Capítulo 1

Interpretación de documentación técnica en el mantenimiento de instalaciones frigoríficas

Contenido

1. Introducción

2. Manuales, catálogos técnicos, instrucciones y demás documentación técnica sobre los elementos, máquinas, equipos y materiales de las instalaciones frigoríficas en distintos soportes

3. Análisis de la noarmativa aplicable a este sector

4. Gráficos y ábacos

5. Diagramas (Mollier, psicrométrico)

6. Esquemas y planos de instalaciones frigoríficas

7. Elaboración de informes

8. Resumen

1. Introducción

La información puede considerarse como un recurso estratégico de primer nivel. Esta afirmación cobra aún mayor validez en la sociedad del conocimiento. Las exigencias del mundo actual requieren de información apropiada, técnica, oportuna y confiable que sirva de base a las decisiones que individuos y organizaciones deben tomar para su desarrollo.

Conocer e interpretar la literatura descriptiva de los equipos de cada fabricante juega un papel fundamental en el técnico frigorista de hoy día, pues la sabiduría técnica es sinónimo de calidad y buen hacer.

2. Manuales, catálogos técnicos, instrucciones y demás documentación técnica sobre los elementos, máquinas, equipos y materiales de las instalaciones frigoríficas en distintos soportes

Leer detenidamente los manuales de instrucciones y de instalación antes de usar, instalar o realizar el mantenimiento de un equipo es muy importante para conocerlo mejor y sacarle el mayor rendimiento, así como para utilizarlo, instalarlo o mantenerlo de forma correcta y segura. Los símbolos de advertencia y precaución están siempre presentes en este tipo de manuales.

Las precauciones de seguridad son otro aspecto fundamental para evitar lesiones al usuario o a otras personas y daños materiales.

Es importante respetar las prescripciones marcadas por el fabricante en referencia a los espacios necesarios para el correcto funcionamiento de los equipos.

Al final de este tipo de manuales se suelen tratar aspectos de mantenimiento y asistencia técnica en los que se especifican los procedimientos para detectar problemas, las posibles causas y consejos para el buen funcionamiento. Algunas actuaciones pueden llevarse a cabo por el usuario, pero existen situaciones especiales en las que solo el personal técnico de servicio puede llevar a cabo los trabajos de reparación.

2.1. Interpretación de la documentación técnica

A continuación se va a interpretar la documentación técnica que sustenta las características de los equipos para realizar diversas actividades de instalación, operación, diagnóstico y mantenimiento. En la siguiente tabla se muestran los parámetros más significativos de dos modelos de instalación frigorífica tipo split de pared.

Split de pared

Nota

En algunas ocasiones se puede encontrar una tabla de datos técnicos en la que la unidad de medida de la capacidad de refrigeración se encuentra en frig/h. (frigorías/hora). Es equivalente a kcal/h.

Interpretación de los datos técnicos

Para poder interpretar correctamente los datos técnicos de la tabla anterior, hay que conocer el significado de cada uno de ellos:

1. Modelo: designación comercial que da el fabricante. Normalmente se expresan tanto el conjunto como las unidades interiores y exteriores.
2. Capacidad: es la medida de potencia de un sistema de refrigeración/calefacción que indica la cantidad de calor que es capaz de absorber o ceder por hora de funcionamiento. Indica, en este caso, capacidades mínimas, nominales y máximas.
3. Consumo nominal: cantidad de energía necesaria para un funcionamiento a régimen nominal. Distingue entre modo refrigeración y calefacción.
4. Intensidad absorbida: cantidad de flujo de carga por unidad de tiempo que pasa por un conductor. Igualmente, se diferencian los modos refrigeración y calefacción.
5. Alimentación eléctrica: indica el número de fases, la tensión en corriente alterna y la frecuencia.
6. E.E.R.: acrónimo del inglés Energy Efficiency Ratio, es el Coeficiente de Eficacia Frigorífica y mide la eficiencia energética de la producción de frío.

   Por ejemplo, el valor de E.E.R. del conjunto MSP09 SB0 es de 4,55 W/W. Este valor viene del resultado de dividir los valores de capacidad nominal entre consumo nominal, en el modo refrigeración:

1. C.O.P.: acrónimo del inglés Cofficient of Performance, el Coeficiente de Rendimiento es la relación entre la energía suministrada por la bomba de calor y la consumida.

   Por ejemplo, de forma análoga al cálculo del valor de E.E.R., pero en este caso relacionado con el modo calefacción, el C.O.P. resulta de dividir la capacidad nominal entre el consumo nominal.

1. Clasificación energética: da una idea de aquellos equipos que tienen mejor relación capacidad/potencia.

1. Caudal de aire máximo: es el volumen máximo de aire que el equipo puede impulsar.
2. Capacidad de deshumidificación: es el grado de humedad en el ambiente que el equipo puede eliminar.
3. Carga de refrigerante: es la masa de refrigerante que contiene el equipo, necesitando más carga a medida que aumenta la separación entre la unidad interior y la exterior.
4. Nivel sonoro: hace referencia a la percepción del sonido por un oyente a 1m de distancia. Nota: la tabla de datos técnicos diferencia el ruido generado por la unidad interior y la exterior con un margen de error de ±3 dB(A).
5. Conexiones frigoríficas: medida, expresada en pulgadas, de los tubos de conexión del equipo.
6. Dimensiones: medidas exteriores en milímetros de las unidades interior y exterior.
7. Peso neto: como su nombre indica, es el peso en vacío del equipo.
8. Longitud equivalente máxima: longitud máxima de línea frigorífica para la que el fabricante garantiza el buen funcionamiento del equipo. Nota: para el cálculo de la longitud equivalente hay que considerar las pérdidas de cargas producidas en los codos de la tubería.
9. Desnivel máximo: distancia máxima permitida en la vertical entre la unidad interior y la exterior.

Sabía que...

Como cada día se consiguen fabricar equipos cada vez más eficientes, la escala de clasificación ha tenido que actualizarse, sustituyéndose en algunos casos por esta otra:

El recurso frecuentemente usado para proporcionar documentación técnica de los equipos suele ser un manual o catálogo técnico impreso en papel, aunque es cierto que, cada vez con mayor frecuencia, son facilitados en Memorias USB o bien, mediante enlace a la web del fabricante para la descarga directa de la documentación.

