REFRIGERACIÓN INDUSTRIAL

MEMORIA DE EXPERIENCIA PROFESIONAL (OPCIÓN VII)

AUTOR: EDUARDO GUILLÉN ROJAS

TAPACHULA, CHIAPAS, MÉXICO. DICIEMBRE DEL 2010

Resumen

En un sistema de refrigeración existen 4 componentes principales en los que se encuentra: El

compresor (1), que se encarga de presurizar el gas en el sistema, actúa como una bomba en donde

succiona el vapor refrigerante, por el lado de la válvula de baja presión, el gas es comprimiendo

tanto que aumenta su presión y su temperatura. El vapor caliente, al alcanzar una alta presión, es

bombeado fuera del compresor a través de la válvula de descarga en tuberías de cobre hacia el

condensador.

El condensador (2), conforme pasa a través de este, el gas a alta presión es enfriado por aire, al

alcanzar el punto de saturación correspondiente a la alta presión del condensador, el vapor se

condensa y fluye al recibidor en forma de líquido. El recibidor, este se encarga de distribuir el

refrigerante liquido a cada de unos de los sistemas (evaporador). Pasando por un dispositivo de

control (válvula de expansión VET (3)). Que separa el lado de alta y baja presión del sistema, este

reduce la presión del refrigerante líquido, la reducción provoca que este hierva o se vaporice.

Conforme el refrigerante pasa a través del evaporador (4) el calor del elemento a enfriar fluye en

las tuberías del mismo provocando que la ebullición del mismo continúe hasta que el refrigerante

se encuentre totalmente vaporizado.

El vapor refrigerante que sale del evaporador viaja a través de la línea de succión hacia la entrada

del compresor, repitiéndose nuevamente el ciclo.

Debes saber que existe un quinto componente en cada sistema de refrigeración - el refrigerante.

El refrigerante es la "sangre" que fluye a través del sistema. El responsable de absorber el calor

dentro del área refrigerada y liberarlo afuera. (Ver Fig. 1)

En este informe de titulación se habla de plan de mantenimiento que debe realizarse aun equipo

de refrigeración industrial para evitar posibles fallas futuras o el deterioro del equipo en general.

Se mencionan también los cinco componentes más importantes de un Sistema de refrigeración

industrial por compresión en un sistema paralelo, como su funcionamiento, sus fallas más

comunes, reemplazo del compresor, como evaluar un condensador y evaporador, también de

otros dispositivos de control para completar un sistema automático de refrigeración.

CONTENIDO

En este informe de titulación iniciamos con la primera actividad que consiste en un plan de

mantenimiento que se deben de realizar a los equipos de refrigeración ya se mensualmente o por

cada 2 meses, para evitar futuras fallas de los equipos o el deterioro en general en los equipo

como son: cámaras de refrigeración, vitrinas, tuberías y el cuarto de compresores (rack) en los que

se encuentran compresores, presostatos, control de nivel de aceite, filtros, censores, válvulas,

separador de aceite, entre otros. Continuando con la secuencia de actividad que consiste en los

fundamentos de refrigeración que se refriare a los principios de transferencia de calor,

considerando los tres principales tipos de trasferencia de calor como son: conducción, convección

y radiación. Para continuar con el ciclo de refrigeración, que integra los principales componentes

de un sistema de refrigeración y del quinto componente que existe en cada sistema de

refrigeración, que es el “refrigerante”. Se mencionan también la tubería, el ciclo de deshielo, el

sobrecalentamiento, los lubricantes, la relación que existe con el refrigerante, los procedimientos

para detectar fugas, proceso para probar, limpiar y deshidratar un sistema, como escoger la

bomba de vacio, el proceso de vacio, el barrido con nitrógeno y otros componentes del sistema de

refrigeración.

INTRODUCCIÓN

El mundo de las ciencias es un mundo muy amplio, su estudio se abarca de diferentes maneras.

Entre las muchas ciencias tenemos las ciencias naturales, que esta compuesta principal y

básicamente por la Biología y la Física. En esta última se encuentra los conceptos termodinámicos.

