Guía rápida de conceptos de refrigeración: primera parte

Conceptos comunes en la refrigeración y su significado.

Los técnicos en el área de refrigeración y aire acondicionado estamos acostumbrados a trabajar con gran variedad de equipos y herramientas; sin embargo, muchos desconocemos las definiciones o significados de los términos que comúnmente utilizamos en el día a día de nuestro trabajo. En esta publicación nos encargaremos dar una definición a aquellas palabras que escuchamos en nuestro ámbito laboral y de las cuales en algunas ocasiones desconocemos su significado en su totalidad.

Estos son los términos y sus significados:

CALOR. Es la forma de energía generada por el movimiento de las moléculas de un cuerpo. A menor movimiento hay menor cantidad de calor, lo que se traduce en una menor temperatura. Por consiguiente, a mayor movimiento hay mayor calor en el cuerpo, provocando una mayor temperatura.

BTU (British Thermal Unit). Son una unidad inglesa que utilizamos para medir una cantidad de calor. Un BTU se define como la cantidad de calor necesaria para aumentar (o disminuir) en un grado Fahrenheit la temperatura de una libra de agua.

TONELADA DE REFRIGERACION. La tonelada de refrigeración es la capacidad de extracción de carga térmica de un equipo de refrigeración. Se define como la cantidad de calor necesaria para convertir una tonelada de hielo en agua en una hora. Una tonelada de refrigeración equivale a 12,000 BTU.

CALOR LATENTE. Es el calor necesario para producir un cambio de estado en una sustancia sin que exista un cambio de temperatura. El ejemplo por excelencia es el cambio de agua líquida a vapor de agua. Cuando el agua llega a 100°C empieza a convertirse en vapor sin aumentar su temperatura hasta que se termina de evaporar toda el agua.

CALOR SENSIBLE. Es el calor que hace que una sustancia aumente su temperatura. El calor sensible provoca un aumento o disminución de la temperatura mientras que el calor latente produce un cambio de estado (Líquido, vapor o sólido).

CONDENSACIÓN. Es un cambio de estado producido por la extracción de calor (enfriamiento) donde los gases pasan a estado líquido.

EVAPORACIÓN. Cambio de estado producido por la introducción de calor (calentamiento) a un líquido para que pase a vapor.

CONDUCCIÓN. Es la transferencia de calor a través de los sólidos. Ocurre cuando dos cuerpos con diferentes temperaturas están en contacto directo, provocando que el cuerpo con mayor temperatura entregue calor al cuerpo de menor temperatura hasta que su temperatura sea la misma.

CONVECCIÓN. Es la transferencia de calor a través de fluidos y sólidos. Por ejemplo, al usar un horno calentamos el aire que está en la cabina del horno, y el aire caliente se encarga de calentar la comida dentro del horno. La convección es la transferencia entre el aire y la comida.

CONVECCIÓN FORZADA. Es igual a la convección, pero con aceleramos la transferencia de calor con medios externos. Por ejemplo, al usar un abanico estamos forzando a que el aire fluya más rápido y absorba el calor de nuestro cuerpo a mayor velocidad.

RADIACIÓN. Es la transferencia de calor por medio de ondas electromagnéticas. Por ejemplo, los rayos solares poseen ondas electromagnéticas que calientan los objetos que se interponen en su camino. El pavimento en las carreteras es bombardeado por los rayos solares, provocando un aumento en su temperatura por la absorción del calor de las ondas de los rayos.

Estas son sólo algunos de los términos más utilizados en las labores diarias de los técnicos como tu y como yo, ¿conoces algunas más? ¿tienes duda sobre algún otro término? Haz tu sugerencia sobre los términos que crees que debiéramos hablar o sobre temas que consideras deberían ser incluidos en las publicaciones de este blog, ¡estaremos muy felices de recibir tu retroalimentación!

Esperamos que estas definiciones ayuden a ampliar tu comprensión de nuestro ámbito de trabajo, y si conoces a algún joven técnico que deba aprenderse dos o tres de estos términos no dudes en compartir nuestro artículo con el o ellos. 


