El Maquinante: 2023

miércoles, 27 de septiembre de 2023

EFA UNIDAD 3: Sensores y Dispositivos de control.Parte 2

CONTROLES SECUNDARIOS DE OPERACION

Dispositivo de control de líquido refrigerante
Contactoras
Válvula de agua
Válvula solenoide
Válvula de cuatro vías
Válvula de presión de succión
Válvula de retención

Los más familiares de todos los controles secundarios de operación son los dispositivos de control de líquido refrigerante Los seis dispositivos de control usados son:

Válvula de expansión manual
Flotador de lado de baja
Flotador de lado de alta
Válvula de expansión termostática
Válvula de expansión automática
Tubo capilar
Éstos controles fueron estudiados detenidamente en EFA UNIDAD 1: Ciclo Frigorífico Teórico Parte 4

CONTACTORES
Un contactor es un dispositivo con capacidad de cortar la corriente eléctrica de un receptor o instalación con la posibilidad de ser accionado a distancia, que tiene dos posiciones de funcionamiento: una estable o de reposo, cuando no recibe acción alguna por parte del circuito de mando, y otra inestable, cuando actúa dicha acción. Este tipo de funcionamiento se llama de "todo o nada"

CONTROLES SECUNDARIOS DE SEGURIDAD

Relés eléctricos de sobrecarga
Termóstato de seguridad
Interruptor de alta presión
Válvula de seguridad
Tapón fusible
Disco de ruptura
Interruptor de baja presión
Interruptor de seguridad de aceite

RELÉS DE SOBRECARGA TÉRMICOS Y ELECTRÓNICOS

Sirven para la protección de los motores que integran el ciclo contra sobretensión, sobrecargas y fallos de fase. Estos relés trabajan en conjunto con contactoras.

RELÉS DE SOBRECARGA TÉRMICOS
Los relés térmicos tienen por lo general tres tiras bimetálicos. Las resistencias calefactoras por las que circula la corriente del motor, calientan indirectamente estas tiras.

RELÉS DE SOBRECARGA ELECTRÓNICOS

En estos dispositivos, la corriente de cada fase es medida a través de transformadores de intensidad de corriente integrados. Un circuito basado en microprocesador se encarga de medir y transformar esta señal analógica hasta finalmente disparar al relé en caso de sobrecarga del motor.

VÁLVULA SOLENOIDE
Una válvula solenoide es un instrumento que es operado eléctricamente para controlar el flujo de líquidos o gases en configuración completamente abierta o cerrada.La válvula solenoide es el componente que se utiliza más a menudo para controlar el flujo de refrigerante en un ciclo frigorífico. Esta válvula posee una bobina magnética que, cuando tiene corriente, levanta el émbolo de su interior. Estas válvulas pueden ser del tipo normalmente abierto o normalmente cerrado. La normalmente cerrada no abre hasta que recibe corriente, y la de tipo normalmente abierto se halla siempre así, y no cierra hasta que llega corriente a la misma.

Las válvulas solenoide son del tipo de acción instantánea ya que abren o cierran muy rápidamente bajo la acción de la corriente eléctrica que se aplica a la bobina. Este tipo de válvula puede emplearse para controlar corrientes de líquido o de vapor. La acción brusca de este tipo de válvula puede causar golpes de ariete cuando se instala en la línea de líquido, por lo que se debe tener cuidado en su localización dentro del circuito. El golpe de ariete del líquido ocurre cuando el refrigerante liquido en movimiento se cierra o abre bruscamente por la acción de la válvula solenoide, dando lugar a que el líquido se detenga de forma precipitada cuando se cierra, o golpee las tuberías por dentro cuando se abre.

La válvula solenoide es la responsable del cierre o apertura del flujo de fluido. Este tipo de válvula lleva siempre grabada una flecha para indicar la dirección del flujo de refrigerante.

Aparte de colocar la válvula solenoide en la dirección correcta, debe considerarse la posición en que se instala la misma. La mayoría de estas válvulas tiene un pesado émbolo que se alza para abrir la válvula. Cuando no está magnetizado el émbolo, el peso del mismo cierra la válvula en su asiento. Si la válvula se instala con la parte superior de lado o hacia abajo, la válvula permanecerá en la posición magnetizada, cuando realmente no lo está.
La válvula solenoide debe fijarse en la línea de refrigerante a fin de que no se produzcan fugas de refrigerante. Puede fijarse por medio de racores de conexión, de pletinas o bien con racores soldados. Muchas de estas válvulas requieren alguna atención de servicio de vez en cuando.

