Máquinas y Equipos Frigoríficos
MÓDULO
FORMACI‡N PROFESIONAL A DISTANCIA
6
Aparatos de Automatismo
Unidad
Antonio Reguera García Arturo García Fernández Ascensión Solís Fernández Juan Carlos Quirós Quirós Luis María Palacio Junquera Manuel F. Fanjul Antuña Yolanda Álvarez Granda
Coordinación de contenidos del ciclo formativo: Javier Cueli Llera
Autor:
Javier Cueli Llera
Desarrollo del Proyecto: Fundación Metal Asturias Coordinación:
Javier Maestro del Estal
Monserrat Rodríguez Fernández Equipo Técnico de Redacción:
Alfonso Fernández Mejías Ramón García Rosino Laura Fernández Menéndez
Luis Miguel Llorente Balboa de Sandoval José Manuel Álvarez Soto
Estructuración y desarrollo didáctico: Isabel Prieto Fernández Miranda Diseño y maquetación:
Begoña Codina González Sofía Ardura Gancedo Alberto Busto Martínez María Isabel Toral Alonso
Colección:
Materiales didácticos de aula
Serie:
Formación Profesional Específica
Edita:
Consejería de Educación y Ciencia Dirección General de Formación Profesional
Servicio de Formación Profesional y Aprendizaje Permanente
ISBN: 84-690-1471-4
Depósito Legal: AS-0591-2006
Copyright:
© 2006. Consejería de Educación y Ciencia Dirección General de Formación Profesional Todos los derechos reservados.
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Queda prohibida la venta de este material a terceros, así como la reproducción total o parcial de sus contenidos sin autorización expresa de los autores y del Copyright.
Sumario general
Objetivos ... 4
Conocimientos ... 5
Introducción... 6
Contenidos generales ... 6
La automatización de un sistema frigorífico ... 7
Los termostatos ... 9
Los presostatos... 20
Las válvulas solenoide ... 28
Los controles electrónicos... 36
Resumen ... 47
Autoevaluación ... 49
Respuestas actividades ... 51
Téc n ic o e n M ontaje y M ante n im ie nt o de I n stalac iones de Frí o, Climatizaci ón y P roduc ci ón de Calo r
Objetivos
Al finalizar el estudio de esta unidad serás capaz de:
Explicar el funcionamiento y las características constructivas de los aparatos colo-cados en los sectores de alta y baja presión de la instalación del sistema frigorífico. Describir la función de los distintos aparatos de automatismo estudiados.
Analizar las características técnicas más relevantes de los diferentes aparatos de automatismo.
Comprobar el funcionamiento de presostatos, termostatos y transmisores de pre-sión y temperatura.
Manejar documentación técnica de los aparatos de automatismo.
Analizar los circuitos de conexionado de distintos aparatos de automatismo: pre-sostatos, termostatos, transmisores de señal, presostato diferencial, etc.
Conocimientos que deberías adquirir
C
ONCEPTOSS
• Termostatos: tipos, aplicaciones, conexiones, características técnicas,º • Presostatos: tipos, aplicaciones, conexiones, características técnicas,º • Válvula solenoide.
• Transmisores de señal: tipos, aplicaciones, conexiones, características técnicas,º • Dispositivos electrónicos de mando: control de desescarche, control de una
cáma-ra, tanques de leche,º
• Reguladores de velocidad para la presión de condensación.
P
ROCEDIMIENTOSS
OBREP
ROCESOSYS
ITUACIONESS• Manejo de catálogos de fabricantes identificando las características principales de los distintos aparatos estudiados, seleccionando el dispositivo adecuado para las aplicaciones que se planteen.
• Manipular los distintos aparatos estudiados.
• Análisis de las instrucciones facilitadas por los fabricantes de los aparatos estudia-dos: conexiones, funcionamiento, instalación, ...
Téc n ic o e n M ontaje y M ante n im ie nt o de I n stalac iones de Frí o, Climatizaci ón y P roduc ci ón de Calo r
Introducción
Una máquina frigorífica puede funcionar sólo con cuatro elementos básicos, desde el punto de vista teórico, pero en la práctica lleva asociados otros aparatos que permiten automatizar y mejorar sus prestaciones.
Para automatizar el funcionamiento de la máquina precisamos, por ejemplo, un termostato para controlar la temperatura del medio que se pretende enfriar.
Si queremos, por ejemplo, proteger la máquina contra temperaturas excesivas del gas de descarga también utilizaremos un termostato.
Las dos situaciones anteriores se podrían resolver empleando transmisores de señal con termorresistencias, por ejemplo.
En cualquier caso vemos que han surgido dos términos distintos: automatizar y proteger. Estudiaremos en esta unidad una serie de dispositivos que permiten realizar estas dos funciones para que la máquina resulte más eficaz y segura: termostatos, presostatos, transmisores de señal, controladores electrónicos,º
Contenidos generales
A lo largo de esta unidad didáctica estudiaremos los distintos tipos de instrumentos utili-zados en las máquinas frigoríficas para automatizar ciertas funciones o para garantizar determinadas funciones relacionadas con la seguridad de la máquina.
La automatización de un sistema frigorífico
La máquina frigorífica funciona de forma automática. Cuando la
temperatu-ra en el espacio que se quiere enfriar aumenta, el compresor se pone en
marcha hasta que la temperatura disminuye por debajo del valor previsto,
momento en el cual el compresor se detiene. Esta operación que en
princi-pio puede parecer sencilla, ya que con un termostato se podría resolver, en
la práctica se complica debido a que es preciso optimizar el funcionamiento
de la máquina.
En unidades didácticas anteriores hemos comprobado cómo se puede formar escarcha en el evaporador; también sabemos que ésta se elimina de forma automática aportando calor o parando la máquina, pero ∂qué aparatos son necesarios para llevar a cabo esta tarea? Por ejemplo podemos emplear válvulas solenoide, si el aporte de calor se realiza con el propio refrigerante descargado por el compresor. Pero ∂cuando deberíamos detener el aporte de calor? Parece evidente que cuando no quede escarcha; aunque ∂cómo sabre-mos que no queda escarcha?
Para verificarlo podríamos utilizar un termostato o también podríamos comprobar el es-pesor de la escarcha mediante células fotoeléctricas.
Otro ejemplo de utilización de aparatos para automatizar el funcionamiento de una má-quina, y lograr así su correcto funcionamiento, es el uso de un presostato para controlar la presión de condensación mediante la puesta en marcha o paro de los ventiladores del condensador. Así se evitaría la disminución del rendimiento de la máquina provocado por una condensación excesiva.
Éstos son ejemplos de aplicaciones de instrumentos con el fin de automatizar el funcio-namiento de una máquina, pero también se utilizan presostatos y termostatos para prote-gerla de, por ejemplo, presiones o temperaturas de descarga muy elevadas.
En una máquina frigorífica existen numerosos aparatos destinados a automatizar su fun-cionamiento, pero en esta unidad estudiaremos los recogidos en el siguiente cuadro.
Téc n ic o e n M ontaje y M ante n im ie nt o de I n stalac iones de Frí o, Climatizaci ón y P roduc ci ón de Calo r APARATO FUNCI‡N
Termostatos • Regulación: control de la temperatura de la cámara.
