a la ubicación del refrigerador. 2.- Tener una conexión a tierra del sistema eléctrico. 3.- Verificar que no exista variación de voltaje en las líneas de alimentación. El aparato con que se mide el voltaje se llama voltímetro, este se conecta en paralelo a las líneas de alimentación teniendo seleccionado la escala en el aparato de medición. Por lo que se puede decir que el voltímetro se utilizará para buscar o determinar cual es la línea que alimentará de corriente al refrigerador doméstico. 29. Prueba de continu idad (ohmn eaje o resist encia). Para diagnosticar si el elemento a comprobar esta dañado o no, se lleva a cabo la siguiente prueba. 1.- Se elimina del circuito eléctrico del sistema el elemento a comprobar. 2.- Seleccione la escala en el aparato de medición y conectar las puntas de prueba a las entradas del aparato de medición. 3.- Conectar una de las puntas de prueba del aparato de medición a una de las puntas o entradas del elemento a comprobar. 4.- Conectar la otra punta de prueba del aparato de medición a la otra punta o entrada del elemento a comprobar. Nota: Si a la hora de conectar las dos puntas del aparato de prueba la aguja o la escala permanecen en cero, significa que el elemento o accesorio está descompuesto, pero si a la 34
hora de conectar las dos puntas de prueba del aparato de medición a las puntos o bornes del accesorio a verificar la aguja o la escala se mueven indica que el accesorio esta en buenas condiciones. A lo anterior se puede decir que con el ohmneaje se determina la eficiencia o deficiencia de un elemento eléctrico que se utiliza como control del refrigerador doméstico. 30. Prueba eléctrica del c ompresor Objetivo Desarrollar las habilidades en el manejo de las herramientas o artefactos eléctricos en la prueba eléctrica del compresor, para la verificación y diagnostico del estado físico del embobinado del compresor. Introducción La prueba eléctrica de un compresor tiene como finalidad determinar el estado físico del estator en su parte interna, así como, la verificación de los bornes del compresor cuando en un momento dado se desconoce. También, el hecho que en un aire acondicionado se reciban descargas eléctricas cuando se opere o encienda, puede ser indicio de que alguna bobina del estator del compresor este a tierra y para comprobar esto, se debe realizar la prueba eléctrica para determinar el estado físico del mismo. El compresor en el embobinado que recibe la energía eléctrica para que este funcione, esta compuesto de bobina de arranque, trabajo y común; la bobina de común es una bobina que une a uno de los extremos de la bobina de arranque y de trabajo, cada una de estas bobinas tiene una resistencia que lo diferencia una de otra en su funcionamiento. La bobina de arranque físicamente es la bobina con alambre de menor diámetro y mayor longitud, tiene mayor resistencia opone mayor resistencia al paso de electrones, por lo tanto nada mas se utiliza para impulsar el par de arranque del rotor y cuando este alcanza el 80% de su velocidad normal queda fuera del circuito para que el compresor funcione a través de la bobina a trabajo. La bobina de trabajo es la bobina de mayor grosor de alambre o diámetro en el embobinado del estator, es la bobina que tiene menor resistencia en relación con la bobina de arranque esta bobina es la que está conectado directamente con la toma de corriente cuando el compresor esta funcionando. La conexión común físicamente es la conexión de un extremo de la bobina de arranque con el extremo de la bobina de trabajo. Como es la conexión de la bobina de arranque con la de trabajo será la lectura más alta en continuidad o resistencia y para indicarla será aquel borne que siempre va ha quedar sin conectar cuando se obtiene la lectura en los bornes del compresor. Cuando la obtención de la lectura se hace a través de uno foco en serie la luminosidad será la mas baja o tenue. 35
También a través de las bobinas podemos determinar cuando estas tienen continuidad o alguna de ellas está haciendo tierra con el núcleo del estator para que el aire acondicionado se diga que esta a tierra y como consecuencia se recibe descargas eléctricas. Prácticamente existen dos procedimientos para la comprobación de la prueba eléctrica; una es a través de un Óhmetro y otra es utilizando un foco en serie. Para el desarrollo de esta práctica se explicarán los pasos de los dos procedimientos para su mejor comprensión. Con un Óhmetro 1.- Identificar los bornes del compresor. 2.- Escribir en una hoja de papel la forma cómo están colocados (pueden estar en línea, en triángulo normal o triángulo invertido como se señala a continuación:
3.- Colocar una punta de prueba del Óhmetro en uno de los bornes del compresor. 4.- Colocar la otra punta de prueba del Óhmetro en otro borne del compresor. 5.- Anotar la lectura obtenida como se indica a continuación (12 Ohms).
