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Dispositivos de control de flujo, 3era entrega

En previas publicaciones hemos visto algunos de los conceptos esenciales para entender el amplio ámbito de la refrigeración. Con el fin de complementar la información que ya hemos aprendido, les traemos esta tercera parte de conceptos de refrigeración. Cabe recalcar que en esta sección nos centraremos definir los diferentes tipos de dispositivos de control de flujo.

¿Qué son los dispositivos de control de flujo? Son aquellos componentes del sistema de refrigeración encargados de regular el flujo del refrigerante líquido en los evaporadores. Son conocidos por dividir el sistema de refrigeración, al igual que el compresor, en la parte de alta presión y de baja presión.

Ilustración 1. Funcionamiento de dispositivo de control de flujo.

Diferentes tipos de dispositivos de control de flujo:

• Tubo capilar: este dispositivo de control es el más básico de todos, se encuentra formado por un pequeño tubo perforado a lo largo de su interior, pero esta perforación es muy pequeña. Dispositivos como este solo se encuentran en equipos que poseen gabinete y en sistemas inundados (un 75% del volumen del equipo es refrigerante). A este dispositivo no se le considera una válvula debido a que no cuenta con un mecanismo de ajuste y por tal motivo no es controlable de otra manera, excepto por la perforación de su interior. Por lo tanto, el tamaño del tuvo debe estar adecuado al sistema específico.

Ilustración 2. Tubo Capilar.

• Válvula termostática de expansión (VTE): este dispositivo es el más usado en los sistemas de refrigeración. Funciona con ayuda de la temperatura y la presión, y tiene una abertura que controla el flujo del refrigerante; mientras una aguja se encarga de controlar la velocidad del flujo mediante un bulbo que siempre contiene líquido. Para esto se mide y compara la temperatura del compresor con la del bulbo, y la aguja abrirá la válvula dependiendo de las necesidades del evaporador. A mayor temperatura del evaporador, mayor será la abertura de la válvula.

Ilustración 3. Válvula termoeléctrica de expansión.

 

Resultado de imagen para Válvula automática de expansión

Ilustración 4. Válvula automática de expansión.

• Válvula automática de expansión (VAE): se encarga de controlar el flujo del refrigerante de la línea del líquido manteniendo la presión constante en el evaporador. El sistema funciona de forma semejante al del VTE, pero en lugar de controlar la temperatura controla la presión del evaporador. Esta válvula no permitirá que el líquido vaya al compresor a menos que se reduzca la presión del mismo.

• Válvula termoeléctrica de expansión (VTEE). Este dispositivo consta de dos partes, la válvula que controla el flujo y un sensor eléctrico que mide el calor por medio de termistores. El termistor se define como un conductor eléctrico que cambia su conductividad (capacidad para conducir electricidad) cuando existe un cambio en la temperatura. A mayor temperatura, los termistores conducen mayor electricidad. Cuando el evaporador tiene una temperatura elevada los termistores aumentan el voltaje provocando que el sensor interprete el incremento en el voltaje como un aumento en la temperatura, incitando a que la válvula se abra y permita un mayor flujo de refrigerante.

De esta manera, se podría decir que los dispositivos de control de flujo cargan con la responsabilidad de evitar que el líquido llegue al compresor, evitando así daños en el mismo.

Ilustración 5. Válvula termoeléctrica de expansión (VTEE).

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Conceptos sobre presión y humedad | 1era Entrega

La publicación de esta semana tiene por tema hacer un repaso de algunos de los conceptos básicos del área de Refrigeración y Aire Acondicionado que son parte del día a día en nuestras labores; en esta ocasión repasaremos algunos términos esenciales en la labor del técnico en refrigeración o profesional en aire acondicionado.

Esta es la primera de una serie de tres recopilaciones de conceptos, en esta publicación nos enfocaremos en algunos conceptos relacionados a la presión y la humedad.

HUMEDAD.

La cantidad de agua que se encuentra dispersa en el ambiente (aire) se le conoce como humedad. Cuando el aire llega a contener la máxima cantidad de agua permisible, es cuando se genera el concepto de saturación de agua en el aire. Se le conoce dos formas distintas de humedad en nuestro ambiente laboral, la humedad relativa y la humedad específica.