• Seguridad: limitar la temperatura.
Presostatos • Regulación: control del compresor y presión alta.
• Seguridad: limitar presión y diferencial de aceite. Válvulas solenoide • Automatizar funcionamiento máquina.
Controles electrónicos • Control y automatización máquina.
Tabla 1: Ejemplos de aplicaciones de instrumentos.
Fig. 1: Presostatos, termostatos y transmisores de presión Danfoss.
Los termostatos
Los termostatos cumplen numerosas funciones en la máquina frigorífica,
pe-ro ∂qué termostato utilizar en cada caso? ∂cómo regular el termostato?
∂po-demos conectar directamente un termostato a un motor monofásico?
A estas y otras preguntas similares trataremos de responder en este capítulo.
Podemos definir el termostato como un dispositivo que actúa sobre los contactos de un circuito eléctrico en función de la variación de temperatura del lugar dónde se encuentre su elemento sensor.
En una máquina frigorífica el termostato tiene múltiples aplicaciones entre las que podemos citar las siguientes:
Control de la temperatura ambiente del medio a enfriar.
Control del desescarche: fin de desescarche por temperatura, retardo ventiladores... Control de la temperatura del aceite del compresor y del refrigerante en la tubería
de descarga.
Control de la temperatura de la resistencia de desescarche.
Las dos aplicaciones citadas en primer lugar podemos clasificarlas como aplicaciones para automatizar la máquina, mientras que las dos últimas son aplicaciones de seguridad.
Téc n ic o e n M ontaje y M ante n im ie nt o de I n stalac iones de Frí o, Climatizaci ón y P roduc ci ón de Calo r
En la figura 3 aparecen distintos modelos de termostatos de la casa Danfoss.
Fig. 3: Distintos modelos de termostatos de la firma Danfoss.
En la figura 4 puedes ver un termostato sin carcasa en el que se aprecian las escalas para el ajuste del set point o punto de con-signa (tmax) y para el ajuste del diferencial
(Diff).
También puedes apreciar los terminales para los contactos eléctricos (1,2 ,4).
Características de los termostatos
∂Qué características hemos de tener en cuenta a la hora de elegir o manejar un termostato? Fíjate en los datos que facilitan los fabricantes en sus catálogos (tabla 2) y analicemos después cada uno por separado.
Gama de funcionamiento UT 72 (aplicación universal) UT 73 (contra hielo) • -30 Æ 30°C • 0 Æ 40°C Temperatura ambiente -30 Æ 55 °C Rearme Automático Diferencial Fijo, 2.3 K
Sistema de contactos Inversor unipolar SPDT
Carga de los contactos AC 1: 10 A, 250/380 V (óhmica)
AC 11: 2.5 A, 250/380 V (inductiva)
Tabla 2: Datos técnicos de un termostato universal Danfoss.
o
Diferencial
El diferencial es la diferencia entre la temperatura de conexión y desconexión, o dicho de otra forma, la diferencia entre las temperaturas a las que los contactos cambian de posición. El diferencial puede ser fijo, como el que aparece en los datos anteriores, 2.3 K, o ajustable. En éste caso debes prestar especial atención al ajuste, ya que éste varía con el ajuste de la consig-na o set point. Los fabricantes suelen indicar la forma en que se produce dicha variación. En la figura 5 se muestra la información
faci-litada por DANFOSS para uno de sus termos-tatos con carga de vapor. Se indica a modo de ejemplo el valor del diferencial obtenido para un ajuste del set point y del diferencial. Fíjate en la gran diferencia que se produce, en este caso, entre el valor ajustado y el valor obte-nido. Se puede concluir que no debes observar únicamente la escala para el ajuste del diferen-cial, ya que puede existir una diferencia impor-tante entre el valor ajustado y el valor real.
Fig. 5: Nomograma para ajuste del diferencial (DANFOSS).
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o
Carga de los contactos
máxima que puede pasar por los contactos de forma
egoría de empleo dada, en corriente alterna o
co-to es muy importante si queremos conectar el termostaco-to en serie con el moco-tor
o
Gama de funcionamiento
La gama de funcionamiento indica el intervalo de temperaturas que es posible ajustar en el set point o punto de consigna. Cuanto mayor es este intervalo menor es la sensibilidad del termostato.
o
Rearme
El rearme de un termostato puede ser manual o automático e indica cómo retornan a la posición inicial, después de un cambio, los contactos del aparato.
Si el rearme es manual debemos ac-cionar un botón para devolver los contactos a la posición original, cuando la temperatura haya superado el valor correspondiente.
Si por el contrario el rearme es automá-tico los contactos retornan automáti-camente a su posición original cuan-do la temperatura supere dicho valor. En la figura 6 puede verse el botón de reset de un termostato DANFOSS. Los termostatos con rearme manual no deben emplearse para funciones de automatización.
Fig. 6: Detalle botón reset termostato DANFOSS.
Este parámetro indica la intensidad permanente sin que sufran deterioro. Generalmente se indica para una cat
rriente continua (AC1, AC 3,º) o bien señalando directamente el régimen de carga del motor.
Este da
(obviamente sólo es posible en motores monofásicos) ya que la intensidad nominal del motor no debe superar al valor de carga de los contactos.
o
Sistema de contactos
Generalmente los termostatos incorporan un contacto conmutado unipolar (SPDT).
En la figura 7 aparece el esquema de conexiones para los termostatos DANFOSS.
o
Carga del bulbo
Las cargas del bulbo utilizadas en los termostatos son similares a las empleadas en las válvulas de expansión termostáticas (VETs) y por tanto no las describiremos aquí con detalle.
Un aspecto importante que se debe tener en cuenta para las distintas cargas de bulbo es su tiempo de respuesta, compruébalo en siguiente tabla.
CARGA BULBO TIEMPO RESPUESTA
Vapor Muy rápido
Líquido Rápido Adsorción Lento
Fig. 7: Contactos para termostato DANFOSS.
Tabla 3: Tiempos de respuesta característicos para los distintos tipos de carga de bulbo.
Los catálogos de los fabricantes suelen indicar cuál es la carga del bulbo más adecuada para cada caso.
Una diferencia a reseñar respecto a las VETs, es que cuando la carga del bulbo es del tipo vapor, y para evitar que el fuelle pueda encontrarse más frío que el bulbo, algunos fabricantes incorporan en el termostato una re-sistencia para calentamiento del fuelle, tal y como se
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Existen características que pueden aparecer en los datos técnicos de los termostatos y que debes interpretar correctamente, como por ejemplo ≈rea me manual mínima∆ o
≈rearme manual máxima∆, pero no los comentaremos aquí. Debes ≈investigar∆ en los catálogos para encontrar todas estas alternativas.
r
Te recomendamos la página web de Danfoss:
http://www.Danfoss.com/Spain/BusinessAreas/Refrigeration+and+Air+Conditioning/Pro ducts/Categories.htm
En el siguiente enlace podrás encontrar la información técnica de los termostatos de este fabricante o la de Alco Controls:
http://www.ecopeland.com/alcoliterature.cfm?section=alco3
En este recurso puedes descargar el catálogo de este fabricante.
