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Apunte Climatización

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Resumen

Los Centros de Procesos de Datos (CPD) tienen determinadas especificaciones de


funcionamiento. La climatización de este tipo de espacio tiene que garantizar condiciones
específicas de temperatura y humedad y para ello se utilizan unidades de alta precisión
tipo Close Control. Antes de proceder a su instalación es necesario cuantificar y estimar la
carga térmica del espacio a climatizar y adecuarlos a los equipamientos informáticos.
La conducción del aire climatizado previamente filtrado debe llegar a los locales del
equipamiento informático donde se produce la mayor cantidad de calor. Las rejillas de aire
se ubican para insuflar aire frío en el suelo o en el techo, por medio de conductos de aire
al compartimiento que debe estar en sobrepresión evitando la entrada de polvo del
exterior.
En este trabajo se describen las condiciones de instalación de un sistema mecánico para
la climatización de un espacio CPD, así como sus características técnicas operativas y de
mantenimiento.

Palabras Clave: CPD, climatización, HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning)

1.- Introducción

El funcionamiento correcto de la moderna tecnología de las telecomunicaciones y la


informática que quieren el mantenimiento de unas condiciones climáticas exactas. Los
equipos de aire acondicionado de precisión se planifican, se diseñan, se montan y se
instalan específicamente para estas tareas.

En los tiempos actuales que corren, con mayores costos de electricidad y requisitos cada
vez más exigentes en cuanto al funcionamiento de los centros de datos, crece la
demanda por parte de los clientes de contar con soluciones que brinden alta
disponibilidad, sean eficientes en términos de energía y tengan origen en un mismo
proveedor.

2.- Principios de la climatización

2.1.- Definición

Para cualquier proyecto de climatización tienen que tener presentes principios básicos de:

• Termodinámica
• Transferencia de calor
• Mecánica de fluidos
• Psicrometría y ventilación

La climatización es un proceso de tratamiento del aire para establecer las condiciones


ambientales apropiadas para fines domésticos, comerciales, industriales, de salud y ocio,
mediante el control de la temperatura, humedad, calidad y distribución del aire en un
determinado ambiente, teniendo como objetivo tanto el confort de personas y animales,
como satisfacer las necesidades de determinado proceso o producto.
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Los sistemas de climatización dependen de varios factores:

• Su función (climatización de confort; industrial)


• Época del año (sistemas de invierno; verano; integrados verano/invierno)
• Tipo de equipos: sistemas centrales, individuales o combinados

DIFERENCIAS ENTRE LOS AIRES DE CONFORT Y PRECISIÓN.

- Los de Confort manejan rangos de control de temperatura muy abiertos (+/- 5%),
mientras que en los precisos es +/-1%.
- Los aires de Confort no controlan la humedad ni filtrado de aire, pero en los aires de
Precisión si se lo hace.
- La Capacidad Sensible en los aires de Confort es de 60 a 70% de la capacidad total,
mientra que en los aires de
Precisión es de 90 a 100% de la Capacidad Total.

ALTA FIABILIDAD OPERATIVA CON CARGA CONTINUA LAS 24 Hrs.

A diferencia de los equipos de aire acondicionado de confort, el equipo de aire


acondicionado de precisión ha sido diseñado para ofrecer una alta fiabilidad operativa,
durante 24 horas, los 365 días del año.
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2.2.- Cargas térmicas

La determinación de las cargas térmicas es necesaria para la evaluación de las


necesidades de calefacción y refrigeración en el local a climatizar, así como para la
selección de los equipos de acondicionamiento.
“Ganancia o pérdida de calor” es la cantidad instantánea de calor que entra o sale del
espacio a acondicionar. “Carga real o efectiva” es, por definición, la cantidad instantánea
de calor añadida o eliminada por el equipo. La ganancia instantánea y la carga real rara
vez serán iguales debido a la inercia térmica o efecto de almacenamiento o acumulación
de calor en las estructuras del edificio que rodean el espacio acondicionado.

2.3.- Fuentes de carga térmica

El estudio riguroso de los componentes de carga en el espacio que va a ser


acondicionado es fundamental y por este motivo debe hacerse una estimación realista de
las cargas de refrigeración y de calefacción. Forman parte de este estudio los planos de
detalles mecánicos y arquitectónicos y en todo caso deben considerarse los siguientes
aspectos físicos:
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• Orientación del edificio


• Destino del local
• Dimensiones del espacio
• Altura del techo
• Materiales de construcción
• Condiciones de circumambiente
• Ventanas
• Puertas
• Ocupantes
• Alumbrado
• Motores
• Utensilios, maquinaria comercial, equipo electrónico
• Ventilación
• Almacenamiento térmico
• Funcionamiento continuo o intermitente

2.4.- Estimación de la carga del acondicionamiento de aire

La estimación de la carga sirve de base para seleccionar el equipo de acondicionamiento.


Debe tenerse en cuenta tanto el calor procedente del exterior como el que se genera en el
interior del local, así como sus cargas para evaluar la ganancia o pérdida de calor del
espacio a climatizar.

2.5.- Aplicaciones de la climatización

En función de la aplicación de la climatización se utilizarán diferentes configuraciones, tal


y como se representan en la figura 1.

Los sistemas de climatización central (figura 1a) se aplican en espacios de grandes


dimensiones para los cuales las necesidades energéticas son muy elevadas (por ejemplo:
hospitales).
Los de climatización individual (figura 1b) se aplican en pequeños espacios (por ejemplo:
domésticos) y los combinados (figura 1c) se aplican en espacios de grandes a pequeñas
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dimensiones; sin embargo, este sistema utiliza la energía térmica del sistema central, se
aplica en áreas comerciales, hospitales, escuelas, etc.

3.- La climatización de un CPD

3.1.- La importancia de la climatización de espacios CPD

El mantenimiento preciso de las condiciones ambientales es muy importante en los


espacios CPD porque garantizan la integridad de su información y la confiabilidad de la
operación de los equipos electrónicos por mucho tiempo; esto garantiza óptimas
condiciones de funcionamiento de los equipos.
El aire acondicionado de precisión es esencial para asegurar un ambiente correcto de los
equipos electrónicos. El sistema “Close Control” está preparado para mantener a través
del control microprocesado la temperatura y humedad óptimas requeridas para el
funcionamiento eficaz de los sistemas electrónicos. Para poder mantener el nivel de
temperatura adecuado y el grado de humedad dentro de los límites medios, se proponen
dotaciones de equipos de climatización específicos para salas informáticas, controlado
por microprocesador, capaz de producir frío, calor y humidificar o deshumidificar de forma
automática dentro de unos márgenes de ± 1ºC y ± 2% HR (Humedad Relativa) para
valores de funcionamiento previstos de 21ºC y 60% HR. El aire acondicionado de la sala
del CPD debe ser independiente del aire general del edificio.

