Repositorio Digital UTE - Universidad Tecnológica Equinoccial

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
“Elaboración de Banco de pruebas de climatización automotriz
para la aplicación de prácticas dentro de la Facultad de Ciencias
de la Ingeniería”
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO
AUTOMOTRIZ
AUTOR: Julio Bolívar Vallejo Echeverría
DIRECTOR: ING. EDGAR TOAPANTA
Quito, Abril 2013
© Universidad Tecnológica Equinoccial.2013
Reservados todos los derechos de reproducción
DECLARACIÓN
Yo JULIO BOLÍVAR VALLEJO ECHEVERRÍA, declaro que el trabajo aquí
descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún
grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas
que se incluyen en este documento.
La Universidad Tecnológica Equinoccial puede hacer uso de los derechos
correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de Propiedad
Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional vigente.
___________________
Julio Vallejo
C.I. 171824802-2
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo que lleva por título “Elaboración de Banco de
pruebas de climatización automotriz, para la aplicación de prácticas dentro de la
Facultad de Ciencias de la Ingeniería", que, para aspirar al título de Ingeniero
Automotriz fue desarrollado por Julio Bolívar Vallejo Echeverría, bajo mi
dirección y supervisión, en la Facultad de Ciencias de la Ingeniería; y cumple
con las condiciones requeridas por el reglamento de Trabajos de Titulación
artículos 18 y 25.
___________________
Ing. Edgar Toapanta
DIRECTOR DELTRABAJO
C.I. 171570285-6
DEDICATORIA
A Dios,
Por darme la vida, por estar a mis espaldas en cada paso que doy, por fortalecer
mi corazón e iluminar mi mente y haber puesto en mi camino a aquellas personas
que han sido mi soporte y compañía durante el periodo de estudio.
A mis padres,
Por ser un ejemplo de perseverancia, e inculcarme los valores que me ayudaron
en toda circunstancia de la vida, por dejar todo su sudor y dedicación para que yo
sea un hombre de bien, y finalmente por siempre brindarme su calor y amor
constante de padres y amigos.
A mis hermanos,
Que siempre confiaron en su hermano mayor, por su apoyo y por estar conmigo, y
para que vean en mí un ejemplo a seguir.
A Cristina Torres,
Por estar a mi lado en todo momento apoyándome con mis decisiones, por sus
concejos y cariño, además de su motivación constante que ha permitido cumplir
mis objetivos, pero más que nada, por su amor.
Julio Vallejo.
AGRADECIMIENTO
Agradezco primero a la Universidad Tecnológica Equinoccial y a la Facultad de
Ingeniería, en especial a la carrera de Ingeniería Automotriz por dejarme ingresar
a su mundo de conocimientos y a todos los profesores que han dejado un granito
de arena en cada clase para que yo vaya recolectándolos uno por uno hasta poder
construir mi montaña que finalmente están dando frutos.
Agradezco a mi tutor y al coordinador de la carrera Ing. Edgar Toapanta y al Ing.
Simón Hidalgo por ser unas personas pacientes y brindarme su apoyo y
conocimientos pero más que nada por ser buenos educadores y personas de bien,
ya que sin ello no se consigue nada en la vida, y gracias a su ejemplo y ayuda he
podido salir adelante con el proyecto.
A mis padres y hermanos por siempre confiar en mí, por siempre brindarme el
apoyo económico y moral para cada día salir adelante con los estudios y mi vida,
por darme todo el amor del mundo, valores y ejemplo de personas humanas para
formarme como un hombre de bien.
Agradezco también Cristina Torres, la persona que siempre ha estado a mi lado
en todo momento durante la realización de este proyecto, con su amor, su cariño,
presencia y, sobre todo su respaldo y constancia para verme ser un profesional.
Así mismo, quisiera expresar mis agradecimientos a todos aquellos que aportaron
con conocimientos y obra para realizar mi tesis, que de alguna forma fueron
personas que sin conocerme extendieron su mano e hicieron un inestimable
aporte.
A todos, mi mayor reconocimiento y gratitud.
Julio Vallejo
ÍNDICE DE CONTENIDOS
PÁGINA
RESUMEN
xvi
ABSTRACT
xviii
CAPÍTULO 1
1. INTRODUCCIÓN
1
1.1 ANTECEDENTES
1
1.2 ING. AUTOMOTRIZ
1
1.3 TALLER
2
1.4 EL PROBLEMA
2
1.5 JUSTIFICACIÓN
3
1.6 IMPACTO
3
1.6.1 IMPACTO SOCIO-ECONÓMICO
3
1.6.2 IMPACTO AMBIENTAL
3
1.7 OBJETIVOS
4
1.7.1 OBJETIVO GENERAL
4
1.7.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
4
1.8 HIPÓTESIS
4
1.9 METODOLOGÍA
5
1.9.1 HISTÓRICO
5
1.9.2 PRÁCTICO
5
CAPÍTULO 2
2. MARCO TEÓRICO
6
2.1 PRINCIPIOS DE REFRIGERACIÓN Y
TERMODINÁMICA
6
i
2.1.1 PRESIÓN
6
2.1.1.1 Presión atmosférica y altura
8
2.1.1.2 Barómetros
9
2.1.1.3 Indicadores de presión
2.1.1.3.1
Manómetros
2.1.2 TEMPERATURA
10
10
12
2.1.2.1 Equilibrio térmico
13
2.1.2.2 Ley cero
13
2.1.2.3 Temperatura de saturación
14
2.1.2.4 Temperatura empírica
14
2.1.3 TRABAJO
15
2.1.4 POTENCIA
15
2.1.5 ENERGÍA
16
2.1.5.1 Energía cinética
16
2.1.5.2 Energía potencial
17
2.1.5.3 Primera ley de la termodinámica o ley de
la conservación de la energía
17
2.1.5.4 Segunda ley de la termodinámica
18
2.1.5.5 Tercera ley de la termodinámica
19
2.1.6 CALOR
19
2.1.6.1 Transferencia de calor por convección
20
2.1.6.2 Transferencia de calor por conducción
21
2.1.6.3 Transferencia de calor por radiación
21
2.1.6.4 Calor sensible
22
2.1.6.5 Calor latente
23
2.1.6.6 Entalpía
24
2.1.6.7 Entropía
25
2.1.7 PSICOMETRÍA DEL AIRE
25
2.1.7.1 Composición del aire