Aplicación práctica

Se necesita refrigerar una sala en la que, según los cálculos previos, sería suficiente con una capacidad de 2.700 W. Por motivos constructivos, la unidad exterior se situará a 12 m por encima de la unidad interior y la longitud total de tubería será de 18 m. Funcionará de forma continua 24 horas al día. Se tiene la tabla de datos técnicos de dos posibles máquinas, ¿cuál de ellas sería más apropiada para la instalación?

SOLUCIÓN

En un principio, según los datos de partida, solo se necesita refrigeración, por lo que se evitaría adquirir una máquina con bomba de calor debido al sobrecoste que ello conlleva. Pero antes de descartar alguna, se comprobarán los datos técnicos de ambas.

• Capacidad: las dos máquinas serían adecuadas según las necesidades térmicas.
• Consumo y eficiencia: Es importante este apartado ya que el equipo funcionará 24 horas al día.

El modelo KIT1TE02 consume 570 W, mientras que el modelo KIT1TE03 760 W en modo refrigeración; el modo calefacción no es interesante en esta instalación. Ambas máquinas poseen una clasificación energética de A pero, sin embargo, el Coeficiente de Eficacia frigorífica del modelo 02 es mayor, por lo que será capaz de proporcionar más energía por vatio consumido.

Los valores de caudales, capacidad de deshumidificación, ruido, dimensiones y peso no son datos influyentes para la elección del equipo de esta instalación.

• Longitud máxima equivalente: 20 m para ambas máquinas. La instalación requiere 18m de tubería, por lo que son válidas.
• Desnivel máximo: el desnivel mínimo necesario para la instalación será, según datos de partida, de 12 m. Esto supone descartar el modelo KIT1TE02 ya que solo permite un desnivel máximo de 10 m, mientras que el modelo KIT1TE03 alcanza los 15 m.
• Carga adicional: el modelo seleccionado necesita 15 g/m de carga adicional de refrigerante si se superan los 12,5 m de precarga. Según esto se necesitará hacer una recarga de:

Debido a la distancia entre la unidad interior y la exterior que requiere la instalación, se seleccionará el modelo KIT1TE03, a pesar de los inconvenientes vistos anteriormente de sobreprecio y eficiencia.

3. Análisis de la normativa aplicable a este sector

No solo es importante conocer las prescripciones técnicas del fabricante a la hora de realizar el montaje o mantenimiento de una instalación. La normativa actual también aplica restricciones que son iguales o incluso más importantes. Por tanto, a continuación se presenta un breve repaso por la normativa más relevante aplicable al sector, destacando los aspectos más importantes para este tema.

3.1. Relación de normativas que afectan a las instalaciones frigoríficas

A continuación se detallan las normas más importantes que afectan a las instalaciones frigoríficas:

1. Reglamento (UE) n.º 305/2011 del Parlamento Europeo y del Consejo de 9 de marzo de 2011 por el que se establecen condiciones armonizadas para la comercialización de productos de construcción y se deroga la Directiva 89/106/CEE del Consejo
2. Ley 38/1999 de 5 de noviembre, de Ordenación de la Edificación.
3. Real Decreto 552/2019, de 27 de septiembre, por el que se aprueban el Reglamento de seguridad para instalaciones frigoríficas y sus instrucciones técnicas complementarias.
4. Real Decreto 2060/2008 de 12 de diciembre, por el que se aprueba el Reglamento de equipos a presión y sus instrucciones técnicas complementarias.
5. Real Decreto 238/2013, de 5 de abril, por el que se modifican determinados artículos e instrucciones técnicas del Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios, aprobado por el Real Decreto 1027/2007, de 20 de julio.
6. Real Decreto 865/2003 de 4 de julio, por el que se establecen los criterios higiénico-sanitarios para la prevención y control de la legionelosis.
7. Real Decreto 2200/1995 de 28 de diciembre, por el que se aprueba el Reglamento de la Infraestructura para la Calidad y la Seguridad Industrial.
8. Real Decreto 842/2002 de 2 de agosto, por el que se aprueba el Reglamento electrotécnico para baja tensión.
9. Reglamento (UE) n.º 517/2014 del Parlamento Europeo y del Consejo de 16 de abril de 2014 sobre los gases fluorados de efecto invernadero y por el que se deroga el Reglamento (CE) n.º 842/2006.
10. Norma UNE-EN ISO 7730:2006. Ergonomía del ambiente térmico.
11. Norma UNE-EN ISO 12241:2010. Aislamiento térmico para equipos de edificación e instalaciones industriales.
12. Norma UNE-EN 12502-3:2005. Protección de materiales metálicos contra la corrosión. Recomendaciones para la evaluación del riesgo de corrosión en sistemas de distribución y almacenamiento de agua.
13. Norma UNE-EN 10253:2010. Accesorios para tuberías soldadas a tope. Parte 2: Aceros al carbono y aceros aleados férricos con control específico.
14. Norma UNE-EN 12735-1:2016. Cobre y aleaciones de cobre. Tubos redondos, sin soldadura, para aire acondicionado y refrigeración. Parte 1: Tubos para canalizaciones.
15. Norma UNE-EN 12735-2:2001/A1:2006. Cobre y aleaciones de cobre. Tubos redondos de cobre, sin soldadura, para aire acondicionado y refrigeración. Parte 2: Tubos para equipos.
16. Norma UNE 100012:2005. Higienización de sistemas de climatización.
17. Norma UNE 100155:2004. Climatización. Diseño y cálculo de sistemas de expansión.
18. Norma UNE 100713:2005. Instalaciones de acondicionamiento de aire en hospitales.
19. Norma UNE 112076:2004. Prevención de la corrosión en circuitos de agua.
20. Norma UNE 100030:2017. Prevención y control de la proliferación y diseminación de Legionella en instalaciones.