3.2.- Aire acondicionado de precisión vs “confort”

No se debe climatizar un CPD por pequeño que sea, con un sistema de aire
acondicionado de confort. Existe una gran diferencia entre climatizar equipos electrónicos
y proporcionar un ambiente agradable para el confort de las personas. Para empezar, la
gente agrega humedad al ambiente de una habitación y los equipos no. De tal manera
que se debe tomar en consideración el “enfriamiento latente” (la habilidad de remover la
humedad) y el “enfriamiento sensible” (la habilidad de remover el calor seco). Los aires
acondicionados de ventana y los sistemas centrales en los edificios de oficinas están
diseñados con una relación de enfriamiento sensible de alrededor de 0.60 a 0.70. Lo
anterior significa que el 60-70% del trabajo que un sistema de confort hace es remover
calor y el otro 30-40% es remover humedad. Eso es suficiente para una habitación llena
de gente con un tráfico moderado entrando y saliendo de la misma. En cambio, el Aire
Acondicionado de Precisión tiene una relación mucho más alta de enfriamiento sensible a
enfriamiento total de 0.85 a 0.95. Esto es, el 85-95% del trabajo del Sistema de Precisión
se dedica al enfriamiento efectivo del aire y apenas el 5-15% a remover la humedad. Es
decir, que hay dos cosas importantes a la hora de enfriar un CPD:

1) Se tendrá que instalar mayor capacidad de aire acondicionado de confort para obtener
los mismos resultados que con un Sistema de Aire Acondicionado de Precisión.
2) Un sistema de confort extraerá la humedad por debajo de los límites aceptables para la
operación eficiente de sus equipos. Lo cual significa que, o se expone a los problemas
ocasionados por un ambiente muy seco, o tendrá que adquirir sistemas de humidificación
adicionales. Con un Sistema de Precisión no existen tales problemas. Por un lado, no
extraerá tanta humedad de aire y por otro, viene provisto de un sistema de humidificación
integral que mantendrá, pase lo que pase, la humedad relativa exigida por los fabricantes
de CPDs. Otra gran diferencia entre sistemas de confort y de precisión es el volumen de
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aire que deberá moverse. Un sistema de precisión lo hará a través de los serpentines de
enfriamiento a casi el doble de volumen que un sistema de confort para alcanzar su alta
relación de enfriamiento total, manejar la densa carga térmica en los CPD y mantener,
estrictamente, los niveles de temperatura y humedad relativa programados previamente.
El movimiento de volúmenes mayores contribuye también a una mejor filtración de aire.

3.3.- Importancia del control de la humedad

Si la humedad en el CPD sube mucho, se van a producir serios problemas en el manejo


del papel y de condensación en las partes electrónicas. Si el ambiente se vuelve muy
seco, la electricidad estática resultante del contacto de un simple dedo puede dañar
irreparablemente los componentes y alterar la información. Además, sus medios de
almacenamiento de datos pueden sufrir pérdida de oxidación, lo que aumenta la
posibilidad de pérdida o alteración de la información.
Se recomienda una humedad relativa de 45%, con variantes no mayores de ±5% para un
Sistema de Aire Acondicionado de Precisión. Tiene la exactitud y precisión necesarias
para lograr tal objetivo y puede operar en el “modo” requerido (humidificación,
enfriamiento o calefacción) para mantener el ambiente dentro de los parámetros
seleccionados. Los sistemas de confort no tienen esta capacidad.

3.4.- Importancia de la filtración del aire

El polvo puede arruinar la información y los componentes del equipo de cómputo. El polvo
en las cabezas lectoras de sistemas de disco y cintas magnéticas puede dañar
físicamente los mismos. Las partículas se acumulan rápidamente en los componentes
electrónicamente cargados y la capacidad de disipación del calor disminuye causando
que las partes afectadas trabajen a una temperatura superior a las especificaciones de
diseño, causando el deterioro del mismo.
La aplicación de filtros en un Sistema de Precisión (eficiencia alrededor del 40%) minimiza
los efectos de deterioro causado por el polvo anteriormente mencionado.

4.- Instalación

En el proyecto de climatización de un CPD están siempre presentes los aspectos más


importantes descritos en el apartado 3.1 y a partir de esos elementos se establece una
solución que pasa por instalar:

• Unidad acondicionadora de aire


• Ventiladores para renovación de aire
• Sistema de tubos de cobre aislados de interconexión de las unidades
evaporadora/condensadora
• Sistema de tubos de drenaje de condensados
• Alimentación eléctrica al sistema
• Sistema de conducción del aire de recirculación de aire nuevo
• Sistema de control

Existen en el mercado diversas soluciones de aire acondicionado para CPDs.


Básicamente los equipamientos utilizados son sistemas de aire acondicionado de
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precisión que controlan la temperatura y humedad dentro de los parámetros


preestablecidos.

4.1.- Equipamiento de aire acondicionado

Existen diversos tipos de equipamientos con diferentes modos de producción de agua


refrigerada; se pueden encontrar en el mercado los siguientes tipos:

• De expansión directa con condensador enfriado con aire


• De expansión directa con condensador enfriado con agua fría en la torre de enfriamiento
•De doble fluido: expansión directa con condensador enfriado con aire y unidad
productora de agua refrigerada
• De doble fluido: expansión directa con condensador enfriado con agua fría en la torre de
enfriamiento y unidad productora de agua refrigerada
• Con sistema de free-cooling

Los equipos pueden tener rejillas frontales o no, mediante el sistema de distribución del
aire que se desea para el CPD y que se explica en el siguiente apartado.
Las unidades más utilizadas son de expansión directa y funcionan de acuerdo con los
principios de un sistema “bomba de calor” con dos circuitos de distribución de aire ambos
aislados por medios mecánicos (figura 2).

