Manual de Equipo Refrigeración

Manual de experimentos
ET 350 Cambios de Estado en el

Circuito de Refrigeración
ET 350 CAMBIOS DE ESTADO EN EL CIRCUITO DE REFRIGERACIÓN
Todos los derechos reservados, G.U.N.T. Gerätebau, Barsbüttel, Alemania 03/2016
Manual de experimentos
Dipl.-Ing. Nils Balk
Última modificación de: Dipl.-Ing. Peter Mittasch
Estas instrucciones se tienen que guardar junto con el equipo.
Antes de poner en servicio el equipo:

- Leer estas instrucciones.
- Todos los participantes tienen que ser instruidos
en lo que concierne al manejo del equipo y, si procede,
en cuanto a los aspectos de seguridad.
Version 1.2 Reservado el derecho a realizar modificaciones técnicas
i
Indice General
1 Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2 Seguridad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.1 Uso previsto. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.2 Estructura de las indicaciones de seguridad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.3 Indicaciones de seguridad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.4 Condiciones ambientales para el lugar de funcionamiento

y el lugar de almacenamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3 Descripción del equipo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

3.1 Componentes del equipo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.2 Principio fundamental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3.3 Esquema de proceso. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.4 Componentes principales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.4.1 Compresor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.4.2 Condensador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.4.3 Válvula de expansión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.4.4 Evaporador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.5 Medición de las magnitudes de proceso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.5.1 Medición de temperatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.5.2 Medición de la presión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.5.3 Medición del caudal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.6 Puesta en funcionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.6.1 Montaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.6.2 Llenado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.6.3 Funcionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.7 Puesta fuera de funcionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.8 Vaciado del equipo de ensayo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.9 Cuidado y mantenimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
ii
4 Fundamentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
5 Ensayos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
5.1 Ensayo 1: representación del ciclo frigorífico en un
diagrama log p,h . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
5.1.1 Objetivo del ensayo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
5.1.2 Realización del ensayo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
5.1.3 Valores de medición . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
5.1.4 Evaluación del ensayo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5.2 Ensayo 2: pump-down. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

5.2.3 Evaluación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
5.3 Ensayo 3: balance energético . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
5.3.3 Valores de medición . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
5.3.4 Evaluación del ensayo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
6 Apéndice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
6.1 Datos técnicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
6.1.1 Refrigerante y aceite. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
6.2 Lista de los símbolos de fórmulas matemáticas y unidades . . . . . . . 44
6.3 Lista de las letras distintivas en el esquema de procesos. . . . . . . . . 45
6.4 Tablas y diagramas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
6.5 Diagrama log p,h . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
iii
1 Introducción
La refrigeración describe la disipación de calor en

una sala que se desea refrigerar. Debido a una
diferencia de temperatura, la energía térmica
pasa del medio más caliente al medio más frío.
En una instalación frigorífica de compresión, un
refrigerante fluye a través del circuito de refrigera-
ción y experimenta diversos cambios de estado.
En este sentido, se aprovecha el efecto físico de

que en la transición de la fase líquida a la fase
gaseosa del refrigerante se requiere energía que
se extrae del ambiente.
Clasificación técnica
El ET 350 describe los fundamentos de un cir-
cuito de refrigeración y se adapta a los objetivos
docentes en el ámbito de la ingeniería mecánica.
Los ingenieros se enfrentan al tema de la refrige-
ración en multitud de ocasiones. La disipación de
calor durante la fabricación y la producción o la
climatización de edificios requieren de conoci-
mientos en refrigeración. Los ámbitos de aplica-
ción de las instalaciones frigoríficas son múltiples.
El equipo de ensayo ET 350 ayuda a los alumnos
y a los estudiantes a aprender los fundamentos
de la refrigeración y lo hace, especialmente, mos-
trando aquellos procesos que, en una instalación
frigorífica, se producirían en un circuito cerrado y
no resultarían visibles. Gracias a que sus princi-
pales componentes están fabricados en una
material transparente, el ET 350 le permitirá
echar un vistazo al interior de una instalación fri-
gorífica.
1 Introducción 1
Montaje y función del equipo

El equipo de ensayo ET 350 representa un cir-
cuito de refrigeración de un instalación frigorífica
de compresión, compuesto por un compresor de
émbolo, un condensador, una válvula de expan-
sión y un evaporador herméticos. El evaporador y
el condensador son transparentes, así que el pro-
ceso de la transición de fase durante la evapora-
ción y condensación se puede observar muy
bien. Antes de la entrada al evaporador se puede

observar el estado de agregación del refrigerante
en una mirilla. Un circuito de agua enfría el con-
densador y/o proporciona la carga de refrigera-
ción para el evaporador. Los caudales del agua
de refrigeración y calentamiento y del refrigerante
son ajustables. El bajo nivel de presión del refri-
gerante empleado permite el uso de un evapora-
dor y condensador de vidrio. El refrigerante está
libre de CFC y no es contaminante.
Las temperaturas y presiones se registran e indi-
can. Así se pueden leer los datos principales del
ciclo e introducir en un diagrama log p,h. Además,
se indican la potencia del compresor, así como
los caudales de las corrientes de agua y de refri-
gerante.
Grupo destinatario
El ET 350 está dirigido a estudiantes de ingenie-
ría mecánica, ingeniería energética, refrigeración
e ingeniería de abastecimiento, así como a estu-
diantes de refrigeración, ingeniería climática y
mecatrónica.
1 Introducción 2
Contenidos didácticos
Los contenidos didácticos son
• Montaje y funcionamiento de una instalación
frigorífica de compresión
• Observar la evaporación y condensación del
refrigerante
• Representar el ciclo frigorífico en un diagrama
log p,h y comprenderlo
• Balances energéticos
• Cálculo del índice de rendimiento calorífico
Indicaciones didácticas para los instructores

El presente material debe servirle para la prepa-
ración de sus clases. Puede combinar fragmen-
tos del material como información para los
alumnos y utilizarlos en las clases.
Como ayuda para las clases, le proporcionamos
asimismo este material en formato PDF en un
CD. En el marco del trabajo didáctico, G.U.N.T. le
concede derechos ilimitados para la reproduc-
ción.
Le deseamos un trabajo satisfactorio y con

buenos resultados en la importante tarea de
introducir al personal en formación y a los estu-
diantes en los fundamentos de la tecnología
con este equipo de ensayo.
Si tuviera alguna observación acerca del
equipo de ensayo, póngase en contacto con
nosotros.
1 Introducción 3
2 Seguridad
2.1 Uso previsto
El equipo se ha previsto exclusivamente para

fines didácticos.
2.2 Estructura de las indicaciones de seguridad

Las palabras de señalización PELIGRO, ADVER-

TENCIA o ATENCIÓN indican la probabilidad y la
gravedad posible de las lesiones.
Otro símbolo explica, si procede, el tipo de peligro

o un precepto.
Palabra clave Explicación
Señaliza una situación que, si no se evita,

PELIGRO causará la muerte o lesiones graves.