VÁLVULA SOLENOIDE DE ACCIÓN INDIRECTA
Existe también una válvula solenoide, conocida por válvula accionada por piloto o válvula de acción indirecta. Esta válvula emplea un asiento muy pequeño en una válvula “piloto” para desviar la presión del gas a alta presión que motiva el cambio de posición de la válvula mayor. Este tipo de válvula utiliza la diferencia de presión para causar un gran movimiento mientras la bobina magnética solenoide tiene que efectuar un alza pequeña del asiento.

Las válvulas piloteadas o de acción indirecta se utilizan cuando deben controlarse grandes tuberías de vapor o de líquido; pueden disponer de más de una sola entrada y salida. Algunas se conocen como válvulas de cuatro pasos y otras de tres pasos y tienen funciones especiales. Si la bobina ha sido diseñada para llevar a cabo la función de interruptor en una válvula de capacidad, dicha bobina ha de ser de gran tamaño con una fuerte alimentación de corriente.

VÁLVULA DE INVERSIÓN DE CUATRO VÍAS
La válvula de inversión de 4 vías es un componente para cambiar el ciclo entre los modos de refrigeración y calefacción y se utilizan en aplicaciones reversibles, tales como bombas de calor o unidades de aire acondicionado y enfriadoras reversibles.
La válvula de 4-vías permite la inversión del ciclo de refrigeración, cambiando de modo de refrigeración en verano a modo de calor en invierno. El ciclo de inversión se inicia mediante una pequeña válvula solenoide piloto que controla el movimiento de un deslizador, que cambia el sentido de circulación del refrigerante. Por lo tanto, cambiando la dirección del flujo de refrigerante, el equipo de aire acondicionado puede incorporar las funciones de refrigeración en verano y calefacción en invierno juntos.
La inversión del ciclo se utiliza también para el descongelamiento de la escarcha en los evaporadores, o desescarche.

Introducción del funcionamiento de una válvula 4 vías:
Una bomba de calor es un sistema central que acondiciona el aire con el ciclo que es reversible.En la estación veraniega el gas refrigerante tiene el poder de absorción del calor del interior de la vivienda y lo saca al medio exterior. En cambio en la estación invernal dicho ciclo citado se invierte con lo cual el gas refrigerante tiene la función de la absorción del calor del medio exterior y lo introduce en el interior de la vivienda. El evaporador y el condensador están obligados a la intercambiar funciones o lo que es lo mismo, invierte el flujo del gas refrigerante.
Se comenzó como una solución de desescarche trabajando la inversión de ciclo y mandando al evaporador el gas caliente desde la descarga, con tal fin de descongelar el hielo que se genera por la condensación del agua en el exterior del evaporador.
Actualmente la válvula 4 vías es el componente esencial para que pueda funcionar un equipo de aire acondicionado en función de calor.La técnica se basa en que la bobina electromagnética obra sobre un patín interior siendo un mecanismo con la capacidad de alterar el cambio de dirección del flujo.Con esta acción el evaporador se transforma en el condensador y de forma viceversa el condensador se transforma en el evaporador.

Esta válvula esta compuesta por la válvula principal y una válvula piloto, esta última tiene como función ayudar a desplazar el patín interior para realizar el cambio de ciclo. Por otro lado la válvula principal esta compuesta por cuatro vías que, para entender su funcionamiento fijaremos las posiciones que no varían en el circuito y así la comprensión en el funcionamiento del paso de refrigerante se simplifica.

En primer lugar la descarga del compresor ira siempre sobre la tubería que esta sola y opuesta a las otras tres por tanto esta línea será gas a alta presión.
En segundo lugar la aspiración del compresor será siempre la tubería central que está acompañada del las otras dos tuberías, las tuberías de los extremos serán las que cambien siendo en función del modo de empleo del equipo (frío o calor) será aspiración o descarga.