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6.- Cambiar una de las puntas de prueba al otro de los bornes que no ha sido leído o verificado, leer y anotar la lectura obtenida (ohms). 7.- Mover la punta de prueba que no se movió en el paso anterior al otro borne para completar la lectura cruzada y anotar la lectura obtenida (4 Ohms). 8.- Deducir cual es el borne de común, el de trabajo y el arranque. Nota: Para determinar la bobina de común en los pasos anteriores será a través de los pasos 3 y 4, ya que aquí se obtuvo una lectura de 12 ohms, por lo tanto el borne de común será el que no se está tocando (borne de la derecha de abajo teniendo los bornes en forma de triángulo normal). El borne de arranque será el que forma la punta del triángulo, ya que se obtiene una lectura media entre la más alta y la más baja (paso 6) o al tocar el borne ya identificado (común) con el borne de arriba del triángulo. Para el borne de trabajo se obtiene mediante el paso 7 ya que es la lectura más baja (4 ohms). Y se realiza con el borne identificado (común) con el borne de abajo o a la derecha del triángulo. Si al estar revisando en cada uno de los bornes en el Óhmetro la aguja o la escala no se mueve, indica que no hay continuidad por lo tanto el compresor no arranca, ni hace ruido o zumba dependiendo de la bobina que no tenga continuidad. Si la detección se hiciera por medio de un foco en serie la luminosidad va disminuyendo o aumentando respectivamente conforme se vaya obteniendo la lectura. Para no confundir la luminosidad la vista debe fijarse en el resplandor, no ver el centro del foco para no confundir los cambios de la luminosidad. Como en un conductor tarda más en hacer efecto los electrones en un conductor largo la luminosidad será baja cuando se detecte la bobina de común y será tal como se detecta en el uso de Óhmetro, o sea que el común es aquel borne que no se toque cuando la luminosidad sea más baja, la de arranque la luminosidad media y la de trabajo la luminosidad mas alta por que existe mas paso de electrones, por lo tanto, el efecto es mas en cuanto a la luminosidad. Si lo que se quiere detectar es que el compresor este a tierra, lo único que se hace es seguir los siguientes pasos: 1.- Colocar uno de las puntas de prueba del Óhmetro en uno de los bornes del compresor. 37
2.- Colocar la otra punta del Óhmetro a la carcasa del compresor (quitarle la pintura para obtener una buena lectura). 3.- Observar la carátula del Óhmetro, si la aguja o escala se mueve indica que una de las bobinas esta a tierra. Si la aguja no se mueve indica que no esta a tierra. Como una comprobación del aprovechamiento de la práctica y para efectos de evaluación se realizarán lecturas de bornes del compresor en diferentes compresores que existen en el taller y como resultado del aprovechamiento se llenará el siguiente cuestionamiento en donde cada alumno determine el aprovechamiento de su práctica. Cuestionario 1.- ¿A que se debe que las bobinas eléctricas del compresor queden sin continuidad? 2.- ¿Qué fallas mecánicas provocan fallas eléctricas? 3.- ¿Qué fallas eléctricas provocan fallas mecánicas? 4.- ¿Qué partes del sistema eléctrico se deben de cambiar en un servicio de mantenimiento? 5.- ¿Cuáles son los elementos eléctricos que conforman el sistema eléctrico de un aire acondicionado tipo ventana? Resultados esperados
Conclusiones
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31. Prueba de amperaje Para llevar a cabo la prueba del amperaje se llevan a cabo los siguientes pasos: 1.- Seleccionar la escala. 2.- Introducir la tenaza a uno de los cables que alimenta de corriente al aire acondicionado. 3.- Fijar la aguja para comprobar la lectura fuera de la conexión. 4.- Verificar la escala de consumo de corriente en la placa de características eléctricas del equipo. 5.- Comparar la escala obtenida en la lectura con el amperímetro con la que marca la placa de característica. Nota: Por ninguna razón el consumo de corriente debe ser mayor al que marca la placa de característica, si en un momento esto sucediera es indicio que el equipo está mal calculado con el espacio a acondicionar o tiene problemas eléctricos o mecánicos. A lo anterior se deduce que el amperímetro, es una herramienta eléctrica que se utiliza para determinar el buen funcionamiento del sistema de aire acondicionado. Cambio de accesorios eléctricos Todo accesorio eléctrico realiza una función imprescindible en el funcionamiento de todo sistema eléctrico--mecánico, por lo que en aire acondicionado no puede hacer falta estos elementos. Al que hay que verificar su estado físico de cada uno de los elementos cuando se realice un servicio al sistema, el servicio consiste en lo siguiente: 1.- Verificación del estado físico total del accesorio. 2.- Verificación de las terminales de cada uno de los accesorios. 3.- Verificación de los cables que conducen la corriente en todo el sistema eléctrico. Si por algún caso se nota que las terminales de los accesorios están llenas de sarro u oxido, se deben de limpiar, o existe falso contacto en las terminales de los accesorios cambiar de accesorio por uno de su misma capacidad. Como también si existen cables con terminales zapatas desgastadas u oxidadas, se deben de cambiar por otro cable del mismo calibre. Por ningún motivo deben de hacerse empates de cable o terminales, ya que provocan falsos contactos, y como consecuencia existe un alto consumo de corriente un recalentamiento en el motor eléctrico o compresor y puede llegar el caso de quemarse el compresor o motor eléctrico. 32. Verificación y comprobación del proceso de compresión Objetivo Verificación y comprensión del proceso de compresión y succión de un compresor hermético a través del encendido por medio de accesorios eléctricos y de forma directa.
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Introducción La verificación del proceso de compresión y succión tiene como finalidad diagnosticar en un momento dado el funcionamiento de manera normal y anormal del proceso de compresión en el ciclo de refrigeración, así como el estado físico del sistema eléctrico del embobinado en el que se puede detectar la continuidad de las bobinas de arranque, trabajo y común, ya que a través del compresor como elemento principal del ciclo y del sistema se pueden detectar la fallas eléctricas y mecánicas como las siguientes: • • •
Trabaja el compresor pero la temperatura del producto no se reduce. Se dispara el protector térmico a la hora de conectar el compresor. Trabaja el ventilador pero el compresor no arranca.