ADVERTENCIA puede causar la muerte o lesiones graves.

ATENCIÓN puede causar lesiones leves o de gravedad media.
Señaliza una situación que puede causar daños en

AVISO los equipos o bien informa sobre el manejo del
dispositivo.
2 Seguridad 4
Símbolo Explicación
Tensión eléctrica
Superficie caliente
Aviso
2.3 Indicaciones de seguridad
ADVERTENCIA
Con la pared posterior abierta, las conexiones
eléctricas quedan descubiertas.
Peligro de electrocución.
• Antes de abrir la pared posterior: desenchufe
la clavija de la red eléctrica.
• Solo electricistas debidamente formados
deben realizar trabajos en el sistema eléctrico.
• Proteja la instalación eléctrica de la humedad.
ATENCIÓN
Superficie caliente
Peligro de quemaduras.
• Durante el funcionamiento: no toque la superfi-
cie del compresor
2 Seguridad 5
ATENCIÓN
Peligro, sustancias químicas.
• Los refrigerantes son nocivos para la salud.
¡Evite el contacto con la piel o su ingesta!
AVISO
Desconexión de seguridad
• No modificar el valor límite ajustado en el pre-
sostato. Debido a su diseño, el equipo de
ensayo podría resultar irreversiblemente
dañado si la diferencia de presión entre los
cilindros de vidrio y el ambiente es demasiado
grande.
AVISO
Almacenar el refrigerante en un lugar fresco
• A una presión atmosférica de 1bar, el refrige-
rante SES36 empleado se evapora a 36°C.
Los depósitos y la instalación se encuentran
presurizados cuando la temperatura ambiente
asciende a o supera los 36°C.
2.4 Condiciones ambientales para el lugar de funcionamiento y el lugar de

almacenamiento
• Sala cerrada.
• Libre de suciedad y humedad.
• Suelo plano y sólido.
• Protegido contra heladas.
2 Seguridad 6
3 Descripción del equipo
3.1 Componentes del equipo
8 3b 7 6 5
3c 4
V4
V2
3a
10
11 2
12
1
V5
13 V3 V1
1 Encendido/apagado del compre- 9 Presostato

sor
2 Interruptor principal 10 Condensador
3a Caudalímetro agua de calenta- 11 Válvula de expansión
miento
3b Caudalímetro refrigerante 12 Entrada/salida de agua
3c Caudalímetro agua de refrigera- 13 Compresor de émbolo hermético
ción
4 Evaporador V1 Válvula de llenado/descarga eva-
porador
5 Indicador, presión evaporador V2 Válvula salida evaporador
6 Indicador, potencia eléctrica V3 Válvula salida condensador
compresor
7 Indicador, temperaturas V4 Válvula de purga
8 Indicador, presión condensador V5 Válvula de descarga condensa-
dor
Fig. 3.1 ET 350, equipo de ensayo
3 Descripción del equipo 7

3.2 Principio fundamental
El equipo de ensayo ET 350 permite a los alum-

nos y a los estudiantes echar un vistazo a los pro-
cesos que se producen en una instalación frigorí-
fica. Para poder mostrar los procesos, los
componentes principales se encuentran monta-
dos sobre un panel y conectados entre sí con
tuberías. Los componentes principales de una
instalación frigorífica de compresión son:
• Compresor
• Condensador
• Válvula de expansión
• Evaporador
En la Fig. 3.2 aparece representado un ciclo frigo-
rífico simplificado con los cuatro componentes
principales. Las líneas rojas representan la tube-
ría de presión, las líneas azules representan la
tubería de succión.
3 2
Condensador
Compresor
Válvula de
expansión
Evaporador
4 1
Fig. 3.2 Circuito de refrigeración sencillo con cuatro componentes principales

Estos cuatro componentes principales forman

fundamentalmente la base de las instalaciones
frigoríficas de compresión. Como fluido de tra-
bajo, un refrigerante circula por este circuito. A
baja temperatura y baja presión los refrigerantes
poseen la capacidad de absorber calor mediante
la evaporación y, con alta temperatura y alta pre-
sión, disipan el calor mediante la condensación.
Una instalación frigorífica transporta por consi-
guiente energía térmica desde un lugar a otro.

El principio del transporte de calor en una instala-
ción frigorífica de compresión se puede describir
con el ejemplo de la función básica de los cuatro
componentes principales.
Compresor
El compresor se debe considerar como la unidad
motriz de una instalación frigorífica de compre-
sión. El objetivo del compresor de una instalación
frigorífica es absorber el refrigerante en estado
gaseoso del evaporador, aumentar la presión del
vapor del refrigerante y transportar el refrigerante
en estado gaseoso hasta el condensador.
Para ello, el compresor debe elevar el vapor del
refrigerante hasta un nivel de presión suficiente-
mente alto para que el refrigerante se pueda con-
densar bajo la descarga de calor en el condensa-
dor.
Estado del refrigerante en la salida del compre-
sor:
• gaseoso
• presión alta
• alta temperatura

Condensador
El condensador es un cambiador de calor. Aquí
se condensa el vapor del refrigerante caliente
mediante la disipación del calor. El calor se trans-
mite entonces a un fluido o al entorno. El vapor
del refrigerante deberá tener una temperatura
superior a la del fluido o la del entorno. La con-
densación tiene lugar con alta presión constante.
Estado del refrigerante en la salida del condensa-
dor:
• líquido
• presión alta
• temperatura media
Válvula de expansión
La válvula de expansión se encuentra entre el
condensador y el evaporador. Su objetivo es des-
tensar el refrigerante que se encuentra bajo pre-
sión.
La distensión a una presión inferior es necesaria
para que el refrigerante se pueda volver a evapo-
rar a temperaturas inferiores.
Una parte del refrigerante ya se evapora
mediante la bajada de presión en la válvula de
expansión, por lo que se produce un descenso de
temperatura.
Estado del refrigerante en la salida de la válvula
de expansión:
• principalmente líquido
• presión baja
• temperatura baja

Evaporador
El evaporador es un cambiador de calor. En el
evaporador se extrae calor del entorno o de un
fluido y se transmite al refrigerante. Aquí se
encuentra la parte útil de una instalación frigorí-
fica.
El refrigerante se evapora con la absorción de
calor. La temperatura del refrigerante se man-
tiene constante, a pesar de la absorción de calor.
La energía absorbida se emplea para la modifica-

ción de fase.
Para que la evaporación puede llevarse a cabo, la
temperatura del refrigerante líquido debe ser más
baja que el fluido a refrigerar. El refrigerante eva-
porado en estado gaseoso es absorbido por el
compresor.
Estado del refrigerante en la salida del evapora-
dor:
• gaseoso
• presión baja
• temperatura baja
Ciclo
Los cambios de estado termodinámicos del refri-
gerante en una instalación frigorífica se pueden
describir en un ciclo en sentido contrario a las
agujas del reloj.
Habitualmente, los estados se representan en un
"Diagrama log p, h" para evaluarlos. El diagrama
tiene la ventaja de que las cantidades de energía
se representan en forma de tramos, facilitando su
lectura en el diagrama.