En el proceso de refrigeración el circuito interno de distribución de aire retira el calor de


los componentes eléctricos y electrónicos para la máquina de acondicionamiento de aire.
El aire se enfría y deshumidifica dentro de la unidad de refrigeración y después es
insuflado hacia el interior de la sala.
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El circuito externo de distribución de aire utiliza el aire exterior para enfriar el condensador
y de esta manera enviar el calor del sistema para la atmósfera.
El ventilador del circuito interno de distribución de aire está siempre en funcionamiento
desde que éste esté alimentado eléctricamente. El termostato de este circuito regula el
compresor y el ventilador del circuito externo de distribución de aire.

4.2.- Distribución del aire

La distribución del aire climatizado se puede llevar a cabo de varias formas de acuerdo
con la configuración de la máquina y las características de la propia sala. Existen cuatro
formas de circulación del aire: insuflación en la región del suelo, insuflación por encima de
la máquina, utilizando el sistema displacement1 e insuflación mediante rejillas frontales,
de acuerdo con la figura 3 que se presenta a continuación.

La figura 4 representa un esquema de un sistema de climatización compuesto por dos


unidades de insuflación mediante suelo técnico y retorno por la parte superior de la
máquina. El aire refrigerado es conducido a través del suelo técnico donde se insufla
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mediante rejillas de suelo instaladas en la parte delantera de los equipamientos


informáticos. Este aire pasa por los compartimientos, recibe el calor de los equipamientos
y regresa al ambiente por la parte trasera de los mismos, el aire caliente entra por la parte
superior de la máquina de climatización para efectuar un nuevo ciclo.

Otra alternativa es crear un sistema de conductos independientes de aire en el techo para


hacer una distribución del aire (figura 5). Con él se impulsa el aire frío por el techo y se
hace el retorno también a través del techo, mediante rejillas colocadas estratégicamente
por encima de las salidas de aire caliente procedente de la disipación de los equipos.

Este sistema tiene como desventaja la poca flexibilidad para cambios de posición de
unidades y que la cantidad de aire tratado es menor.
En ambos sistemas es necesario hacer la renovación del aire recurriendo a ventiladores
de insuflación y extracción de aire nuevo exterior. Se toman como referencia para el
proyecto valores de 1,5 a 2,0 de renovaciones por hora de acuerdo con el volumen del
compartimiento. Se debe crear una sobre presión para evitar la entrada de polvo y
suciedad de las áreas exteriores por las puertas.
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4.3.- Filtros

El control de la pureza del aire consiste en reducir o eliminar el contenido de partículas


sólidas o de gases indeseables contenidos en el aire suministrado a un espacio
acondicionado. Para ello se utilizan filtros con determinada especificidad en términos de
eficacia de retención de las partículas sólidas en suspensión. Son filtros reutilizables o
desechables que pueden ser estándar o de elevada eficacia de acuerdo con los requisitos
de los equipamientos informáticos.

Los filtros estándar corresponden a la clase EU4 y EU5 de acuerdo con las Normas
Europeas Eurovent, con una eficacia situada entre el 90-98% según los resultados del
estudio gravimétrico utilizado por la ASHRAE (American Society of Heating Refrigerating
and Air-Conditioning Engineers, Inc.) Standard 52.1, y los de elevada eficacia (99%)
corresponden a la clase EU6-EU9 según las normas ASHRAE. Los filtros se instalan
normalmente en el retorno del equipo y en el caso del aire de renovación o ventilación los
ventiladores deberán estar equipados con filtros.

4.4.- Mantenimiento

El mantenimiento es un factor muy importante para el buen funcionamiento de los equipos


de aire acondicionado y en este caso particular de equipos de “Close Control”. Se debe
tener en cuenta las recomendaciones del fabricante relativas al mantenimiento. No
solamente se debe cuidar de los equipos, sino también de la instalación en general, en el
caso de que se trate de equipos que utilizan agua fría y caliente procedente de un sistema
centralizado productor de frío o calor.
El instalador debe presentar un programa de mantenimiento preventivo detallado con
todas las operaciones que se deben llevar a cabo con la periodicidad recomendada y que
tendrá que ser ejecutado por técnicos especializados.
En el programa de mantenimiento preventivo, y de forma solamente ilustrativa, deberán
constar las revisiones y limpieza de los filtros de los circuitos de agua, baterías, bandejas,
pulverizadores y ventiladores, comprobación de alineaciones de poleas, consumos,
caudales de aire, transmisiones y funcionamiento de compuertas, válvulas de tres vías,
engrase de cojinetes y funcionamiento de los propios equipos.
Como los controles de operación y de seguridad son el corazón del equipo, deben ser
revisados para asegurar que están bien calibrados y funcionando correctamente. Al igual
que ocurre con todo equipo mecánico y eléctrico, estos controles se desgastan y deben
ser reemplazados; el mantenimiento correctivo consistirá en la reparación de las averías
subsanables, bien mediante la propia reparación de la máquina o elementos de la misma,
o mediante la sustitución de las piezas o los componentes del equipo averiado.

Operaciones de mantenimiento más frecuentes

Las principales operaciones de mantenimiento de equipos de climatización son:

En intercambiadores y ventiladores:
• Limpieza de filtros.
• Limpieza de intercambiadores

En equipo frigorífico:
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• Búsqueda de fugas de refrigerante.


• Recarga de refrigerante.
• Desmontaje con recogida del refrigerante en la unidad exterior.
• Vaciado y deshidratación del circuito
• Limpieza completa de un circuito contaminado.

Limpieza de filtros
La limpieza de filtros debe realizarse como mínimo al principio de cada temporada de
funcionamiento, es decir en el caso de equipos sólo frío en la primavera, y los reversibles
en primavera y otoño.
No obstante, según el nivel de contaminación del local (polvos de la calle, fumadores,
etc.), se debe limpiar más a menudo, y en locales con mucha ocupación, como
discotecas, salones de banquetes, etc., cada semana.

Los filtros están colocados siempre antes de la batería de la unidad interior, y suelen ser a
base de planchas de fieltros o esponjas, que se extraen con facilidad sin tener que
desmontar la máquina.
Se deben limpiar con agua a contracorriente, y después pasar un paño para secarlos. Al
mismo tiempo, es conveniente desinfectarlos con un spray bactericida y perfumado.