Material a ut ilizar • • • • • • • •
Compresor de refrigerador doméstico. Relevador de corriente. Protector térmico. Juego de manómetros. Tuerca flare. Nicle flare conector de ¼ de pulgada. Llave española de 5/8. Llave española de 7/16.
Desarrollo de la práctica Se desarrolla mediante los siguientes pasos: 1.- Desconectar el compresor del sistema. 2.- Conectar en el apéndice de carga del compresor un tramo de tubo de cobre de ¼ de pulgada de 25 cm, de largo aproximadamente mediante soldadura. 3.-
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4.- Conectar en la descarga otro conector con las mismas características del paso anterior. 5.- Conectar en cada tuerca de los tubos soldados un niple flare de ¼ de pulgada. 6.- Sellar la línea de succión del compresor de tal manera que el compresor solo succione los gases que tiene almacenado en el cárter del compresor. 7.- Conectar el manómetro de baja al apéndice de carga. 8.- Conectar el manómetro de alta al conector que se soldó en la descarga del compresor. 9.- Realizar la conexión eléctrica que se describe en la prueba eléctrica del compresor, como se muestra en la figura siguiente: Las conexiones anteriores varían de acuerdo a la capacidad del sistema y el compresor. 9.- Arrancar el compresor por un lapso de 3 segundos y desconectar inmediatamente, durante este tiempo la presión del manómetro de baja debe indicar un vacío de 20 pulgadas de mercurio aproximadamente y el manómetro de alta debe de marcar de 90 a 120 libras obre pulgada cuadrada. 10.- Observar que estas presiones permanezcan hasta donde llegaron por un tiempo de 15 minutos. Nota: Si las presiones permanecen indica que las válvulas están en buenas condiciones, si la presión de alta disminuye y la presión de succión aumenta hacia cero indica que las válvulas están calzadas de sucio (válvulas cruzadas). Cuando el compresor no enciende indica que tiene problemas eléctricos Otro de las técnicas a realizar para la verificación de las partes mecánicas internas del compresor es realizar lo siguiente: 1.- Realizar la prueba manual de succión y descarga 2.- Desconectar el juego de manómetros del apéndice de carga y de la salida de la descarga. 3.- Conectar el compresor a la toma de corriente de tal manera que encienda. 4.- Colocar el dedo pulgar en la succión del compresor durante este funcionando y con la otra mano colocar otro dedo en la descarga del compresor 5.- Sentir y deducir lo que es la succión y la descarga del refrigerante cuando el sistema esta funcionando. En las líneas siguientes anotan algunas previsiones que se tenían al proceso de realizar la prueba de compresión.
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Cuestionario 1.- ¿Cuál es la causa de que se calce de suciedad las válvulas de succión y descarga? 2.- ¿Qué efectos provoca la realización de la soldadura en la descomposición del aceite? 3.- ¿Qué efectos provoca la instalación de un sistema de mayor o menor capacidad en un espacio determinado? 4.- ¿Qué efectos provoca realizar el mantenimiento en el sistema mecánico en tiempo y forma? Resultados esperados
Conclusiones
33. Identific ación de la expansión y evaporación d el refrigerante Identificación y comprensión de la expansión y evaporación del refrigerante a través del tubo capilar como control de flujo del refrigerador doméstico Material a ut ilizar • • • •
Un tanque de refrigerante. Un tubo capilar de refrigerador doméstico. Una tuerca flare de ¼ de pulgada. Un tramo de tubo de ¼ de pulgada.