26
ii
2.1.7.2 Humedad relativa o saturación relativa
26
2.1.7.3 Volumen específico
28
2.1.7.4 Calor específico
28
2.1.7.5 Humedad absoluta
28
2.1.7.6 Humedad específica
29
2.1.7.7 Temperatura del punto de rocío
29
2.1.7.8 Temperatura de termómetro seco
29
2.1.7.9 Temperatura de termómetro húmedo
30
2.1.8 REFRIGERANTES
30
2.1.8.1 Propiedades de un refrigerante
30
2.1.8.2 Efecto de la humedad
31
2.1.8.3 Tipos de refrigerantes y su clasificación
32
2.1.8.4 Impacto ambiental
34
2.2 AIRE ACONDICIONADO AUTOMOTRIZ
2.2.1 INTRODUCCIÓN
36
36
2.2.2 PARTES DEL SISTEMA DE AIRE
ACONDICIONADO
2.2.2.1 Compresor
2.2.2.1.1 Tipos de compresores
36
37
39
2.2.2.2 Condensador
42
2.2.2.3 Evaporador
44
2.2.2.4 Válvula de expansión
45
2.2.2.5 Tubo orificio
47
2.2.2.6 Deposito-secador
48
2.2.2.7 Acumulador
49
2.3 CICLO DE AIRE ACONDICIONADO
50
2.3.1 INTRODUCCIÓN
50
2.3.2 EXPANSIÓN
51
2.3.3 EVAPORIZACIÓN
52
iii
2.3.4 COMPRESIÓN
53
2.3.5 CONDENSACIÓN
54
CAPÍTULO 3
3. SELECCIÓN, CONSTRUCCIÓN Y MONTAJE DEL
BANCO DE PRUEBAS DE AIRE ACONDICIONADO
AUTOMOTRIZ
56
3.1 GENERALIDADES
56
3.2 SELECCIÓN DE COMPONENTES
57
3.2.1 COMPRESOR
58
3.2.2 CONDENSADOR
59
3.2.3 FILTRO SECADOR
61
3.2.4 VÁLVULA DE EXPANSIÓN
62
3.2.5 EVAPORADOR
63
3.2.6 VENTILADORES
64
3.2.7 TERMOSTATO
65
3.2.8 MOTOR ELÉCTRICO
66
3.2.9 BATERÍA
68
3.2.10 MANIFOLD DE CARGA
70
3.2.11 DIAGRAMA Y COMPONENTES ELÉCTRICOS
70
3.2.12 ELEMENTOS ELÉCTRICOS DEL BANCO DE
PRUEBAS
71
3.2.13 SELECCIÓN DE MATERIALES PARA LA
CONSTRUCCIÓN DEL BANCO DE PRUEBAS
73
3.2.13.1 Tubo de la estructura
73
3.2.13.2 Madera triplex
75
3.2.13.3 Perfiles estructurales y ángulos
76
3.2.13.4 Pernos, tuercas y arandelas
77
iv
3.3 CONSTRUCCIÓN Y DIMENSIONES
78
3.3.1 CONSTRUCCIÓN DE LA ESTRUCTURA Y
BASE
78
3.3.2 DIMENSIONES Y MEDIDAS DE LA
ESTRUCTURA
3.3.2.1
Dimensiones de la estructura
80
80
3.3.2.1.1
Planta
80
3.3.2.1.2
Vista lateral, izquierda y derecha
81
3.3.2.1.3
Vista frontal y posterior
82
3.3.3 CONSTRUCCIÓN Y MONTAJE DEL BANCO
DE PRUEBAS
3.3.3.1
82
Montaje de las bases de madera a la
estructura
82
3.3.3.2
Montaje del evaporador
84
3.3.3.3
Montaje del condensador
86
3.3.3.4
Montaje del motor eléctrico
87
3.3.3.5
Montaje del filtro secador
89
3.3.3.6
Montaje del compresor
90
3.3.3.7
Montaje de la batería
92
3.3.3.8
Montaje y acople de cañerías
94
3.3.3.9
Distribución del cableado y componentes
eléctricos
96
3.3.3.10 Ubicación fusible y relé
97
3.3.3.11 Conexión batería
98
3.3.3.12 Conexión termostato, compresor,
ventiladores y switch de presión
3.3.3.13 Conexión motor eléctrico
99
100
v
CAPÍTULO 4
4. IMPLANTACIÓN Y MANTENIMIENTO DEL BANCO DE
PRUEBAS DE AIRE ACONDICIONADO AUTOMOTRIZ
102
4.1 GUÍAS DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO PARA EL
BANCO DE PRUEBAS DE CLIMATIZACION
AUTOMOTRIZ
102
4.1.1 PRÁCTICA No. 1
102
4.1.2 PRÁCTICA No. 2
109
4.1.3 PRÁCTICA No. 3
112
4.1.4 PRÁCTICA No. 4
119
4.1.5 PRÁCTICA No. 5
123
4.2 MANTENIMIENTO Y CONTROL DE FALLAS
128
4.2.1 INTRODUCCIÓN
128
4.2.2 MANTENIMIENTO
128
4.2.3 CONTROL DE FALLAS EN EL BANCO DE
PRUEBAS DE AIRE
ACONDICIONADO
AUTOMOTRIZ
4.2.3.1 Fallas con manómetros
130
130
4.2.3.1.1
Presencia de humedad en el sistema 130
4.2.3.1.2
Falta de fluido refrigerante
4.2.3.1.3
Poca circulación de líquido
refrigerante
4.2.3.1.4
132
133
Ausencia de circulación de fluido
refrigerante, poca circulación de
líquido refrigerante
4.2.3.1.5
134
Exceso de fluido refrigerante o
deficiencia de cambio de calor del
condensador
135
vi
4.2.3.1.6
Presencia de aire en el sistema
4.2.3.1.7
Válvula de expansión con
4.2.3.1.8
136
funcionamiento irregular
138
Deficiencia en el compresor
139
4.2.3.2 Fallas de los ventiladores
140
4.2.3.3 Ruidos anormales
141
4.2.3.4 Fallas eléctricas
142
CAPÍTULO 5
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
145
5.1 CONCLUSIONES
145
5.2 RECOMENDACIONES
146
vii
ÍNDICE DE FIGURAS
PÁGINA
Figura 1.
Barómetro de mercurio de Torricelli
8
Figura 2.
Diferencia de presiones
9
Figura 3.
Manómetro de tubo U
11
Figura 4.
Manómetro de tubo de Bourdon
13
Figura 5.
Equilibrio térmico
12
Figura 6.
Ley cero de la termodinámica
14
Figura 7.
Transferencia de calor por convección
20
Figura 8.
Transferencia de calor por conducción
21
Figura 9.
Tipos de transferencia de calor
22
Figura 10. Calor Latente
24
Figura 11. Gráfica del calor sensible y calor latente
24
Figura 12. Composición del aire
26
Figura 13. Diagrama Psicométrico del aire
27
Figura 14. Gota de vapor condensada
29
Figura 15. Tipos de refrigerante
32
Figura 16. Agujero capa de ozono
34
Figura 17. Estación automática de recuperación, reciclado y
recarga de refrigerante
35
Figura 18. Partes sistema aire acondicionado
36
viii
Figura 19. Partes del ciclo de aire acondicionado
37
Figura 20. Compresor
38
Figura 21. Compresor automotriz
38
Figura 22. Compresor tipo pistón
40
Figura 23. Compresor tipo paletas transversales
42
Figura 24. Condensador
44
Figura 25. Condensador automotriz
44
Figura 26. Evaporador automotriz
45
Figura 27. Válvula de expansión
46
Figura 28. Válvula de expansión automotriz
47
Figura 29. Tubo orificio
48
Figura 30. Estructura depósito secador
49
Figura 31. Acumulador
49
Figura 32. Ciclo ideal de refrigeración
51
Figura 33. Gráfica Presión-Entalpía, Expansión Isoentálpica
52
Figura 34. Gráfica Presión-Entalpía, Vaporación Isobárica
53
Figura 35. Gráfica Presión-Entalpía, Compresión Isentrópica
54
Figura 36. Gráfica Presión-Entalpía, Condensación Isobárica.