Para ver una representación simplificada de un

ciclo frigorífico, consulte la Fig. 3.3. Los cuatro
cambios de estado representados se producen
en los componentes principales descritos.
1 -> 2 Compresión (compresor)
2 -> 3 Condensación (condensador)
3 -> 4 Expansión (válvula de expansión)
4 -> 1 Evaporación (evaporador)
Fig. 3.3 Representación simplificada de un ciclo frigorífico en el diagrama log p-h
El documento "Fundamentos de la refrigeración"

contiene una descripción detallada del ciclo frigo-
rífico.

3.3 Esquema de proceso

Componentes y puntos de medición

W1 Evaporador P1 Presión evaporador
EV Válvula de expansión P2 Presión condensador
V Compresor F1 Caudal de agua de refrigeración
W2 Condensador F2 Caudal de agua de calentamiento
T1 Temperatura entrada de agua de refrige- F3 Caudal de refrigerante
ración
T2 Temperatura salida de agua de refrigera- V1 Válvula de llenado/descarga evapo-
ción rador
T3 Temperatura entrada de agua de calenta- V2 Válvula salida evaporador
miento
T4 Temperatura salida de agua de calenta- V3 Válvula salida condensador
miento
T5 Temperatura evaporador V4 Válvula de purga
T6 Temperatura salida compresor V5 Válvula de descarga condensador
T7 Temperatura condensador E1 Potencia eléctrica compresor
T8 Temperatura tras la válvula de expansión PSH Presostato
Tuberías
Tubería de succión refrigerante
Tubería de presión refrigerante
Agua, agua de refrigeración y agua de calentamiento
Fig. 3.4 ET 350, esquema de proceso

3.4 Componentes principales
Los cuatro componentes principales de una insta-

lación frigorífica de compresión son parte inte-
grante del equipo de ensayo ET 350. Debido al
diseño transparente del equipo de ensayo, algu-
nos de los componentes se diferencian en su fun-
cionamiento de los componentes estándar
empleados en la refrigeración. La función princi-
pal de los componentes se mantiene.
3.4.1 Compresor
Dependiendo del ámbito de aplicación, existen

múltiples formas constructivas de compresores.
La más sencilla es el compresor de émbolo. Los
compresores de émbolo funcionan en base al
principio de desplazamiento. El gas se succiona,
se comprime y se vuelve a expulsar. El funciona-
miento es comparable al de un motor de gasolina.
La unidad de compresor del equipo de ensayo
está compuesta por un compresor de émbolo
totalmente hermético con motor de acciona-
miento integrado. Los compresores de refrige-
rante herméticos cuentan con una caja de chapa
soldada. El motor de accionamiento y el compre-
Fig. 3.5 Esquema compresor
sor de refrigerante se encuentran en esta cáp-
sula. De esta forma, el compresor de refrigerante
se conecta directamente con el motor de acciona-
miento. Los compresores de este tipo se utilizan
por ejemplo para el funcionamiento de refrigera-
dores. El compresor del equipo de ensayo ET 350
es un componente estándar de las instalaciones
de refrigeración.
El compresor trabaja sin mantenimiento.

3.4.2 Condensador
El condensador está fabricado con un cilindro de

T1 T2 vidrio transparente. Gracias a su diseño transpa-
rente, se puede observar la transición de fases
V4 del refrigerante. En la Fig. 3.6 se puede consultar
el esquema del condensador.
• La flecha roja indica la entrada de refrige-
rante gaseoso en el condensador. El refrige-
rante pasa del compresor al condensador.

T7 • La flecha azul indica la salida de refrigerante
líquido.
En el interior del cilindro de vidrio, se encuentra
una espiral por la que fluye el agua. Las flechas
verdes indican la entrada y salida de agua de
refrigeración. El agua de la tubería se denomina
agua de agua de refrigeración, porque, en com-
paración con el refrigerante gaseoso, tiene una
menor temperatura. A través del agua de agua de
V3 refrigeración, se disipa la energía térmica para la
V5
condensación del refrigerante. El refrigerante
condensado se acumula en la parte inferior del
T8
condensador.
Fig. 3.6 Esquema condensador En la parte inferior del condensador, hay una vál-
vula de flotador (amarilla), que en el equipo de
ensayo tiene la función de una válvula de expan-
sión. AEl funcionamiento de la válvula aparece
descrito detalladamente en el Capítulo 3.4.3.
El caudal que fluye del condensador al evapora-
dor se puede bloquear o desbloquear a través de
la válvula V3. El sistema se puede purgar a través
de la válvula V4. Además, también se utiliza para
reducir manualmente la presión en el condensa-
dor abriendo la válvula lo necesario durante el
proceso de llenado. La válvula V5 permite purgar

cantidades residuales de refrigerante líquido que

pudiera haber en el condensador.
El equipo dispone de un rotámetro para determi-
nar el caudal de agua de refrigeración. El caudal
de agua de refrigeración se puede ajustar directa-
mente en el caudalímetro. Las temperaturas de
entrada y salida del agua de refrigeración T1 y T2
se miden en el avance y en el retorno. La tempe-
ratura en el condensador T7 se mide en la parte
superior del cilindro de vidrio. La temperatura tras

la válvula de expansión T8 se mide en el refrige-
rante líquido.
Encima del condensador hay un manómetro que
mide e indica la presión p2 en el condensador.
3.4.3 Válvula de expansión
La válvula de expansión funciona en base al prin-

cipio de una válvula de flotador simple. La válvula
de expansión transporta el refrigerante líquido, ya
condensado, al evaporador.
La válvula de expansión se compone de un flota-
dor en cuya parte inferior hay fijada una aguja. Si
el nivel de refrigerante aumenta, el flotador es
empujado hacia arriba. El flotador eleva la aguja
Aguja Flotador de su asiento, desbloqueando la tubería que con-
duce al evaporador. Debido a la depresión en el
Fig. 3.7 Esquema, válvula de flotador evaporador, el refrigerante líquido se succiona
del condensador y pasa al evaporador.
La particularidad de esta válvula de expansión es
que sólo reacciona al nivel de agua en el conden-
sador.