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¿Es realmente necesario hacer vacío al sistema?

 

La importancia de hacer un vacío al sistema

¿Por qué debemos hacer vacío a un sistema? ¿Qué tipo de bomba es la mejor? ¿Cuánto tiempo debo dejar que trabaje la bomba de vacío?, estas son sólo algunas de las preguntas que nos hacemos y que a veces no le damos importancia y en muchas ocasiones sólo “se purga la tubería” pensando que se ha hecho un excelente trabajo.

El vacío en el sistema nos da la tranquilidad y seguridad de que el equipo está totalmente deshidratado de algún contaminante que nos pudiera ocasionar un daño mayor, por ejemplo:

1. Alta temperatura de la descarga.
2. Calentamiento excesivo de la válvula de descarga.
3. Formación probable de hielo en el evaporador.
4. Degradación del lubricante.
5. Taponamiento en sistemas que contenga dispositivo del tipo tuvo capilar.
6. Daños severos del compresor.

Estos son sólo algunos posibles daños que podría ocasionar un deficiente proceso de vacío en nuestros sistemas refrigerantes, además en algunos casos, se utiliza compresores del tipo fraccionario, (para refrigeradores domésticos) para hacer esta actividad o aún peor, se utiliza el mismo compresor del sistema para realizar el vacío, lo que resulta en una posible ineficiencia en la operación de nuestro equipo posteriormente.

Como identificar un proceso de “Vacío Correcto”:
Para saber que llegamos al vacío correcto se requiere de un vacuómetro para medir el vacío de manera eficaz. El vacío correcto se alcanza midiendo, no por el tiempo que dejemos la bomba trabajando en el sistema, si no alcanzar la lectura correcta según el tipo de lubricante.

1. Para sistemas que utilizan lubricante Poliolester debe ser de  250 micrones de vacío.
2. Para sistemas que utilizan lubricante mineral o alquilbenceno  debe ser de 500 micrones de vacío.

¿Qué tipo de bomba de vacío será correcta? Como lo menciona el manual “Buenas prácticas de refrigeración y aire acondicionado, edición 2006” se debe de escoger la bomba de acuerdo a las toneladas de refrigeración del sistema. Por cada cfm podemos evacuar de una manera efectiva 7 toneladas de refrigeración de un sistema, entonces aplicamos una sencilla fórmula:
(Toneladas de refrigeración del sistema / 7) = CFM requeridos para evacuar el sistema.

Esta práctica es un elemento importante en nuestro proceso de instalación, mantenimiento y reparación de nuestras unidades, por lo que los invitamos a seguir estos consejos para obtener mejores resultados el funcionamiento de los equipos y satisfacción de nuestros clientes.

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Aires acondicionados: Evitando el bajo rendimiento desde su instalación.

¿Sabías qué una mala instalación puede ser la culpable del bajo rendimiento de tu aire acondicionado? Ponte al día con nosotros.

¿Bajo rendimiento? La eficiencia energética de los equipos HVAC sufre debido a malas instalaciones.
La demanda cada vez mayor por aires acondicionados y bombas de calor eficientes apunta un recorte récord de aproximadamente 30% en el uso de energía residencial eléctrica utilizada para refrigeración y calefacción.