Ilustración 1: Humedad relativa y específica

HUMEDAD ESPECÍFICA.

Se define como la cantidad de masa (peso) de vapor de agua disuelto en el aire (humedad). Se expresa en unidades de libras de vapor de agua por libra de aire seco (aire con 0% de humedad)

HUMEDAD RELATIVA.

Es conocida como el porcentaje del grado de saturación de vapor de agua en el aire. Se expresa en una escala de 0 a 100%. Por ejemplo, se dice que cuando la humedad relativa es 0%, es porque no existe nada de agua disuelta en el aire. Un valor de humedad relativa de 50% nos indica que el aire a aceptado la mitad de la cantidad máxima de agua que puede absorber. Por último decimos que la humedad relativa del 100% ocurre cuando se llega a la saturación de agua en el aire.

SATURACIÓN.

Se le conoce como saturación a la concentración máxima de un compuesto disuelto en otro. Es decir, que ya no puede agregar ni un solo gramo del compuesto que se disuelve en el otro. Por ejemplo, cuando el ambiente (aire) ya no puede absorber más agua (humedad) es que el aire está saturado de agua.

PRESIÓN ATMOSFÉRICA.

En la presión que ejerce el aire que existe en el ambiente a la superficie de la tierra. Mientras más cerca nos encontremos del nivel del mar, va a existir más aire sobre nosotros, lo que genera una presión mayor. Si nos encontramos a una altura muy por encima del nivel del mar, tenemos menos aire sobre nosotros generando una menor presión atmosférica.

TRANSFERENCIA DE CALOR.

La transferencia de calor es el proceso físico donde la energía interna de un cuerpo (que podemos medir como la temperatura) se mueve a un cuerpo con menor energía que el anterior. Por ejemplo, si tenemos un cuerpo a 100°C y lo sumergimos en una gran cantidad de agua fría, la energía del cuerpo caliente se transferirá al agua fría generando que la temperatura del cuerpo caliente disminuya. Es importante mencionar que la energía siempre fluye del cuerpo más caliente al más frío.

PUNTO DE ROCÍO.

El punto de rocío ocurre en el momento en que se enfría el aire saturado de humedad, disminuyendo su capacidad de absorción de vapor de agua. Esto genera que el agua que ya no puede estar disuelta en aire se comience a condensar, generado unas pequeñas gotas de agua.

Ilustración 2: ejemplo de punto de rocío

REFRIGERANTE.

Se le conoce como refrigerante a las sustancias con bajos puntos de ebullición (menores a los -15°C) que se utilizan como medios para robar el calor del ambiente y desplazarlo a otra zona.

Esperamos que estas definiciones les ayuden a complementar sus conocimientos en el ámbito de la refrigeración.


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¿Qué es un minisplit y cuál es su función?

El aire acondicionado minisplit significa “mini-divido” y se refiere a un sistema que consta de dos unidades, que es la unidad interior y la unidad exterior.

Las características principales del aire acondicionado minisplit son las siguientes:

  • Eficiencia en funcionamiento, enfriamiento, espacio y versatilidad.
  • Fácil Instalación.
  • Uso de Refrigerante eficaz (R-22 y R-410A).
  • Diferentes Voltajes de operación según necesidades (110V – 220V).
  • Tipo de control:
    • Modo “Sleep”.
    • Encendido y apagado de modo automático. Movimiento de la rejilla.
    • Diferentes Velocidades del ventilador.
    • Función “energy saver”.
    • Deshumidificación.
    • Inverter (ahorro de energía).

Unidades interiores

La unidad interior y exterior deben de estar conectadas entre sí. Por una parte, debe de haber conexión de tubería de cobre para gas refrigerante y por otra parte debe de haber conexiones eléctricas entre ambas.

Es importante que al escoger el equipo se tome en cuenta que hay fabricantes que incluyen el kit de instalación. Este kit incluye el material necesario para conectar las 2 unidades a una distancia que normalmente es de 4 a 5 metros. En caso de requerir mayor distancia se deberá de considerar el costo del material adicional.