3.4.4 Evaporador
Para poder mostrar el proceso de evaporación, el

evaporador también es transparente.
T3 T4
Se trata de un evaporador inundado al que,
durante el funcionamiento, se le aplica constante-
mente refrigerante líquido.
• La flecha azul en la parte derecha indica la
entrada de refrigerante líquido. Depen-
V2 T5 diendo del nivel en el condensador, se vierte

refrigerante líquido.
• La flecha azul discontinua indica la salida de
refrigerante gaseoso. El refrigerante ya eva-
porado es succionado por el compresor.
En el interior del evaporador, hay una espiral por
la que fluye el agua. Las flechas verdes indican la
entrada y salida de agua de calentamiento. En el
evaporador, el agua se denomina agua de calen-
tamiento, porque, en comparación con el refrige-
rante líquido, tiene una mayor temperatura. La
V1 carga de refrigeración en el evaporador se aplica
por medio del agua de calentamiento.
Fig. 3.8 Esquema evaporador En la parte inferior del evaporador hay una tube-
ría para llenar o descargar el refrigerante. Esta
tubería se puede cerrar con la válvula V1. La
tubería de succión que lleva al evaporador se
puede abrir o cerrar a través de la válvula V2.
Las temperaturas de entrada y salida del agua de
calentamiento T3 y T4 se miden en el avance y en
el retorno. La temperatura en el evaporador T5 se
mide en la parte superior del cilindro de vidrio.
Encima del evaporador hay un manómetro que
mide e indica la presión p1 en el evaporador.

3.5 Medición de las magnitudes de proceso
El equipo de ensayo ET 350 dispone de una tec-

nología de medición integrada.
3.5.1 Medición de temperatura
El equipo de ensayo está dotado de ocho puntos

de medición para la temperatura. La posición de
los puntos de medición aparece indicada con
números en la placa frontal del equipo. En el indi-

cador de temperatura se pueden seleccionar y
mostrar los diferentes puntos de medición por
medio de un conmutador giratorio.
La denominación de los puntos de medición se
establece de la siguiente manera:
T1 Temperatura entrada de agua de refri-
geración en el condensador
T2 Temperatura salida de agua de refrige-
ración en el condensador
T3 Temperatura entrada de agua de
calentamiento en el evaporador
T4 Temperatura salida de agua de calen-
tamiento en el evaporador
T5 Temperatura evaporador
T6 Temperatura salida compresor
T7 Temperatura condensador
T8 Temperatura tras la válvula de flotador

3.5.2 Medición de la presión
Las presiones de evaporación y condensación en

los cilindros de vidrio se indican por medio de un
manómetro de Bourdon.
Las escalas del manómetro muestran la presión
de evaporación y de condensación en relación
con la presión ambiente.
3.5.3 Medición del caudal

Los caudales de agua de refrigeración y de agua

de calentamiento, así como el caudal de refrige-
rante en la tubería de presión, se indican en dife-
rentes rotámetros.
Un rotámetro es un equipo que permite medir el
caudal de líquidos y gases en tuberías. Dicho
caudalímetro se compone de un tubo vertical
cónico, cuya sección se amplía hacia arriba. El
fluido discurre desde la parte inferior del tubo
hacia la parte superior. En el interior del tubo hay
un flotador que se mueve libremente en vertical.
La altura a la que se encuentra el flotador indica
el volumen del caudal de la sustancia de medi-
ción. El caudal se puede leer en la escala del rotá-
metro.
En la fase gaseosa, el procedimiento de medición
es propenso a errores. Por favor, tenga en cuenta
que el error de medición del caudal de refrige-
rante puede ascender hasta un 30%.

3.6 Puesta en funcionamiento
3.6.1 Montaje
AVISO
Peligro de daños en el equipo.
• Antes de conectar el equipo al suministro eléc-
trico:
asegúrese de que el suministro eléctrico del
laboratorio cumpla las indicaciones de la placa

de características del equipo.
1. Coloque el equipo de ensayo sobre una

superficie plana o sobre una mesa de
ensayo adecuada.
2. Establezca el suministro de agua corriente
por medio de mangueras y acoplamientos
rápidos.
3. Conecte la manguera de salida de agua en
una salida adecuada.
4. Active el suministro de agua y compruebe el
caudal.
5. Establezca el suministro eléctrico del equipo
de ensayo.
3.6.2 Llenado
AVISO
Por favor, tenga en cuenta que la instalación sólo
se puede llenar si el refrigerante no se evapora en
condiciones ambientales. Si la temperatura
ambiente en el lugar de instalación asciende a o
supera los 36°C, el proceso de llenado no se
podrá realizar o sólo se podrá realizar con dificul-

tad. Si no es posible evitar la presencia de altas

temperaturas durante el llenado, coloque el depó-
sito de refrigerante en la nevera para que se
enfríe. Una vez enfriado, rellene el equipo de
ensayo con el refrigerante frío antes de que se
vuelva a calentar.
Rellene la instalación con refrigerante a través del
evaporador. Para ello, encontrará una tubería en
la parte inferior del evaporador, que se puede
abrir por medio de la válvula V1.
6. Para rellenar la instalación, utilice la man-

guera de 6x1mm contenida en el suministro.
Conecte la manguera con la entrada del
evaporador. Coloque el otro extremo de la
manguera en el depósito de refrigerante, de
forma que se pueda succionar el refrige-
rante.
7. Abra la válvula V1 y la válvula V2.
8. Cierre la válvula V3.
9. Ajuste el caudal de refrigerante en el rotá-
metro. Primero, cierre completamente el tor-
nillo de ajuste. A continuación, gire el tornillo
de ajuste dos vueltas completas.
10. Encienda el interruptor principal del equipo
de ensayo.
11. Encienda el compresor.
El compresor comienza a funcionar, lo que
genera una depresión en el evaporador. Debido a
que la válvula V3 está cerrada, el refrigerante
líquido se succiona del depósito de reserva.
12. Deje que el proceso de llenado continúe
hasta que el evaporador se haya llenado en
aprox. un 60%.