Existen distintos tipos de bulbos según la aplicación. En los catálogos de los fabricantes aparece la información sobre los distintos tipos de bulbos, que generalmente están identi-ficados con una letra. A modo de ejemplo, en la tabla 4 se muestran los distintos tipos de bulbo de los termostatos Danfoss serie KP.
A Tubo capilar recto
B Tubo capilar remoto por aire,
∅9.5 x 70 mm
C
C1: Sensor para aire ∅40 x 30 mm C2: Sensor para aire ∅25 x 67 mm (incorporado en el termostato)
D D1: Bulbo remoto de contacto doble ∅10 x 85 mm
D2: Bulbo remoto de contacto doble
∅16 x 170 mm
Nota: No puede utilizarse en vaina de sensor (bulbo)
E E1: Sensor remoto de conducto 6.4 x 95 mm ∅
EE2: Sensor remoto de conducto ∅
9.5 x 115 mm
E3: Sensor remoto de conducto ∅
9.5 x 85 mm
F E3: Sensor remoto de conducto 9.5 x 85 mm ∅
Tabla 4 (continuación): Bulbos para los termostatos Danfoss serie KP.
Termostatos especiales
Alguno de los termostatos utilizados en aplicaciones de refrigeración presentan determi-nadas particularidades que los hacen especiales. Vamos a describirlos a continuación.
o
Termostato doble
Este tipo de termostato incorpora dos bulbos y se emplea para proteger la máquina contra tempera-turas de descarga muy altas y para mantener la temperatura del aceite en valores adecuados. Fíja-te en el esquema representado en la figura 9.
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o
Termostato electrónico
En la actualidad se emplean con mucha frecuencia los termostatos electrónicos, que ade-más de llevar la función de termostato, suelen llevar la función de termómetro.
Recuerda que un termostato no mide la temperatura, esa función la realizan los termómetros.
En la figura 10 aparece un termostato electrónico de la firma AKO.
Fig.10: Termostato electrónico AKO y esquemas de conexionado.
Este tipo de termostatos son fáciles de manejar y es posible programar de forma sencilla el diferencial, el tipo de sonda a conectar, la calibración de la sonda, las alarmas,º por lo que su flexibilidad es muy grande.
o
Termostato con zona neutra
Los termostatos con zona neutra (también llamada zona muerta) se emplean frecuente-mente en instalaciones con bomba de calor.
Existen numerosos modelos: con uno o dos contactos, electrónicos, con el ajuste de la zona neutra simétricamente respecto del set point, etc.
Podemos definir la zona neutra de un termostato como la banda limitada por dos valores entre los cuales los dos con-tactos se encuentran en OFF (desactivados). En el caso de que el termostato sólo lleve un contacto, entonces éste tiene una posición en la que el borne común no se conecta a ninguna de las salidas tal y como se representa en la figura 11. En la figura 12 aparece el esquema de conexiones de un termostato para una bomba de calor que incorpora dos contactos, uno para frío y otro para calor. En este caso la zona neutra (ZN) se sitúa por encima del set point (SP). La diferencia en la conmu-tación de los contactos se debe al diferencial, que en este caso no es ajustable. Fig. 11: Contacto de un termostato cuan-do la temperatura se encuentra en la zona neutra.
Fig. 12: Esquema de conexiones y diagrama de funcionamiento de un termostato con zona neutra.
Indica cómo se encontrarán los contactos del termostato de la
figura 12 si la temperatura varía como se indica en el
siguien-te gráfico y los ajussiguien-tes son SP=19 °C, ZN=4 °C y el diferencial
es de 2 °C.
ctividad
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Ajuste del termostato
Recuerda que el termostato no mide temperatura y que, por tanto, para ajustarlo es recomendable utilizar un termómetro con el fin de contrastar los valores de temperatura con los puntos de corte ajustados en el termostato. Las escalas que aparecen en el ter-mostato sólo debes utilizarlas de forma orientativa. Según el tipo de terter-mostato, el ajuste puede variar. A modo de ejemplo te indicamos cómo se ajusta el termostato de la firma ALCO que aparece en la figura 13.
Fig. 13: Ajuste de un termostato ALCO.
Indica cómo se encontraran los contactos del termostato
mos-trado en la figura 13 si los ajustes del
set point
y del
diferen-cial son -6 °C y 4 °C y la temperatura varía como se indica en
la figura.
ctividad
Instalación del termostato
Los propios fabricantes facilitan las recomendaciones para la instalación de los termosta-tos y debes seguirlas convenientemente. A modo de ejemplo te indicamos algunas de dichas recomendaciones para los termostatos Danfoss de la serie KP.
Instalación del bulbo en un termostato con carga de vapor. Observa que el bulbo debe encontrarse en el lugar más frío, como ya hemos comentado anteriormente, y que el capilar no debe montarse formando un sifón.
Ejemplo
Forma de colocar el tubo capi-lar en función de su longitud. Ejemplo
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Los presostatos
Al igual que el termostato, el presostato es un dispositivo de control y
segu-ridad habitual en las máquinas frigoríficas. ∂Sabes cuáles son sus
aplicacio-nes más usuales?
Conociendo las características principales de los presostatos podrás
interpre-tar correctamente los datos suministrados por los fabricantes y las
instruc-ciones de montaje.
Podemos definir el presostato como un dispositivo que actúa sobre los contactos de un circuito eléctrico en fun-ción de la variafun-ción de presión del lugar dónde se en-cuentre su elemento sensor.
En las instalaciones frigoríficas podemos encontrar distin-tos tipos de presostadistin-tos: presostato de baja, presostato de alta, presostato combinado de alta y baja, presostato dife-rencial de aceite.
En una máquina frigorífica el presostato se emplea para realizar las funciones siguientes: Control del compresor, tanto por alta como por baja presión.
Control de los ventiladores del condensador según la presión de alta.
Control de la presión para evitar posibles congelaciones durante el enfriamiento de líquidos.
Control de la presión diferencial de aceite.
? ∂Te has fijado que estas funciones son tanto de control como de seguridad
Sin embargo hay un aspecto importante que debes tener en cuenta: el reglamento de instalaciones frigoríficas prohíbe la utilización de los dispositivos de seguridad como dispositivos de control y regulación.
El dispositivo de seguridad limitador de presión ha de ser conforme con la Norma EN 12263. En dicho reglamento se establecen las siguientes definiciones:
Presostato automático. Dispositivo de desconexión de rearme automático, que se denomina PSH para protección contra una presión alta y PSL para protección contra una presión baja.
Presostato con rearme manual. Dispositivo de desconexión de rearme manual sin ayuda de herramientas, denominado PZH si la protección es contra una pre-sión alta y PZL si la protección es contra una prepre-sión baja.
Presostato de seguridad con bloqueo mecánico. Dispositivo de desconexión ac-cionado por presión, con bloqueo mecánico y rearme manual, únicamente con la ayuda de una herramienta. Se denomina PZHH si la protección es contra una presión muy alta y PZLL si la protección es contra una presión muy baja.
Dispositivo de seguridad limitador de presión máxima sometido a un ensayo de tipo. Dispositivo sometido a un ensayo de tipo, diseñado para que en caso de fa-llo o disfunción del propio instrumento, éste interrumpa el suministro de tensión al equipo.