También es conveniente colocar una pastilla antibacterias o biocida en la bandeja de


drenaje, pero con cuidado de que no bloquee el sumidero.

Limpieza de baterías
Las baterías de las unidades interiores y exteriores pueden limpiarse muy bien con agua a
presión.
Primero las pulverizaremos con detergentes desengrasantes, y tras esperar unos minutos,
las limpiaremos con agua a presión, pero con un caudal que pueda absorber el desagüe
de la bandeja.
En caso de quedar pelusa y otros restos más incrustados, rasparemos las aletas con un
peine.

Búsqueda de fugas de refrigerante


En muchas ocasiones se detecta una pérdida de refrigerante en el circuito frigorífico del
equipo, por lo que antes de recargar deberemos hallar dónde está la fuga.
Los puntos con fugas de refrigerante suelen mostrar unas manchas de aceite, a las que
se pega la suciedad, Por ello, nos fijaremos en cualquier punto con restos de aceite o
manchas de suciedad.
Hay varios sistemas para encontrar la fuga de gas, y deberemos usarlos por orden:
1. Utilizar un detector de gas electrónico adecuado para el refrigerante del equipo.
Estos aparatos son muy sensibles, y emiten un pitido que aumenta de frecuencia
al aumentar la cantidad de gas en el ambiente.
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Su toma de muestras es un tubo flexible, que aproximaremos a los puntos sospechosos


de tener escapes, como:

• Uniones abocardadas de las tuberías de interconexión de splits.


• Soldaduras en las tuberías de interconexión.
• Llaves de servicio y tomas de presión (obuses).
• En general, cualquier punto donde existan soldaduras o acoplamientos.

Llenado del circuito con Nitrógeno a alta presión

Sin vaciar el refrigerante, se llena el circuito con un equipo de Nitrógeno provisto de un


manorreductor, ajustado a 20 ó 25 bares. Seguidamente, se comprueban las fugas con un
detector, o untando los puntos sospechosos con agua jabonosa o espuma, que formará
burbujas en el punto de escape.

En fugas más difíciles, se inyecta en el circuito una cápsula con un líquido trazador
fosforescente. Se pone en marcha el equipo, y se vuelve al cabo de unos días. Por la fuga
también habrá salido el agente trazador, y si se iluminan las piezas con una lámpara de
ultravioletas, se ven los puntos fosforescentes indicando la situación de la fuga. Si se
corrige la fuga sin vaciar el equipo, no es necesario quitar el agente trazador, pues no
perjudica el equipo.

Recarga de refrigerante
Para recargar el equipo con refrigerante pueden presentarse tres situaciones:

1. El equipo necesita simplemente añadir un poco de refrigerante.


2. El equipo necesita toda la carga de refrigerante, y en la placa de características del
mismo nos indica la cantidad necesaria en kg.
3. El equipo precisa ser cargado con todo el refrigerante, y no sabemos el volumen
necesario.

Añadir una pequeña cantidad de refrigerante

Con el equipo en marcha al menos 15 minutos, conectaremos la manguera azul del


puente de manómetros a la toma de baja presión. Conectaremos la goma amarilla o
central a la botella de refrigerante, en su salida de líquido, y si no, invertiremos la botella
para que salga líquido. Abriremos un poco las conexiones de las gomas para purgar el
aire que contenían. Abriremos lentamente la llave de la goma azul, para que vaya
entrando el refrigerante, y observaremos que la aguja del manómetro de Baja oscila y no
sobrepase mucho la presión normal (4,5 bar para R-22 y R407C, y 8-9 bar para R410A).
Cerramos la llave y vemos en qué presión se estabiliza en un punto inferior. Al introducir
refrigerante, la presión de Baja va subiendo, hasta un punto en que deja de ascender.
Este punto suele ser el de una carga correcta. Comprobaremos que la tubería de gas está
bien fría y que la de líquido está templada. Si aparece escarcha en la tubería de gas, hay
demasiado refrigerante. Debemos medir la intensidad que consume el equipo, que debe
ser cercana a la indicada en la placa.
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También comprobaremos las temperaturas de salida de aire en evaporador y


condensador.
Si el equipo tiene visor de líquido, simplemente añadiremos refrigerante hasta comprobar
que no circulan burbujas de gas.

Carga completa de refrigerante sabiendo la cantidad:

Previamente habremos vaciado el equipo con la bomba vacío conectada al puente de


manómetros. Cerraremos la llave de Baja, quitaremos la bomba de vacío y en su lugar
conectaremos la botella de refrigerante en la salida de líquido. Colocaremos la botella
sobre la balanza electrónica, y pondremos el indicador de peso a cero. Purgaremos el aire
de la goma, y abriremos la llave del manómetro para que entre el refrigerante. Cuando la
balanza nos indique que el peso ha descendido la cantidad necesaria, cerraremos la llave
del manómetro y abriremos un poco de gas desde la botella (o invertiremos de nuevo la
botella), para que empuje todo el líquido de las tuberías y entrada del circuito.
Esperaremos unos minutos a que el refrigerante se expanda por el circuito, y
arrancaremos el equipo.

Si el equipo dispone de llave de Alta presión, es preferible introducir el refrigerante líquido


por ella.
Si el equipo es reversible, es mejor arrancar el equipo una vez cargado en modo calor,
para que el compresor empuje el refrigerante líquido en lugar de aspirarlo.

Carga completa de refrigerante sin saber la cantidad

El sistema es igual al punto 2, pero introduciremos una cantidad aproximada en función


de la potencia del equipo, o comparando con la necesaria en equipos similares. Es
preferible quedarse corto a pasarse.

Arrancaremos el equipo, y procederemos como en el punto 1, es decir añadiremos


refrigerante por Baja, hasta que el equipo las presiones, temperaturas y consumos nos
indique una carga completa.