55
Figura 37. Ciclo del refrigerante expansión, evaporación,
compresión condensación
55
Figura 38. Compresor Sanden TM 10
58
Figura 39. Condensador genérico Otero
60
ix
Figura 40. Filtro secador
61
Figura 41. Válvula de Expansión
62
Figura 42. Evaporador
63
Figura 43. Ventilador axial del condensador
64
Figura 44. Ventilador axial del evaporador
65
Figura 45. Termostato
66
Figura 46. Motor eléctrico
68
Figura 47. Batería
69
Figura 48. Manómetros y sus acoples
70
Figura 49. Diagrama eléctrico banco de pruebas aire
acondicionado automotriz
71
Figura 50. Tubo de sección cuadrada estructural de acero
74
Figura 51. Madera triplex 1
75
Figura 52. Madera triplex 2
75
Figura 53. Perfiles metálicos
76
Figura 54. Ángulos
76
Figura 55. Pernos y tuercas
77
Figura 56. Arandelas
77
Figura 57. Estructura metálica del banco de pruebas, vista en
perspectiva
79
Figura 58. Vista lateral de la estructura metálica
79
Figura 59. Vista frontal de la estructura metálica
80
x
Figura 60. Planta y sus dimensiones
81
Figura 61. Vista lateral izquierda y derecha con dimensiones
81
Figura 62. Vista frontal y posterior con dimensiones
82
Figura 63. Montaje de tablas de madera a la estructura
metálica
83
Figura 64. Montaje de tablas de madera a la estructura
metálica en 3Dmax
Figura 65. Montaje del Evaporador a la tabla superior
83
85
Figura 66. Montaje del Evaporador a la tabla superior en
3Dmax
Figura 67. Montaje del condensador a la tabla superior
85
86
Figura 68. Montaje del Condensador a la tabla superior en
3Dmax
Figura 69. Montaje del motor eléctrico a la tabla inferior
87
88
Figura 70. Montaje del motor eléctrico a la tabla inferior en
3Dmax
Figura 71. Montaje del filtro secador a la tabla superior
88
89
Figura 72. Montaje del filtro secador a la tabla superior en 3D
max
90
Figura 73. Montaje del compresor a la tabla superior,
alineación y tensión de la banda
91
xi
Figura 74. Montaje del compresor a la tabla superior en 3D
max
92
Figura 75. Montaje de la batería a la tabla inferior
93
Figura 76. Montaje de la batería a la tabla inferior en 3D max
93
Figura 77. Montaje y acople de cañerías vista 1
94
Figura 78. Montaje y acople de cañerías vista 2
94
Figura 79. Montaje y acople de cañerías vista 1 en 3D max
95
Figura 80. Montaje y acople de cañerías vista 2 en 3D max
95
Figura 81. Distribución del cableado por debajo del banco de
pruebas
96
Figura 82. Conexiones eléctricas
97
Figura 83. Ubicación del relé y fusible
98
Figura 84. Conexión de la batería y su masa
99
Figura 85. Conexión Ventiladores del Evaporador,
condensador, switch de presión y compresor
100
Figura 86. Motor eléctrico conectado a 220V externos
101
Figura 87. Verificación cableado
104
Figura 88. Verificación de presión e instalación de cañerías
105
Figura 89. Verificación del temple y alineación de la banda
106
Figura 90. Verificación del flujo de aire en ventiladores
107
Figura 91. Reconocimiento de partes
110
xii
Figura 92. Red de conexiones para vacío del banco de
pruebas
114
Figura 93. Carga de refrigerante
115
Figura 94. Puesta en marcha motor eléctrico
116
Figura 95. Humedad relativa del aire en el diagrama
psicométrico
121
Figura 96. Temperaturas del sistema, encendido
125
Figura 97. Diagrama Presión vs Entalpía
125
Figura 98. Diagrama del sistema eléctrico del banco de
pruebas de aire acondicionado
144
xiii
ÍNDICE DE TABLAS
PÁGINA
Tabla 1.
Matriz de priorización
57
Tabla 2.
Características aire acondicionado
57
Tabla 3.
Características compresor
59
Tabla 4.
Características condensador
60
Tabla 5.
Características filtro secador
62
Tabla 6.
Características filtro secador
63
Tabla 7.
Características evaporador
64
Tabla 8.
Características ventiladores
65
Tabla 9.
Características termostato
66
Tabla 10.
Características motor eléctrico
68
Tabla 11.
Características batería
69
Tabla 12.
Especificaciones tubo cuadrado
74
Tabla 13.
Tabla de Mantenimiento para el banco de
pruebas de climatización automotriz
128
xiv
ÍNDICE DE ANEXOS
PÁGINA
ANEXO 1.
150
Gráfica Presión vs Entalpía
ANEXO 2.
151
Factores de conversión para medidas de longitud
ANEXO 3.
152
Conversión de temperaturas
ANEXO 4.
153
Medidas de Presión
xv
RESUMEN
El trabajo y elaboración del proyecto de título “Elaboración de Banco de pruebas
de climatización automotriz, para la aplicación de prácticas dentro de la Facultad
de ciencias de la ingeniería", fue realizado por mi autoría y con el respaldo de
proveedores especializados en brindar servicio de mantenimiento a aires
acondicionados automotrices.
Se realiza este proyecto con el objetivo principal de proveer a los estudiantes de
Ingeniería Automotriz de la UTE, de material didáctico y equipo especializado; los
cuales ayudarán
en el desarrollo de habilidades y prácticas de laboratorio
enfocado en la materia de Climatización Automotriz. El banco de pruebas está
elaborado pensando en la ergonomía y seguridad del ser humano, con sus
componentes de aire acondicionado bien distribuidos y asegurados permiten a los
estudiantes un libre acceso para pruebas y ensayos.
La elaboración de este proyecto comprende técnicas de investigación y
recopilación de datos donde podremos manifestar el funcionamiento de un aire
acondicionado en un banco de pruebas.
Los componentes utilizados para la elaboración del banco de pruebas
son
básicos, empezando con motor eléctrico que transforma energía eléctrica en
energía mecánica y por medio de una banda generará el movimiento del
compresor el cual comprime el refrigerante r-134a que fluye por cañerías hacia el
condensador el cual condensará el líquido, después al filtro secador que purificará
de impurezas al refrigerante, luego este refrigerante se pulveriza al pasar por una
válvula de expansión y finalmente pasar por el evaporador que tiene incorporado
xvi
un ventilador que sacará el aire frio que está entre las aletas del evaporador hacia
afuera de la maqueta, adicionalmente la fuente de energía viene a ser una batería
que emite corriente eléctrica a los componentes eléctricos del sistema y así
finalizar el ciclo de climatización.
xvii
ABSTRACT
The work and elaboration of the Project named “the elaboration of the automotive
air conditioning test bed for the application of practices within the faculty of
engineering sciences”, was done under my authorship and with the backing of
suppliers specialized in providing maintenance services to automotive air
conditioning systems.
The project’s main objective is to provide for Automotive Engineering students of
UTE, didactic material and specialized equipment; these will help in the
development of laboratory abilities and practices focused in the field of automotive
air conditioning. The test bed is elaborated bearing in mind the ergonomics and
security of the human being; it’s secured, and well-distributed air conditioning
components allow the students an ample access to perform tests and projects on
them.
The elaboration of this project gathers techniques of investigation and data
collection where we can manifest the functioning of an air conditioner on a test
bed.
The components utilized for the elaboration of the test bed are very basic, starting
off by its electric engine, which transforms electrical energy into mechanical energy
with the help of a band that will help generate the movement of the compressor,
which compresses the cooling agent r-134a that flows through pipes to the
capacitor, which condenses the liquid. Then, it passes on to the drying filter, which
will purify the impurity of the cooling agent. After that, this cooling agent will be
pulverized as it passes through an expansion valve, which leads on to the
xviii
evaporator that is incorporated with a ventilator that will expel the cold air that is
caught in between the fins of the evaporator outside of the model. The energy
source is a battery which emits an electrical current to the system’s electrical
components
and
finalizing
the
acclimatization
cycle.
xix
CAPÍTULO 1
INTRODUCCIÓN
1.1 ANTECEDENTES
En tiempos pasados las personas no se preocupaban por el cuidado del medio
ambiente, y con los avances de la tecnología esto ha seguido creciendo más y
más, y pocos son los seres humanos que se han dedicado a construir
máquinas menos nocivas preocupándose por proteger a nuestro planeta y su
integridad. Hoy en día existen varias máquinas amigables con el medio
ambiente, por lo que ahora se piensa introducir elementos y máquinas que
reduzcan la contaminación y destrucción del mismo.
Por lo tanto el propósito de este proyecto es construir un banco de pruebas
para que los estudiantes puedan desenvolverse mejor en sus estudios y
prácticas dentro de la carrera de Ing. Automotriz y que también ayudará a la
protección del medio ambiente ya que se utilizará un refrigerante que no daña
la capa de ozono.
1.2 ING. AUTOMOTRIZ
La carrera de Ing. Automotriz quiere formar estudiantes transparentes,
responsables, que sean comprometidos con el desarrollo de la ciencia y
tecnología. Para que den a conocer a la sociedad su alto nivel académico y
tengan un gran desenvolvimiento tanto dentro y fuera del país.
Profesores y estudiantes de Ing. Automotriz conjuntamente crearan más
métodos de estudio dentro del taller automotriz incrementando equipos de
pruebas para sus prácticas y máquinas que ayuden a desarrollar las
habilidades de los estudiantes.
1
Al ser una carrera ya con una trayectoria de 7 años, se han establecido
materias en la malla que ayuden al estudiante para su íntegra formación como
Ingenieros Automotrices de la República del Ecuador. Mediante estas materias
lo que se espera es que el estudiante interactué directamente con la parte
material y física-mecánica de la carrera, complementando sus estudios tanto en
lo teórico como en lo práctico.