Como ya es sabido, la termodinámica es una rama de la física que hoy en día se usan sus

aplicaciones, como la calefacción y la refrigeración entre otras. Por lo consiguiente la refrigeración

es el tema a tratar en este proyecto, La refrigeración tiene como finalidad mantener un espacio a

una temperatura conveniente para realizar procesos o conservar la frescura de los alimentos por

tiempos cortos o largos. Esta implica transferir la energía del cuerpo que pretendemos enfriar a

otro, aprovechando sus propiedades termodinámicas. La temperatura es el reflejo de la cantidad o

nivel de energía que posee el cuerpo, ya que el frío propiamente no existe, los cuerpos solo tienen

más o menos energía térmica. De esta manera enfriar corresponde a retirar Energía (calor) y no

debe pensarse en términos de " producir frío o agregar frío". La salud y el bienestar de un país

pueden depender de los sistemas de refrigeración. Por ejemplo; la alimentación y el

almacenamiento de vacunas, distribución, aplicación médica, industrial, comercial y doméstica de

todo tipo depende de los sistemas de refrigeración. Debido a su gran importancia y su desarrollo

tecnológico presentaremos en el presente trabajo una aplicación básica de este sistema,

resaltando de esta manera su aporte benéfico a la humanidad y desarrollo industrial.

FUNDAMENTO TEÓRICO

No obstante que la refrigeración, como la conocemos actualmente, data de unos sesenta años,

algunos de sus principios fueron conocidos hace tanto como 10 000 años antes de Cristo. Uno de

los grandes sistemas para suprimir el calor sin duda fue el de los egipcios. Este se utilizaba

principalmente en el palacio del faraón, durante la noche, 3000 esclavos desmantelaban las

paredes y acarreaban las piedras al Desierto del Sáhara, Como la temperatura el en el desierto

disminuye notablemente a niveles muy bajos durante el transcurso de la noche, las piedras se

enfriaban y justamente antes de que amaneciera los esclavos acarreaban de regreso las piedras al

palacio y volvían a colocarlas al sitio donde estas se encontraban. Se supone que el faraón

disfrutaba de temperaturas alrededor de los 26 °C, mientras que afuera estas se encontraban

hasta en los 54°C o mas. Como se menciono se necesitaban 3000 esclavos para poder efectuar

esta labor de acondicionamiento, lo que actualmente se efectúa fácilmente.

DANFOSS menciona que Los chinos fueron los primeros en descubrir que el hielo aumentaba la

vida y mejoraba el gusto de las bebidas y durante los siglos los esquimales han conservado

alimentos congelándolos. A principios de este siglo fueron conocidos los términos tales como

bacterias, fermentación, enmohecimiento, encimas... También se descubrió que el aumento de

microorganismos es dependiente de la temperatura y que este crecimiento disminuye cuando la

temperatura desciende y que el crecimiento empieza a ser muy bajo a temperaturas por debajo

de +l0ºC. Como consecuencia de este conocimiento fue entonces posible el uso de la refrigeración

para conservar productos alimenticios y el hielo se empezó a usar para este propósito. La

electricidad empezó a jugar su papel al principio de este siglo y las plantas mecánicas de

refrigeración empezaron a ser comunes en muchos campos: Por ejemplo, cervecerías, mataderos,

pescaderías y fabricación de hielo. Después de la segunda Guerra Mundial el desarrollo de los

pequeños compresores herméticos adquirió una seria reputación y los refrigeradores y

congeladores empezaron a utilizarse en los hogares.

PARTES DE MEMORIA DE EXPERIENCIA PROFESIONAL (OPCIÓN VII)