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Características de los presostatos
Al igual que hemos hecho con los termostatos, vamos a analizar las principales caracte-rísticas de los presostatos a partir de los datos que aparecen en los catálogos de los fabri-cantes. Observa la tabla 5, en ella aparecen los datos de una serie de presostatos de la firma Danfoss.
Tabla 5: Datos de catálogo de presostatos Danfoss.
o
Presión
Los presostatos pueden colocarse en el lado de baja presión (Baja), en el lado de alta presión (Alta) o combinados (Dual).
o
Gama de regulación
La gama de regulación indica la escala de ajuste del set point, en baja (LP) o en alta (HP). En el caso de los presostatos de baja puedes ver como la gama de ajuste va desde, por ejemplo, -0,2 a 7,5 bar. El signo negativo se debe a que se trata de presiones relativas. Recuerda la relación entre presión relativa y presión absoluta:
o
Diferencial
El concepto de diferencial en el caso del presostato es similar al caso del termostato. Puede ser fijo o ajustable. Fíjate como en el caso de los presostatos combinados, en el lado de alta, el diferencial es fijo. En el apartado dedicado al ajuste del presostato co-mentaremos algo más sobre el diferencial.
o
Rearme
El rearme puede ser automático, manual o convertible. En este último caso el usuario decide, según la instalación donde se coloque el presostato, si el rearme es manual o automático. En la figura 15 se representan las distintas posibilidades para seleccionar el rearme en un presostato Danfoss combinado. Recuerda que un rearme manual en una instalación de automatización no tiene sentido.
Fig. 15: Ajuste del rearme en un presostato combinado Danfoss.
o
Carga de los contactos
Al igual que ocurre con los termostatos, en el caso de los presostatos debemos conocer el dato de la carga de los contactos, sobre todo en el caso de que el presostato se conecte direc-tamente al motor en el caso de
equi-pos monofásicos. Carga de los contactos
Corriente alterna
AC1 16 A, 400 V AC3 16 A, 400 V AC15 10 A, 400 V
Corriente de arranque max. (L.R.): 112 A, 400 V
Estos datos se suelen facilitar en fun-ción de la categoría de empleo y suelen aportar, además, datos de corriente de arranque o a rotor blo-queado (LR) del motor; aquí tienes
una muestra. Tabla 6: Datos correspondientes a la carga de los
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o
Sistema de contactos
Los contactos en los presostatos son del tipo SPTD (ya comentados al describir los termostatos). En el caso del presostato DANFOSS, según el tipo de presostato, existen distintas posibilidades tal como puedes ver en la figura 16.
Recuerda cómo interpretar la simbología que aparece en esta figura (puedes repasarla en el módulo Automatismos y Cuadros Eléctricos en la unidad ≈Conocimiento del Material∆):
La flecha
u
indica que cuando la presión sube por encima de la ajustada, el contacto del presostato cambia de posición.La flecha
v
indica que el contacto cambia de posición cuando la presión disminuye por debajo de la ajustada.Fig. 16: Contactos de los presostatos KP Danfoss.
Ajuste del presostato
Para el ajuste del presostato se aconseja la utilización de un manómetro, ya que el pre-sostato no mide presión y los datos que aparecen en las escalas son sólo aproximados. A modo de ejemplo te indicamos como se procedería al ajuste del presostato Danfoss
representado en la figura 17. Interpretemos la información que recoge:
CUT IN. En esta escala ajustamos la puesta en marcha del compresor. Cuando la pre-sión sube por encima del valor ajustado, el motor del compresor se pone en marcha. CUT OUT. Situado en el lado de alta presión se refiere al valor al que se desconec-tará el compresor cuando la presión aumente por encima del valor ajustado. DIFF. Es una escala para el ajuste del diferencial. La presión de parada del compre-sor se obtiene como la diferencia entre la presión de marcha y el diferencial.
DIFF
us
IN
CUT
is
OUT
CUT
min
Fig. 17: Presostato combinado Danfoss.
Los valores de ajuste del presostato dependen de la función que esté realizando y del refrigerante utilizado.
Instalación del presostato
Con los presostatos ocurre igual que con los termostatos: siempre han de seguirse las ins-trucciones del fabricante.
Observa la figura 18; en ella aparece alguna de las instrucciones para la instalación de los presostatos Danfoss.
Fíjate que cuando el presostato se encuentre situado por debajo de la tubería, la conexión del tubo debe realizarse por la parte superior de la tubería para evitar la posible llegada de líquido al fuelle.
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El esquema eléctrico que te mostramos a continuación
corres-ponde a un presostato de baja presión con el
set point
ajusta-do a 4 bar y el diferencial a 2,5 bar.
Si la presión del lado de baja es de 2 bar y se encuentra
ba-jando, indica cómo se encontrarán los contactos del
presosta-to. Razona la respuesta.
ctividad
a
3
Consulta de nuevo la figura 16. ∂Qué presostato
seleccionarí-as para controlar la presión de condensación utilizando los
ventiladores del condensador?
Señala cómo lo conectarías a un ventilador con motor
mono-fásico.
ct
iv
id
Presostato diferencial de aceite
La misión del presostato diferencial de aceite en un compresor es la de interrumpir su funcionamiento cuando la diferencia de presión entre la salida de la bomba de lubricación y el carter es muy baja. Cuando la presión diferencial de
aceite cae por debajo del mínimo aceptable, el presostato debe de-tener el compresor transcurrido un retardo que suele variar entre 45 y 120 segundos. El presostato se rearmará de forma manual una vez eliminada la causa que provocó el fallo. En la figura 19 puedes ver un presostato diferencial de aceite co-nectado en un compresor. El esquema de conexiones
de este presostato es el representado a continuación. Fig. 19: Presostato diferencial deaceite MP 55 Danfoss.
Fig. 20: Esquema de conexiones del presostato MP 55 Danfoss.
Cuando el contacto T1 √ T2 se encuentra cerrado durante un tiempo suficientemente largo, como consecuencia de una diferencia de presión excesivamente baja, el contacto A √ B pasa de la posición A a la posición B interrumpiéndose la corriente en la bobina del contactor C1 y parando el compresor.
Los datos correspondientes a las presiones de arranque y parada del compresor debido a la actuación del presostato diferencial, así como los presostatos diferenciales aptos para cada compresor, se encuentran incluidos en su documentación técnica.
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Las válvulas solenoide
En la práctica totalidad de las máquinas frigoríficas resulta imprescindible
controlar de forma automática el flujo del refrigerante o del líquido del
me-dio de enfriamiento, abriendo o cerrando su paso por la tubería. Esta
fun-ción la realiza la válvula solenoide, que no es más que una válvula
contro-lada por una señal eléctrica.
La señal eléctrica puede proceder de un termostato, para abrir o cerrar el
paso de refrigerante hacia el evaporador; de un reloj programador, para un
desescarche por gas caliente...
Las válvulas solenoides se emplean para controlar el paso de un fluido por una tubería. A diferencia de las válvulas motorizadas, que regulan el paso del fluido (recuerda la vál-vula de expansión termostática con motor paso a paso) éstas sólo pueden trabajar en modo todo√nada, es decir, sólo pueden estar completamente abiertas o completamente cerradas.
La válvula solenoide, como su propio nombre indica, esta accionada por una bobina o solenoide que hace que la válvula abra o cierre. Cuando se hace circular corriente eléc-trica por la bobina aparece un campo magnético que desplaza un émbolo móvil abrien-do o cerranabrien-do la válvula; observa la figura 21 y comprenderás su funcionamiento.