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Desarrollo de la práctica 1.- Avellanar uno de los extremos del tubo de ¼ de pulgada en uno de sus extremos. 2.- Introducir la puerca flare de ¼ en el tubo avellanado. 3.- Introducir el tubo capilar en el extremo que no fue avellanado. 4.- Soldar el tubo capilar con el tubo de ¼ dejando dentro la tuerca flare, a través de los pasos de soldadura. 5.- Dejar enfriar la tuerca flare. 6.- Conectar la tuerca flare a la entrada del tanque de refrigerante. 7.- Abrir la válvula del tanque de refrigerante manteniéndolo en posición vertical por un periodo de un minuto. 8.- Anotar las observaciones. 9.- Invertir la posición del tanque con la misma abertura de la válvula del tanque. 10.- Anotar las observaciones. 11.- Abrir más la válvula del tanque manteniéndolo en posición invertida para dejar escapar más refrigerante. 12.- Anotar las observaciones. Cuestionario 1.- ¿A que se debe que en ciclo de refrigeración se incremente más el flujo de refrigerante a través del control de flujo? 2.- ¿Qué pasaría si el control de flujo deja de introducir refrigerante al evaporador? 3.- ¿Qué falla representa cuando el control de flujo esta escarchado? 4.- ¿Cómo debe ser la temperatura del control de flujo en condiciones normales de funcionamiento del refrigerador? Resultados esperados _
Conclusiones
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34. Verificación y compr obación d e voltaje El aparato con que se mide el voltaje se llama voltímetro, este se conecta en paralelo a las líneas de alimentación teniendo seleccionado la escala. Por lo que se puede decir que el voltímetro se utilizara para buscar o determinar cual es la línea que alimentara de corriente al refrigerador doméstico. Desarrollar las habilidades y conocimientos en el manejo y utilización del Óhmetro en un sistema de refrigeración doméstica Material a ut ilizar • •
Un voltímetro Tomas de corriente del taller
Desarrollo de la práctica 1.- Seleccionar la escala de voltaje en el aparato de medición. 2.- Verificar el voltaje en los contactos o el centro de carga más próximo a la ubicación del refrigerador 3.- Tener una conexión a tierra del sistema eléctrico. 4.- Verificar que no exista variación de voltaje en las líneas de alimentación. 5.- Realizar verificación de voltaje en los contactos del taller de 110. Cuestionario 1.- ¿Por qué decae el voltaje momentáneamente en alguna de las líneas? 2.- ¿Cómo se puede tomar un voltaje de 110 v. c. a.? 3.- ¿Cuántas líneas vivas alimentan de corriente alterna al circuito eléctrico de un refrigeración doméstica? Resultados esperados
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Conclusiones
35. Verificación y comprobación de continuidad Comprobar mediante el Óhmetro la continuidad de un circuito o elemento eléctrico para reinstalación o eliminación del sistema eléctrico del equipo. El aparato con que se mide la resistencia se llama Óhmetro, este se utiliza para medir o comprobar continuidad o discontinuidad en los controles eléctricos del refrigerador doméstico como en el compresor. El Óhmetro puede ser de escala o digital, la forma de conectarlo para realizar una prueba es mediante una conexión en serie con el elemento que se quiera probar. Material a u tilizar Óhmetro Accesorios eléctricos
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1.- Se elimina del circuito eléctrico del sistema el elemento a comprobar 2.- Seleccionar la escala en el aparato de medición y conectar las puntas de prueba a las entradas del aparato de medición 3.- Conectar una de las puntas de prueba del aparato de medición a una de las puntas o entradas del elemento a comprobar, 4.- Conectar la otra punta de prueba del aparato de medición a la otra punta o entrada del elemento a comprobar. Nota: Si a la hora de conectar las dos puntas del aparato de prueba la aguja o la escala permanecen en cero, significa que el elemento o accesorio está descompuesto, pero si a la hora de conectar las dos puntas de prueba del aparato de medición a las puntas o bornes del accesorio a verificar, la aguja o la escala se mueven indica que el accesorio está en buenas condiciones. A lo anterior se puede decir que con el ohmneaje se determina la eficiencia o deficiencia de un elemento eléctrico que se utiliza como control del refrigerador.
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Cuestionario 1.- ¿Qué efectos provoca el medio ambiente en el funcionamiento normal y anormal de los accesorios eléctricos? 2.- ¿Qué fallas provoca el voltaje en la continuidad de los accesorios eléctricos del compresor? 3.- ¿Qué otros factores intervienen en la falla de los accesorios eléctricos? Resultados esperados
Conclusiones
36. Verificación y comprobación del consumo de corriente Verificar y comprobar el consumo de corriente en un refrigerador para el conocimiento del sistema mecánico y eléctrico antes y después de un servicio de reparación o mantenimiento. Todo sistema eléctrico al trabajar consume energía eléctrica, el consumo de energía va a determinar el buen funcionamiento del sistema eléctrico bajo dos condiciones; uno que el conexionado eléctrico funcione adecuadamente incluyendo la parte eléctrica del motor del compresor y otro que el sistema mecánico este falto de lubricación o que en las partes mecánicas existan desgastes mecánicos. Por lo tanto, es imprescindible la verificación del consumo de corriente a través del amperímetro de gancho y determinar cual es el estado físico eléctrico y mecánico de determinado sistema. 46
Desarroll o de habilidades Para la verificación del consumo de corriente se siguen os siguientes pasos: 1.- Seleccionar la escala. 2.- Introducir la tenaza a uno de los cables que alimenta de corriente al refrigerador. 3.- Fijar la aguja para comprobar la lectura fuera de la conexión. 4.- Verificar la escala de consumo de corriente en la placa de características eléctricas del equipo. 5.- Comparar la escala obtenida en la lectura con el amperímetro con la que marca la placa de característica del motor y el compresor. 6.- Obtener las lecturas de los motores de manera individual (primero el motor que de la turbina y ventilador, enseguida obtener el amperaje del compresor). 7.- Realizar las comparaciones de la lectura individual con la lectura total. Nota: Por ninguna razón el consumo de corriente debe ser mayor al que marca la placa de característica, si en un momento esto sucediera es indicio que el equipo tiene problemas eléctricos o mecánicos. A lo anterior se deduce que el amperímetro es una herramienta eléctrica que se utiliza para determinar el buen funcionamiento del sistema. Cuestionario 1.- ¿Cómo debe ser el consumo de corriente en el sistema eléctrico y mecánico? 2.- ¿Qué fallas mecánicas producen el alto consumo de corriente? 3.- ¿Qué fallas eléctricas producen el alto consumo de corriente? 4.- ¿Qué recomendaciones en la verificación del consumo de corriente se deben de seguir después de una reparación o mantenimiento eléctrico y mecánico del aire acondicionado? Resultados esperados