Desmontaje de un equipo partido, recogiendo el refrigerante en la unidad


exterior

Esta situación se presenta cuando debemos actuar sobre el sector de baja presión, o
desmontar equipos split para cambiarlos de sitio.
Se trata de recoger todo el refrigerante del circuito en la unidad exterior, y para ello
arrancaremos el equipo en MODO FRÍO y conectaremos el manómetro a la toma de baja
presión.
Una vez funcionando el equipo, cerraremos completamente la llave de la tubería de
líquido y esperaremos a que el manómetro baje hasta casi cero bar. Pararemos el equipo,
esperaremos un minuto por si la presión sube de nuevo, y volveremos a arrancarlo,
parándolo nuevamente al bajar la presión a 1 bar. Seguidamente cerraremos la llave de
gas, y pararemos rápidamente el equipo (cortar la corriente). No es conveniente bajar de
un bar porque el circuito quedaría en vacío, y al desconectar las tuberías, entraría aire y
humedad. Además si prolongamos el vacío, el compresor bombearía su aceite y se
dañaría.
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Siempre que desmontemos equipos hay que sellar las tuberías rápidamente, para evitar
que entre aire y humedad.

Vaciado y deshidratación del circuito


Si se ha producido una contaminación del circuito por humedad, deberemos proceder a
vaciar, limpiar y deshidratar el circuito. Hay que tener en cuenta que el agua se puede
depositarse en cualquier hueco del circuito, y debe ser extraída por evaporación. Esta
evaporación se mejora aumentando la temperatura del circuito con un secador de pelo,
o un soplete con mucho cuidado de no quemar nada.
Primeramente se realiza un vacío del sistema y se mantiene al menos unas 3 ó 4 horas.
Si la presión no alcanza el cero, introduciremos Nitrógeno seco, y reanudaremos el vacío,
por lo menos un par de veces.
Si tampoco baja a cero calentaremos el compresor, calderines y baterías con una manta
eléctrica.
Se llena el sistema con refrigerante y se pone en marcha.

Limpieza de un circuito contaminado


Para limpiar un circuito frigorífico se debe hacer circular un líquido limpiador en sentido
inverso al paso del refrigerante, durante un periodo de tiempo suficiente para que arrastre
todos los depósitos y contaminación.

Primero vaciaremos el circuito de refrigerante, y lo guardaremos para reciclarlo o


desecharlo. Desmontaremos el compresor del equipo, y si estaba quemado, lo
enviaremos al taller para su limpieza total.

El equipo de limpieza está formado por un depósito de líquido limpiador, y una bomba de
circulación. Conectaremos la impulsión del equipo en el tubo de baja, y la aspiración en el
de alta. Haremos circular el líquido hasta observar que el retorno llega limpio, sin
manchas, ni olores ácidos.
Desconectamos de la bomba de limpieza, y efectuamos un buen barrido con Nitrógeno
para eliminar el líquido limpiador. Seguidamente montaremos de nuevo el compresor,
realizaremos el vacío profundo de la instalación, y su carga de refrigerante.

En equipos partidos deberemos desmontar la unidad exterior y limpiarla en el taller


desoldando el compresor. La unidad interior y las tuberías de interconexión las
limpiaremos en el local, conectando el equipo de limpieza con la impulsión en el tubo de
gas, y la espiración en el de líquido.

Mantenimiento preventivo
Las operaciones de mantenimiento preventivo tienen por objeto evitar averías graves en
el equipo, y mantenerlo con el máximo de capacidad y rendimiento.
Este mantenimiento es un conjunto de operaciones repetitivas y programadas, que se
pueden realizar de forma diaria, semanal, mensual o anual.
En general, el mantenimiento se realizará sobre:
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Equipo eléctrico y de control:

Limpieza de cuadros eléctricos.


Comprobación de temperaturas en bornes y protecciones.
Apriete de bornes y conexiones.

Equipo de ventiladores, conductos filtros:

Tensado de correas de ventiladores.


Limpieza de rodetes y palas de impulsión.
Engrase de cojinetes.
Comprobación de ruidos y vibraciones.
Limpieza de filtros.
Limpieza de rejillas.

Equipo frigorífico:

Comprobación de presiones y carga de gas.


Comprobación de temperaturas en baterías y elementos.
Limpieza de baterías.
Comprobación de aislamientos.

Equipo auxiliar:

Limpieza de filtros de agua.


Comprobación de drenajes.
Descalcificación de condensadores de agua.

Operación Periodicidad

1. Limpieza de los evaporadores A


2. Llimpieza de los condensadores A
3. Drenaje y limpieza de circuito de torres de refrigeración 2A
4. Comprobación de niveles de refrigerante y aceite en equipos frigoríficos m
5. Limpieza de circuito de humos de calderas 2A
6. Limpieza de conductos de humos y chimenea A
7. Comprobación de material refractario 2A
8. Comprobación estanquidad de cierre entre quemador y caldera M
9. revisión general de calderas individuales de gas A
10. Revisión general de calderas individuales de gasóleo 2A
11. Detección de fugas en red de combustible M
12. Comprobación niveles de agua en circuitos M
13. Comprobación estanquidad de circuitos de distribución A
14. Comprobación estanquidad de válvulas de interceptación 2A
15. Comprobación tarado de elementos de seguridad M
16. Revisión y limpieza de filtros de agua 2A
17. Revisión y limpieza de filtros de aire M
18. Revisión de baterías de intercambio térmico A
19. Revisión aparatos de humectación y enfriamiento evaporativo M
20. Revisión y limpieza de aparatos de recuperación de calor 2A
21. Revisión de unidades terminales agua-aire 2A
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22. Revisión de unidades terminales de distribución de aire 2A


23. Revisión y limpieza de unidades de impulsión y retomo de aire A
24. Revisión equipos autónomos 2A
25. Revisión bombas y ventiladores, con medida de potencia absorbida M
26. Revisión sistema de preparación ACS M
27. Revisión del estado del aislamiento térmico A
28. Revisión del sistema de control automático 2A

REPARACIÓN DE AVERÍAS EN CLIMATIZADORES


AUTÓNOMOS

Las averías en equipos autónomos suelen ser provocadas por:

Equipo eléctrico y de control.


Equipo frigorífico.
Equipo de ventilación.
Equipo auxiliar.
Metodología general para el diagnóstico de averías

Equipos eléctricos:

• Seguir el circuito mediante el puenteo correlativo de cada elemento de protección o


control: termostatos, presostatos, temporizadores, etc.
• Comprobar la existencia de tensión en elementos.
• Si se detecta el fallo en un elemento, sustituirlo y seguir probando.
• En caso de encontrar fallos generalizados, es posible que la causa sea otra diferente de
la que se ensaya.
• Revisar aprietes y continuidades de cables. No cambiar nada, teniendo en cuenta que el
equipo antes funcionaba.