En al figura 22 puedes ver una representación de una válvula solenoide Danfoss sec-cionada; en ella se aprecian las distintas partes que la forman.
Fig. 22: Sección de una válvula solenoide Danfoss.
Clasificación de las válvulas solenoide
Existen distintos criterios de clasificación de las válvulas solenoide:
De acción directa CL ASIFICACI‡N SEG„N : Capacidad del sistema Pilotadas
Téc n ic o e n M ontaje y M ante n im ie nt o de I n stalac iones de Frí o, Climatizaci ón y P roduc ci ón de Calo r Posición > en reposo • Normalmente abiertas • Normalmente cerradas De dos vías De tres vías CL ASIFICACI‡N SEG„N : N≥ de conexiones a las tuberías De cuatro vías
Tabla 7 (continuación): Clasificación de válvulas solenoides.
Veamos a continuación cuáles son las principales características de algunas de estas válvulas.
o
Válvulas de acción directa
Este tipo de válvulas se utilizan en sistemas de poca capacidad ya que para capacidades grandes sería necesario utilizar bobinas de gran tamaño.
En las válvulas de acción directa cuanto más grande es la diferencia de presión entre la entrada y la salida, más difícil resulta abrir la válvula. Al valor máximo de la diferencia de presión con la que se puede lograr abrir la válvula se le llama MOPD y es uno de los datos que aparecen en los catálogos de los fabricantes.
Observa los siguientes datos; corresponden a un catálogo
Danfoss y si los analizas comprobarás que cuanto mayor es la bobina mayor es el MOPD.
o
Válvulas pilotadas
Se utilizan cuando la cantidad de fluido que se quiere controlar es grande (mayor diáme-tro de la tubería).
En este tipo de válvulas la bobina no actúa sobre el orificio principal, sino sobre un orifi-cio de menor tamaño que en combinación con la presión de la línea hace que una válvu-la de mayor tamaño cambie de posición.
En la figura 24 puedes ver una válvula piloto de cuatro vías, fíjate como la bobina actúa sobre una válvula de menor tamaño, que a su vez actúa sobre la válvula principal.
Fig. 24: Válvula piloto de cuatro vías.
Las válvulas pilotadas suelen llevar incorporadas la opción de abrirlas o cerrarlas de forma manual para el caso de que se produjese un fallo de origen eléctrico.
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o
Válvulas de cuatro vías
Este tipo de válvula se emplea fundamen-talmente en sistemas con bomba de calor, para seleccionar el funcionamiento como calefacción o refrigeración.
También es posible realizar un desescar-che por inversión de ciclo utilizando una de estas válvulas (recuerda la unidad In-tercambiadores de Calor).
Generalmente se trata de válvulas pilota-das. Para comprender mejor su funcio-namiento observa la figura 27.
En ella se representa una válvula conec-tada a un compresor y dos intercambia-dores de calor que aparecen con la
de-nominación INTERIOR y EXTERIOR, en referencia al lugar físico que ocupan.
Fig. 26: Válvula de cuatro vías. Denominación de sus tuberías.
Fíjate en que cuando la máquina invierte el ciclo, la unidad que se encuentra en el inter-ior, pasa de ejercer de condensador a actuar como evaporador o viceversa, de ahí que resulte más conveniente la denominación de los intercambiadores de calor en función del lugar físico que ocupan que, lógicamente, no cambia al invertir el ciclo.
EL REFRIGERANTE PASA DESDE LA LÍNEA DE DESCARGA A LA TUBERÍA SITUADA A LA IZQUIERDA A TRAVÉS
DE ESTE ORIFICIO.
LAS TUBERÍAS DE ASPIRACIÓN Y DEL INTERCAMBIADOR EXTERIOR SE ENCUENTRAN
UNIDAS POR MEDIO DE ESTA CONEXIÓN
Fig. 28: Válvula de cuatro vías seccionada.
En esta figura puedes ver una válvula de cuatro vías seccionada. La posición en la que se encuentra la válvula es la correspondiente al dibujo de la izquierda de la figura 27 (bobi-na excitada) como podrás comprobar fácilmente.
Selección de la válvula
Para seleccionar una válvula solenoide debemos tener en cuenta la capacidad requerida y el lugar donde se va a instalar.
El fabricante indica la capacidad nominal de la válvula en función del refrigerante y de la línea donde se instale: líquido, aspiración o gas caliente.
Las capacidades de la válvula se indican en función de distintos parámetros como tempe-ratura del líquido, tempetempe-ratura de evaporación, caída de presión en la válvula,º En los catálogos existen además tablas o fórmulas que permiten calcular las capacidades para valores distintos de dichos parámetros.
Además de conocer la capacidad, para seleccionar una válvula, también debemos tener en cuenta otros aspectos como los relacionados con las conexiones de las tuberías, ten-sión de la bobina, posibilidad de apertura manual, NA o NC,º
Al igual que ocurría con la válvula de expansión, Danfoss dispone de una herramienta muy sencilla para seleccionar la válvula solenoide de forma simple.
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Aplicación informática para la selección de válvu a solenoidl e
Aplicaciones de la válvula solenoide
Aunque la válvula solenoide tiene múltiples aplicaciones, la más frecuente es el funcio-namiento en pump-down o vaciado del evaporador, que consiste en controlar la válvula solenoide por medio del termostato, de forma que cuando se ha alcanzado la temperatu-ra deseada éste desconecta la alimentación de la válvula certemperatu-rando el paso de líquido hacia el evaporador.
El compresor continúa funcionando absorbiendo el refrigerante que aún queda en el evaporador, hasta que la presión disminuye y alcanza el valor ajustado en el presostato de baja; en ese momento se desconecta el compresor. Cuando el termostato detecta un aumento de temperatura, la válvula solenoide abre de nuevo, sube la presión de baja y arranca de nuevo el compresor.
Otra aplicación típica de la válvula solenoide es el desescarche por gas caliente como ya hemos comentado en la unidad de intercambiadores de calor.
En la figura aparece un esquema de una instalación frigorífica
tomado del
Manual de Automatización de instalaciones de
refrigeración comerciales de Danfoss,
que se ha modificado
ligeramente, para el propósito de la actividad.
Indica qué función tiene el presostato KP 5 y qué elemento
controla la válvula solenoide EVR.
ctividad
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Los controles electrónicos
Los componentes electrónicos en los últimos años han alcanzado un
desa-rrollo muy grande y se comercializan a unos precios muy competitivos,
ra-zón por la cual cada vez se utilizan más en las máquinas frigoríficas.
Hasta hace poco tiempo los circuitos de control de las máquinas frigoríficas
es-taban basados en la tradicional tecnología de relés, pero en la actualidad
exis-ten numerosas aplicaciones que permiexis-ten mejorar significativamente el control
y mantenimiento de las máquinas a partir de una programación muy sencilla:
señales de alarma vía móvil, registros de temperaturas, control de desescarche,
control de la presión de condensación, regulación PIDº; éstas son algunas de
las funciones que podemos encontrar para este tipo de dispositivos.
En el mercado existen muchos y variados modelos de controles electrónicos;
en esta unidad comentaremos sus principales características. En cualquier
caso suelen ser sencillos de manejar.