3.2. El Reglamento de Seguridad para Instalaciones Frigoríficas

El Real Decreto 552/2019, de 27 de septiembre, por el que se aprueban el Reglamento de Seguridad para Instalaciones Frigoríficas y sus instrucciones técnicas complementarias, tiene por objeto establecer las condiciones que deben cumplir las instalaciones frigoríficas con el fin de garantizar la seguridad de las personas, así como la protección del medio ambiente.

Este Reglamento de Seguridad para Instalaciones Frigoríficas se compone de 32 artículos, distribuidos en 6 capítulos y desarrollados en 21 instrucciones técnicas complementarias.

Nota

Este reglamento y sus instrucciones técnicas complementarias IF son aplicables a las instalaciones de nueva construcción, así como a las ampliaciones, modificaciones y mantenimiento de estas y de las ya existentes.

A continuación, se explicarán o detallarán algunos aspectos de gran importancia recogidos en este reglamento, quedando excluidas del ámbito de aplicación de este reglamento:

1. Las instalaciones frigoríficas correspondientes a medios de transporte terrestres, marítimos y aéreos, que se regirán por lo dispuesto en las normas de seguridad internacionales y nacionales aplicables a los mismos y en sus normas técnicas complementarias.
2. Los sistemas secundarios utilizados en las instalaciones de climatización para condiciones de bienestar térmico de las personas en los edificios, que se regirán por lo dispuesto en el Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE), aprobado por Real Decreto 1027/2007 de 20 de julio.
3. Los sistemas de refrigeración compactos (sistemas de acondicionamiento de aire portátiles, frigoríficos y congeladores domésticos, etc.) con carga de refrigerante inferior a:
   1. 2,5 kg de refrigerante del grupo L1.
   2. 0,5 kg de refrigerante del grupo L2.
   3. 0,2 kg de refrigerante del grupo L3.

Nota

• Grupo L1 o de alta seguridad: Refrigerantes no inflamables y de acción tóxica ligera o nula.
• Grupo L2 o de media seguridad: Refrigerantes de acción tóxica, corrosiva, inflamables o explosivos mezclados con aire en un porcentaje en volumen igual o superior a 3,5%.
• Grupo L3 o de baja seguridad: Refrigerantes inflamables o explosivos mezclados con aire en un porcentaje en volumen inferior al 3,5 %.

El Reglamento de Seguridad para Instalaciones Frigoríficas, en su artículo 6, presenta una clasificación de los sistemas de refrigeración de acuerdo con el método de extracción o cesión de calor a la atmósfera o al medio a tratar. Dicha clasificación se desarrolla en la instrucción técnica complementaria IF-03 y distingue los dos siguientes grupos:

1. Sistemas directos: cuando el evaporador o el condensador del sistema de refrigeración está en contacto con el medio que se enfría o calienta.
2. Sistemas indirectos: cuando el evaporador o el condensador del sistema de refrigeración, situado fuera del local donde se extrae o cede calor al medio a tratar, enfría o calienta un fluido secundario que se hace circular por unos intercambiadores para enfriar o calentar el medio citado.

De igual modo, es importante señalar una clasificación de las instalaciones frigoríficas en función del riesgo potencial y según el artículo 8 del Reglamento:

1. Nivel 1. Instalaciones formadas por uno o varios sistemas frigoríficos independientes entre sí con una potencia eléctrica instalada en los compresores por cada sistema inferior o igual a 30 kW, siempre que la suma total de las potencias eléctricas instaladas en los compresores frigoríficos no exceda de 100 kW. También, instalaciones formadas por equipos compactos de cualquier potencia, siempre que en ambos casos utilicen refrigerantes de alta seguridad (L1) y que no refrigeren cámaras o conjuntos de cámaras de atmósfera artificial de cualquier volumen.
2. Nivel 2. Instalaciones formadas por uno o varios sistemas frigoríficos independientes entre sí con una potencia eléctrica instalada en los compresores superior a 30 kW en alguno de los sistemas. También, aquellas instalaciones cuya suma total de las potencias eléctricas instaladas en los compresores frigoríficos no exceda de 100 kW, que enfríen cámaras de atmósfera artificial o que utilicen refrigerantes de media y baja seguridad (L2 y L3).

El Reglamento de Seguridad para Instalaciones Frigoríficas está desarrollado en 19 instrucciones técnicas complementarias, destinadas a regular aspectos relacionados con los sistemas frigoríficos, enumeradas y tituladas de la siguiente forma:

1. IF-01 Terminología.
2. IF-02 Clasificación de los refrigerantes.
3. IF-03 Clasificación de los sistemas de refrigeración.
4. IF-04 Utilización de los diferentes refrigerantes.
5. IF-05 Diseño, construcción, materiales y aislamiento empleados en los componentes frigoríficos.
6. IF-06 Componentes de las instalaciones.
7. IF-07 Sala de máquinas específica, diseño y construcción.
8. IF-08 Protección de instalaciones contra sobrepresiones.
9. IF-09 Ensayos, pruebas y revisiones previas a la puesta en servicio.
10. IF-10 Marcado y documentación.
11. IF-11 Cámaras frigoríficas, cámaras de atmósfera artificial y locales refrigerados para proceso.
12. IF-12 Instalaciones eléctricas.
13. IF-13 Medios técnicos mínimos requeridos para la habilitación como empresa frigorista.
14. IF-14 Mantenimiento, revisiones e inspecciones periódicas de las instalaciones frigoríficas.
15. IF-15 Puesta en servicio de las instalaciones frigoríficas.
16. IF-16 Medidas de prevención y de protección personal.
17. IF-17 Manipulación de refrigerantes y reducción de fugas en las instalaciones frigoríficas.
18. IF-18 Identificación de tuberías y símbolos a utilizar en los esquemas de las instalaciones frigoríficas.
19. IF-19 Relación de normas UNE de referencia.

3.3. El Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios

Cabe destacar el Real Decreto 1027/2007 de 20 de julio por el que se aprueba el Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE). Tiene por objeto establecer las exigencias de eficiencia energética y seguridad que deben cumplir las instalaciones térmicas en los edificios y están destinadas a atender la demanda de bienestar e higiene de las personas.