13. Una vez alcanzado el nivel deseado, desco-

necte el compresor y cierre la válvula V1.
14. Retire la manguera.
15. Apague el interruptor principal del equipo de
ensayo.
El equipo de ensayo dispone de un presostato de
seguridad. Cuando la sobrepresión en el conden-
sador supera los 0,7bar, el compresor se desco-
necta.
Durante el proceso de llenado, la válvula V3 está
cerrada y la presión generada no puede escapar.
En el condensador se genera una mayor presión
que durante el funcionamiento del equipo. Para
evitar que el compresor se desconecte por moti-
vos de seguridad, el condensador se debe purgar
durante el proceso de llenado. En la parte supe-
rior del condensador, hay una válvula de
purga V4.
Si la presión en el condensador supera un valor
de aprox. 0,5bar, abra ligeramente el tornillo de
ajuste de la válvula de purga V4. De esta forma,
el sistema se puede llenar sin necesidad de que
la presión en el condensador aumente excesiva-
mente.
Si la presión en el condensador aumenta dema-
siado rápido, reduzca el caudal volumétrico del
refrigerante con el tornillo de ajuste del rotámetro.
3.6.3 Funcionamiento
Para poner en funcionamiento la instalación, siga

este procedimiento.
1. Cierre las válvulas V1 y V4.
2. Abra las válvulas V2 y V3.

3. Establezca el suministro de agua y ajuste el

caudal deseado en el tornillo de ajuste del
correspondiente rotámetro. Para el funcio-
namiento del equipo de ensayo, se puede
ajustar un valor común para el agua de refri-
geración y el agua de calentamiento de
aprox. 200cm³/min cada uno.
4. Encienda el interruptor principal del equipo
de ensayo.
5. Encienda el compresor.
6. Haga funcionar la instalación hasta que la
temperatura del refrigerante en la salida del
compresor T6 deje de aumentar.
El caudal de refrigerante se puede ajustar
una vez que en la salida del compresor ya
no queda líquido. Para ello, la temperatura
en la salida del compresor debe ser lo sufi-
cientemente alta.
7. Ajuste el caudal de refrigerante en el rotá-
metro. El caudal depende directamente de
la carga térmica del agua de calentamiento.
El equipo de ensayo ya está listo para su funcio-
namiento y se pueden comenzar a realizar los
ensayos.
3.7 Puesta fuera de funcionamiento
Después de utilizar el equipo de ensayo, se debe

poner fuera de funcionamiento.
1. Apague el compresor.
2. Apague el equipo de ensayo en el interrup-
tor principal.

3. Interrumpa el suministro de agua del sis-

tema.
Una vez desconectado el compresor, se acumu-
lará gran cantidad de refrigerante en el evapora-
dor. Para evitarlo, puede cerrar la válvula V3 para
interrumpir el retorno de refrigerante líquido en el
evaporador. En principio, la acumulación de refri-
gerante en el evaporador no supone ningún pro-
blema.
3.8 Vaciado del equipo de ensayo
Para poder transportar el equipo de ensayo, es

necesario vaciarlo.
Por favor, tenga en cuenta que el equipo de
ensayo sólo se puede vaciar si el refrigerante en
el evaporador no está bajo presión. Si la tempera-
tura ambiente en el lugar de instalación asciende
a o supera los 36°C, el evaporador se encontrará
presurizado. El refrigerante se evapora al salir al
entorno. Si no puede evitar la presencia de altas
temperaturas durante el vaciado, haga funcionar
el equipo de ensayo antes de tener que vaciarlo.
Debido al funcionamiento, el refrigerante líquido
en el evaporador se enfría y el evaporador se
encuentra en depresión.
1. No encienda el equipo.
2. Utilice una manguera de 6x1 mm para
vaciar la instalación. Conecte la manguera
con la salida del evaporador. Coloque el otro
extremo de la manguera en un depósito de
refrigerante vacío.
3. Abra la válvula V1.
El refrigerante fluye desde el evaporador
hasta el depósito de reserva.

4. Cierre la válvula V1 cuando ya no quede

refrigerante en el evaporador.
5. Utilice la misma manguera para vaciar el
condensador. Conecte la manguera con la
salida del condensador. Coloque el otro
extremo de la manguera en un depósito de
refrigerante vacío.
6. Abra la válvula V5 en la salida del conden-
sador.
7. Cierre la válvula V5 cuando ya no quede

refrigerante en el condensador.
Al vaciarlo, quedará un pequeño residuo de refri-
gerante en el circuito de refrigeración.
3.9 Cuidado y mantenimiento
Si, tras un periodo prolongado de funcionamiento,

el refrigerante presenta una capa visible de aceite
de refrigerante, puede proceder a cambiar la
carga refrigerante. Si el refrigerante del evapora-
dor presenta una capa de aceite de unos 2mm en
su superficie, es necesario sustituir el refrige-
rante.
Si el refrigerante adquiere un color ligeramente
amarillento, esto no afectará a las condiciones de
servicio.
Si el refrigerante adquiere un color marcada-
mente lechoso y la evaporación ya no resulta visi-
ble, es necesario sustituir el refrigerante.

4 Fundamentos
Los fundamentos expuestos a continuación no

pretenden estar completos. Para otras considera-
ciones teóricas, remitimos a la bibliografía espe-
cializada.
En un documento adicional con el título "Funda-
mentos de la refrigeración" se explican en detalle:
• Los fundamentos termodinámicos del ciclo
• El modo de funcionamiento y los componentes

de una instalación frigorífica de compresión
• Las propiedades de los refrigerantes
Hemos adjuntado este documento para ayudarle
en la enseñanza de los fundamentos de la refrige-
ración.
4 Fundamentos 26
5 Ensayos
La selección de ensayos no pretende ser exhaus-

tiva, sino que más bien se trata de una sugerencia
para crear ensayos propios.
Los resultados citados deben considerarse sólo a
título orientativo. En función de la ejecución de los
distintos componentes, de la habilidad en el
campo de la técnica de ensayo y de las condicio-
nes del entorno, pueden presentarse divergen-
cias en el experimento propio. No obstante, se

pueden demostrar claramente las leyes de la
física.
5.1 Ensayo 1: representación del ciclo frigorífico en un diagrama log p,h
5.1.1 Objetivo del ensayo
El ciclo frigorífico describe una sucesión de cam-

bios de estado en un refrigerante que se produce
de forma periódica y que siempre alcanza de
nuevo el estado inicial.
En la refrigeración, tienen especial relevancia las
variables de estado, como presión, temperatura y
densidad, así como la dependencia de estas
variables de estado entre sí.
Con ayuda de un diagrama log p-h, Fig. 3.3, es
posible representar las diferentes variables de
estado según sus dependencias. Para cada
punto de estado, es posible leer la cantidad de
energía específica directamente, quedando así
disponible para cálculos posteriores.
El proceso termodinámico describe los funda-
mentos de la refrigeración. Es imprescindible
contar con conocimientos sobre el montaje y fun-
cionamiento del diagrama log p-h para compren-
5 Ensayos 27
der la manera de funcionar de una instalación fri-