Lo que pocos saben es que estos beneficios que se buscan mediante una mejora en eficiencia energética de equipos de tecnología avanzada pueden ser nulos si el equipo no es instalado adecuadamente.
En un estudio del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST, por sus siglas en inglés) se concluyó que la baja eficiencia de los equipos está directamente relacionada a las malas instalaciones realizadas por técnicos poco capacitados. El reporte del estudio de NIST es el primero de su tipo enfocado en cuantificar perdidas de eficiencia causadas por errores de instalación documentados en estudios de campo.
“Nuestras medidas indican que una mala instalación puede aumentar el uso de energía en el hogar para refrigeración y calefacción a más del 30% de lo que debería de ser”, dijo Piotr Domanski, quien dirige el estudio del rendimiento en HVAC del NIST.
El Ingeniero Domanski, Hugh Henderson de CDH Energy Corp., y el ingeniero mecánico del NIST, Vance Payne realizaron su estudio de medición y modelado de información durante tres años de duración de acuerdo a las inspecciones y otras evidencias de campo que indicaban que, un equipo HVAC “típicamente instalado” podría desperdiciar una cantidad considerable de energía.
Los errores de instalación –o fallas- comúnmente reportados incluyen conductos con fugas, una incorrecta carga de refrigerante, sobredimensionamiento de los sistemas y un flujo de aire restringido.
En encuestas realizadas, la mayoría de los equipos para aire acondicionado evaluados que obtuvieron niveles de una baja eficiencia tenían por lo menos uno o más errores de instalación. “Fue muy común encontrar baja eficiencia en equipos de aire acondicionado, bombas de calor, y equipos relacionados”, explica el Ingeniero Domanski.
“En la mayoría de estudios no se contabilizó aumento de consumo energético como resultado de alguna falla particular o varias fallas, las cuales son difíciles de hacer en el campo”.
Bajo condiciones ambientales controladas, el equipo describió el rendimiento de una bomba de calor mientras operaba con alguno de los siete errores más comunes de instalación. Después de determinar qué tanto afectaba el consumo de energía cada error en el laboratorio, se investigó cómo los mismos errores puedan impactar el uso de energía en dos tipos de casas -uno con sótano, la otra construida sobre un bloque de concreto – y en cinco zonas climáticas diferentes. Esta parte del análisis fue conducido con una herramienta de simulación creada por CDH Energy Corp.
 Los errores más comunes se concentraron en FUGAS EN DUCTOS DE AIRE, mientras que el segundo error más significante que causaba incrementos del uso de energía se dividió en CARGA BAJA DE REFRIGERANTE e INCORRECTO FLUJO DE AIRE en casa (debido a una mala instalación de ductos de aire).
Otros hallazgos del estudio fueron:
  1. En seis de las siete fallas estudiadas, los incrementos asociados en el consumo de energía son similares para las casas con cimientos sólidos y las que tienen sótano. Sin embargo los conductos de aire con fugas instalados en un espacio no acondicionado del ático pueden causar el mayor incremento en el consumo de energía en las casas con cimientos sólidos.
  2. En los climas cálidos y húmedos las fugas en conductos incrementan substancialmente la humedad interior relativa, lo que afecta el grado de confort y por ende la comodidad de las personas.
  3. Como consecuencia de lo anterior los ocupantes o usuarios por lo general le bajarán al termostato para compensar esto, lo que incrementa significativamente el consumo de energía. Con algunas excepciones, las fallas simultáneas tienen efectos aditivos en el consumo de energía.

 

Para Concluir: El correcto dimensionamiento, selección, e instalación de los equipos HVAC de acuerdo a los procedimientos reconocidos por la industria y siguiendo los manuales de los fabricantes de equipos es fundamental para garantizar la eficiencia energética (ahorro de energía).
El informe del NIST constituye la contribución de los Estados Unidos al recientemente finalizadoAnexo 36 de Análisis de Sensibilidad del Mantenimiento de Calidad/Instalación de Calidad de la Agencia Internacional de Energía, y es el primero de su tipo en cuantificar los efectos de una instalación incorrecta.
El informe mencionado sirvió como base científica para establecer los requisitos del reglamento de capacitación para los instaladores de equipos de nuestro vecino país del norte.
Y tu amigo lector, ¿que opinas? esperamos tu contribución y opinión en las dos preguntas de la semana:
  • ¿Estás de acuerdo con que las instalaciones defectuosas afectan la eficiencia?,
  • ¿Te parece adecuado el nivel de profesionalización dentro del mundo HVACR?

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Recomendaciones y seguridad sobre el manejo de gases refrigerantes.

Recomendaciones y seguridad sobre el manejo de gases refrigerantes.

El manejo de sustancias químicas(como son los gases refrigerantes) sin la capacitación adecuada sobre su uso pudiese llegar a significar riesgos para la salud de los trabajadores, a continuación te proponemos algunas recomendaciones generales para minimizar el riesgo de accidentes por contacto inadecuado.