Igualmente, el RITE establece unas instrucciones técnicas que contienen, entre otras, las exigencias que deben cumplir las instalaciones térmicas con el fin de asegurar que su funcionamiento, a lo largo de su vida útil, se realice con la máxima eficiencia energética; garantizando la seguridad, la durabilidad y la protección del medio ambiente, así como las exigencias establecidas en el proyecto o memoria técnica de la instalación final realizada.

En ellas se establecen las operaciones mínimas de mantenimiento preventivo de las instalaciones, detallando las mismas para instalaciones de potencia hasta 70 kW y para potencias superiores.

Nota

Las operaciones de mantenimiento de las instalaciones, se registrarán en el Libro del Edificio, siendo el titular de la instalación responsable de conservarlo con todas las actuaciones realizadas.

Operaciones mínimas de mantenimiento preventivo en función de la potencia de la instalación (RITE-IT 03)

Nota

• s: una vez cada semana.
• m: una vez al mes; la primera al inicio de la temporada.
• t: una vez por temporada (año).
• 2t: dos veces por temporada ; una al inicio de la misma y otra a la mitad, siempre que haya una diferencia mínima de dos meses entre ambas.
• 4a: cada cuatro años.

Operaciones mínimas para la evaluación del rendimiento de los generadores de frío (RITE-IT 03)

Nota

• m: una vez al mes; la primera al inicio de la temporada.
• 3m: cada tres meses; la primera al inicio de la temporada.

Aplicación práctica

Está trabajando para una empresa de mantenimiento, empieza la temporada de verano y le indican que debe realizar las operaciones de mantenimiento necesarias en una instalación de frío formada por una enfriadora aire-agua de 40 kW y 7 fan-coils de conductos. ¿Qué pruebas mínimas serán necesarias realizar en la instalación?

SOLUCIÓN

En primer lugar se actuará de forma ordenada, empezando por la unidad generadora de frío, siguiendo por la línea de tubería de alimentación y por último las unidades terminales.

Enfriadora:

• Comprobación del nivel de aceite en el cárter de los compresores, si es el caso.
• Comprobación de la carga de refrigerante, la aparición de burbujas.
• Revisar la estanqueidad del circuito.
• Ajustar las distintas válvulas.
• Engrasar los mecanismos móviles.
• Contrastar termostatos y presostatos.
• Limpiar y comprobar el funcionamiento del sistema de purgado.
• Limpieza de condensador.

Red de agua:

• Comprobación y tarado de válvulas de seguridad.
• Revisión de las juntas.
• Revisión general de los tramos visibles y comprobación del aislamiento térmico.
• Control de la calidad del agua.
• Verificación y ajustes de termómetros, manómetros y termostatos.
• Limpieza de filtros de agua.
• Comprobación de cierre de válvulas.
• Verificación de desagües.
• Anotación de la temperatura de entrada y salida en intercambiadores.
• Comprobación del funcionamiento de las bombas.

Unidades terminales:

• Comprobación de ruidos.
• Limpieza de baterías, con objeto de eliminar olores y mejorar la circulación del aire.
• Purga de las baterías.
• Limpieza de filtros.
• Verificación del ventilador.
• Comprobación del funcionamiento de los termostatos de ambiente.
• Comprobación del salto térmico.

4. Gráficos y ábacos

El paso de fluidos al atravesar una tubería sufre unas pérdidas de carga que dependen, entre otras variables, del material de la misma. Estas pérdidas son más acusadas cuando el fluido atraviesa elementos de la instalación tales como codos, curvas, válvulas y piezas especiales.

Sabía que...

La pérdida de carga que tiene lugar en una conducción representa la pérdida de energía de un flujo hidráulico a lo largo de la misma por efecto del rozamiento entre las propias partículas del fluido contra la pared de la tubería.

El ábaco de Moody representa gráficamente, en una escala doblemente logarítmica, el factor de fricción en función del número de Reynolds y la rugosidad relativa de una tubería. Es necesario realizar operaciones complejas para hallar las pérdidas de carga en una tubería, así que, con el único propósito de conocer su existencia, se muestra dicho ábaco.

4.1. Ábacos y tablas de pérdida de carga

En la práctica se usan una serie de tablas y ábacos que resultan muy útiles para enfrentarse a cualquier problema de este tipo. Por ejemplo, mediante el siguiente ábaco, se puede determinar la pérdida de carga debida al rozamiento en tuberías de cobre.

Nota

∆P (mm c.a./m) es la pérdida de carga medida en milímetros de columna de agua por metro de tubería. m³/h es el caudal medido en metros cúbicos por hora.

La pérdida de carga es un dato técnico importante a la hora de hacer la correcta selección de un grupo de bombeo, al igual que la selección óptima del diámetro de la tubería.

Para la selección de los diámetros de las tuberías y el cálculo de las pérdidas de carga se han elaborado dos tablas de selección, una para tuberías de cobre y otra para tubos de material termoplástico:

Tubo de cobre, temperatura del agua 10 ºC y ΔP de 40 mm c.a./m

Tubo de material termoplástico, temperatura del agua 10 ºC y ΔP de 40 mm c.a./m

4.2. Tablas de longitud equivalente

En el epígrafe 2, cuando se describían algunos datos técnicos, se hacía referencia a longitudes equivalentes de tuberías.

Sabía que...

La longitud equivalente de una tubería supone valorar cuántos metros de tubería recta del mismo diámetro producen una pérdida de carga continua que equivale a la pérdida que se produce en el punto singular.

Existen tablas de longitudes equivalentes (m) de pérdidas de presión:

Tabla de longitud equivalente para tuberías de cobre

Tabla de longitud equivalente para tuberías de aceros comerciales

Ejemplo

Se tiene una instalación de tubería de cobre de 20 m de longitud y de diámetro 1-1/8”, la cual lleva instalada 4 codos de 90º, dos válvulas esféricas y una válvula de retención.

Calcule la longitud equivalente de la instalación.

Nota

Para el cálculo de la longitud equivalente de líneas de tuberías complejas, suele tomarse la longitud total de tubería incrementada en un 5-20 %, dependiendo de la longitud y el mayor o menor número de puntos singulares.

Hay que tener en cuenta que las tuberías que se comercializan tienen unas dimensiones normalizadas. Dichas dimensiones vienen recogidas en las siguientes tablas.