gorífica.
El ensayo debe ayudar a comprender la relación
funcional entre los componentes de la instalación
frigorífica y los procesos termodinámicos.
Además, en el ensayo se deberán proponer plan-
teamientos matemáticos de soluciones para el
cálculo de potencias térmicas.
5.1.2 Realización del ensayo
1. El equipo de ensayo se debe dejar prepa-

rado para el funcionamiento según el
Capítulo 3.6.
2. Ajuste el caudal de agua de refrigeración
·
V cw en 100cm³/min.
3. Ajuste el caudal de agua de calentamiento
·
V hw en 100cm³/min.
·
4. Ajuste el caudal de refrigerante V r en el
valor que desee.
5. Asegúrese de que la temperatura en la
salida del compresor T6 ascienda al menos
a 60°C.
6. Haga funcionar la instalación, hasta que
quede preparada para un estado de funcio-
namiento estable. Dicho estado de funcio-
namiento se caracteriza, porque la tempera-
tura en la salida del compresor T6 no
continúa aumentando.
7. Anote las temperaturas de servicio T5 a T8.
8. Anote las presiones en el evaporador p1 y
en el condensador p2.
5 Ensayos 28
9. Utilice un diagrama log p,h, Capítulo 6.5, y

apunte las temperaturas del refrigerante T5
a T8 en las correspondientes presiones en el
diagrama.
Tenga en cuenta que en los manómetros se
indican las presiones relativas en el evapo-
rador y en el condensador. En el diagrama
log p,h, se deben indicar las presiones abso-
lutas. La presión absoluta resulta en cada
caso de la suma con la presión ambiente.

tor principal.
12. Interrumpa el suministro de agua.
5.1.3 Valores de medición
T5 11,0°C p1 (abs) 0,3bar
T6 78,2°C p2 (abs) 1,0bar
T7 31,7°C Vr 342l/h
T8 12,7°C Vhw=Vcw 100 cm³/min
Tab. 5.1 Ejemplos de valores de medición
La Fig. 5.1 representa el ciclo en el diagrama

log p,h utilizando los valores de medición de la
Tab. 5.1.
Con ayuda de los valores de medición registra-
dos, a través del diagrama log p-h es posible
determinar las cantidades de energía específicas
en los puntos de estado del ciclo.
5 Ensayos 29
h1 345kJ/kg h3 237kJ/kg
h2 406kJ/kg h4 237kJ/kg
Fig. 5.1 Diagrama log p, h SES36, ejemplo
La Fig. 5.2 representa la correspondencia de las

presiones y de las temperaturas medidas con los
puntos de estado en el diagrama log p,h.
5 Ensayos 30
Fig. 5.2 Representación esquemática de los cambios de estado en el diagrama log p,h
Los cambios de estado se producen cuando se

circula por los cuatro componentes principales.
Los puntos de estado característicos se encuen-
tran entre los componentes principales.
Las cantidades de energía específicas que se
aplican o emiten para alcanzar los puntos de
estado están marcadas en el diagrama log p-h
como tramos. La entalpía específica h, se puede
leer directamente en el diagrama para cada uno
de los puntos de estado.
5 Ensayos 31
5.1.4 Evaluación del ensayo
Al utilizar el diagrama log p, h, a partir de las tem-

peraturas registradas T5 a T8 y las correspon-
dientes presiones se calculan las correspondien-
tes entalpías específicas h1 a h4.
h1 345kJ/kg entalpía espec. tras el evaporador

h2 406kJ/kg entalpía espec. tras el compresor
h3 237kJ/kg entalpía espec. tras el condensador
h4 237kJ/kg entalpía espec. tras la válvula de expansión
Tab. 5.2 Denominación de las entalpías espec.
Flujo de masa de refrigerante

·
El flujo de masa de refrigerante m r deriva del cau-
dal de refrigerante registrado en la salida del com-
presor y la correspondiente densidad en este
punto de estado.
· ·
mr = Vr  r (5.1)
El valor inverso de la densidad del vapor del refri-

gerante se puede leer en el diagrama log p, h. El
·
caudal de refrigerante V r se mide directamente
detrás del compresor en la fase gaseosa. La den-
sidad se debe leer de forma correspondiente a lo
largo de las isocoras para el punto de estado 2.
1kg kg
 r = -------------------3-  6,67 ------3- (5.2)
0,15m m
Fig. 5.3 Densidad, refrigerante
5 Ensayos 32
· L kg
m r = 342 ---  6,67 ------3- (5.3)
h m
· – 4 kg
m r = 6,3  10 ------
s
Potencia frigorífica
·
La potencia frigorífica Q 0 se calcula de la diferen-
cia de la entalpía específica que se absorbe
durante la evaporación del refrigerante.
· ·
Q0 =  h1 – h4   mr (5.4)
·
Q 0 =  345 ------ – 237 ------  6,3  10 ------
kJ kJ – 4 kg
 kg kg  s
·
Q 0 = 68W
Potencia del condensador

·
La potencia del condensador Q c se calcula de la
diferencia de la entalpía específica que se emite
durante la condensación del refrigerante.
· ·
Qc =  h2 – h3   mr (5.5)
5 Ensayos 33
·
Q c =  406 ------ – 237 ------  6,3  10 ------
kJ kJ – 4 kg
 kg kg  s
·
Q c = 106,5W
Índice de rendimiento calorífico

El índice de rendimiento calorífico  describe la
relación entre la potencia generada y la potencia
aplicada.
h –h
 = -----------------
1 4
- (5.6)
h2 – h1
kJ kJ
345 ------ – 237 ------
kg kg
 = ----------------------------------------
kJ kJ
406 ------ – 345 ------
kg kg
 = 1,77
Consumo de potencia eléctrica

El consumo de potencia eléctrica del compresor
P el se registra directamente en el punto de medi-
ción E1 y se indica en el indicador del equipo de
ensayo. Durante el ensayo, se midió un consumo
de potencia eléctrica del compresor de
P el = 241W .
La potencia aplicada al circuito de refrigeración
·
Q el se puede calcular por medio del diagrama
log p, h.
5 Ensayos 34
· ·
Q el =  h 2 – h 1   m r
·
Q el =  406 ------ – 345 ------  6,3  10 ------
kJ kJ – 4 kg
kg kg s
·
Q el = 38,4W
Por tanto, a través del compresor únicamente se