Cuando la unidad interior es instalada en la parte alta de una pared y que se conoce como “Mini Split High Wall”. Y la que es instalada en el techo de la habitación o en la pared y que incluso puede ser recargada en el piso, a ésta unidad se le conoce como Minisplit Piso Techo.

Ilustración 1. Mini Split High Wall

Ilustración 2 Mini Split Piso Tech

Ilustración 2. Mini Split Piso Tech

Unidades Exteriores

La unidad exterior o unidad condensadora es la parte del minisplit que como su nombre lo indica se coloca en el exterior, ya sea en un patio o azotea. Esta unidad está diseñada para estar a la intemperie y de hecho mientras más aire fresco le dé, es mejor. También es recomendable ubicarla donde pueda dar sombra al tiempo que se use el equipo, esto ayudara a mejorar el consumo de energía. Esta unidad es la que se encarga de rechazar el calor hacia el exterior por lo que el aire que sale es caliente, es por eso que no se debe colocar en un lugar encerrado ya que al no haber ventilación el equipo se sobrecalentara y se apagara para evitar ser dañado.

 

También está la unidad exterior o la unidad condensadora, que es la parte del minisplit que se coloca en el exterior, esta unidad se encarga de enviar el calor hacia el exterior por lo que el aire que sale es caliente, por esto no puede estar en lugares cerrados.

Ilustración 3. Unidades Exteriores

 


Si eres técnico te invitamos nuestro evento este jueves 13 de junio en punto de las 15:00 hrs en Guadalajara, Jalisco. ¡Te esperamos!

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Sistemas de ductos en el aire acondicionado

En toda instalación de aire acondicionado deben tomarse toda clase de precauciones para evitar que el aire en circulación pueda absorber calor. Esto significa que un sistema de distribución debe estar diseñado de manera que los desplazamientos del aire enfriado sean lo más cortos posible y los ductos estén muy bien aislados en toda su longitud. En la Figura 1 puede verse el aislante aplicado por la parte exterior de la conducción y también aparece aplicado interiormente.

Figura 1. Vista en sección de un ducto aislado

Algunos constructores pretenden que sus casas están preparadas para instalar un sistema central de aire acondicionado sencillamente porque el sistema de ductos del aire forzado de calefacción está aislado. Esto puede aceptarse, pero con ciertas reservas.

En los sistemas de calefacción, el aire se introduce en la habitación lo más cerca posible del suelo. Como el aire caliente se eleva, se forman unas ligeras corrientes que hacen circular el aire caliente por todas partes de la habitación, tal como puede verse en la Figura 2. El aire es retornado a la caldera a través de una abertura situada también lo más cerca posible del suelo y del lado opuesto de la salida de aire caliente.

Figura 2. El aire caliente sube desde las ventanillas de calefacción.

Si se emplea el mismo sistema de ductos para el aire acondicionado, el aire enfriado solo se desplazaría en la habitación al ras de suelo sin elevarse demasiado y entrando por la abertura de retorno del otro lado de la habitación tal como se aprecia en la Figura 3. Es obvio que un sistema como éste no produciría un enfriamiento satisfactorio.

Figura 3. Efecto que se produce en una habitación en que las ventanillas de calefacción suministran aire frío.

La mejor situación para las ventanillas de aire frío en la habitación es el techo, tal como se indica en la Figura 4; el aire frío tiende a bajar al suelo creando corrientes y produciendo una circulación uniforme. Siempre es posible modificar el sistema de conductos de una casa, pero debe tenerse en cuenta que cada curva o codo de los conductos hace más lenta la circulación del aire.

Figura 4. Distribución del aire frío cuando la abertura se instala en el techo

Todos los ductos de aire frío y de retorno deben mantenerse separados a lo largo de su recorrido por el edificio y, si no hay otra solución deberán de aislarse muy bien todas las partes del ducto que discurran paralelas y juntas.

En todos los edificios siempre existen una o más habitaciones que necesitan un suministro de aire frío mayor que las otras porque tienen grandes ventanas, están debajo de un tejado o bien porque las habitaciones están muy grandes. Los puntos que pueden presentar mayores problemas pueden detectarse perfectamente antes de que se proyecte la instalación y pueden probarse conductos mayores para aumentar el caudal de aire en estas habitaciones.