Dimensiones normalizadas en tuberías comerciales de cobre para refrigerantes

Dimensiones normalizadas en tuberías comerciales de cobre para refrigerantes

Aplicación práctica

Se presenta un problema en una instalación frigorífica destinada a la refrigeración de un edificio de oficinas de cinco plantas, según muestra la imagen.

El cliente se queja de la falta de frío en la planta superior del edificio.

La instalación está compuesta por una enfriadora aire-agua y se ha comprobado que la potencia frigorífica es suficiente para cubrir las necesidades térmicas de los enfriadores instalados.

La enfriadora lleva instalado un grupo hidráulico formado por una bomba centrífuga de las siguientes características:

Hay instalados 5 enfriadores en cada planta de las siguientes características.

¿Qué problema existe en la instalación?

SOLUCIÓN

En primer lugar se debe comprobar que la enfriadora funciona correctamente y que la carga de refrigerante es la adecuada.

Se comprueba que los filtros están limpios.

A continuación se procede a tomar medida de la temperatura del agua y el salto térmico en todos los equipos.

Es necesario comprobar que la bomba del grupo hidráulico sea la adecuada, por tanto se calcula el caudal necesario en la instalación y las pérdidas de carga:

Enfriadores

Sabiendo que 1 m.c.a. son 9,81 kPa, se obtiene una pérdida de carga en enfriadores de 20,4 m.c.a.

Línea de alimentación

Resulta complicado conocer el diámetro de la tubería de la instalación debido a que hay zonas en las que está empotrada, por tanto se desprecia esta incógnita.

Suponiendo una altura por planta de 3 m, se obtiene una altura aproximada de 15 m. Por tanto la longitud de tubería será:

Teniendo en cuenta las pérdidas de carga debidas a piezas especiales, incrementaremos este valor en un 10 %; por tanto la longitud equivalente de la línea de tubería será:

Según los datos obtenidos la bomba centrífuga del grupo hidráulico debería tener las siguientes características mínimas:

Se verifica que la bomba es insuficiente para alimentar la instalación frigorífica. También que en la planta cuarta se obtienen valores correctos para la bomba instalada actual-mente.

5. Diagramas (Mollier, psicrométrico)

En los sistemas frigoríficos es necesario conocer con precisión las propiedades termodinámicas del aire húmedo. El cálculo manual para hallar dichas propiedades puede resultar muy tedioso; razón por la cual se han ideado una serie de diagramas, definidos para una presión total determinada, en los que, por medio de dos variables psicrométricas, pueden obtenerse el resto.

5.1. Diagrama psicrométrico Mollier

Este diagrama fue propuesto por Mollier en 1932. Estudia las propiedades termodinámicas del aire húmedo y del efecto de la humedad atmosférica sobre los materiales y el confort humano. Toma como variables independientes la entalpía (h) y la humedad específica (W), representándose las demás variables en forma de curvas.

Sabía que...

El aire seco es una mezcla de varios gases, siendo la composición general la siguiente:

• Nitrógeno: 77 %.
• Oxígeno: 22 %.
• Dióxido de carbono y otros gases: 1 %.

El aire húmedo es una mezcla de aire seco y vapor de agua.

Interpretación

A continuación se realiza una aclaración del manejo del diagrama psicrométrico Mollier. Sus ejes no son perpendiculares, sino que forman un determinado ángulo α.

1. Líneas de entalpía constante: es una variable independiente y se representa con las rectas paralelas. Es el eje h del diagrama. La unidad de medida es el kJ/kg.
2. Líneas de humedad específica constante: es una variable independiente y se representan con las rectas paralelas y verticales. Es el eje W del diagrama. La unidad de medida es el kg_agua/kg_as.
3. Líneas de presión de vapor constante (P_v): al fijar una presión constante de 101.325 Pa existe una relación directa entre humedad específica y presión parcial de vapor. Después se puede añadir una doble escala en el eje W, representando la presión parcial de vapor como líneas paralelas verticales.
4. Líneas de temperatura seca (T_s): son rectas no paralelas de pendiente variable en el diagrama (h,W).
5. Líneas de humedad relativa constante (Ø): son líneas curvas, las cuales se representan con una variación de un 10 %.
6. Líneas de temperatura de rocío constante (T_r): depende de la presión parcial de vapor, por tanto se puede implementar en el diagrama una tercera escala en el eje W. Se obtiene dicha temperatura siguiendo un proceso a humedad específica constante hasta una humedad relativa de 100 %.
7. Líneas de volumen específico constante (Ve): sobre este diagrama pare-cen rectas con cierta pendiente sobre los ejes.

Ejemplo

Calcular las variables psicrométricas del aire húmedo que posee una temperatura seca de 5 ºC, una temperatura húmeda de 0 ºC y una presión total de 101.325 Pa (1 atm) a través del diagrama de Mollier.

1. Se procede en primer lugar a limitar el punto dentro del diagrama con las dos variables facilitadas.
2. Se traza una línea desde la temperatura húmeda de 0 ºC hasta que corta con la línea del 100 % de humedad relativa.
3. Se traza una línea vertical a humedad específica constante.
4. A temperatura seca de 5 ºC se traza una línea hasta que corte con la línea trazada en el paso 2.
5. Este será el punto hallado dentro del diagrama.
6. Se realiza una línea paralela a las de entalpía pasando por el punto hallado, obteniendo el valor de h= 15 kJ/kg.
7. Prolongando la línea anterior hasta que corta con la línea de humedad relativa del 100 % y trazando una línea paralelas a las de temperatura se halla la temperatura de rocío, Tr= 3 ºC.
8. Se prolonga la línea del paso 2 hasta que corte con el eje de W para hallar este valor. W= 0,0038 kgagua/kgas.
9. Se traza una curva paralela a las de humedad relativa y se halla Ø= 70 %.

Para obtener el valor de presión de vapor P_v se emplea la siguiente expresión:

Por tanto P_v = 615,32 P_a

Por último, se calcula el valor del volumen específico (V_e) con la siguiente expresión:

Donde T_s= 5 + 273,15 = 278,15 K

Se obtiene que V_e= 0,78 m³/kg.