·
aplica una potencia de Q el = 38,4W al circuito
de refrigeración.
De la potencia eléctrica aplicada P el , sólo se
emplea un 16% aproximadamente. En ese punto
de funcionamiento, el compresor tiene un rendi-
miento muy bajo.
Este reducido rendimiento del compresor se
debe, principalmente, a que únicamente se
emplea a una potencia nominal de aprox. 10%.
Los valores de medición utilizados para el cálculo
de ejemplo han sido registrados bajo determina-
das condiciones de laboratorio.
Los cálculos térmicos están siempre directa-
mente relacionados con las condiciones ambien-
tales. Por lo tanto, la potencia frigorífica y la
potencia del condensador dependen enorme-
mente de las condiciones de funcionamiento rei-
nantes.
5.2 Ensayo 2: pump-down
El pump-down de una instalación frigorífica tiene

como objetivo recopilar todo el refrigerante del cir-
cuito de refrigeración en un punto central. En
5 Ensayos 35
aquellas instalaciones que carecen de colector de

refrigerante, el refrigerante se recopila en el con-
densador.
Por norma general, el pump-down resulta reco-
mendable cuando se repara una instalación y no
hay que trasvasar el refrigerante.
Además, dependiendo del modelo, en las instala-
ciones frigoríficas de nivel de congelación, el
pump-down se realiza antes de desconectar el
compresor. Esto provoca que el compresor se

descargue al poner en marcha la instalación y
que no se succione refrigerante condensado de la
tubería de succión del evaporador. Además, en la
zona de congelado se pueden producir sacudidas
hidráulicas que podrían dañar irreversiblemente
el compresor al ponerse en marcha. En aquellas
instalaciones más modernas que cuentan con
tecnología de control y regulación inteligente, no
es necesario realizar un pump-down manual.
En este caso, el objetivo es comprender el funcio-
namiento de un pump-down manual en la práctica
y mostrar el procedimiento directamente en el
equipo de ensayo.

Capítulo 3.6.
·
·
5 Ensayos 36
·
valor que desee. Cierre la válvula V3 en la
salida del condensador.
Debido a que la salida está cerrada, el refri-
gerante no puede salir del condensador. El
refrigerante se acumula en el condensador.
5. Haga funcionar la instalación, hasta que el
refrigerante se haya evaporado por com-
pleto en el evaporador.
tor principal.
5.2.3 Evaluación
Debata la necesidad de un pump-down en las

diferentes instalaciones frigoríficas. Explique
cómo se realiza en la práctica en aquellas instala-
ciones de mayor tamaño de nivel de congelación.
5.3 Ensayo 3: balance energético
En la mayor parte de las instalaciones frigoríficas,

los balances energéticos se pueden realizar de
dos formas. Una posibilidad es comparar la
potencia aplicada con la potencia emitida a través
del proceso frigorífico. Ambas se calcularon en el
ensayo 1.
Otra posibilidad es comparar la potencia térmica
absorbida del agua de refrigeración con la poten-
cia térmica emitida del agua de calentamiento.
Hay que tener en cuenta que los balances ener-
géticos no son comparables entre sí, porque la
5 Ensayos 37
instalación no dispone de aislamiento térmico.

Por lo tanto, hay que partir de la base de que,
aparte de la energía térmica emitida por el agua
de refrigeración y el agua de calentamiento, tam-
bién se produce una transferencia de calor sobre
la superficie del cilindro de vidrio del condensador
y del evaporador.
La comparación de los balances energéticos
ofrece información acerca de las energías térmi-
cas aplicadas y emitidas. El ensayo permite a los
estudiantes comprender dónde se transfiere

energía térmica y pone de manifiesto las interde-
pendencias de la transferencia de calor.

Capítulo 3.6.
·
·
·
valor que desee.
5. Asegúrese de que la temperatura en la salida
del compresor T6 ascienda al menos a 60°C.
6. Haga funcionar la instalación hasta que
quede preparada para un estado de funcio-
namiento estable. Dicho estado de funcio-
namiento se caracteriza, porque la tempera-
tura en la salida del compresor T6 no
continúa aumentando.
7. Anote las temperaturas del agua de refrige-
ración y del agua de calentamiento tanto en
la entrada como en la salida del evaporador
y del condensador.
5 Ensayos 38
tor principal.
5.3.3 Valores de medición
Las temperaturas y los caudales registrados del

agua de refrigeración y del agua de calenta-
miento se representan en la Tab. 5.3.
T1 17,6°C
T2 30,4°C
T3 17,2°C
T4 11,8°C
·
V hw 100 cm³/min
·
V cw 100 cm³/min
Tab. 5.3 Temperaturas del agua de refrigeración y del

agua de calentamiento
5.3.4 Evaluación del ensayo
La potencia térmica absorbida por el refrigerante

·
a través del agua de calentamiento Q in se calcula
de la siguiente manera.
· ·
Q in = V hw   hw  cp hw   T 3 – T 4  (5.7)
·
V hw Caudal de agua de calentamiento
 hw Densidad del agua de calentamiento
cp hw Capacidad térmica específica del agua
de calentamiento
3
· cm kg kJ
Q in = 100 -----------  996 ------3-  4,18 ---------------  5 4K
min m kg  K
5 Ensayos 39
·
Q in = 37 4W
La potencia térmica emitida por el refrigerante al

·
agua de refrigeración Q out se calcula de la
siguiente manera.
· ·
Q out = V cw   cw  cp cw   T 2 – T 1  (5.8)
·
V cw Caudal de agua de refrigeración
 cw Densidad del agua de refrigeración

cp cw Capacidad térmica específica del agua
de refrigeración
3
· cm kg- kJ
Q out = 100 -  996 ------
----------  4 18 ---------------  12 8K
min m
3 kg  K
·
Q out = 87 3W
·
La potencia frigorífica Q 0 es mayor a la potencia
aplicada a través del agua de calentamiento en el
·
circuito de refrigeración Q in . Aparte de la poten-
cia térmica del agua de calentamiento, la poten-
·
cia frigorífica Q 0 también describe el calor que el
refrigerante absorbe a través del ambiente.
Del mismo modo, la potencia del condensador
· ·
Q c también es mayor a la potencia térmica Q out
que se transfiere al agua de refrigeración.
En la Fig. 5.4 se representa el flujo de energía tér-
mica de forma esquemática.
5 Ensayos 40
Absorción de calor
Ambiente
Disipación de calor
Agua de refrigeración
Circuito
de refrigración
Absorción de calor
Agua de calentamiento
Disipación de calor
Ambiente
Calor del compresor
Fig. 5.4 Diagrama de flujo de energía
5 Ensayos 41
6 Apéndice
6.1 Datos técnicos
Dimensiones
L x An x Al 1210 x 510 x 900 mm
Peso 130 kg
Suministro eléctrico
Tensión 230 V
Frecuencia 50 / 60 Hz
Fases 1 fase
Alternativas opcionales, véase la placa de características
Entrada nominal 0,8 kW
Suministro de agua
Caudal, mínimo 40 L/h
Compresor
Refrigerante SES36
(el SES36 no se encuentra contenido en la lista
de gases fluorados de efecto invernadero del
Protocolo de Kyoto).
Consumo de potencia máx. 1043 W
Consumo de potencia en funcionamiento aprox.250 W
Condensador
Volumen aprox. 2,8 L
Área de transferencia aprox. 500 cm²
Evaporador
Volumen aprox. 2,8 L
Área de transferencia aprox. 500 cm²
6 Apéndice 42
6.1.1 Refrigerante y aceite
Los aceites para instalaciones frigoríficas se utili-