Equipo frigoríficos:

• Seguir la metodología para averías tipo de falta de carga, exceso, condensador sucio,
etc. que vimos en la unidad didáctica anterior.
• Antes de sustituir un elemento, asegurarse bien de que está defectuoso. Es lamentable
el reparador que va cambiando piezas sin saber el origen de la avería.
• Si no se puede detectar la avería, siempre es bueno consultar con el servicio técnico del
fabricante.
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Averías eléctricas
La mayoría de los equipos climatizadores actuales suelen incorporar una placa electrónica
de control que gestiona todas las señales de entrada y de salida, y ejecuta un programa
grabado en un microprocesador. Debido a esto cuando hay un fallo generalizado lo más
sencillo es cambiar dicha placa, pero antes hay que verificar que las señales de entradas
y salida son correctas.

Las señales de entrada son:

• Presencia de tensión de red y reducida de control (12 – 24 V).


• Termostato de ambiente interior, exterior y del condensador.
• Temperatura del compresor.
• Control o mando a distancia del usuario.

Las señales de salida son:

• Arranque del compresor.


• Arranque del ventilador del condensador.
• Válvula inversora.
• Arranque del ventilador interior en varias velocidades.
• Motor de los álabes de dirección de aire.
Las averías eléctricas más frecuentes son:

• Corte de cables por vibraciones, falta de apriete, quemado del contacto.


• Defecto a tierra, por falta de aislamiento (mordeduras de ratas, cables pelados), o
mojarse algún elemento eléctrico.
• Sobretensión: provoca la ruptura de un semiconductor llamado varistor situado a la
entrada de la corriente en la placa electrónica, y posiblemente del transformador de
tensión del circuito de control. En casos graves puede suponer el deterioro de todo el
equipo eléctrico de protección y control (placa).
• Fusible fundido: por bajada de tensión sube la intensidad y salta el fusible.
• Fallo del clixon del compresor, por sobrecarga continuada.
• Condensador de arranque del compresor o del ventilador cortado.
• Compresor quemado o con bobina cortada.
• Ventiladores quemados o cortados.
• Termostatos con contactos quemados.
• Contactores quemados, o bobinas cortadas.

Averías del circuito frigorífico

En la unidad didáctica anterior se trató con detalle de estas averías.


Recordemos que las más frecuentes son:

• Falta de refrigerante.
• Condensador sucio.
• Filtro atascado.
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Averías de los equipos ventiladores

En la unidad didáctica 2 detallamos las averías en equipos ventiladores, por ello


recordaremos brevemente las más frecuentes en climatizadores autónomos:

• Correas de transmisión flojas o rotas.


• Chavetas o acoplamientos rotos.
• Rodetes o aspas sucias o atascadas.
• Rodetes o aspas desequilibradas y vibrando.
• Giro inverso por cambiar el orden de las fases de la línea de alimentación.

30
Localización de averías en equipos autónomos

1. El compresor y el ventilador del condensador no arrancan:

CAUSA PROBABLE

• Fallo en la alimentación eléctrica.


• Fusible fundido y/o magnetotérmico saltado.
• Termostato, contactor o relé de control, defectuoso.
• Presostato opcional abierto.
• Bajo voltaje en la línea.
• Cableado incorrecto o defectuoso.
• Regulación del termostato demasiado baja (ciclo calefacción) o demasiado alta (ciclo de
refrigeración).

COMPROBACIÓN/CORRECCIÓN

• Llamar al instalador electricista del cliente.


• Sustituir el fusible o rearmar el magnetotérmico del circuito.
• Sustituir el elemento defectuoso.
• Determinar y corregir la causa.
• Comprobar el diagrama de cableado.
• Reajustar el termostato.

2. El compresor no arranca, pero el ventilador del condensador funciona:

CAUSA PROBABLE

• Conexión defectuosa o suelta en el circuito del compresor.


• Motor del compresor quemado, agarrotado, elemento de sobrecarga interior abierto.
• Condensador de marcha defectuoso en modelos monofásicos.
• Conexión defectuosa o suelta en el circuito del compresor.

COMPROBACIÓN/CORRECCIÓN

• Comprobar el cableado y repararlo


19

• Determinar la causa y reemplazar el compresor


• Determinar la causa y reemplazar

3. El compresor funciona pero se para por sobrecarga interna (otra causa


distinta a la del termostato de control):

CAUSA PROBABLE

• Sistema sobrecargado o con carga de refrigerante escasa.


• Aire o gases no condensables en el circuito de refrigerante.
• Compresor defectuoso.
• Voltaje muy bajo o muy alto.
• Batería exterior obstruida (ciclo de refrigeración) o batería interior (ciclo de calefacción.
• Ventilador exterior inactivo.
• Condensador de marcha defectuoso.
• Termostato defectuoso.
• Condensador defectuoso del ventilador de la unidad interior (ciclo calefacción) o unidad
exterior (ciclo de refrigeración).
• Restricción en el circuito de refrigerante.
• Válvula de inversión defectuosa o agarrotada en la posición central (modelos de bomba
de calor).
• Dispositivo de expansión restringido o congelado.

COMPROBACIÓN/CORRECCIÓN

• Tirar el refrigerante, hacer el vacío en el sistema y volver a cargarlo.


• Determinar la causa y corregir.
• Determinar la causa y reemplazare.
• Reemplazar.
• Retirar la obstrucción.
• Tirar el refrigerante, hacer el vacío en el sistema y volver a cargarlo.

4. El compresor funciona de forma continua

CAUSA PROBABLE

• Unidad insuficiente para la carga térmica.


• Termostato regulado muy bajo (ciclo de refrigeración) o demasiado alto (ciclo de
calefacción).
• Carga de refrigerante escasa.
• Compresor con válvulas rotas.
• Ventilador defectuoso de la unidad interior (ciclo de calefacción) o ventilador de la unidad
exterior (ciclo de refrigeración).
• Aire o gases no condensables en el circuito de refrigerante restringido o congelado.
• Aspiración de aire obstruida o filtro de la unidad interior (ciclo calefacción) o unidad
exterior (ciclo refrigeración) sucio.

COMPROBACIÓN/CORRECCIÓN
20

• Disminuir la carga térmica o aumentar el tamaño de la unidad.