5.2. Diagrama psicrométrico ASHRAE

Otro gráfico que permite conocer la medida directa o indirecta de los índices de humedad es el diagrama propuesto por la asociación americana ASHRE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers). Toma como variables independientes la entalpía (eje h) y la humedad específica (eje W), representándose las demás variables en forma de curvas.

Sus ejes no son perpendiculares sino que forman un determinado ángulo β.

Interpretación

Las variables que forman el diagrama ASHRAE son similares a las que se mencionaron en el diagrama de Mollier:

1. Líneas de entalpía constante h (kJ/kg_as).
2. Líneas de humedad específica constante W (kg_v/kg_as).
3. Líneas de temperatura seca constante T_s (ºC).
4. Líneas de humedad relativa constante Ø (%).
5. Líneas de temperatura húmeda constante T_h (ºC).
6. Líneas de volumen específico constante Ve (m³/kg_as).

Ejemplo

Calcular las variables psicrométricas del aire húmedo que posee una temperatura seca de 5 ºC, una temperatura húmeda de 0 ºC y una presión total de 101.325 Pa (1 atm) a través del diagrama de Ashrae.

1. Se procede, en primer lugar, a limitar el punto dentro del diagrama con las dos variables facilitadas.
2. Se traza una línea desde la temperatura húmeda de 0 ºC hasta que corta con la línea del 100% de humedad relativa.
3. Se traza una línea horizontal paralela a las de humedad específica constante.
4. A temperatura seca de 5 ºC se traza una línea hasta que corte con la línea trazada en el paso 2. Este será el punto hallado dentro del diagrama.
5. Se realiza una línea paralela a las de entalpía pasando por el punto hallado, obteniendo el valor de h = 15 kJ/kg.
6. Prolongando la línea anterior hasta que corta con la línea de humedad relativa del 100% y trazando una línea vertical paralela a las de temperatura, hallamos la temperatura de rocío, Tr = 3 ºC.
7. Se prolonga la línea del paso 2 hasta que corte con el eje de W para hallar este valor. W = 0,0038 kg_agua/kg_as.
8. Se traza una curva paralela a las de humedad relativa y se halla Ø = 70 %.

Igualmente se procede a calcular el valor de presión de vapor Pv empleando la siguiente expresión:

Por tanto P_v= 615,32 Pa.

Por último se calcula el valor del volumen específico (Ve) con la siguiente expresión:

Donde: T_s= 5 + 273,15 = 278,15 K

Se obtiene que Ve = 0,78 m³/kg.

6. Esquemas y planos de instalaciones frigoríficas

La instrucción técnica complementaria IF-18 del Reglamento de Seguridad para Instalaciones Frigoríficas establece los métodos de identificación de tuberías y símbolos a utilizar en los esquemas de las instalaciones frigoríficas.

A continuación, se desarrollará, por un lado, la simbología empleada en los esquemas y, por otro, el método de identificación de tuberías en las instalaciones.

6.1. Simbología

Según la Instrucción técnica complementaria IF-18, los símbolos a utilizar en esquemas de elementos frigoríficos se especifican en la Norma UNE-EN 1861 “Sistemas frigoríficos y bombas de calor. Esquemas sinópticos para sistemas, tuberías e instrumentación. Configuración y símbolos”.

Así pues, entre los símbolos más importantes que se van a poder emplear e interpretar en los esquemas y planos de instalaciones frigoríficas se encuentran los siguientes.

Compresores

Un compresor es una máquina que está construida para aumentar la presión y desplazar cierto tipo de fluidos.

Tipos de compresores
	Compresor alternativo con carácter cerrado
	Compresor rotativo
	Compresor de tornillo
	Compresor centrífugo
	Compresor centrífugo
	Compresor alternativo hermético

En algunos casos se pueden ver representados el compresor y el motor al que está acoplado, así como su sistema de acoplamiento:

Tipos de compresores y el motor al que están acoplados
	Conjunto motor-compresor a pistón (Acoplamiento directo)
	Conjunto motor-compresor a pistón (Acoplamiento por correas)
	Conjunto motor-compresor rotativo (Acoplamiento directo)
	Conjunto motor-compresor a pistón (Hermético, hermético accesible o semihermético)
	Conjunto motor-compresor rotativo (Hermético, hermético accesible o semihermético)
	Motor-compresor alternativo hermético

Condensadores

Un condensador es un intercambiador de calor que convierte el vapor de estado gaseoso a estado líquido.

Tipos de condensadores
	Condensador por aire por convección natural
	Condensador por aire por convección forzada
	Condesador por agua de inmersión
	Condensador por agua multipolar horizontal o vertical
	Condensador de lluvia
	Condensador evaporativa (evaporación forzada)
	Torre de enfriamiento economizador de agua
	Condensador de agua multitubular con reserva de líquido
	Condensador de aire por convección forzada con conductos distribuidores

Evaporadores

Un evaporador es un intercambiador de calor, por cuyo interior fluye el refrigerante el cual cambia su estado de líquido a vapor.

Tipos de evaporadores
	Evaporador (enfriador) de aire de convección natural
	Evaporador (enfriador) de aire de convección forzada
	Evaporador (enfriador) de líquido (tipo inundado)
	Evaporador (enfriador) de líquido (tipo inundado)
	Evaporador multipolar
	Evaporador multipolar vertical
	Evaporador multitubular. Exp. seca tipo R-717 (nh3)
	Evaporador multitubular exp. seca tipo R=12, R=22, R=502 etc. (Tubos en horquilla)
	Evaporador tipo placa
	Evaporador lecho
	Evaporador intermedio vertical
	Evaporador intermedio horizontal

Válvulas

Una válvula es un dispositivo mecánico con el cual se puede iniciar, detener o regular la circulación de un fluido.