1.3 TALLER
El taller de la carrera de Ing. Automotriz de la Universidad Tecnológica
Equinoccial, conjuntamente con ayuda de los estudiantes crearán e
incorporaran más equipos que ayuden al desenvolvimiento y creatividad de los
estudiantes para las diferentes materias de la carrera. Esto se lo logrará
mediante estudios, diseño y elaboración de los mismos para beneficio propio
de los estudiantes.
La parte práctica es esencial en el desarrollo de un estudiante en su carrera
universitaria, cuando se incorporaron los primeros equipos de pruebas y
prácticas en el taller automotriz los niveles académicos de los estudiantes
mejoraron
notablemente,
reflejándose
en
sus
notas
académicas,
desenvolvimiento en clase, y en talleres fuera de la universidad, por ende
queda comprobado la efectividad de aumentar máquinas y equipos que ayuden
a desenvolverse a un estudiante dentro de su carrera.
1.4 EL PROBLEMA
La falta de material adecuado en el taller automotriz, los altos costos de
equipos de pruebas y falta de conocimientos para la manipulación de los
mismos, para las prácticas en la materia de Climatización automotriz, no
permite el desenvolvimiento y la creatividad de los estudiantes de la carrera.
2
1.5 JUSTIFICACIÓN
Mediante la elaboración de un banco de pruebas de climatización automotriz
los estudiantes de la Facultad de Ing. Automotriz de la UTE darán uso y podrán
conocer el funcionamiento de un Sistema de aire acondicionado dentro del
automóvil, hacer prácticas de laboratorio, comprender y analizar los ciclos y
diagnosticar las diferentes fallas en el aire acondicionado, haciendo que los
estudiantes desarrollen su conocimiento intelectual y su creatividad.
1.6 IMPACTO
1.6.1 IMPACTO SOCIO- ECONÓMICO
Mediante la construcción del banco de pruebas lo que se quiere hacer es
incentivar a los estudiantes de la Facultad de Ingeniería Automotriz para hacer
las prácticas dentro de la Universidad y promover su desarrollo intelectual,
convirtiéndose en una razón para que los mismos no necesiten salir de la
Universidad obteniendo un material de estudio al alcance de sus manos.
1.6.2 IMPACTO AMBIENTAL
El Impacto y la destrucción del planeta que los químicos y materiales mal
usados por las industrias, viene acarreando un serio problema global y la
solución está en manos de todos.
La contaminación y destrucción de la capa de ozono del planeta
que los
químicos refrigerantes han ocasionado han sido devastadores debido a la
presencia de cloro en el mismo, el refrigerante R-12 a sido el más utilizado
antiguamente, por sus altos niveles de toxicidad a sido sustituido por el R-134a,
pero debido a características similares su contaminación con la capa de ozono
3
es inocua. Ya que su toxicidad contamina ríos, mata vegetación y animales, y
produce daños severos en la capa de ozono.
Hoy por hoy se están aplicando nuevas técnicas para la recolección, y
cuidados en el uso de este refrigerante tanto en su carga y descarga, con esto
se busca causar un impacto mucho menor para el planeta.
1.7 OBJETIVOS
1.7.1 OBJETIVO GENERAL
Elaborar un banco de pruebas para el análisis del ciclo termodinámico del
sistema de climatización automotriz, para que los estudiantes puedan hacer
sus prácticas mediante la implementación de este equipo en el taller
automotriz.
1.7.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1. Elaborar
de
un
Banco
de
pruebas
de
climatización
para
la
implementación de material en el taller automotriz de la UTE y así
generar prácticas para los estudiantes aumentando su creatividad y
conocimiento.
2. Realizar guías de práctica de laboratorio para Banco de pruebas de
climatización.
3. Desarrollar un plan de mantenimiento para el Banco de pruebas de
climatización.
1.8 HIPÓTESIS
Si se obtiene la implementación del Banco de pruebas y se elabora una guía de
práctica conjuntamente con un estudio y análisis de la climatización del
automóvil para la Escuela Automotriz de la FCI, se logrará incrementar el
desarrollo y creatividad de los estudiantes.
4
1.9 METODOLOGÍA
Para realizar el siguiente trabajo se utilizaran los siguientes métodos:
1.9.1 HISTÓRICO
Debido a la extensa información que hay sobre climatización automotriz, se
recurrirá a bibliotecas y a manuales de taller los cuales servirán para poder
hacer guías de prácticas del mismo.
1.9.2 PRÁCTICO
La construcción del Banco de pruebas de Climatización se la hará en el periodo
2012-2013 para el taller automotriz de la FCI, esto beneficiara a los estudiantes
que están cursando materias como Climatización Automotriz.
5
CAPÍTULO 2
MARCO TEÓRICO
2.1 PRINCIPIOS DE REFRIGERACIÓN Y TERMODINÁMICA
2.1.1 PRESIÓN
Para la Física, se llama presión a la relación que existe entre una fuerza y la
superficie sobre la que se aplica. (Roy J. Dossat 1997):
[2.1]
Donde:
P= presión
F= fuerza total
A= área total
(Roy J. Dossat 1997)
Dado que en el Sistema Internacional la unidad de fuerza es el newton (N) y la
de superficie es el metro cuadrado (m2), la unidad resultante para la presión es
el newton por metro cuadrado (N/m2) que recibe el nombre de pascal (Pa)
1 Pa = 1 N/m2
Otra unidad muy utilizada para medir la presión, aunque no pertenece al
Sistema Internacional, es el milímetro de mercurio (mm Hg) que representa una
presión equivalente al peso de una columna de mercurio de 1 mm de altura.
Esta unidad está relacionada con la experiencia de Torricelli que encontró,
utilizando un barómetro de mercurio, que al nivel del mar la presión atmosférica
6
era equivalente a la ejercida por una columna de mercurio de 760 mm de
altura. (Fernández D, 2003) (Roy J. Dossat 1997)
En este caso la fuerza se correspondería con el peso (m·g) de la columna de
mercurio por lo que.
[2.2]
Donde:
m = masa
g = gravedad
A= área
(Roy J. Dossat 1997)
Como la masa puede expresarse como el producto de la densidad por el
volumen (m = d·V), si sustituimos será:
[2.3]
(Roy J. Dossat 1997)
7
Figura 1. Barómetro de mercurio de Torricelli.
(http://www.tutiempo.net/silvia_larocca/Temas/torric1.jpg)
2.1.1.1 Presión atmosférica y altura
Es la fuerza que ejerce el aire atmosférico sobre la superficie terrestre.
Como la presión atmosférica se debe al peso del aire sobre un cierto punto de
la superficie terrestre, es lógico suponer que cuanto más alto esté el punto,
tanto menor será la presión, ya que también es menor la cantidad de aire en
función de la altura. (Pita E, 1991) (Fernández D, 2003)
Por ejemplo, en una montaña la cantidad de aire que hay en su cima es menor
que la que hay sobre el nivel del mar, debido a la diferencia de altura.
Tomando como referencia el nivel del mar, donde la presión atmosférica tiene
un valor de 760 mmHg, se comprueba que, al medir la presión en la cumbre
que se encuentra a unos 1.500 metros sobre el nivel del mar, la presión
atmosférica vale aproximadamente 635 mmHg; es decir, la presión disminuye
con la altura.
De acuerdo a lo anterior, cuanto mayor sea la altura respecto al nivel del
mar, menor es la presión del aire, puesto que la columna de mercurio del
barómetro que queda por encima también es menor.
8
Figura 2. Diferencia de presiones.
(http://iqtermodinamica.blogspot.com/2010/08/la-presion-absoluta.html)
2.1.1.2 Barómetros
Instrumento para medir la presión atmosférica, es decir, la fuerza por unidad de
superficie ejercida por el peso de la atmósfera. Como en cualquier fluido esta
fuerza se transmite por igual en todas las direcciones. La forma más fácil de
medir la presión atmosférica es observar la altura de una columna de líquido
cuyo peso compense exactamente el peso de la atmósfera.
Un barómetro de agua sería
demasiado alto para resultar cómodo. El
mercurio, sin embargo, es 13,6 veces más denso que el agua, y la columna de
mercurio sostenida por la presión atmosférica normal tiene una altura de sólo
760 milímetros.