ÍNDICE GENERAL

CONTENIDO PÁGINA

INTRODUCCIÓN----------------------------------------------------------------------------------------1

FUNDAMENTO TEÓRICO---------------------------------------------------------------------------------------2

APLICACIONES DE LA REFRIGERACIÓN ------------------------------------------------------------------3

TEMA I.- PLAN DE MANTENIMIENTO

1.1 RACK DE COMPRESORES Y UNIDADES DE CONDENSACIÓN---------------------------5

1.2 CÁMARAS DE REFRIGERACIÓN Y CONGELACIÓN-----------------------------------------8

1.3 VITRINAS VERTICALES, HORIZONTALES, GÓNDOLAS, NEVERAS, ESCAPARATES Y REACH-IN---11

1.4 ROCIADORES DE AGUA EN FRUTAS Y VERDURAS---------------------------------------13

TEMA II.- FUNDAMENTOS DE REFRIGERACIÓN

2.1 PRINCIPIOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR-----------------------------------------------14

2.2 LAS 3 PRINCIPALES LEYES DE LA TERMODINÁMICA PARA TRANSFERIR EL CALOR--------15

2.3 MEDICIÓN DE TEMPERATURA------------------------------------------------------------------16

2.4 INTENSIDAD DE CALOR---------------------------------------------------------------------------16

2.5 CANTIDAD DE CALOR------------------------------------------------------------------------------17

2.6 CAPACIDAD DE ENFRIAMIENTO---------------------------------------------------------------17

2.7 CALOR LATENTE-------------------------------------------------------------------------------------18

2.8 CAMBIOS DE ESTADOS: SOLIDO-LIQUIDO-GASEOSO-----------------------------------18

2.9 CALOR LATENTE DE VAPORACIÓN-----------------------------------------------------------20

2.10 CALOR LATENTE DE CONDENSACIÓN------------------------------------------------------20

2.11 CALOR ESPECÍFICO--------------------------------------------------------------------------------21

2.12 CALOR SENSIBLE Y CALOR LATENTE------------------------------------------------------21

2.13 EJEMPLO 1--------------------------------------------------------------------------------------------22

2.14 LA RELACIÓN PRESIÓN/TEMPERATURA Y COMO ES QUE LA PRESIÓN AFECTA EL PUNTO DE

EBULLICIÓN EN LOS LÍQUIDOS------------------------------23

TEMA III.- CICLO DE REFRIGERACIÓN

3.1 LOS CUATRO COMPONENTES PRINCIPALES EN UN SISTEMA DE REFRIGERACIÓN----------------25

3.1.1 EL QUINTO COMPONENTE----------------------------------------------------------------------25

3.2 CICLO SENCILLO DE REFRIGERACIÓN POR COMPRESIÓN----------------------------26

3.3 EL COMPRESOR--------------------------------------------------------------------------------------27

3.3.1 TIPOS DE COMPRESORES-----------------------------------------------------------------------28

3.3.2 CAPACIDAD DEL COMPRESOR----------------------------------------------------------------31

3.3.3 FACTORES DE CONTROL DE CAPACIDAD-------------------------------------------------31

3.3.4 FALLAS MECÁNICAS EN LOS COMPRESORES-------------------------------------------33

3.3.5 FALLAS ELÉCTRICAS EN LOS COMPRESORES-------------------------------------------37

3.3.6 REEMPLAZO DEL COMPRESOR---------------------------------------------------------------40

3.4 EL CONDENSADOR----------------------------------------------------------------------------------43

3.5 VÁLVULA DE EXPANSIÓN (VET) ---------------------------------------------------------------43

3.6 EL EVAPORADOR------------------------------------------------------------------------------------44

3.7 REFRIGERANTE--------------------------------------------------------------------------------------45

3.8 LADO DE BAJA Y LADO DE ALTA PRESIÓN-------------------------------------------------50

3.9 TABLAS (PT) ------------------------------------------------------------------------------------------52

3.10 ENTALPIA --------------------------------------------------------------------------------------------54

TEMA IV.- OTROS SISTEMAS Y ELEMENTOS BÁSICOS DE UN SISTEMA DE

REFRIGERACIÓN