Tipos de válvulas
	Válvula recta manual		Válvula flotador alta presión
	Válvula ángulo manual		Válvula flotador baja presión
	Válvula de tres vías manual o válvula del compresor con toma manométrica		Válvula termostática de inyección
	Válvula manual		Válvula de presión constante
	Válvula de retención		Válvula de arranque
	Válvula de seguridad		Regulador capacidad
	Válvula principal por accionamiento por piloto (indicar el tipo de depósito del piloto)		Válvula de acción instantánea
	Válvula expansión manual		Válvula de estrangulamiento termostática
	Válvula expansión automática		Válvula presostática de agua
	Válvula expansión termostática		Válvula electromagnética o de solenoide
	Válvula expansión termostática con igualador externo		Válvula termostática de agua

Tipos de accionamientos

Tipos de accionamientos
	Accionamiento a mano
	Accionamiento mecánico y eléctrico
	Accionamiento por el mismo fluido
	Accionamiento por el fluido auxiliar
	Accionamiento por flotador
	Accionamiento por contrapesos

Recipientes y depósitos

Tipos de recipientes y depósitos
	Depósito decantador de aceite
	Recipiente refrigerante líquido horizontal
	Recipiente refrigerante de líquido vertical
	Recipiente de líquido con nivel reflector (Fluidos halógenos)
	Recipiente de líquido con nivel reflector (Amoníaco)

Separadores y filtros

Los separadores son dispositivos diseñados para evitar que se mezclen fluidos de diferentes características.

Tipos de separadores y filtros
	Separador de aceite
	1. Separador de líquido (Indicar el número de salidas y retornos) 2. Separador de líquido
	Separador de líquido horizontal (Indicar el número de salidas y retornos)
	Filtros
	Separadores de gotas
	Filtro de aire

Termómetros y termostatos

Los termómetros son instrumentos para medir la temperatura, mientras que los termostatos son componentes de un sistema de control que abre o cierra un circuito en función de la temperatura.

Tipos de termómetros y termostatos
	Termómetro
	Termómetro a distancia
	Termostato bilamina
	Termostato con bulbo incorporado
	Termostato con bulbo y capilar
	Termostato de evaporación

Reguladores y otros medidores

Tipos de reguladores y otros medidores
	Regulador de nivel (Indicar modelo)
	Regulador capacidad
	Presostato (Indicar baja o alta presión)
	Presostato combinando alta y baja presión
	Presostato diferencial de aceite o presostato de aceite
	Visor de líquido
	Visor de líquido con indicador de humedad
	Manómetro de líquido de U
	Rotámetro (Medidor de caudal de líquidos y gases)

Bombas y ventiladores

Tipos de bombas y ventiladores
	Bomba centrífuga de líquido
	Moto.bomba de líquido (Hermético accesible)
	Bomba centrífuga
	Ventilador centrífugo
	Ventilador helicoidal
	Bomba centrífuga de acoplamiento directo
	Ventilador centrífugo accionado por correa

Otros componentes

Otros componentes de las instalaciones frigoríficas
	Batería refrigerante de agua fría o helada		Unión por bridas
	Batería de calentamiento con agua caliente		Diafragma
	Batería de calentamiento eléctrica		Tramo de pulverizadores
	Deshidratador		Resistencias de calentamiento
	Intercambiador de calor		Purgador de aire automático
	Tubería		Compensador de dilatación de curva completa
	Tubería accesible (Amortiguador accesible)		Compensador de dilatación en forma de lira
	Bridas		Unión por racores roscados
	Empalmes roscados macho		Tubo expansión capilar
	Empalmes roscados hembra		Distribuidor líquido (Indicar número de salidas)
	Soldado		Motor eléctrico
	Motor eléctrico, tipos de alimentación: 1. Contínua 2. Monofásica 3. Trifásica 4. Polifásica		Tanque o depósito abierto
	Tapa de tanque o depósito

6.2. Identificación de tuberías

Las tuberías de las instalaciones frigoríficas se identificarán con señales, etiquetas adhesivas o placas terminadas en punta para indicar el sentido del flujo.

Nota

Cuando lleve puntas en ambos extremos significará que el flujo va en ambos sentidos.

Las señales llevarán los caracteres de identificación del fluido circulante.

Las señales se ubicarán de manera que resulte fácil el seguimiento de la trayectoria de las tuberías, poniendo especial cuidado en bifurcaciones, paso de paredes, pasillos, válvulas, etc.

Las dimensiones y forma de las señales dependerán del diámetro exterior de las tuberías y de su posible aislamiento térmico, siendo recomendables la forma y dimensiones que se especifican en el plano y la tabla siguientes:

Nota

d = dimensiones en mm.

El color de fondo de las señales será el amarillo RAL 1021. Cuando se trate de refrigerantes inflamables (L2, L3) se pintará la punta en rojo RAL 3000.

El estado del refrigerante se reflejará en las señales detrás de su punta con franjas transversales repartidas regularmente según el esquema siguiente:

1. Tuberías de aspiración: azul RAL 5015.
2. Tuberías de descarga: rojo RAL 3000.
3. Tuberías de líquido: verde RAL 6018.

En las instalaciones de compresión simple, de una etapa, en la señal figurará una franja transversal. En las instalaciones con más de una etapa de compresión, las tuberías se diferenciarán poniendo en la etiqueta un número de franjas transversales igual al número de etapas correspondiente (una franja para la primera etapa, dos para la segunda, etc.).

El tipo de refrigerante que circula por las tuberías se indicará con su número de identificación (R-717, R-744, R-404A) o por su fórmula química (NH3, CO2, etc.); en el caso de aceite se indicará con este nombre.

Nota

El número de identificación para los refrigerantes se verá con más detenimiento en el capítulo 3: fluidos frigorígenos.

Ejemplo

Señal para la identificación de la tubería de aspiración de la primera etapa de una instalación con amoníaco.

Caracteres en negro (NH3).

Líneas en negro.

6.3. Ejemplos de esquemas

A continuación se muestra un circuito de refrigeración de un sistema frigorífico formado por un compresor simple de una etapa.

Nota

No siempre se puede encontrar la representación de un esquema frigorífico con la simbología normalizada.

Esquema de una máquina frigorífica

El siguiente esquema muestra los principales elementos de una instalación frigorífica para refrigeración doméstica.

Esquema del módulo hidráulico

Un esquema más concreto de una parte de una instalación podría ser el módulo hidráulico que pueden incorporar las enfriadoras.