El primer Barómetro lo ideo el evangelista Torrecelli cuando trataba de explicar
que las bombas aspirantes no pueden hacer subir el agua más allá de cierta
altura. (Fernández D, 2003) (Roy J. Dossat 1997)
9
2.1.1.3 Indicadores de presión
Se conoce como indicadores de presión a instrumentos utilizados para medir la
presión de cualquier tipo de fluido, ya sea líquido o gaseoso en un depósito
cerrado. Generalmente los indicadores usados en la industria de refrigeración
son de dos tipos:
Manómetro y tubo bourdon.
2.1.1.3.1 Manómetros
Los manómetros son usados para la medición de la presión en los fluidos,
generalmente determinando la diferencia de la presión entre el fluido y la
presión local. (presión relativa y presión absoluta) (Fernández D, 2003) (Roy J.
Dossat 1997)
Existen dos tipos de manómetros De tubo en U y de tubo de Bourdon:
De tubo en U:
Este manómetro es simplemente un tubo de vidrio doblado en forma de U lleno
parcialmente con un líquido de densidad conocida, uno de sus extremos se
conecta a la zona donde quiere medirse la presión, y el otro se deja libre a la
atmósfera. La presión ejercida en el lado de alta presión, produce el
movimiento del líquido dentro del tubo, lo que se traduce en una diferencia de
nivel marcado como h. Esta altura h dependerá de la presión y de
la densidad del líquido en el tubo, como la densidad se conoce, puede
elaborarse una escala graduada en el fondo del tubo U calibrada ya en
unidades de presión. (Fernández D, 2003) (Roy J. Dossat 1997)
10
De este tipo de manómetro surgieron las unidades donde la presión se
caracteriza por una unidad de longitud (el valor de h) seguido de la naturaleza
del líquido utilizado, por ejemplo, milímetros de agua, pulgadas de mercurio etc.
Estos manómetros pueden medir también presiones menores que la
atmosférica (vacío), la diferencia es que la columna de líquido ascenderá en el
lado de baja presión.
Figura 3. Manómetro de tubo U.
(http://www.sabelotodo.org/aparatos/imagenes/manometrotuboU.jpg)
Tubo de Bourdon:
Consiste en un tubo metálico elástico, aplanado y curvado de forma especial
conocido como tubo de Bourdon tal y como se muestra en la figura 3 en rojo.
Este tubo tiende a enderezarse cuando en su interior actúa una presión, por lo
que el extremo libre del tubo de Bourdon se desplaza y este desplazamiento
mueve un juego de palancas y engranajes que lo transforman en el movimiento
amplificado de una aguja que indica directamente la presión en la escala. (Pita
E, 1991) (Fernández D, 2003)
11
En la Figura 4. se demuestra este efecto de manera imprecisa pero que sirve
para comprender el funcionamiento.
Figura 4. Manómetro de tubo de Bourdon
(http://www.sabelotodo.org/aparatos/imagenes/manometro.jpg)
2.1.2 TEMPERATURA
La temperatura es una escala utilizada para medir la intensidad del calor y es
un indicador que nos muestra la dirección en que se moverá la energía de
calor. También se define como el grado de calor sensible que tiene un cuerpo
en comparación con otro.
La temperatura se puede medir en Grados Fahrenheit, pero en Ecuador, y
generalmente en el resto del mundo, se usa la escala de Grados Centígrados,
también conocida como grados Celsius. Ambas escalas tienen dos puntos
básicos en común: el punto de congelación y el de ebullición del agua al nivel
del mar.
Al nivel del mar, el agua se congela a 0°C o a 32°F y hierve a 100°C o a 212°F.
En la escala Fahrenheit, la diferencia de temperatura entre estos dos puntos
12
está dividida en 180 incrementos de igual magnitud llamados grados
Fahrenheit, mientras que en la escala Centígrados, la diferencia de
temperatura está dividida en 100 incrementos iguales llamados grados
Centígrados. (Roy J. Dossat 1997)
2.1.2.1 Equilibrio térmico
Cuando tenemos dos cuerpos en contacto térmico. Y entre estos cuerpos no
existe flujo de calor entonces se dice que ambos cuerpos se encuentran
en equilibrio térmico.
El parámetro termodinámico que caracteriza el equilibrio térmico es la
temperatura.
Cuando
dos cuerpos se
encuentran
en equilibrio térmico,
entonces estos cuerpos tienen la misma temperatura. (Roy J. Dossat 1997)
Figura 5. Equilibrio térmico.
(http://www.textoscientificos.com/imagenes/fisica/equilibrio-termico.gif)
2.1.2.2 Ley cero
La Ley cero establece que si dos sistemas A y B están en equilibrio térmico,
con un tercer sistema C, entonces los sistemas A y B estarán en equilibrio
térmico entre sí.
La Ley Cero de la Termodinámica postula que es posible medir la temperatura,
es decir, que la temperatura es una propiedad. (Roy J. Dossat 1997)
13
Figura 6. Ley cero de la termodinámica.
(http://www.textoscientificos.com/imagenes/fisica/ley-cero-termodinamica.gif)
2.1.2.3 Temperatura de saturación
Es la temperatura en la cual un fluido cambia su estado de líquido a gaseoso, o
inversamente de gaseoso a líquido.
Todo tipo de líquido en su punto de ebullición se le llama también líquido
saturado y consecuentemente, el punto de ebullición es también conocido
como temperatura de saturación. A cualquier presión dada, le corresponde un
punto de ebullición o una temperatura de saturación, así por ejemplo el punto
de ebullición del agua a una presión atmosférica normal (760 mmHg) es de
100°C, mientras que su punto de ebullición a una presión atmosférica de 531
mmHg (aprox 3000 m de altitud) es de 89°C. (Pita E, 1991) (Roy J. Dossat
1997)
2.1.2.4 Temperatura empírica
Es una propiedad que su valor es el mismo para todos los sistemas que están
en equilibrio térmico entre sí. (Roy J. Dossat 1997)
14
2.1.3
TRABAJO
Se llama trabajo mecánico cuando una fuerza que es aplicada sobre un cuerpo
mueve este cuerpo una determinada distancia. Suponiendo que la línea de
acción de la fuerza sea paralela a la dirección del movimiento, la cantidad de
trabajo efectuado (w) es igual a la fuerza (F) multiplicada por la distancia (d)
durante la cual la fuerza actúa; (Roy J. Dossat 1997) osea:
[2.4]
(Roy J. Dossat 1997)
Donde
W = trabajo realizado en Newtons/m (N-m)
F = fuerza en Newtons (N)
d = distancia metros (m)
2.1.4 POTENCIA
Es el trabajo, o transferencia de energía, que se realiza por unidad de tiempo.
En el Sistema Internacional la potencia se expresa en Joules por segundo,
unidad a la que se le da el nombre Watt (W), 1 W = 1J/s. y el trabajo (libraspies). Para potencias elevadas se usa el caballo de fuerza, abreviado hp, que
equivale a 746 Watts. 1 hp = 746 watts. (Roy J. Dossat 1997)
[2.5]
(Roy J. Dossat 1997)
15
Donde:
W = trabajo
t=
tiempo en segundos (s)
2.1.5 ENERGÍA
Es la capacidad de los cuerpos o conjunto de éstos para efectuar un trabajo.
Todo cuerpo material que pasa de un estado a otro produce fenómenos físicos
que no son otra cosa que manifestaciones de alguna transformación de la
energía. (Fernández D, 2003) (Roy J. Dossat 1997)
2.1.5.1
Energía cinética
Es la que posee un cuerpo debido a su movimiento o velocidad; por ejemplo: la
energía del agua al caer de una cascada, la energía del aire en movimiento,
etc. También se define como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo de
una masa determinada desde el reposo hasta la velocidad indicada.
(Fernández D, 2003) (Roy J. Dossat 1997)
La cantidad de energía cinética (E) que un cuerpo posee es función de su
masa (m) y su velocidad (v) de acuerdo a la siguiente ecuación:
)
[2.6]
(Roy J. Dossat 1997)
Donde:
E = energía cinética en Jouls (J)
m = masa (kg)
v = velocidad (m/s)
16
2.1.5.2 Energía potencial
La energía potencial de un cuerpo se define como la energía que es capaz de
generar un trabajo como consecuencia de la posición del mismo. Este concepto
indica que cuando un cuerpo se mueve con relación a cierto nivel de referencia
puede acumular energía. Un caso típico es la energía potencial gravitacional la
cual se evidencia al levantar un cuerpo a cierta altura, si lo soltamos, la energía
potencial gravitacional se liberará convirtiéndose en energía cinética al caer.