• Volver a regular el termostato.
• Localizar la fuga, reparar y volver a cargar.
• Sustituir.
• Comprobar la causa y sustituirlo.
• Tirar el refrigerante, hacer el vacío en el sistema y volver a cargar.
• Limpiar el filtro o retirar la obstrucción.

5. Excesiva presión de condensación:

CAUSA PROBABLE

• Batería de la unidad exterior (ciclo de refrigeración) sucia.


• Ventilador de la unidad interior defectuoso (ciclo calefacción) o ventilador de la unidad
exterior (ciclo de refrigeración).
• Sobrecarga de refrigerante.
• Aire o gases no condensables en el circuito del refrigerante.
• Aspiración de aire obstruida o filtro de la unidad interior (ciclo de calefacción) o unidad
exterior (unidad de refrigeración) sucio.

COMPROBACIÓN/CORRECCIÓN

• Limpiar la batería (ciclo de refrigeración) sucia.


• Reemplazarlo.
• Purgar el exceso de refrigerante.
• Tirar el refrigerante, hacer el vacío en el sistema y volver a cargarlo.
• Retirar la obstrucción o limpiar el filtro
.
6. Presión de condensación inadecuada:

CAUSA PROBABLE

• Carga de refrigerante escasa.


• Compresor con válvulas rotas.
• Obstrucción en la línea de líquido.
• Filtro de aire sucio de la unidad interior.
• Batería de la unidad exterior obstruida.

COMPROBACIÓN/CORRECCIÓN

• Comprobar fugas, reparar y recargar la unidad.


• Reemplazarlas.
• Retirar la obstrucción.
• Limpiar el filtro.
• Comprobar la causa y corregirla.

7. Excesiva presión de succión:

CAUSA PROBABLE
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• Compresor con válvulas rotas.


• Presostato de seguridad de presión interna abierto.
• Sobrecarga de refrigerante.
• Válvula de inversión defectuosa o fuga interna (bomba de calor).
• Válvula retención defectuosa (bomba calor).

COMPROBACIÓN/CORRECCIÓN

• Reemplazar.
• Comprobar la causa y eliminarla.
• Purgar el exceso de refrigerante.
• Comprobar y reemplazar.

8. Presión de succión inadecuada:

CAUSA PROBABLE

• Escasa carga de refrigerante.


• Batería unidad exterior (ciclo calefacción) o batería interior (ciclo refrigeración)
escarchada.
• Escaso caudal de aire en la unidad exterior (ciclo de calefacción) o de la unidad interior
(ciclo de refrigeración) o recirculación del mismo.
• Obstrucción en el tubo de succión.
• Capilar o válvula de retención obstruido o congelado.
• El ventilador de la unidad exterior no se para durante el desescarche en el ciclo de
calefacción (bomba de calor).
• Termostato de desescarche defectuoso en el ciclo de calefacción (bomba de calor).
• Contacto defectuoso entre el tubo y el termostato de desescarche en el ciclo de
calefacción (bomba de calor).
• Relé de desescarche o temporizador de desescarche defectuoso en el ciclo de
calefacción (bomba de calor).

COMPROBACIÓN/CORRECCIÓN

• Localizar la obstrucción y retirarla.


• Tirar el refrigerante, hacer el vacío y volver a cargar.
• Comprobar las conexiones de cables y reparar.
• Comprobar la causa y eliminarla
• Reemplazar.

9. Ventilador de la unidad exterior parado o cicla debido a la protección de


seguridad térmica:

CAUSA PROBABLE

• Capacitador del motor del ventilador defectuoso.


• Conexiones flojas al motor del ventilador.
• Motor del ventilador quemado.
• Cojinetes del motor gripados.
22

• Capilar o Accurater bidireccional obstruido o congelado.


• Relé de desescarche abierto en el ciclo de calefacción (bomba de calor).

COMPROBACIÓN/CORRECCIÓN

• Comprobar la causa y eliminarla.


• Tirar el refrigerante, hacer el vacío del sistema y cargarlo de nuevo.
• Reemplazarlo.

10. Frecuente formación de hielo en la batería de la unidad exterior (unidades de


bomba de calor en el ciclo de calefacción):

CAUSA PROBABLE

• Ventilador de la unidad exterior parado.


• Incorrecta conexión eléctrica en el circuito de desescarche.

COMPROBACIÓN/CORRECCIÓN

• Ventilador de la unidad exterior parado.


• Incorrecta conexión eléctrica en el circuito de desescarche.

Averías del compresor


En el caso de problemas de funcionamiento, es necesario comprobar la potencia
absorbida de la unidad con un amperímetro. Asegurarse de que la potencia absorbida
está de acuerdo con los valores en la etiqueta de especificaciones de la unidad.

1. El compresor no funciona:

CAUSA PROBABLE

• Motor quemado, pérdida de aislamiento o bobinado.


• Comprobar la continuidad y resistencia bobinado.

COMPROBACIÓN/CORRECCIÓN

• Comprobar la resistencia del aislamiento con un Megger de 500 V (mínimo 2M).


• Comprobar la continuidad.

2. El compresor funciona realizando ciclos cortos:

CAUSA PROBABLE

• Relé de consumo abierto.


• Consumo excesivo.

COMPROBACIÓN/CORRECCIÓN
23

• Energizar y comprobar los amperios, el ruido y el motor. Comprobar si los terminales


están conectados.
• Energizar y comprobar el consumo, el ruido y el motor. Comprobar las presiones de
funcionamiento.

3. Capacidad de refrigeración insuficiente:

CAUSA PROBABLE

• Baja compresión.
COMPROBACIÓN/CORRECCIÓN
• Comprobar las presiones y el consumo de funcionamiento.

4. Vibraciones y ruidos anormales:

CAUSA PROBABLE

• Baja compresión.
• Retorno del líquido.
• Compuerta de vibración.
• Tornillos de montaje.

COMPROBACIÓN/CORRECCIÓN

• Comprobar las presiones y el consumo de funcionamiento.


• Comprobar las condiciones de funcionamiento del sistema.
• Comprobar el estado de la compuerta de averiada.
• Comprobar que los tornillos están defectuosos.

5. Sustitución del compresor:

Antes de efectuar la sustitución del compresor, determinar que está justificada. Por medio
del uso de un óhmetro, comprobar el motor del compresor que se debe sustituir en caso
de que haya circuitos abiertos, derivaciones a tierra o cortocircuitos. Para este propósito
sugerimos que se hagan las comprobaciones siguientes:

PRECAUCION:

Mantenerse alejado de los terminales del compresor cuando se trabaje en el mismo.