No obstante, una vez instalado el sistema, el único medio para controlar la circulación de aire es un registro regulador de suministro. La toma simultánea de las temperaturas de cada habitación después de hacer funcionar el sistema durante el tiempo suficiente, ayudaría mucho ajustar la velocidad de la circulación en cada difusor; este es un procedimiento de tanteos, pero después del ajuste definitivo solo será preciso realizar pequeños ajustes durante largos periodos de tiempo. Al hacer los ajustes, deberán tenerse en cuenta todos los factores que no indican las lecturas de temperatura como
son las condiciones variables de la noche y del día, el uso de cada habitación (salas de estar, dormitorios, cocinas, oficinas y talleres, con diferentes necesidades de temperatura) y las condiciones impuestas por la humedad, aglomeraciones ocasionales, etc.

Fuente

Refrinoticias al Aire


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Deslizamiento de temperatura (Glide) ¿Por qué es sumamente importante conocerla? 1ra Entrega

La mayoría de los técnicos en refrigeración y aire acondicionado somos conscientes de la utilidad que tiene una tabla de presión contra la temperatura a la hora de hacer nuestro trabajo, sin embargo, no todos logramos entender la forma correcta de leerlas. Es por eso que hoy nos hemos dado un tiempo para explicar los conceptos: punto de rocío y punto de burbuja, además de las principales diferencias entre los refrigerantes puros y las mezclas.

En los refrigerantes más comunes, la temperatura del serpentín puede ser leída a partir de la escala de temperatura que se muestra en el indicador y calibrador, facilitando de esta forma su medición; sin embargo, no todos los refrigerantes tienen esta función, existen algunos donde la tarea se vuelve más complicada a causa del deslizamiento de temperatura.

Este deslizamiento de temperatura es la que ayudará a determinar la forma que tomará la tabla de presión contra la temperatura. Por esto es necesario revisar de manera inmediata los principales conceptos de este tema:

  • El desplazamiento ocurre a partir de que los distintos gases que componen la mezcla del refrigerante poseen una amalgama de temperaturas de ebullición lo cual genera una diferencia entre las composiciones de la fase líquida y la de vapor dentro de un sistema cerrado.
  • A causa de esta diferencia en la temperatura, los gases más volubles suelen evaporarse primero haciendo que la temperatura de ebullición de la fase líquida vaya en aumento cada vez que se evapora más el producto.
  • La temperatura de evaporación promedio se encuentra entre la temperatura en la que el refrigerante empieza a hervir, hacia la entrada del dispositivo de expansión, y en la que deja de hervir en la parte final del evaporador.
  • Un dato más sobre el deslizamiento de temperatura es que es usado para comparar los puntos de ebullición de cada refrigerante obteniendo de esta manera la misma temperatura promedio para el serpentín.
  • Otro dato sobre el deslizamiento es que en el condensador sucede lo mismo que en el evaporador, aunque el proceso es revestido a medida que los componentes se condensan a distintas escalas tanto en las entradas como en las salidas.
  • Por otro lado, el punto burbuja trata sobre la temperatura donde aparece la primera burbuja de ebullición, mientras que en el punto de rocío ocurre lo contrario: el vapor se empieza a condensar.

 

Para entender de manera gráfica los conceptos, se muestran a continuación dos diagramas que representan la evaporación/Condensación de un compuesto puro y una mezcla.

Para un componente puro, se puede observar un punto donde su vapor empieza a cambiar a estado líquido, o cuando ese líquido cambia a vapor. Mientras sucede este cambio, la temperatura se mantiene constante. Lo anterior se debe a que la energía requerida para realizar el cambio de una fase a otra se gasta en su totalidad, evitando de esta forma los cambios en la energía interna del compuesto.

Como se puede observar en la gráfica para una mezcla zeotrópica, al ser primero el cambio de estado de los compuestos altamente volátiles, la temperatura durante el proceso va en aumento hasta llegar a la evaporación o condensación en su totalidad.


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