(Fernández D, 2003) (Roy J. Dossat 1997)
La energía potencial, Ep, se mide en julios (J), la masa, m se mide en
kilogramos (kg), la aceleración de la gravedad, g, en metros/segundo-cuadrado
(m/s2) y la altura, h, en metros (m).
[2.6]
(Roy J. Dossat 1997)
Donde:
Ep = Energía potencial en Jouls (J)
m = masa en kilogramos (kg)
g = gravedad metros sobre segundos cuadrados (m/s^2)
h = altura en metros (m)
2.1.5.3 Primera ley de la termodinámica o ley de la conservación de la
energía
Carnot dice que: la energía no se crea ni se destruye, únicamente
se transforma (ello implica que la masa en ciertas condiciones se puede
considerar como una forma de energía. En general, no se tratará aquí el
17
problema de conservación de masa en energía ya que se incluye la teoría de la
relatividad).
La ley de conservación de la energía afirma que:
1.-No existe ni puede existir nada capaz de generar energía.
2.-No existe ni puede existir nada capaz de hacer desaparecer la energía.
3.-Si se observa que la cantidad de energía varía siempre será posible atribuir
dicha variación a un intercambio de energía con algún otro cuerpo o con el
medio circundante. (Nicolás Leonard Sadi Carnot, 1824)
2.1.5.4 Segunda ley de la termodinámica
Thompson anuncio lo siguiente:
Es completamente imposible realizar una transformación cuyo único resultado
final sea el de cambiar en trabajo el calor extraído de una fuente que se
encuentre a la misma temperatura.
Esta citación suprime lo que se explica de una maquina térmica, porque se
refiere a que no es posible producir trabajo mecánico extrayendo calor de un
solo deposito, sin regresar ninguna cantidad de calor a un deposito que se
encuentre con menor temperatura.
Según Thompson estos procesos son irreversibles como por ejemplo: Cuando
dos objetos que están a diferente temperatura se ponen en contacto térmico
entre sí, el calor fluye del objeto más cálido al más frío, pero nunca del más frío
al más cálido. (William Thomson, 1905)
18
2.1.5.5 Tercera ley de la termodinámica
El físico Alemán Nernstse refiere también a la Tercera ley de la termodinámica
como “Teorema de Nerst” y dice que:
No se puede alcanzar el cero absoluto en un número finito de etapas. Puede
definirse como: 1) al llegar al cero absoluto (0° K) cualquier proceso de un
sistema se detiene; y 2) al llegar al 0 absoluto (0° K) la entropía alcanza un
valor constante.
De esta manera se entiende que la tercera ley indica que la entropía de una
sustancia pura en el cero absoluto es cero. Por lo tanto, la tercera ley provee
de un punto de referencia absoluto para la determinación de la entropía. La
entropía relativa a este punto es la entropía absoluta. (Walther Nernst físico
alemán 1864-1941)
2.1.6 CALOR
Es la transferencia de energía de un cuerpo a otro, o entre diferentes cuerpos,
en virtud de una diferencia de temperatura.
Calor es energía en tránsito; siempre fluye de un área de mayor temperatura a
un área de menor temperatura, con lo que eleva la temperatura de la segunda
y reduce la de la primera, siempre que el volumen de los cuerpos se mantenga
constante. La energía no fluye desde un objeto de temperatura baja a un objeto
de temperatura alta si no se realiza trabajo. (Fernández D, 2003) (Roy J.
Dossat 1997)
19
2.1.6.1 Transferencia de calor por convección
Cuando existe una diferencia de temperatura en el interior de un líquido o un
gas, se producirá un movimiento del fluido. Este movimiento transfiere calor de
una parte del fluido a otra por un proceso llamado convección. El movimiento
del fluido puede ser natural o forzado. Cuando calienta un líquido o un gas,
su densidad (masa por unidad de volumen) va a disminuir. Si el líquido o gas
se encuentra en el campo gravitatorio, el fluido más caliente y menos denso
asciende, mientras que el fluido más frío y más denso desciende. A este tipo de
acción, debido exclusivamente a la no uniformidad de la temperatura del fluido,
se le llama convección natural. La convección forzada se logra sometiendo el
fluido a un gradiente de presiones, con lo que se fuerza su movimiento de
acuerdo a las leyes de la mecánica de fluidos. (Fernández D, 2003) (Roy J.
Dossat 1997)
Figura 7. Transferencia de calor por convección.
(http://www.darwinmilenium.com/estudiante/Fisica/Temario/Tema6_archivos/im
age054.jpg)
20
2.1.6.2 Transferencia de calor por conducción
La transferencia de calor en los cuerpos sólidos se da por conducción. Cuando
se calienta un extremo de una varilla metálica, de forma que aumente su
temperatura, el calor se transmite hasta el extremo más frío por conducción.
Todavía no se logra comprender en su totalidad el mecanismo exacto de la
conducción de calor en los sólidos, pero se cree que se debe, en parte,
al movimiento de los electrones libres que transportan energía cuando existe
una diferencia de temperatura.
Esta teoría explica por qué los buenos conductores eléctricos también tienden
a ser buenos conductores del calor. (Fernández D, 2003) (Roy J. Dossat 1997)
Figura 8. Transferencia de calor por conducción.
(http://www.iesfuentenueva.net/proyecto2/images/20070924klpcnafyq_203.ges.
sco.png)
2.1.6.3 Transferencia de calor por radiación
Transferencia
de
calor
por
radiación
se
da
por
medio
de
ondas
electromagnéticas.
No se requiere de un medio para su propagación. Esta energía irradiada se
mueve a la velocidad de la luz. El calor que irradia el Sol se puede intercambiar
21
entre la superficie solar y la superficie de la Tierra sin calentar el espacio de
transición.
Por ejemplo. Si se pone un objeto (tal como una cuchara de metal, un
automóvil, o a nosotros mismos) bajo los rayos del Sol directos; al poco tiempo
vamos a notar que el objeto se calentará. El intercambio de calor entre el Sol y
el objeto ocurrirá por medio de radiación. (Fernández D, 2003) (Roy J. Dossat
1997)
Figura 9. Tipos de transferencia de calor.
(http://1.bp.blogspot.com/b5F4a8Z9qFc/T9D0nXjILTI/AAAAAAAAAKM/09U_ah88O1E/s1600/formascalor
ejm.png)
2.1.6.4 Calor sensible
Se le llama calor sensible a todo calor que puede ser medido con un
termómetro y también al calor que podamos sentir.
Un ejemplo claro de calor sensible es la temperatura del aire que nos rodea,
que también se la conoce como temperatura ambiente, por lo tanto la variación
22
en la temperatura del aire nos hace sentir ese cambio en nuestro cuerpo,
sintiendo frio o calor. (Fernández D, 2003) (Roy J. Dossat 1997)
[2.7]
En donde:
Q = calor
H = entalpía del sistema
m = la masa del cuerpo
Cp = calor especifico a presión constante
t2 = temperatura final
t1 = la temperatura inicial del cuerpo.
2.1.6.5 Calor latente
Es aquel calor necesario para provocar en la materia un cambio de estado, a
este calor no se lo puede medir con un termómetro y tampoco sentirse.
Este cambio de estado se produce cuando un sólido cambia a líquido o un
líquido cambia a gas o viceversa. (Fernández D, 2003) (Roy J. Dossat 1997)
23
Figura 10. Calor Latente.
(http://www.araucaria2000.cl/quimica/estados.jpg)
Figura 11. Gráfica del calor sensible y calor latente.
(http://www.fisicanet.com.ar/fisica/termodinamica/ap1/calor05.gif)
2.1.6.6 Entalpía
Entalpía es la cantidad de energía de un sistema termodinámico que éste
puede
intercambiar
con
su
entorno.