Funcionamiento en modo frío

Desde el compresor descarga refrigerante hacia la válvula de 4 vías penetrará por la tubería que está sola, y pasará a la tubería lateral izquierda donde entrará en el intercambiador exterior, aquí el refrigerante se licuará, después se expansionará en el elemento de expansión para entrar en el intercambiador interior y evaporarse saldrá hacia la válvula inversor donde se dirigirá a la tubería lateral derecha pasara a través del patín interior a la tubería fijada como aspiración (tubería central), y llegará al compresor.

Funcionamiento en modo calor

La compuerta deslizante a sido desplazada, entonces el refrigerante como en el caso anterior entra en la válvula de 4 vías penetrará por la tubería que está sola, y pasará a la tubería lateral esta vez derecha dirigiéndose entonces al intercambiador interior donde condensará saldrá y posteriormente se expansionará para entrar en el intercambiador exterior y evaporarse, volverá a la válvula de inversión de ciclo y entrará a ella por la tubería de la izquierda pasando a la central y llegando finalmente al compresor.

PROTECTORES TÉRMICOS

DISCOS DE RUPTURA
Un disco de ruptura es un dispositivo de alivio instantáneo de sobrepresiones o depresiones.
Es un mecanismo que fallará si la presión en un recipiente sellado supera un límite superior, permitiendo así que la presión caiga antes de que se pueden producir otros eventos no deseados. Estas válvulas de seguridad se utilizan en muchas aplicaciones y sirven una amplia variedad de necesidades. También son conocidos como discos de ruptura o diafragmas de ráfaga.

Típicamente, una vez que falla el disco de ruptura, no puede ponerse a cero y debe ser reemplazado. Este requisito de diseño se basa en el razonamiento de que para mantener la seguridad de las operaciones, la causa de la condición de sobrepresión debe ser encontrada y solucionada. El equipo involucrado y el equipo que lo rodea y las estructuras también deben ser inspeccionados antes de su reutilización.

Los discos de ruptura, rotura, alivio o venteo son membranas fabricadas en diversos materiales, diseñados para romperse y permitir la evacuación o paso del fluido a una presión/depresión predeterminada. Los discos de ruptura ofrecen las siguientes ventajas frente a otros sistemas de alivio de presión:

Bajo coste y prácticamente sin mantenimiento.
Respuesta instantánea y sin fallos.
Fugacidad prácticamente nula.
Apertura completa.
Alta fiabilidad

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ENTRADAS RELACIONADAS:

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FUENTES:

M.J.D.

http://www.prucommercialre.com/que-es-un-disco-de-ruptura/

http://www.tecnovent.com/sobrepresiones/discos/discos.htm

El Maquinante: EFA UNIDAD1 Ciclo Frigorífico Teórico Parte 4

Manual Carrier

martes, 27 de junio de 2023

Compresor "Scroll"

Un compresor scroll, también conocido como compresor de espiral, es un tipo de compresor de desplazamiento positivo que comprime internamente aire o gas.

Consta de una parte estatórica y una móvil con figura de espiral, que encajan una dentro de la otra.

La pieza móvil no gira, sino que se mueve circularmente dentro de la pieza estatórica, comprimiendo el refrigerante desde afuera hacia adentro.

¿Cómo funciona un compresor scroll? Un compresor scroll consta de dos elementos en forma de espiral unidos con pernos: una espiral fija y una espiral móvil accionadas por un motor. Las espirales oscilan en un movimiento continuo sin que se produzca el contacto entre los metales, mientras que el aire se comprime en volúmenes cada vez más pequeños en bolsas de aire con forma de media luna. Profundicemos un poco más para entender el mecanismo de la compresión por desplazamiento de los compresores scroll.

La espiral móvil se acciona mediante un cigüeñal de carrera corta y se desplaza excéntricamente alrededor del centro de la espiral fija. El movimiento de la espiral móvil genera una succión que aspira el aire desde la abertura de entrada situada en la parte superior de la carcasa del elemento. El aire o el gas que se captura en las bolsas de aire entre las dos espirales se comprime gradualmente mientras se desplaza hacia el centro de la carcasa, donde están el puerto de salida y una válvula antirretorno. El gas comprimido y presurizado se descarga desde el puerto de salida del centro del conjunto. La válvula antirretorno evita el retorno del gas o del refrigerante.