Conclusiones
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37. Avellanado y expansio nado de tub ería de cobr e Objetivo Desarrollar las habilidades y conocimientos en el manejo de la herramienta para la realización del avellanado y expansionado de tubería de cobre utilizados en refrigeración doméstica. Material a ut ilizar • •
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Tramos de tubería de cobre de ¼ y 5/16 de diámetro. Juego de flare (prensa, corta tubo, avellanador y expansores de las medidas mencionadas anteriormente). Un martillo de bola. Una pinza mecánica
Desarrollo del avellanado 1.- Cortar un tramo de tubo de cobre del diámetro de ¼. 2.- Colocar dentro de la prensa en el diámetro que le corresponde. Buscando la parte cónica de la prensa y se deja sobre la superficie del mismo cono 5 o 7 milímetros sobre la superficie del cono. 3.- Ajustar la prensa de tal manera que los dos segmentos queden bien alineados y de esta forma no estropear la prensa. 4.- Introducir el avellanador a la prensa y el tubo. 5.- Busca que el cono del avellanador quede al centro del tubo que se va avellanar. 6.- Girar la perilla o maneral del avellanador de tal manera que se introduzca al tubo unas dos vueltas. 7.- Regresar el maneral en sentido contrario para observar la forma de cómo se esta realizando el avellanado. Si el avellanado o campana se esta realizando de manera incorrecta tratar de corregirlo para continuar. 8.- Continuar girando hasta que el cono del avellanador realice la campana. 9.- Girar el maneral en sentido contrario y retirarlo de la prensa. 10.- Aflojar las mariposas de la prensa para retirar el tubo avellanado.
Herramientas avellanado 48
Método del avellanado
Desarrollo del expansionado 1.- Cortar un tramo de tubo de un ¼ de 10 cm. Expansor de 5/16 Aproximadamente. 2.- Introducir el tramo de tubo el tubo en la prensa de acuerdo al diámetro. Dejando sobre la superficie de la prensa una longitud equivalente al tramo que se introducirá en el tubo (2.5 cm. aproximadamente). 3.- Enderezar el tubo. 4.- Colocar el expansor en la punta del tubo que se expandirá de forma vertical. 5.- Golpear con el martillo en la parte superior vertical del expansor teniéndolo colocado en el centro del tubo a expandir. 6.- Observar una vez que se halla introducido parte del expansor que el tubo este vertical, si el tubo pierde su verticalidad se debe de enderezar para proseguir con el expansionado. 7.- Seguir golpeando hasta obtener el expansionado. 8.- Para retirar el expansor del interior del tubo se debe de golpear el costado del tubo expandido y enseguida retirarlo con una pinza o con la mano. 9.- Retirar el tubo ya expandido de la prensa. 38. Soldadura de las partes del si stema Manejo y aplicación de sold adura oxigas Desarrollar las habilidades y el conocimiento en el manejo y aplicación de la soldadura oxidas en los diferentes materiales y tuberías aplicados en el sistema de aire acondicionado tipo ventana. Material a ut ilizar Tanque de oxígeno de 3 metros cúbicos. Tanque De gas butano de 20 Kg. Varilla de plata de 1/8 de plg de diámetro. Varilla de bronce de 1/16 de plg de diámetro. Fundente de varilla de plata. Fundente de varilla de bronce. Tramos de tubo de cobre. Tramos de tubo de hierro. Pieza de lija para metal. Cerillos.
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Desarroll o del encendido y aplicación d e la soldadur a Para el desarrollo del encendido y aplicación de soldadura oxidas se siguen los siguientes pasos: 1.- Preparar el material que se desea fundir (eliminar oxido, aceite y grasa) por medio de una lija de metal y colocarlo en el lugar adecuado. 2.- Preparar el equipo de soldar. 3.- Abrir las válvulas de los tanques de oxígeno y gas butano. 4.- Regular la presión de la manguera, la válvula del soplete y a través de la válvula del manorreductor controlar la presión de la manguera, esta actividad se hace con las dos mangueras, las presiones que deben de marcar los manómetros de las mangueras deben de ser de 2 kg sobre centímetro cuadrado, las dos mangueras. Tal como se muestra en el siguiente dibujo.
Tanque de oxígeno
Tanque de gas butano mangueras
Equipo de soldadura oxigas
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Manómetro que indica la presión de la manguera
Maneral para calibrar la presión de la manguera 5.6.7.8.-
Manómetro que indica la presión del tanque
Encender el soplete abriendo la válvula de la manguera de gas butano. Regular la flama de tal manera que no despegue de la boquilla. Abrir lentamente la válvula del soplete pero de la manguera de oxígeno. Regular la flama de tal manera que el dardo tenga un tamaño aproximado de 1 centímetro después de la boquilla. Maneral y boquilla
Válvulas para calibrar la presión de la manguera y la flama
9.-
Aplicar la flama regulada al material que se desea fundir de tal manera que se alcance el punto de fusión (rojo vivo) 10.- Aplicar la varilla de fundir hasta alcanzar el punto de fusión de la misma. 11.- Tratar de diluir la varilla en todo el diámetro de la tubería en un tiempo aproximado de un minuto según el diámetro de la tubería que se desea fundir. 51
Nota: La aplicación de la varilla y el fundente de soldar va ha depender de las siguientes razones: Cuando se solde cobre con cobre y se utiliza varilla de plata, no se necesita fundente, pero si se utiliza varilla de soldar de bronce sí se utiliza el fundente de la varilla de bronce. Cuando se solde cobre y hierro sí se aplica fundente aún utilizando las varrillas de bronce o plata con su respectivo fundente.