zan como lubricantes y sellantes para las piezas
móviles de las instalaciones frigoríficas. Los pun-
tos de lubricación son principalmente émbolos,
válvulas, prensaestopas y juntas de desliza-
miento del compresor. Debido a que práctica-
mente todas las piezas móviles de una instala-
ción frigorífica se encuentran en el compresor, es
ahí donde se requiere la lubricación. La presencia

de aceite en el circuito de refrigerante es clara-
mente negativa. Por este motivo, en la tubería de
presión, directamente detrás del evaporador, hay
instalado un separador de aceite. El aceite se
separa y se introduce en la tubería de succión
detrás del evaporador.
El SES36 pertenece al grupo de los refrigerantes
HFKW, que presentan una elevada polaridad. En
química existe una regla que afirma que la polari-
dad de las sustancias tiene una gran influencia
sobre la solubilidad de las mismas. Dos sustan-
cias polares son solubles entre sí, mientras que
una sustancia polar no será soluble o lo será
escasamente en una sustancia apolar. Por este
motivo, los refrigerantes de sustitución HFKW (p.
ej. SES36, R134a, etc.) no son solubles en lubri-
cantes con base de aceite mineral.
A pesar de la mencionada insolubilidad del
SES36 con aceites minerales, en el equipo de
ensayo ET 350 se utiliza un aceite mineral. Los
esteroles sintéticos, que habitualmente se
emplean en combinación con los refrigerantes
HFKW, tienen un comportamiento marcadamente
higroscópico. La más pequeña fuga en el circuito
de refrigerante, provocaría la succión de aire en el
6 Apéndice 43
sistema debido a la depresión. Los esteroles

reaccionan con la humedad del aire, y la reacción
hidrolísica se produce a mínimas concentracio-
nes. Dicha reacción se produce entre los ésteres
parciales del esterol y los ácidos carbónicos.
Dependiendo de las circunstancias, los productos
de la reacción pueden reaccionar con los compo-
nentes del compresor. Por este motivo, el sistema
funciona con un aceite mineral no soluble.
Después de unas horas de funcionamiento, no es

extraño que el refrigerante adquiera una colora-
ción ligeramente amarillenta o blancuzca. Esta
coloración indica que la concentración de aceite
en el refrigerante es reducida, pero no afecta en
absoluto al funcionamiento del equipo de ensayo.
6.2 Lista de los símbolos de fórmulas matemáticas y unidades
Símbolo de fór- Magnitud matemática / física Unidad

mula matemática
cp hw capacidad térmica específica del agua de calenta- kJ/kgK
miento
cp cw capacidad térmica específica del agua de refrigeración kJ/kgK
h entalpía específica kJ/kg
·
mr flujo de masa de refrigerante kg/s
p1 presión en el evaporador (abs) bar
p2 presión en el condensador (abs) bar
P el consumo de potencia eléctrica del compresor W
T1 temperatura entrada de agua de refrigeración en el °C
condensador
T2 temperatura salida de agua de refrigeración en el con- °C
densador
T3 temperatura entrada de agua de calentamiento en el °C
evaporador
T4 temperatura salida de agua de calentamiento en el °C
evaporador
6 Apéndice 44
Símbolo de fór- Magnitud matemática / física Unidad

mula matemática
T5 temperatura media evaporador °C
T6 temperatura salida compresor °C
T7 temperatura media condensador °C
T8 temperatura tras la válvula de flotador °C
·
V hw caudal de agua de calentamiento cm³/min
·
V cw caudal de agua de refrigeración cm³/min
·
Vr caudal de refrigerante L/h
·
Qc potencia del condensador W
·
Q el potencia transmitida a través del compresor W
·
Q0 potencia frigorífica W
·
Q out potencia térmica emitida W
·
Q in potencia térmica emitida W
 índice de rendimiento calorífico -
 hw densidad del agua de calentamiento kg/m³
 cw densidad del agua de refrigeración kg/m³
r densidad del refrigerante kg/m³
6.3 Lista de las letras distintivas en el esquema de procesos
Letra Denominación
distintiva
Robinetería
V Robinetería, válvula general
Tab. 6.1 Letras distintivas para aparatos, máquinas, robineterías y tuberías
Letra Magnitud de medida u otra magnitud de Procesamiento

distintiva entrada, actuador
como letra inicial como letra de comple- como letra siguiente,
mento (orden I, R, C)
E Magnitudes eléctricas Función de sensor
P Presión
T Temperatura Función de transductor
de medición
Tab. 6.2 Letras distintivas para puntos de medición
6 Apéndice 45
6.4 Tablas y diagramas
Unidad mm3 cm3 L m3
1mm3 1 0,001 0,000001 0,000000001
1cm3 1.000 1 0,001 0,000001
1L 1.000.000 1.000 1 0,001
1m3 1.000.000.000 1.000.000 1.000 1
Tab. 6.3 Tabla de conversión para unidades de volumen

Unidad L/s L/min L/h m3/min m3/h
1L/s 1 60 3600 0,06 3,6
1L/min 0,01667 1 60 0,001 0,06
1L/h 0,000278 0,01667 1 0,00001667 0,001
1m3/min 16,667 1000 0,0006 1 60
1m3/h 0,278 16,667 1000 0,01667 1
Tab. 6.4 Tabla de conversión para unidades de caudal volumétrico
Unidad bar mbar Pa hPa kPa mm ca *
1bar 1 1.000 100.000 1.000 100 10.000
1mbar 0,001 1 100 1 0,1 10
1Pa 0,00001 0,01 1 0,01 0,001 0,1
1hPa 0,001 1 100 1 0,1 10
1kPa 0,01 10 1.000 10 1 100
1 mm ca * 0,0001 0,1 10 0,1 0,01 1
Tab. 6.5 Tabla de conversión para unidades de presión

* Valores redondeados
6 Apéndice 46
6.5 Diagrama log p,h

Fig. 6.1 Diagrama log p,h SES36, Solkatherm
6 Apéndice 47

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