Con el sistema bajo presión, los terminales podrían romperse.

Es oportuno recordar que es mucho más fácil desconectar un trozo pequeño de tubería
del compresor después de haberlo sacado de la unidad. Y también, que se puede soldar
un manguito de la tubería vieja a los acoplamientos del nuevo compresor más fácilmente
antes de instalar de nuevo el compresor en la unidad. Si se elige una buena posición para
cortar la tubería del refrigerante, inicialmente, la soldadura final de la junta será mucho
más fácil.
24

Para sustituir el compresor deben realizarse las operaciones siguientes:

• Seguir con atención todas las normas de seguridad. Utilizar gafas y guantes de trabajo y
trapos humedecidos con agua jabonosa.
• Desconectar la alimentación eléctrica a la unidad.
• Retirar las conexiones eléctricas del compresor.
• Purgar o sacar todo el refrigerante y la presión del sistema:
• Cortar las líneas de aspiración y descarga. Usando una cortadora de tubos en el lugar
más conveniente, cerca del compresor para facilitar el nuevo montaje mediante manguitos
de cobre.
• Sacar el calentador de cárter.
• Quitar el compresor de la unidad protegiéndolo del calor, y con todo cuidado desoldar los
manguitos de los tubos.

PRECAUCION: El vapor del aceite que se encuentra en los manguitos de los tubos
puede incendiarse con la antorcha de la soldadura; utilizar si es necesario trapos
húmedos.

• Instalar los antiguos manguitos en el nuevo compresor y soldarlos en su sitio


cuidadosamente.
• Limpiar el sistema. Añadir o reemplazar el filtro secador en la línea de aspiración (ver el
párrafo “Limpieza del sistema de refrigerante”).
• En caso de utilizar un compresor rotativo, deben retirarse los tapones de goma
empezando por la conexión de alta presión o por la tubería de servicio para evitar la fuga
de aceite.
• Instalar el nuevo compresor y soldarlo en su lugar con los manguitos suministrados en la
obra.
• Conectar eléctricamente, reemplazar los terminales eléctricos si fuera necesario.
• Hacer el vacío del circuito y volver a cargarlo.

Limpieza del sistema de refrigerante

• Un motor quemado se reconoce fácilmente mediante el olor a quemado del sistema de


refrigeración. Cuando el motor de un compresor hermético se quema, el aislamiento del
bobinado del estator forma carbonilla, agua y ácido. Después de producirse el quemado
del motor, limpiar el circuito del refrigerante antes de instalar un compresor nuevo. Añadir
o reemplazar, el filtro/colador/ deshidratador, el pistón de la válvula inversora y cualquier
tubo capilar contaminado.
• El circuito de refrigerante puede ser parcialmente limpiado por medio de un disolvente
adecuado antes de conectar el nuevo compresor.
• Instalar el nuevo compresor y el dispositivo de expansión.
• Instalar en la línea de aspiración un filtro secador con un cartucho antiácido. Los orificios
de presión deben preverse para la medición de la caída de presión a través del filtro
secador, una vez que el sistema se encuentra en funcionamiento.
• Después de que se haya llevado a cabo la prueba de fugas, hacer el vacío al sistema
hasta por lo menos 0,35 mbar (“Vacío por triple evacuación”).
• Recargar el circuito de refrigerante con el tipo y el peso correcto de refrigerante. Ajustar
la carga de refrigerante por la instalación del filtro secador (ver las instrucciones del
25

fabricante para los filtros secadores). Se recomienda que se utilice una báscula
electrónica para la realización de la carga al peso.
• Poner en funcionamiento la unidad, comprobar o corregir la carga si fuera necesario.
• Permitir que el sistema funcione durante aproximadamente 48 horas.
• Si es posible, tomar una muestra de aceite del sistema y comprobar otra vez la acidez.
Si el valor de acidez es superior a 0,05, reemplazar los filtros secadores en las líneas de
líquido y de aspiración. Si el valor de acidez de la muestra de aceite es inferior a 0,05, el
sistema puede considerarse perfectamente limpio.

Sugerencias
Para la climatización de un CPD son necesarios los siguientes puntos:

• En la fase inicial de construción es muy importante que el HVAC sea parte integrante del
proyecto de CPD.
• El proyecto de HVAC debe ser específico para CPDs.
• No caer en el engaño de utilizar splits para climatizar un CPD.
• La instalación mecánica debe hacerla un instalador con personas adecuadamente
formadas en aire acondicionado y especificamente en equipos “Close Control”.
• Se debe tener un control estricto sobre las temperaturas y porcentaje de humedad en el
espacio.
• No obstruir las salidas o entradas de aire en los compartimientos para no crear
desequilibrio en el sistema.
• No intentar instalar más equipos de los que estaban propuestos en el proyecto.
• Cumplir el plan de mantenimiento del equipo del fabricante.
• Tener las instalaciones siempre limpias de polvo y suciedad.

Dispositivos de control y seguridad.

- Otros componentes utilizados normalmente en un circuito de refrigeración son:

- Las electroválvulas, que se usan en donde se desee abrir o cerrar una línea por medio
de un impulso eléctrico piloteado por un termostato, un presostato o un pulsador normal.
Se instalan en la línea de líquido, en la de aspiración o en la de descarga
- La válvula barostática, que sirve para impedir que la presión de evaporación descienda
por debajo de un valor preestablecido. Se aplica en los equipos centralizados para el
servicio de cámaras con diferentes temperaturas de evaporación, para evitar la formación
de hielo en los refrigeradores de agua, en los deshumectadores de aire para instalaciones
de aire comprimido, etc.
- El regulador de capacidad cumple la función de reducir el rendimiento frigorífico del
compresor cuando disminuye la carga térmica impidiendo el excesivo decrecimiento de la
presión de aspiración, y va instalado en una tubería de derivación, entre la aspiración y la
linea impelente.
- Los termostatos son reguladores cuyo fin es el accionar o detener la instalación función
del valor de la temperatura deseada.
- Los presostatos son reguladores accionados con la presión extraída en puntos
convenientes de la instalación, que la protegen contra eventuales irregularidades de
funcionamiento, interrumpiendo la alimentación energética del compresor

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