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Una vez terminada la acción de soldar se siguen los siguientes pasos para apagar el soplete: 1.- Cerrar la válvula de la manguera de oxígeno. 2.- Cerrar la válvula de la manguera de gas butano. 3.-Cerrar las válvulas de los tanques. 4.- Purgar las mangueras abriendo las válvulas del soplete. 5.- Colocar las mangueras sobre los tanques de oxígeno y de gas butano. Precaucio nes para la aplicación d e soldadura •
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El soplete con la flama ya regulada, debe tener una distancia mínima de tres metros de los tanques de oxígeno y gas butano. Las manos deben estar libres de aceite y de grasa. La aplicación de la flama no debe tener una aplicación directa hacia el piso pulido o repellado porque lo explota, ocasionando daños al que lo aplica. Por ningún motivo moje el tubo fundido una vez terminada la soldadura (para enfriarlo).
Se recomienda que la soldadura sea enfriada lo más pronto posible para no causar daños internos al tubo a fundir, ya que una vez que el sistema este trabajando, el polvo que se suelta de la tubería causa daños al aceite de lubricación del compresor y como consecuencia pierde su viscosidad y la quema del compresor por la reacción que existe entre aceite, refrigerante y barniz del embobinado del estator del compresor. Cuando se unen dos tubos y uno de ellos tiene soldadura de bronce o de plata de debe de eliminar el tramo hasta donde llega la soldadura para que la nueva que se aplicará se fusione perfectamente. Si no se elimina se producen poros por donde fugara la presión o el gas refrigerante.
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Este es un equipo portátil utilizado en refrigeración doméstica Encendedor
Válvula reguladora
Tanque portátil
Boquilla de soldar
39. Detección de fugas después de un servic io cor rectivo Aplicar las prácticas anteriores para reconocer las habilidades en el manejo de las herramientas para la reparación de un sistema de refrigeración doméstica. Así como la aplicación de sustancias y experiencias susceptibles a los sentidos en la detección de fugas de un sistema cerrado. Material a u tilizar Un compresor de refrigerador doméstico. Un condensador de refrigerador doméstico. Un control de flujo o tubo capilar. Un evaporador de refrigerador doméstico de cualquier tipo. Equipo de soldadura oxidas. Fundente de varilla de plata. Fundente de varilla de bronce. Juego de manómetros. Refrigerante 12 o 123ª o nitrógeno. Detector de fuga electrónico. Agua de jabón. Cerillos.
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Desarroll o de la detección de fugas 1.- Se une la descarga del compresor con la entrada del condensador a través de un tubo de cobre de ¼ o 5/16 aplicando soldadura de plata o bronce mediante los pasos de soldar. 2.- Se une la salida del condensador con la entrada del control de flujo (tubo capilar) por medio de soldadura de plata o bronce, se puede utilizar un tramo de tubo de cobre de ¼ que funcionara como línea de líquido. 3.- Se une la salida del control de flujo con la succión del compresor a través de un tubo de cobre de 5/16, que funcionara como línea de succión. 4.- Conectar en la línea sellada que trae el compresor (apéndice de carga) un tramo de tubo de cobre de ¼ de pulgada introduciendo una tuerca flare de la misma medida del tubo, que servirá para conectar los manómetros, aplicando el procedimiento de avellanado primero y enseguida la soldadura para unirlo al sistema. 5.- Conectar los manómetros al apéndice de carga a través de la manguera azul del manómetro de baja presión. 6.- Conectar la manguera de en medio del manifull (amarilla) al tanque de refrigerante o el de nitrógeno. 7.- Abrir la válvula del tanque de refrigerante o nitrógeno. 8.- purgar la manguera de en medio del manifull (amarilla) girando en sentido contrario a las manecillas del reloj una dos o tres vueltas de tal manera que no se desconecte para expulsar el aire que tiene la manguera y enseguida volver ajustar correctamente sin utilizar otra herramienta como pinzas o estilson. 9.- Abrir la válvula del manómetro de baja para dejar pasar refrigerante al sistema. 10.- Observar que la presión en el manómetro de baja indique de 30 a 50 libras sobre pulgada cuadrada. 11.- Cerrar la válvula del manómetro de baja. 12.- Aplicar agua de jabón en todos los puntos que se unieron por medio de soldadura y tuercas (apéndice de carga). 13.- Observar que la presión indicada en el manómetro no disminuya y el agua de jabón aplicado en los puntos de unión no presente espuma. 14.- Una vez aplicada la soldadura en el punto anterior volver a seguir los pasos 9, 10, 11, 12 y 15.- Desconectar la manguera de en medio del manifull (amarilla) 16.- Retirar la presión del refrigerante que se introdujo al sistema para el chequeo de fuga de refrigerante. Nota: Si al aplicar agua de jabón empieza a formar burbujas, indica que por ese punto existe una fuga, por que la soldadura aplicada no se realizó perfectamente. La fuga también se detecta cuando la presión del manómetro de baja desciende. Para llevar a cabo la corrección de la soldadura si es por un tubo o accesorio roscable se ajusta apretando al máximo. Si es por un punto soldable, se debe retirar la presión del sistema, lijar perfectamente y, enseguida, aplicar más soldadura. 54
40. Efecto de vacío del s istema en reparación Desarrollar las habilidades en el manejo eficiente de las herramientas utilizadas en el efecto del vacío para eliminación de gases no condensables y humedad del sistema de refrigeración doméstica. Material a ut ilizar • • •
Sistema unido en la práctica anterior. Bomba de vacío. Juego de manómetros completos.