Uno de los principales problemas a los que se enfrentan los trabajadores que se desempeñan en el sector de la refrigeración es la seguridad y prevención de accidentes; esto es porque desafortunadamente en México la mayoría de las veces no se cuenta con la capacitación necesaria ni con el equipo adecuado para situaciones de emergencia.

La Secretaría de Salud estima que en todo el país, más de 32 millones de trabajadores se encuentran expuestos a 650 mil productos químicos peligrosos, tales como gases refrigerantes en más de 3 millones de lugares de trabajo.

Al trabajar con sustancia químicas, incluyendo a los gases refrigerantes, los trabajadores pudiesen inhalar vapores, humos o sustancias las cuales en altas concentraciones entran al organismo hasta llegar rápidamente a los pulmones, la sangre y otros tejidos; en estos casos, la hemoglobina entrega menos oxígeno al cerebro y al corazón pudiendo ocasionar que éstos no funcionen normalmente. El dióxido de carbono, el monóxido de carbono y el nitrógeno son ejemplos claros de sustancias peligrosas cuando no se manipulan correctamente.

Cuando un técnico es expuesto sin protección adecuada a altos niveles de estos gases puede experimentar dificultades al respirar o ligeros dolores de cabeza como primeros síntomas, los cuales se intensifican si la persona está haciendo alguna actividad física o tiene el corazón y los pulmones débiles, hasta llegar a provocar asfixia.

Para evitar diversos accidentes, se requiere un buen plan de trabajo para instalaciones donde se manejen sustancias nocivas para la salud o el medioambiente, por ello, la Secretaría del Trabajo y Previsión Social se encarga de crear normas para que las actividades laborales se desarrollen en las mejores condiciones. La NOM-005-STPS, por ejemplo, prevé las condiciones de seguridad e higiene en el manejo sustancias que pueden afectar la salud de los trabajadores, además de dañar la capa de ozono o contribuir con el calentamiento global.

La misma dependencia establece que por la naturaleza de dichas sustancias (inflamables o combustibles) se debe contar con un sistema de tierras físicas a fin de evitar accidentes.

Por lo anterior, aquellos tanques que contengan sustancias peligrosas deberán ser manejados con mucha precaución y siempre con el uso de protección personal.

Además, para asegurar la seguridad de todos, estas son algunas reglas con las que debemos de cumplir:

  • Se prohíbe el uso de herramientas, ropa, zapatos y objetos personales que puedan generar calor, descargas estáticas, chispa o flama abierta, así como introducir cualquier dispositivo electrónico que genere radiofrecuencia
  • En las zonas donde se manejen, almacenen o transporten sustancias inflamables o explosivas deben conectarse a tierra las partes metálicas que no estén destinadas a conducir energía eléctrica, tales como cercas perimetrales, estructuras metálicas, tanques metálicos, cajas metálicas de equipos y maquinaria o tuberías (excepto las de gas)
  • Debe haber protección con sistemas de pararrayos
  • El llenado de los recipientes que contengan sustancias químicas peligrosas en estado líquido a presión atmosférica debe hacerse máximo al 90 por ciento de su capacidad, para lo cual debe contar con un dispositivo de lectura del nivel de llenado
  • Las sustancias explosivas deben ser manejadas exclusivamente por personal capacitado y con autorización del responsable
  • Al interior de los locales destinados al almacenamiento de sustancias explosivas sólo debe encontrarse personal autorizado y bajo control.
  • Únicamente los trabajadores autorizados por el responsable pueden tener acceso al interior de los locales destinados al almacenamiento de sustancias explosivas.

Al igual que las hojas de seguridad para el transporte, los fabricantes de gases refrigerantes tienen obligaciones que deben cumplir, pues de ello dependerá la salud de los usuarios.