Funciones de los controles electrónicos
Son numerosos los fabricantes de dispositivos de control electrónico para cámaras frigoríficas y existe en el mercado una gran cantidad de modelos, pero básicamente son todos muy simi-lares. Las funciones que incorporan suelen ser las mismas y únicamente cambia la denomi-nación de los distintos parámetros.
Como no es posible estudiar los modelos de varios fabricantes hemos elegido uno de
Danfoss y a partir de él deberías ser capaz de entender los modelos de otras marcas. El modelo elegido es el que muestra la figura 29, el EKC 204A
Controlador de temperatura.
Entre las funciones más habituales de estos controladores podemos encontrar las que se describen a continuación.
o
Termostato
Mediante un control electrónico es posible ajustar el set point y el diferencial, de forma similar a como se hace con un termostato convencional. Además suelen incorporar una función que limita los valores superior e inferior de las temperaturas de corte del termos-tato, para evitar posibles errores por parte del usuario, de forma que no es posible pro-gramar temperaturas por encima o por debajo de estos valores.
También es posible seleccionar las unidades en las que se mide la temperatura (°C o °F). Por otro lado para compensar la longitud de los cables de las sondas pueden incorporar una función que permite calibrarlas.
l
Al igual que ocurre con los termostatos convencionales (ver la unidad Conocimiento del Material del módulo Automatismos y Cuadros E éctricos) es posible seleccionar que la máquina funcione permanentemente o se encuentre siempre parada, independientemen-te de la lectura de las sondas.
Este modelo de controlador incorpora más funciones para el termostato pero no las co-mentaremos aquí por tratarse de opciones menos generales, aunque en ningún caso de-ben considerar inútiles. Te recomendamos que consultes el manual de este equipo si quieres obtener más información.
o
Alarmas
Una de las ventajas de los controles electrónicos es la posibilidad de realizar múltiples funciones que de otra forma no sería posible con un coste razonable, como por ejemplo: alarma por temperatura muy alta o muy baja, puerta abiertaº
Las alarmas se pueden retardar un tiempo para evitar emitir la señal de alarma cuando en realidad no exista tal situación. Por ejemplo, si abrimos la puerta de la cámara la alarma de puerta abierta no debería activarse de forma inmediata ya que no se ha producido ninguna situación anómala. En cambio, sí deberá activarse la alarma si nos dejamos la puerta abierta.
o
Desescarche
Los controladores electrónicos incorporan la posibilidad de seleccionar el tipo de deses-carche: por resistencias, gas caliente, dejando en marcha los ventiladores del evaporador (para cámaras de temperatura positiva)º
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Además de seleccionar el tipo de desescarche, también es posible ajustar otros paráme-tros para lograr que dicho desescarche resulte lo más eficaz posible. Entre las funciones más habituales podemos citar las siguientes:
Inicio del desescarche. Para esta función existen varias posibilidades: • Inicio a intervalos de tiempo fijos.
• Inicio a determinadas horas del día.
El inicio del desescarche depende del tiempo que la máquina lleve produciendo frío, de forma que si la máquina funciona poco tiempo porque la carga frigorífi-ca sea baja, los desesfrigorífi-carches se retrasan. Recuerda que durante el desesfrigorífi-carche se produce un gasto de energía, por lo que no resulta conveniente realizar des-escarches de forma innecesaria.
• Manual, generalmente actuando sobre una de las teclas del programador. • Utilizando una de las entradas digitales para dar la señal de inicio de
desescar-che, por ejemplo a partir de una célula fotoeléctrica o cualquier otro sistema que detecte el espesor de la escarcha acumulada.
• A través del bus de datos que conecta el controlador con un PC o un autómata programable.
Tiempo de goteo para retardar la inyección de líquido en el evaporador una vez que ha finalizado el desescarche.
Retardo de los ventiladores, para evitar que éstos se pongan en marcha una vez fi-nalizado el desescarche, de forma que no se produzca un choque entre el aire ca-liente que sale del evaporador y el aire frío que se encuentra en la cámara.
Fin de desescarche por tiempo, temperatura o una combinación de los dos.
o
Compresor
En el compresor es posible programar algunos parámetros, como por ejemplo el mínimo tiempo entre dos arranques consecutivos, lo que resulta muy útil en compresores con motor monofásico y bajo par de arranque, como veremos posteriormente.
o
Ventiladores del evaporador
Es posible programar el retardo en la parada del ventilador del evaporador tras la parada del compresor o bien hacer que se detenga si la puerta de la cámara se encuentra abierta.
o
Monitorización y registro de temperaturas
El controlador da opción a registrar las temperaturas excesivas que puedan producirse, registrando el momento en que ha ocurrido.
o
Otras funciones
Con los controles electrónicos es posible seleccionar el tipo de sonda (Pt100, NTC, termo-par,º) o la función de la entrada digital (puerta abierta, pulsador para desescarche, etc.).
Como has podido comprobar son muchas las funciones que incorporan los controla-dores electrónicos. Sus numerosas prestaciones y su bajo coste hacen que cada vez sean más utilizados. En el módulo Automatismos y Cuadros Eléctricos te proponemos una práctica para que manejes uno de estos dispositivos.
Cabe señalar que la programación de estos dispositivos suele ser bastante sencilla ya que se organizan en carpetas (alarmas, desescarche, ventiladoresº) y en cada una de ellas existe una serie de parámetros que se pueden ajustar.
Conexionado de los controles electrónicos
El conexionado de un control electrónico depende de sus prestaciones, pero de forma general podemos indicar lo siguiente:
1. Los controles electrónicos incorporan varias señales de entrada de tipo analógico: Pt, NTC, termoparº, generalmente para medir distintas temperaturas tales como ambiente, fin de desescarche, salida aire evaporador, etc.
2. Disponen, así mismo, de alguna entrada digital, con las que es posible programar distintas situaciones como hemos visto anteriormente. Este tipo de entrada es un contacto procedente de un interruptor, final de carrera,º
3. Pueden llevar entradas 4 √ 20 mA ó 0 √ 10 V para la conexión de un transmisor de señal, generalmente de presión.
4. Las salidas suelen ser de tipo digital aunque también pueden incorporar una salida tipo TRIAC para el control de válvulas de expansión electrónicas.
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Fig. 30: Circuitos de conexión de dos controladores electrónicos (DANFOSS y ALCO).
Control electrónico de los condensadores
Los controles electrónicos se utilizan hoy en día para controlar la presión de condensa-ción en los condensadores refrigerados por aire.
Como sabes la presión de condensación aumenta al aumentar la temperatura ambiente y una forma de controlarla es regulando el caudal del aire que refrigera los condensadores. En el esquema de la figura 31 se
repre-senta un controlador sencillo para los ventiladores del condensador. A medi-da que aumenta la necesimedi-dad del cau-dal de aire se ponen en marcha uno, dos, tres o cuatro ventiladores.
Para medir de forma continua el valor de la presión de condensación se emplea un transmisor de presión (5) que convierte la señal de presión en una señal eléctrica, normalmente de 0 √ 10 V o de 4 √ 20 mA.
Fig. 31: Control electrónico de la presión de condensación (ALCO-CONTROLS).