Desarrollo para el efecto de vacío 1.- Conectar la manguera de en medio que se desconecto del tanque de refrigerante a la bomba de vacío. 2.- Verificar que todas las mangueras estén bien conectadas y en la posición correcta. 3.- Conectar la bomba de vacío a la toma de corriente. 4.- Encender la bomba de vacío. 5.- Abrir la válvula del manómetro de baja. 6.- Observar que la presión de baja disminuya (en la escala verde) de 0 a 30 plg de mercurio (Hg), que es la presión que nos indicara que se esta realizando vacío. 7.- Dejar que la bomba trabaje por un lapso de 20 minutos para realizar el vacío. 8.- Cerrar la válvula del manómetro de baja cuando la presión halla descendido a 30 pulgadas de Hg. 9.- Dejar que el vacío permanezca por un periodo de 15 minutos para observar que no exista fuga (si es que se cometió algún error en el chequeo de fuga). 10.- Desconectar la manguera de en medio de la bomba de vacío para continuar con el siguiente paso.
Elementos utilizados en el efecto de vacío 55
Bomba de vacío conectado a través de los manómetros al compresor del sistema
Esta presión indica que se han eliminado humedad y gases no condensables del sistema
41. Carga de refri gerante al sist ema en servicio Comprender cada uno de los pasos de manera ordenada para la realización de la carga de refrigerante y la verificación de cada uno de los procesos, al inicio del trabajo del sistema como al final de la carga de refrigerante. Material a ut ilizar Equipo en reparación utilizado en la práctica anterior Juego de manómetros completos Tanque de refrigerante 12 y 134a Amperímetro de gancho Termómetro
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Desarrollo de la carga de refrigerante 1.- Conectar la manguera de en medio (color amarilla) al tanque de refrigerante 2.- Abrir la válvula del tanque de refrigerante 3.- Purgar la manguera amarilla, abriendo en sentido contrario a las manecillas del reloj de dos a tres vueltas para expulsar el aire que pudo haber penetrado durante la desconexión después de haber terminado el vacío, enseguida se sujeta al conector de la manguera al máximo sin utilizar herramienta adicional. 4.- Introducir refrigerante al sistema estando este parado con un máximo de presión de 40 libras sobre pulgada cuadrada, y cerrar la válvula del manómetro. 5.- Conectar el equipo a la toma de corriente manteniendo en apagado el termostato o control de temperatura. 6.- Encender el equipo a través del termostato poniéndolo al máximo de su calibración. 56
Nota: En ese momento descenderá la presión introducida en el paso anterior, no esperar que esta presión descienda a cero libras sobre pulgada cuadrada. 7.- Introducir refrigerante abriendo la válvula del manómetro de baja, en este paso se abre y cierra la válvula del manómetro, para introducir refrigerante al sistema de manera prolongada hasta que la presión del manómetro una vez cerrada marque de 12 a 15 libras sobre pulgada cuadrada, 8.- Verificar los procesos de condensación, evaporación, expansión y compresión cuando se este realizando el paso anterior. 9.- Colocar el amperímetro en una de las líneas de alimentación para verificar el consumo de corriente del refrigerador doméstico 11.- Una vez verificado los procesos, la temperatura y el consumo de corriente se le agrega una pequeña cantidad de refrigerante, proporcional a la que perderá cuando se retire el manómetro del equipo.
Elementos utilizados para cargar refrigerante a un sistema de refrigeración doméstica
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42. Ensamble y desensamble de partes eléctricas y mecánicas del sistema de refrigeración d oméstica con escarcha y sin escarcha En las partes mecánicas de un refrigerador con escarcha o sencillo la falla más común por desgaste del material es que se pique la tubería de la línea de succión. Para hacer la reparación, se siguen los siguientes pasos: 1.- Desmontar el congelador de la parte superior del interior del mueble quitando los tres tornillos que lo sujetan. 2.- Desconectar el tubo capilar del termostato. 3.- Desoldar la línea de succión del compresor. 4.- Enderezar el tubo capilar que está enrollado en la línea de succión. 5.- Cortar un tramo después del punto de soldadura entre ésta y el condensador para poder retirar la línea de succión de fierro que fue línea de succión. 6.- Desoldar el tramo de tubo que se cortó. Para que pueda quedar el tubo capilar desde la salida del evaporador. 7.- Cortar un tramo de tubo de cobre que sustituirá al tubo de fierro que se retiró. 8.- Expansionándolo por el extremo que unirá al tubo de cobre con el evaporador. 9.- Por el otro extremo, colocar un tramo de tubo de cobre de 5 cm. de longitud como cople que unirá a la línea de succión con el compresor. 9.- Soldar todos los extremos. 10.- Introducir el congelador al mueble. 11.- Atornillarlo a su base. 12.- Soldar el tubo de cobre a la succión del compresor. 13.- Soldar el filtro. 14.-Realizar los pasos de prueba de fuga, efecto de vacío y carga de refrigerante. La siguiente figura muestra la forma de cómo debe quedar el tubo de cobre como líneas de succión: Tubo capilar
Línea de succión
Evaporador 58
Tubo de cobre de ¼
Tubo de cobre de 5/16
Desensamble del reloj de deshielo. Algunos refrigeradores traen instalados este accesorio en la parte del enfriador junto al control de aire que viene instalado en la parte superior del enfriador.