Nota

1. Bomba circuladora de agua, de tipo cerrado, que puede tener varias velocidades.
2. Vaso de expansión, de tipo membrana, calculado para un volumen acorde a la potencia.
3. Depósito de inercia o tanque de acumulación de agua colocado en serie con el circuito de agua de la enfriadora, y que sirve para que el equipo no realice arranques demasiado frecuentes.
4. Válvula de retención para evitar corrientes contrarias al flujo normal.
5. Interruptor de flujo, que detecta si el caudal de agua es suficiente para que arranque el equipo frigorífico.

Nota

El módulo hidráulico de una enfriadora suele ofrecerlo el fabricante del material de forma opcional.

7. Elaboración de informes

Para sacar partido a la información procedente de una intervención, se elaborarán una serie de documentos que serán útiles para el seguimiento del equipo en cuestión y, al mismo tiempo, para desempeñar funciones de la organización. Los primeros sirven para mejorar la gestión del mantenimiento y los segundos permitirán la coordinación con otras funciones (nómina de los trabajadores, gestión del inventario de repuestos, etc.).

Este conjunto de actividades se ha recogido bajo la denominación de elaboración de informes.

El contenido de este tipo de informes debe reflejar, como mínimo, la siguiente información:

1. Elemento sobre el que se ha de realizar la tarea. Deben indicarse datos tales como el sistema, subsistema, equipo y módulo, si es necesario, con sus correspondientes códigos funcionales y de clasificación.
2. Código de la tarea. Este código suele hacer referencia a su periodicidad, a la clase de equipo sobre la que se hace la tarea (electrónico, electromecánico, etc.), prioridad de la tarea, etc.
3. Situación o localización del equipo.
4. Categoría del personal de actuación y su número.
5. Duración de la tarea y las horas/hombres totales.
6. Descripción de la intervención. Breve descripción o simplemente la denominación de la tarea.
7. En el caso de una intervención para realizar tareas de mantenimiento es necesario que el técnico conozca las precauciones de seguridad que debe tomar.
8. Materiales. Se refiere a las piezas de repuesto, materiales consumibles, herramientas y equipos de prueba que se han utilizado.

A continuación, se muestra un modelo de informe que puede ser empleado para el desempeño de las funciones del instalador frigorista.

El Reglamento de Seguridad para Instalaciones Frigoríficas en su instrucción técnica complementaria IF-14 establece un modelo de Certificado de revisión que la empresa frigorista extenderá al finalizar cada revisión. En él deberá constar:

1. Nombre, dirección y número de registro de la empresa frigorista.
2. Relación de las pruebas efectuadas.
3. En su caso, relación de las reparaciones, sustituciones o modificaciones realizadas.
4. Declaración de que la instalación, una vez revisada, cumple los requisitos de seguridad exigidos reglamentariamente.

Nota

Los Certificados de revisión se extenderán por duplicado, permaneciendo la copia en poder de la empresa frigorista. El original quedará en el libro de registro de la instalación frigorífica. Los citados Certificados se podrán realizar por medios electrónicos.

Modelo de boletín de revisión

Nota

Estos informes serán de gran utilidad para el técnico encargado de realizar el mantenimiento, pues le servirán de guía para realizar su trabajo. A través de ellos podrá comprobar las tareas de mantenimiento realizadas con anterioridad y los puntos débiles de la instalación.

8. Resumen

Conocer y saber interpretar la tabla de datos técnicos de un equipo le sitúa en un lugar privilegiado para afrontar cualquier reparación o mantenimiento que haya que hacer a la misma.

Fomentar medidas de ahorro y eficiencia energética es necesario para modificar el modelo energético actual. La etiqueta energética de un equipo nos ayuda a conocer el cuidado que tiene con el medio ambiente.

El Reglamento de Seguridad para Instalaciones Frigoríficas y sus instrucciones técnicas complementarias establece las condiciones que deben cumplir las instalaciones frigoríficas en referencia a la seguridad de las personas y los equipos.

Los diagramas psicrométricos facilitan la labor a la hora de conocer con precisión las propiedades termodinámicas del aire húmedo.

Distinguir y aprender los símbolos de los elementos utilizados en esquemas de instalaciones frigoríficas permite realizar una actuación correcta y efectiva.

La elaboración de informes detallados facilita la labor de reconocer el historial de averías y el mantenimiento de la instalación, así como realizar un seguimiento adecuado de la misma.

Ejercicios de repaso y autoevaluación

1. Si se va a realizar la instalación de un equipo frigorífico, lo que nunca se debe hacer es leer el manual técnico antes de realizar la instalación.

1. Verdadero
2. Falso

2. ¿Qué indica la capacidad en una tabla de datos técnicos de un equipo frigorífico?

3. Un equipo frigorífico tiene un EER de 4,56 W/W y una capacidad frigorífica nominal de 4.100 W. ¿Cuál será el consumo nominal del equipo?

1. 18.696 W.
2. 900 W.
3. 900 kcal/h.

4. ¿Qué clasificación energética tendrá el equipo del ejercicio anterior?

5. Según las operaciones mínimas de mantenimiento preventivo, ¿con qué frecuencia hay que comprobar la estanqueidad de circuitos de tubería en una instalación de potencia > 70 kW?

6. ¿Qué Real Decreto aprueba el Reglamento de Seguridad para Instalaciones Frigoríficas?

7. Calcule la longitud equivalente de una instalación de tubería de cobre de 7/8” de diámetro nominal que contiene 68 m de tubería, 12 codos 90º, 4 válvulas esféricas, 2 curvas 45º y 1 válvula de retención.

8. Calcular las variables psicrométricas de aire húmedo que posee una temperatura seca de 30 ºC, una temperatura húmeda de 20 ºC y una presión total de 101325 Pa (1 atm) a través del diagrama de ASHRAE.

9. ¿Qué representa este símbolo?

1. Un condensador por aire por convección forzada.
2. Un evaporador (enfriador) de líquido (tipo inundado) I.
3. Un evaporador (enfriador) de aire de convección forzada.

10. ¿Qué significado tiene este símbolo si se encuentra representado sobre el de una válvula de expansión?