En esta figura puedes observar el aspecto físico de un transmisor de presión ALCO, este transmisor convierte una señal de presión que puede variar entre 0 y 30 bar en una señal de corriente comprendida
entre 4 y 20 mA. Fig. 32: Transmisor de presión
Fíjate que si el cable de corriente se rompe, el valor de la señal sería 0 mA y el circuito electrónico podría distinguir el valor 0 mA (rotura del cable) del valor 4 mA (valor míni-mo de la señal de presión).
Fig. 33: Relación presión-corriente en un transmisor de presión ALCO.
Este tipo de transmisor de presión no sólo se utiliza para el control de los condensadores sino que tiene su lugar en numerosas aplicaciones, como por ejemplo en el colector de aspiración de una central frigorífica para enviar el valor de la señal de presión al control electrónico, tal como puedes ver en la figura 34.
Fig. 34 a) y b): Transmisor de presión y control electrónico para una central frigorífica.
Otro caso típico de aplicación de este tipo de transmisores de presión es el control de cámaras con válvula de expansión electrónica.
Recuerda que para la medida del recalentamiento se puede emplear el método presión√temperatura, y para ello se necesita conocer la presión de aspi-ración y la temperatura a la salida del evaporador. Observa la posición del transmisor en la figura 35.
Fig. 35: Control de una cámara conválvula de expansión electrónica (ALCO-CONTROLS).
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Controladores con regulación PID
No vamos a estudiar con detalle en esta unidad didáctica los distintos tipos de reguladores que existen pero sí comentaremos brevemente al-gunas de sus características dado que cada vez aparecen con más frecuencia en aplicaciones donde la temperatura o la humedad deben permanecer lo más estables posible.
Describiremos aquí los sistemas de control basados en reguladores PID (Proporcional √ Integral √ Diferencial). Se trata de sistemas complejos y están basados en la existencia de una señal de realimentación, de modo que un captador, por ejemplo una sonda de
tempera-tura (Pt 1000), detecta continuamente el valor de la señal que estamos regulando y la envía a un controlador. Éste compara el valor medido en cada instante con el valor deseado y actúa sobre el sistema, es decir actúa en función del error que exista en el sistema.
Fig.36: Variación de temperatura para distintos ajustes PID.
En un controlador PID los valores de la parte proporcional, integral y diferencial pueden ajustarse, pero generalmente incorporan una función de autosintonizado de forma que es el propio controlador el que ajusta estos parámetros. Ajustando convenientemente estos parámetros, podemos obtener distintas aproximaciones de la variable regulada al valor deseado, tal como aparece en la figura 36.
Los sistemas con control PID consiguen ajustar la variable que se esta controlando al valor deseado con unos márgenes de error muy bajos.
En al figura 37 se comparan los resultados obtenidos aplicando distintas acciones de control (P, PI o PID) para alcanzar un determinado valor de temperatura (indicada en color rojo en la figura). Puedes compro-bar que cuando se aplica control únicamente propor-cional siempre aparece error, es decir, no se alcanza el valor deseado de la variable regulada. Cuando se aumenta la acción P, el error disminuye pero aumen-tan las oscilaciones de dicha variable. Cuando la acción de control es PI o PID el error desaparece.
Fig. 37: Influencia de la acción de control en la variación de la variable controlada.
Instrumentos para la adquisición y registro de datos
dos al consumo humano, establece que se debe disponer de instrumentos de medida y registro adecuados para controlar, a intervalos regulares y frecuentes, la temperatura a la que se encuentran sometidos.
Los instrumentos de medida deben cumplir las normas EN 12830, EN 13485 y EN 13486. Además los explotadores de empresas alimentarias deberán fechar y guardar las temraturas registradas al menos durante un año, teniendo en cuenta la naturaleza y el pe-ríodo de conservación de los alimentos ultracongelados.
El reglamento CE N≥ 37/2005 relativo al Control de las temperaturas en los medios de transporte y en los locales de almacenamiento de alimentos ultracongelados destina
-Para cumplir con estas especificaciones los fabricantes de instrumentos electrónicos han diseñado sistemas de medida, registro y almacenamiento de temperatura, que suelen denominarse data√loggers.
En la figura 38 se muestra uno de estos equipos de la firma Eliwell.
Fig. 38: Registrador de temperaturas Eliwell.
Otros equipos además de incluir las funciones de registro y almacenamiento de datos incorporan las funciones tradicionales de los controladores electrónicos: control de la válvula de expansión electrónica, desescarche, alarmas, etc. (Figura 39).
Téc n ic o e n M ontaje y M ante n im ie nt o de I n stalac iones de Frí o, Climatizaci ón y P roduc ci ón de Calo r l
Fig. 39: Funciones del controlador AKC 72 de Danfoss.
En muchos casos los controladores electrónicos incorporan funciones como, por ejem-plo, HACCP. ∂Qué quiere decir esto? El HACCP (Hazard Analisys and Critical Contro Point) o Análisis de Riesgos y Control de Puntos Críticos es un procedimiento para garan-tizar la inocuidad de los alimentos. Para llevarlo a cabo es necesario realizar distintas medidas de temperatura, registrarlas y analizarlas.
Estos dispositivos memorizan los datos de tiempo en los que el producto se encuentra fuera de los límites establecidos y las temperaturas máxima y mínima alcanzadas.
Además registran los posibles apagones de la máquina y el tiempo empleado en volver al rango de temperatura deseado. Si se produce algún error en la sonda de temperatura también memorizan el momento en que ha ocurrido.
Control de la humedad relativa
Otra de las variables que es necesario controlar en los equipos frigoríficos es la humedad relativa del aire (HR). La conservación de determinados productos exige mantener la HR en unos valores adecuados. En la figura 41 aparece un controlador de humedad relativa y una sonda de la firma Eliwell.
Fig. 41: Control electrónico de humedad y sonda resistiva.
Para medir la humedad relativa se utilizan sondas de tipo resistivo o capacitivo. Estas sondas basan su funcionamiento en la variación de la resistencia o de la capacidad de un circuito eléctrico en función de la humedad relativa del aire.
Otros controles electrónicos
Hasta ahora hemos estudiado algunas de las aplicaciones más habituales de los controles electrónicos, pero existen otras muchas. Necesitaríamos mucho tiempo para describir todas las posibles aplicaciones de estos instrumentos y por eso aquí incluiremos sólo algunos ejemplos que fácilmente podrás encontrar en tu carrera profesional.
Controles electrónicos para la generación de agua caliente sanitaria, ACS.
Fig. 42: Control electrónico Eliwell para la generación de ACS.
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Equipos para el control de la fermentación de la masa del pan. Con ellos se pueden controlar las distintas fases que constituyen el proceso de elaboración del pan. Equipos para el control de los tanques de leche.
Fig. 43: Control electrónico para la
elaboración de masas de pan. Fig. 44: Control electrónico paratanques de leche.
En algunas ocasiones estos instrumentos pre-sentan un formato diferente similar al que aparece en la figura 45.
Este tipo de tarjetas deben instalarse en un armario adecuado ya que los componentes
no se encuentran protegidos. Fig. 45: Control electrónico unidad
con-densadora en formato tarjeta.