Espacio de instalación de reloj de descongelación También otros refrigeradores traen instalado el reloj en la parte trasera a la altura del congelar cubierto por una tapa de plástico. Otros lo traen instalados junto al compresor justo en un costado. Para retirarlo se siguen los siguientes pasos: 1.- Destornillar la base de donde viene instalado el reloj. 2.- Fijarse como vienen instalados. Cuando las terminales vienen sueltas es importante numerar dichos cables con cinta adhesiva. Poniéndole el número en donde va instalado el cable en el reloj. 3.- Posteriormente, hacer la prueba del reloj tal como se muestra en el dibujo siguiente: Se instalan cuatro cables tal como muestra la figura. Se gira la perilla colocándolo en ciclo de descongelación y se deja por 30 minutos aproximados, que es el tiempo que dura la descongelación, si al término de este tiempo no enciende el otro foco significa que el reloj esta averiado.
• •
Foco que señala el ciclo de refrigeración
Foco que señala el ciclo de descongelación 59
¿Qué fallas presenta el refrig erador con el reloj averiado? • • • • •
No se llevan a cabo los periodos de descongelación. El refrigerador produce escacha en el congelador. La parte del enfriador no enfría. La bandeja de descongelación se seca. Los productos se descomponen.
Desensamble de accesorios de descong elación en el comparti miento del cong elador 1.- Para retirar el motoventilador del difusor retirar los tornillos que protegen al congelador. 2.- Tener cuidado en retirar cada uno de las tapas frontal en inferior del congelador. 3.- Retirar las terminales de los cables de alimentación del motor. 4.- Retirar los tronillos que sujetan al motor con la tapa. 5.- Hacer la prueba del motor. 6.- Metiéndole corriente de 12 v. c. d. 7.- probar el motor con un foco en serie. Tornillos de sujeción
Protección parte frontal
Protección de parte inferior
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Terminales
Tornillos y opresores del motoventilador
Desensamble del termostato d e descongelación Para retirar este accesorio se quitan las tapas del congelador y se continúa con lo siguiente: Termostato de descongelación
1.- Se extrae con cuidado de la succión del congelador o evaporador. 2.- Se introduce en un refrigerador en función, ya que estos tiene continuidad cuando se enfrían y descontinúan la corriente cuando están a alta temperatura.
Desensamble de l a resistencia 1.- Se realizan los pasos de retirar la tapa del congelador. 2.- Retirar la resistencia de su base y probarlo con un foco en serie o con un Óhmetro. 3.- En este parte también viene instalado un fusible, que es importante probarlo con los pasos anteriores para tener seguridad en el servicio.
Fusibles o resistencias Resistencia eléctrica
Fallas qu e presenta el refrigerador cu ando las p iezas anteriores están averiadas • •
No existe ventilación cuando el motor se quema por fallas mecánicas o eléctricas. Se producen las mismas fallas que presenta el reloj de descongelación.
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Ductos de aire entre el congelador y el enfri ador Ductos de masa de aire frío
Ductos de masa de aire frío
Ducto para extraer masa de aire caliente del congelador
Ducto de aire caliente del enfriador
Control d e regulación de la temperatura y aire frío hacia el enfriador
1.- Este es un control mecánico que actuará dependiendo del aumento o disminución de la temperatura. Según el número donde este calibrado. 2.- A mayor número menor temperatura en el enfriador 3.- A menor número mayor temperatura en el enfriador.
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43. Desensamble de los accesorio s eléctricos d el compresor Para poder retirar el protector térmico y relevador de corriente se siguen los siguientes pasos: 1.- Retirar el alambre que sujeta al protector de plástico. 2.- Retirar el protector de plástico. 3.- Extraer primero el protector térmico. 4.- Posteriormente extraer el relevador de corriente. 5.- Y realizar la prueba. 6.- Con un foco en serie o con el Óhmetro. Todos los accesorios anteriormente descritos se vuelven a instalar tal y como fueron observados durante el retiro para su verificación.
Esta es la forma como quedan los accesorios una vez que se ha retirado la tapa protectora
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BIBLIOGRAFÍA ALARCÓN C. JOSÉ. (1996). Tratado práctico de refrigeración automática. Editorial Marcombo. Barcelona, España. DOSSAT ROY J. (1995). Principios de refrigeración. Editorial CECSA. México. HERNÁNDEZ V. JOSÉ. (1995). Manual de refrigeración doméstica. Editorial Trillas, México. PITA, EDWARD. (1998). Principios y sistemas de refrigeración. Editorial Limusa. México. WILLIAM C. W. Y M. J. WILLIAM. (1997). Tecnología de refrigeración y aire acondicionado Tomo I. Editorial Marcombo. Barcelona, España.
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