Un
ejemplo
seria,
en
una
reacción química a presión constante, el cambio de entalpía del sistema es el
calor absorbido o desprendido en la reacción. En un cambio de fase, por
24
ejemplo de líquido a gas, el cambio de entalpía del sistema es el calor latente,
en este caso el de vaporización. En un simple cambio de temperatura, el
cambio de entalpía por cada grado de variación corresponde a la capacidad
calorífica del sistema a presión constante. (Roy J. Dossat 1997)
[2.8]
(Roy J. Dossat 1997)
Donde
= entalpia en (julios)
= energía interna
= presión
= volumen
2.1.6.7 Entropía
Es una medida de la termodinámica, que representa a la fracción de energía en
un sistema que no está disponible para poder realizar o llevar a cabo un trabajo
específico. Puede también ser definida como una medida del orden o
restricciones para llevar a cabo un trabajo. (Roy J. Dossat 1997)
2.1.7 PSICOMETRIA DEL AIRE
La psicometría es el análisis de las propiedades termodinámicas del aire, el uso
de esas propiedades y condiciones para la transferencia del calor del mismo.
Psicometría estudia las propiedades de la mezcla aire-vapor.
Cuando nos referimos a propiedades del aire, nos referimos a propiedades del
aire seco, del vapor de agua y de su mezcla (aire húmedo). (Roy J. Dossat
1997)
25
2.1.7.1 Composición del aire
Nuestra atmósfera terrestre está compuesta por:
Nitrógeno 78% y Oxígeno 21%. El 1% restante lo forman el argón 0,9%, el
dióxido de carbono 0,03%, distintas proporciones de vapor de agua, y trozos de
hidrógeno, ozono, metano, monóxido de carbono, helio, neón, criptón y xenón.
(Roy J. Dossat 1997)
Figura 12. Composición del aire.
(http://www.fullquimica.com/2011/11/propiedades-fisicas-del-aire.html)
2.1.7.2 Humedad relativa o saturación relativa
Se refiere al contenido o cantidad de vapor de agua del aire. La humedad
relativa es una medida del contenido de humedad del aire y, en esta forma, es
útil como indicador de la evaporación, transpiración y probabilidad de lluvia
convectiva. Sin embargo, los valores de humedad relativa tienen la desventaja
de que dependen fuertemente de la temperatura del momento. Si la
temperatura atmosférica aumenta y no se producen cambios en el contenido de
vapor, la humedad absoluta no varía mientras que la relativa disminuye. Una
caída de la temperatura incrementa la humedad relativa produciendo rocío.
(Fernández D, 2003) (Roy J. Dossat 1997)
26
Figura 13. Diagrama Psicométrico del aire.
(Roy J. Dossat 1997)
La carta psicométrica es una carta que representa las propiedades
psicométricas del aire, y permite el análisis de datos psicométricos y procesos
facilitándose la solución de muchos problemas relacionados con el aire y su
humedad, que de otra manera se necesitaría soluciones matemáticas que nos
tomarían más tiempo.
27
2.1.7.3 Volumen específico
Es el volumen que ocupa la mezcla que contiene una unidad de masa de gas,
la cual se calcula mediante la ecuación del estado gaseoso ideal. (Roy J.
Dossat 1997)
[2.9]
(Roy J. Dossat 1997)
P= es la presión
V= el volumen
R= es una constante
T= la temperatura
m= la masa del gas.
2.1.7.4 Calor específico
Corresponde a una mezcla vapor-gas, y esta se define como la cantidad de
calor que hay que suministrar a una unidad másica de gas y al vapor que
contiene, para elevar un grado de temperatura, manteniendo la presión
constante. (Fernández D, 2003) (Roy J. Dossat 1997)
2.1.7.5 Humedad absoluta
Es la cantidad de agua presente en un m³ aire por unidad de masa de aire seco
y puede expresarse en g/m³. (Roy J. Dossat 1997)
28
2.1.7.6 Humedad específica
Mide el número de grados de vapor de agua por cada gramo de aire húmedo.
(Roy J. Dossat 1997)
2.1.7.7 Temperatura del punto de rocío
Temperatura de Rocío es la temperatura que alcanza una mezcla vaporgas, cuando se enfría a presión constante, por debajo de la cual se forma la
primera gota de vapor condensado persistiendo las condiciones de saturación.
(Pita E, 1991)
Figura 14. Gota de vapor condensada.
(http://farm3.staticflickr.com/2613/3966991161_443be78250_z.jpg?zz=1)
2.1.7.8 Temperatura de termómetro seco
Es la temperatura del aire cuando se la mide con un termómetro común y
corriente. (Pita E, 1991)
29
2.1.7.9 Temperatura de termómetro húmedo
Es la temperatura del aire medida con un termómetro cuyo bulbo está
recubierto con una gasa húmeda, que se coloca en una corriente de aire
rápido, mediante este método se consiguen datos para medir o determinar el
calor contenido en el aire. (Pita E, 1991)
2.1.8 REFRIGERANTES
Refrigerante es un cuerpo o substancia que actúe como agente de
enfriamiento, que absorbe calor de otro cuerpo o substancia. El líquido absorbe
calor cuando tiene una baja presión y cambia de fase (líquido a vapor) y lo
libera cuando está en alta presión y en fase gaseosa. (Negri, 1999)
2.1.8.1 Propiedades de un refrigerante
Un refrigerante debe ser entre sus propiedades:
Químicamente inerte y no ser inflamable, ni tóxico, ni explosivo, ya sea
en estado puro como cuando este mezclado con el aire en determinada
proporción.
No debe tener una reacción desfavorablemente con aceites o diversos
materiales que se emplean cuando se construyen equipos frigoríficos.
No debe tener una mala reacción con la humedad, que casi siempre se
encuentra en toda instalación a pesar de los debidos cuidados.
No debe ser contaminante en caso de fugas.
Deberá tener altas características térmicas y físicas que permitan la
máxima capacidad de refrigeración utilizando la mínima potencia.
Toda temperatura de descarga de cualquier refrigerante se reduce a
medida que baja la relación de compresión. Por lo que se desea que la
30
temperatura de descarga sea la más baja posible para alargar la vida del
compresor.
Se requiere que el coeficiente de conductancia sea lo más elevado
posible para reducir el tamaño y costo del equipo de transferencia de
calor.
En caso de fuga la relación presión-temperatura debe ser tal que la
presión en el evaporador para la temperatura de trabajo sea superior a la
atmosférica, para evitar la entrada de aire y de humedad.
En cuanto concierne a la temperatura y presión crítica, el punto de
congelación deberá ser inferior a la temperatura mínima de trabajo.
Y por último el refrigerante deberá ser de bajo precio y fácil
disponibilidad. (Pita E, 1991) (Roy J. Dossat, 1997)
2.1.8.2 Efecto de la humedad
La humedad es la composición natural de vapor de agua que no es amiga en
los sistemas de refrigeración, ya que al combinarse el agua con el refrigerante
obtenemos sustancias nocivas como ácidos que pueden reaccionar con los
lubricantes y metales, produciendo que estos se corrosiónen y desgasten,
dañando los componentes del sistema. (Pita E, 1991) (Roy J. Dossat, 1997)
31
2.1.8.3 Tipos de refrigerantes y su clasificación
Figura 15. Tipos de refrigerante.
(http://pbnihispano.org/html//images/stories/gome3.gif)
Existen diferentes tipos de refrigerantes y se clasifican por su composición, los
cuales son:
1. Clorofluorocarbonos CFCS:
Son compuestos que consisten en cloro, flúor y carbono. Como no contienen
hidrógeno, los refrigerantes CFC son de baja toxicidad, no son corrosivos, y no
reaccionan con la mayoría de materiales, Pero debido a su composición a base
de cloro, están dañando la capa de ozono. Permanecen en la atmósfera de 60
a 1700 años.
Los que más se conocen en el mercado de CFC’s son R11, R12, R113, R114,
R115, R500, R502 y R503.
32
2. Hidroclorofluorocarbonos HCFCS:
Los hidroclorofluorocarbonos (HCFCs) están ubicados en la segunda categoría
de los refrigerantes, estos son compuestos conformados por la reacción
química entre metano o etano con una combinación de halógenos; ya que en
su composición también contiene hidrógeno lo que los hace químicamente
menos estables que los CFCs una vez que suben a la atmósfera, y
permanecen menos tiempo en ella. Tienen un potencial de agotamiento muy
bajo y varía de 0.001 a 0.11. Se espera que en los países en desarrollo su uso
sea hasta el año 2040.