Como has podido ver son numerosos los controles electrónicos que existen en el mercado, pero todos ellos tienen unas características comunes:
Entradas analógicas: termopar, termorresistencia, transmisor de presiónº Entradas digitales: un contacto libre de potencial normalmente abierto. Entradas 4-20 mA ó 0-10 V.
Salidas digitales tipo relé. En la figura 45 puedes apreciar los relés de salida. Programación sencilla adaptada a la aplicación específica para la que fueron
Existen numerosos aparatos destinados a automatizar el funcionamiento de una máquina frigorífica; con-cretamente algunos son:
• Termostastos: controlar/limitar la temperatura de la cámara.
• Presostatos: controlar el compresor y la presión alta.
• Válvulas solenoide: automatizar el funcionamiento de la máquina.
• Controles electrónicos: controlar y automatizar el funcionamiento de la máquina.
Dispositivos que actúan sobre los contactos de un cir-cuito eléctrico en función de la variación de temperatu-ra del lugar dónde se encuentre su elemento sensor.
• Termostato zona neutra: termostato en el cual los contactos se están en OFF cuando la temperatura se encuentra dentro de la zona neutra.
Dispositivo que actúa sobre los contactos de un cir-cuito eléctrico en función de la variación de presión del lugar dónde se encuentre su elemento sensor.
• Presostato diferencial de aceite: presostato que desconecta el compresor cuando la diferencia de presión entre la salida de la bomba de lubricación y el carter del compresor es inferior al valor prede-terminado.
Diferencial: diferencia entre la temperatura de co-nexión y descoco-nexión, o dicho de otra forma, dife-rencia entre las temperaturas a las que los contactos cambian de posición. Puede aplicarse a un termosta-to o un presostatermosta-to.
Resumen
La automatización de un sistema frigorífico Los termostatos Los presostatosTéc n ic o e n M ontaje y M ante n im ie nt o de I n stalac iones de Frí o, Climatizaci ón y P roduc ci ón de Calo r
Válvula que funciona en modo todo-nada para con-trolar el paso de un fluido por una tubería y que es accionada por un solenoide.
• Válvula de cuatro vías: válvula de accionamiento automático que, generalmente con dos vías, co-munica dos zonas del sector de alta y otras dos del sector de baja y cuya finalidad es intercambiar la interconexión entre ambas con el objetivo de efec-tuar un desescarche por inversión de ciclo o en máquinas que funcionan como bomba de calor. Equipo programado para realizar distintas funciones
permite man-en una instalación frigorífica: control del desescar-che, medida de temperaturas, º Permiten mejorar y simplificar el control de la máquina.
• Control PID: sistema de control que
tener una variable, por ejemplo la temperatura, en un valor fijo aunque aparezcan perturbaciones. Las válvulas solenoide
Autoevaluación
1.
Un presostato es un dispositivo que:a. A partir de una señal de temperatura abre o cierra contactos eléctricos.
b. Cuando una señal de presión alcanza el valor de reglaje, los contactos de
apertura/cierre cambian de posición.
c. Mide la presión en una tubería.
2. El termostato ambiente se instala:
a. En la corriente de aire que sale del evaporador b. En la corriente de entrada de aire al evaporador
c. En algún lugar de la cámara que no este influenciado por corrientes de aire o
fuentes de calor diversas.
3.
Un termostato con selector automático / paro:a. Permite desconectar la máquina de forma manual sin necesidad de modificar el
ajuste de la temperatura
b. Los termostatos no tienen esa función, ya que es propia del automatismo c. Permite conectar la máquina de forma permanente.
4.
Un termostato con carga de vapor debe tener el bulbo en la parte más fría de todo el sistema, por lo que en algunos casos:a. Incorporan una resistencia de calentamiento del fuelle b. Debe aislarse convenientemente el bulbo
c. No debe emplearse en aplicaciones de alta temperatura
5.
Un presostato con ajuste diferencial permite:a. Regular las presiones de máxima y mínima (parada y arranque). b. Los presostatos no tienen diferencial.
c. Modificar el punto de consigna sin alterar las presiones máxima y mínima.
6.
Si el ajuste del diferencial en el presostato de baja es muy pequeño puede ocurrir:a. Que el compresor no se pare.
b. Que el compresor funcione en ciclos cortos. c. Que el compresor no arranque.
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7.
La capacidad de ruptura de un presostato o de un termostato hace referencia a:a. La mínima intensidad que puede pasar por los contactos.
b. La máxima intensidad que puede pasar por los contactos sin que se deterioren
durante un tiempo suficientemente largo.
c. La presión o temperatura que pueden soportar sin que se produzca la ruptura de
los contactos.
8.
Un presostato combinado es aquel que:a. Combina en un solo dispositivo las funciones de presostato y manómetro. b. Tiene dos tomas de presión, una para el lado de baja y otra para el lado de alta
presión.
c. Combina en la misma escala la regulación de la consigna y del diferencial.
9.
A. López va a comprar un presostato. Cual de las siguientes informaciones es más precisa en el momento de pedirlo al vendedor:a. Gama de regulación, tipo de refrigerante, conexiones a la tubería y tipo de
dife-rencial.
b. Gama de regulación, tipo de refrigerante y número de contactos. c. Gama de regulación, capacidad de ruptura y tipo de refrigerante.
10.
A. López quiere comprobar el funcionamiento de un termostato cuyo margen de regulación es de 8 a 45 oC utilizando un polímetro para medir continuidad en loscontactos. Regulando la consigna a 20 oC y sujetando el bulbo con la mano,
comprueba que el funcionamiento de los contactos es el correcto. En estas condi-ciones observa que entre los terminales 1 - 3 hay continuidad y entre los termina-les 1 √ 2 no.
Si queremos emplear el termostato para poner en marcha un ventilador cuando la temperatura sea superior a la consigna, emplearemos los contactos:
a. 1 √ 3. b. 1 √ 2.
c. Este termostato no sirve para esta aplicación dado que el contacto conmutado
Respuestas Actividades
1.
La siguiente figura muestra cómo se encuentran los contactos del termostato, te-niendo en cuenta la temperatura, ajuste y diferencial indicados:2.
La siguiente figura muestra cómo se encuentran los contactos del termostato, te-niendo en cuenta la temperatura, ajuste y diferencial indicados:Téc n ic o e n M ontaje y M ante n im ie nt o de I n stalac iones de Frí o, Climatizaci ón y P roduc ci ón de Calo r
3.
Para un presostato de baja (LP) Danfoss se cumple:CUT IN minus DIFF = CUT OUT; por tanto, tendremos: 4 √ 2.5 = 1.5 bar. Como la presión del lado de baja es 2 bar el contacto se encontrará tal y como aparece en la imagen, es decir, 1 √ 4 cerrado.
4.
Utilizaríamos un presostato de HP.Para conectarlo al motor del ventilador del condensador debemos tener en cuenta que cuando la presión sube el motor debe arrancar, y por tanto, se conectará el motor del ventilador al terminal 4 del presostato.
Debemos tener en cuenta que el motor monofásico debe tener un consumo infe-rior a la capacidad de ruptura de los contactos del presostato.
5
El presostato KP5 tiene como función conectar el ventilador del condensador al aumentar la presión de alta.La válvula solenoide EVR se controla por medio del termostato KP 61. Se trata, por tanto, de un control puma-down.