  • Los fabricantes deben contar con hojas de datos de seguridad para cada material peligroso que produzcan o importen
  • Hojas de datos de seguridad para cada compuesto que utilicen. Éstas indican la identidad del producto
  • Datos generales de las características físicas y químicas del gas
  • Riesgos que tienen para su manejo, almacenamiento y la ruta primaria de ingreso al cuerpo humano
  • Se utiliza una hoja de seguridad de los compuestos químicos para señalar los peligros físicos (pH, punto de inflamación, punto de ebullición, entre otros); así como de los peligros que pudieran significar a la salud.

En las áreas donde por el tipo de actividad no exista exposición frecuente de los trabajadores a sustancias químicas peligrosas se debe vigilar que la concentración de éstas en el medioambiente laboral no sean causantes de una atmósfera explosiva.

Cuando un trabajador tenga que entrar a una de estas áreas, se requiere tomar medidas para controlar la exposición del trabajador. Para trabajos en espacios confinados se debe llevar a cabo el bloqueo de energía, maquinaria y equipo relacionado con el espacio confinado en el que se realizará el trabajo, así como colocar tarjetas de seguridad que indiquen la prohibición de usarlos mientras éste se lleva a cabo.

Por otro lado, se debe monitorear constantemente el interior para verificar que en la atmósfera el contenido de oxígeno esté entre 19.5 y 23.5 %; en caso contrario, habrá que tomar las medidas pertinentes, tanto para el uso de equipo de protección respiratoria con suministro de aire, como para la realización de actividades en atmósferas no respirables

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Conceptos de refrigeración cuarta parte: Líneas de Refrigerante

Conceptos de refrigeración cuarta parte: Líneas de Refrigerante
A lo largo de diferentes blogs, hemos revisado varios conceptos teуricos utilizados en el бrea de refrigeración y aire acondicionado; también revisamos el uso y descripción de los compresores, condensadores, y los dispositivos de control de flujo. Sin embargo, las partes de un sistema de refrigeración no se encuentran conectadas una a lado de la otra, más bien se encuentran unidas a través de un sistema de tuberías que reciben el nombre de líneas de refrigerante.

La línea de refrigerante, como su nombre indica, es la encargada de la conducción del refrigerante de una parte del sistema a la otra. El refrigerante lo podemos encontrar en estado líquido o vapor dependiendo de la sección en que se encuentre del sistema completo de refrigeración. En la mayorнa de los casos, las líneas de refrigerante están construidas por tubos de cobre rígido, aunque en algunos países se permite el uso de tubos de cobre flexibles en el extremo de la unidad condensadora y en los accesorios.

Los sistemas de refrigeración cuentan con 3 líneas principales:

– Líneas de líquido
En esta línea el refrigerante y el aceite se mezclan adecuadamente. Aun cuando el líquido se mueva lentamente y existan trampas en la línea el aceite nunca quedará atrapado. Debe existir suficiente presión en la línea para evitar que el dispositivo de control de flujo trabaja incorrectamente. Para evitar una caída de presión excesiva se recomienda sub enfriar el líquido.

– Líneas de succión.

Existen problemas de diseсo, principalmente cuando se utilizan compresores reciprocantes (los que utilizan cilindros y pistones para comprimir). Esta debe tener el diámetro apropiado para compensar la pérdida de presión ocasionada cuando el sistema trabaja a su máxima capacidad. Esta línea debe ser capaz de regresar el aceite del evaporador al compresor cuando el sistema traba a velocidades lentas.

– Líneas de descarga.
Conocida como línea de gas caliente, es una línea con pocos problemas en los sistemas que tienen el condensador integrado. Esta linea se debe diseсar de tal manera que no retenga el aceite del compresor.

Todas las tuberías de que componen las líneas de refrigerante deben ser del tamaño correcto para la cantidad de líquido o vapor a las que fueron diseсadas, incluyendo el diámetro correcto, la longitud y el calibre de la tuberнa. Esto es de vital importancia ya que un mal diseсo provoca una pérdida de presión del refrigerante en las líneas, y es perjudicial para el sub enfriamiento de la línea del líquido. Esto ocasiona que la válvula de expansión no realice adecuadamente su trabajo. También existen problemas con el compresor y el evaporador cuando hay bajas presiones en el sistema.


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