4.1 TUBERÍAS----------------------------------------------------------------------------------------------58

4.2 CICLO DE DESHIELO--------------------------------------------------------------------------------59

4.3 EL SOBRECALENTAMIENTO---------------------------------------------------------------------60

4.4 OTROS COMPONENTES DE LOS SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN POR COMPRESIÓN EN UN

SISTEMA PARALELO-------------------------------------------62

4.5 LUBRICANTES EN EL SISTEMA DE REFRIGERACIÓN------------------------------------69

4.6 PROCEDIMIENTOS PARA DETECTAR FUGAS DE GASES REFRIGERANTES-------73

4.7 PROCESO PARA PROBAR, LIMPIAR Y DESHIDRATAR UN SISTEMA-----------------74

4.8 APLICACIONES DE TÉCNICAS DE SEGURIDAD EN EL TRABAJO EQUIPOS Y

HERRAMIENTAS REQUERIDAS PARA REALIZAR UNA BUENA PRACTICA DE REFRIGERACIÓN---------81

4.9 SECUENCIA DE OPERACIONES PARA HACER UN DIAGNOSTICO A UNA UNIDAD

CONDENSADORA------------------------------------------------------------------------84

4.10 SECUENCIA DE OPERACIONES PARA HACER UN DIAGNOSTICO A UN

EVAPORADOR-------------------------------------------------------------------------------------86

TEMA V.- EXPERIENCIA PROFESIONAL

5.1 CRONOGRAMA DE LAS ACTIVIDADES LABORALES-------------------------------------87

5.2 ACTIVIDADES LABORALES----------------------------------------------------------------------90

5.3 EXPERIENCIAS LABORALES---------------------------------------------------------------------91

5.4 EQUIPOS Y HERRAMIENTAS A UTILIZAR----------------------------------------------------94

5.5 EVALUACIÓN O IMPACTO ECONÓMICO-----------------------------------------------------95

5.6 CONCLUSIÓN------------------------------------------------------------------------------------------96

5.7 BIBLIOGRAFÍA----------------------------------------------------------------------------------------97

ANEXO

5.8 REPORTES DE SERVICIO---------------------------------------------------------------------------98

5.9 FOTOS DE LOS EQUIPOS DE REFRIGERACIÓN--------------------------------------------100

ÍNDICE DE TABLAS TABLAS

TABLA 1. TEMPERATURAS RECOMENDADAS EN REFRIGERACIÓN DE USO GENERAL------------------4

TABLA 2. ESTAS CONSIDERACIONES DEBEN SER EVALUADAS PARA LA

SELECCIÓN DE UN COMPRESOR-----------------------------------------------------42

TABLA 3. PUNTO DE EBULLICIÓN Y COLOR DE LOS REFRIGERANTES MÁS

COMUNES------------------------------------------------------------------------------------46

TABLA 4. REFERENCIA DE LA TABLA 4----------------------------------------------------------49

TABLA 5. TABLA DE CAMBIO DE GASES MÁS COMUNES CON SUS LUBRICANTES,

TEMPERATURAS Y SUS APLICACIONES-------------------------------------------49

TABLA 6. TABLA (PT) ----------------------------------------------------------------------------------52

TABLA 7. TABLA (PT) ----------------------------------------------------------------------------------53

5.7 BIBLIOGRAFIA

LIBROS CONSULTADOS

(SEMARNAT) (ONUDI)

RIER) EDIT. MARCOMBO

PAG. DE INTERNET

http://www.bunca.org/publicaciones/manuales/espanol/ManualRefrigeracion30nov09.pd

f

http://onsager.unex.es/Apuntes/Termo/Tema7.pdf

http://www.atp.com.ar/verpost.asp?ID=24314

http://www.sc.ehu.es/nmwmigaj/maqfrigorifica.htm#f

http://www.monografias.com/trabajos/aireacondi/aireacondi.shtml

http://www.danfoss.com/Spain/BusinessAreas/Refrigeration+and+Air+Conditioning/Refri

geration +Basic/Fundamental+terms.html

http://www.sabelotodo.org/aparatos/refrigeracion.html

(Rojas, 2010)

TITULO

ABSTRACT

AUTORES

PALABRAS CLAVE

RESUMEN

INTRODUCCION

METERIALES Y METODOLOGIA

DEL EXPERIMENTO

RESULTADOS DEL EXPERIMENTO

CUADROS COMPARATIVOS DE

RESULTADOS

DISCUSIONES

V

REFERENCIAS

(UNAM)

Bibliografía Rojas, E. G. (diciembre de 2010). Memoria de experiencia profesional Refrigeracion industrial.

Tapachula, Chiapas, Mexico.

UNAM. (s.f.). Recuperado el 23 de FEBRERO de 2015, de www.ejournal.unam.mx/rvm/vol41-

01/RVM041000101.pdf