Fuentes:

v https://www.atlascopco.com/es-mx/compressors/wiki/compressed-air-articles/scroll-compressors

Ángulo de ataque (AoA)

El ángulo de ataque es el ángulo entre la línea de referencia del cuerpo y el flujo que se aproxima. Este artículo se centra en la aplicación más común, el ángulo de ataque de un ala o perfil aerodinámico que se mueve en el aire.

Es un parámetro que influye decisivamente en la capacidad de generar sustentación de un ala o en la capacidad de generar tracción en las palas de una hélice.

Normalmente, al aumentar el ángulo de ataque se incrementa la sustentación hasta un cierto punto en el que ésta disminuye bruscamente, fenómeno que se conoce con el nombre de entrada en pérdida. La dependencia de la sustentación con el ángulo de ataque se puede medir a través de un coeficiente de sustentación cuya variación con el ángulo de ataque α se ilustra en la figura 2. La dependencia teórica para una placa plana viene dada por (α)=2πα.

Debido a la interacción directa entre el ángulo de ataque y la sustentación, el control del mismo es el mando primario de un avión o aerodino de ala fija. En efecto, el aumento de la sustentación genera un aumento de la resistencia aerodinámica, que se opone a la tracción aerodinámica. Es decir se produce una reducción de la velocidad aerodinámica. Esto nos lleva a la conclusión de que la regulación primaria de la velocidad en un avión se efectúa mediante la modificación del ángulo de ataque.

Dado que un ala puede tener torsión, una línea de cuerda de toda el ala puede no ser definible, por lo que simplemente se define una línea de referencia alternativa. A menudo se elige como línea de referencia la línea de cuerda del encastre alar. Otra opción es utilizar una línea horizontal en el fuselaje como línea de referencia (y también como eje longitudinal).Algunos autores no utilizan una línea de cuerda arbitraria sino que utilizan la línea de sustentación nula donde, por definición, el ángulo de ataque cero corresponde a un coeficiente de sustentación cero.

Hay que destacar que existen ciertos dispositivos hipersustentadores que pueden incrementar el ángulo de ataque de entrada en pérdida, es decir reducir la velocidad de entrada en pérdida

En dinámica de fluidos, el ángulo de ataque (AOA, α, o) es el ángulo entre una «línea de referencia» de un cuerpo (a menudo la línea de cuerda de un perfil alar) y el vector que representa el movimiento relativo entre el cuerpo y el fluido a través del cual se mueve.

El ángulo de ataque es el ángulo entre la línea de referencia del cuerpo y el flujo que se aproxima. Este artículo se centra en la aplicación más común, el ángulo de ataque de un ala o perfil aerodinámico que se mueve en el aire.

Es un parámetro que influye decisivamente en la capacidad de generar sustentación de un ala o en la capacidad de generar tracción en las palas de una hélice.

Normalmente, al aumentar el ángulo de ataque se incrementa la sustentación hasta un cierto punto en el que ésta disminuye bruscamente, fenómeno que se conoce con el nombre de entrada en pérdida. La dependencia de la sustentación con el ángulo de ataque se puede medir a través de un coeficiente de sustentación cuya variación con el ángulo de ataque α se ilustra en la figura 2. La dependencia teórica para una placa plana viene dada por (α)=2πα.

Debido a la interacción directa entre el ángulo de ataque y la sustentación, el control del mismo es el mando primario de un avión o aerodino de ala fija. En efecto, el aumento de la sustentación genera un aumento de la resistencia aerodinámica, que se opone a la tracción aerodinámica. Es decir se produce una reducción de la velocidad aerodinámica. Esto nos lleva a la conclusión de que la regulación primaria de la velocidad en un avión se efectúa mediante la modificación del ángulo de ataque.

Dado que un ala puede tener torsión, una línea de cuerda de toda el ala puede no ser definible, por lo que simplemente se define una línea de referencia alternativa. A menudo se elige como línea de referencia la línea de cuerda del encastre alar. Otra opción es utilizar una línea horizontal en el fuselaje como línea de referencia (y también como eje longitudinal).Algunos autores no utilizan una línea de cuerda arbitraria sino que utilizan la línea de sustentación nula donde, por definición, el ángulo de ataque cero corresponde a un coeficiente de sustentación cero.

Hay que destacar que existen ciertos dispositivos hipersustentadores que pueden incrementar el ángulo de ataque de entrada en pérdida, es decir reducir la velocidad de entrada en pérdida.