Entre los más conocidos HCFCs se tiene R22, R123, R124, R401a, R401b, etc.
3. Hidrofluorocarbonos HFCs:
Son compuestos que contienen hidrógeno, flúor y carbono. Son carentes de
cloro, por lo tanto no dañan la capa de ozono. En los últimos años se lo
considera como uno de los refrigerantes de mayor uso en la industria.
Los más conocidos de los HFCs son el R134a, R23 y el R125.
4. Hidrocarburo:
Estos refrigerantes también llamados ecológicos, obtenidos a partir de
sustancias totalmente orgánicas como los hidrocarburos son muy amigables
con el medio ambiente y la capa de ozono.
El refrigerante más conocido de origen orgánico es R600a.
(Pita E, 1991) (Roy J. Dossat, 1997)
33
2.1.8.4 Impacto ambiental
Está comprobado que la capa de ozono trabaja como una capa protectora que
nos protege de las radiaciones solares, pero esta se a ido deteriorando
especialmente en los polos del planeta debido al excesivo uso de los
clorofluorocarburos que están presentes generalmente en refrigerantes y en
aerosoles, lo que daña la capa de ozono de estos CFCs es la presencia de
cloro en ellos, a más de dañar la capa de ozono produce un efecto invernadero.
Debido a estos problemas las naciones comenzaron a establecer restricciones
legales para su comercialización mediante protocolos, el primer protocolo para
reducir en un 50% las emisiones de CFCs fue el Protocolo de Montreal en
1989, hasta que llego el Protocolo de Kioto que pretendería reducir totalmente
a cero estas emisiones destructivas.
El uso del R-12 ha sido muy notable por muchos años pero debido a su alto
nivel de destrucción de la capa de ozono ha sido sustituido por el R134a
perteneciente a la familia de los Hidrofluorocarbonos que al no contener cloro
en su composición son menos agresivos con el medio ambiente también han
sido sujetos a restricciones, siendo también incluidos en el protocolo de Kioto.
(Jorge Puebla, 2005)
Figura 16. Agujero capa de ozono.
(http://pocimasypucheros.blogia.com/upload/20070511214232-agujero.jpg)
34
Debido a todo este impacto causado por estos componentes no amigables con
la capa de ozono se ha optado por la reciclación y recuperación de estos
refrigerantes automotrices. Esto se lo hace mediante unos aparatos que a más
de recargar los sistemas de climatización del vehículo permite recuperar el
refrigerante, estos procesos se los denomina estaciones automáticas de
recuperación, reciclado y recarga del refrigerante. Después de su recuperación,
se reduce la presencia de elementos contaminantes con una mezcla de
humedad, aire, aceite, hasta los valores especificados por las normativas SAE
J 1991 para el R12 y SAE J 2099 para el R134a. Ya que en la mayoría de
países de acuerdo con su legislación vigente, es prohibida la eliminación del
refrigerante al ambiente, entonces este proceso de recuperación de
refrigerantes es muy factible y acogido por todos. (Jorge Puebla, 2005)
Figura 17. Estación automática de recuperación, reciclado y recarga de
refrigerante.
(http://rie.cl/?a=371533)
35
2.2 AIRE ACONDICIONADO AUTOMOTRIZ
2.2.1 INTRODUCCIÓN
El objetivo y propósito del Aire Acondicionado automotriz es brindar confort y
comodidad a una persona dentro del vehículo, confort es la sensación de
satisfacción física relacionada con el ambiente que lo rodea. Estos parámetros
son útiles para el diseño de sistemas. (Negri, 1999)
2.2.2 PARTES DEL SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO
Compresor
Condensador
Evaporador
Dispositivos reguladores de presión: Válvula de expansión térmica.
Depósito - secador
Acumulador
Figura 18. Partes sistema aire acondicionado.
(http://autoclimas-velazquez.com/wp-content/uploads/2012/01/Sistema11.jpg)
36
Figura 19. Partes del ciclo de aire acondicionado.
(Roy J. Dossat 1997)
2.2.2.1 Compresor
El compresor es el elemento principal del sistema, su misión es comprimir el
gas refrigerante, su potencia la recibe mediante el motor a través de una banda
de transmisión. Los sistemas de aire acondicionado están divididos en dos
partes, la de alta presión y la de baja presión; también denominados descarga
y succión respectivamente. (Negri, 1999) (Dwinggins, 1997)
Funcionamiento:
El líquido refrigerante entra en el compresor donde el siguiente paso es
comprimir su volumen. Esta compresión provoca un aumento de temperatura y
cuando aumenta la presión y la temperatura, aumenta también el punto de
ebullición, después el líquido refrigerante pasa al condensador.
37
Se puede decir que un compresor funciona cuando eleva
la presión,
temperatura y punto de ebullición del refrigerante, por encima de los del aire
circundante.
Figura 20. Compresor.
(http://www.triple3a.com/9.jpg)
Figura 21. Compresor automotriz.
(http://www.redlatinahouston.com/images/houstoncompressor.jpg)
38
2.2.2.1.1 Tipos de compresores
Para el sector automotriz los compresores se clasifican de la siguiente manera:
Tipos de movimiento alternativo tipo pistón
Tipo rotatorio por paletas transversales
1. Compresor tipo de movimiento alternativo tipo pistón
Este compresor tipo pistón es muy similar al funcionamiento al motor de
combustión del auto y puede ser de efecto simple para baja presión o doble
para alta presión. Estos pistones, cojinetes y válvulas requieren lubricación.
Características:
Ruidoso y pesado.
Fluido de aire intermitente.
Funciona en caliente (hasta 220° C).
Necesita mantenimiento costoso periódico.
Alta presión con moderado volumen.
Los compresores de pistón están divididos en dos partes:
Los de efecto simple: Baja presión, se usan generalmente en talleres
para pintar, soplar, inflar neumáticos, operar herramientas neumáticas,
etc.
Los de efecto doble (Duplex): Son utilizados para altas presiones en
sistemas de compresión de gases a licuados, etc.
39
2. Efecto simple:
Estos compresores son lubricados por salpicadura del cárter con aceites R&O
o aceites hidráulicos con aditivos AW.
Estos aceites no deben tener
detergentes/dispersantes (como tienen los aceites de motor) por lo que estos
aditivos absorban la humedad condensada y causan herrumbre. Los aceites
R&O e hidráulicos contienen aditivos demulsificadores que decantan el agua en
el fondo del cárter para poder ser drenado.
3. Efecto doble:
Los compresores a pistón de doble efecto (Duplex) generalmente tienen un
sistema doble de lubricación, utilizando aceites R&O para los cojinetes y
aceites hidráulicos AW (aditivo anti desgaste) sin cenizas para los pistones,
esto reduce la fricción en los cilindros donde ocurre más de 75% de la fricción,
mientras la larga vida del aceite R&O es aprovechado en la lubricación
hidrodinámica de los cojinetes.
Figura 22. Compresor tipo pistón.
(http://1.bp.blogspot.com/_tNDQnIGR8GA/S8RB37aPjI/AAAAAAAAACA/2r7GU2pjCXA/s1600/Imagen2.jpg)
40
4. Compresor tipo rotatorio por paletas transversales:
El funcionamiento principal del compresor tipo paletas rotativas es el giro del
eje que gira a alta velocidad, mediante este giro se produce una fuerza
centrífuga que lleva las paletas hacia la carcasa (estator) de afuera. Por la
carcasa ovalada, continuamente entran y salen por canales en su rotor. Su
funcionamiento es parecido al convertidor de par motor del automóvil, que
funciona con paletas.
Debido a la excentricidad de la cámara, los compartimientos llenos de aire
entre paletas se achican entre el orificio de entrada y el de salida,
comprimiendo el aire. En tanto al lubricante, este sella las paletas en el rotor y
contra el anillo de la carcasa.
Características:
Silencioso y pequeño
Flujo continuo de aire
Buen funcionamiento en frío
Sensibles a partículas y tierra
Fácil mantenimiento
Presiones y volúmenes moderados
La lubricación en este sistema se produce cuando los cojinetes del rotor
trabajan en un régimen de lubricación hidrodinámica mientras las paletas frotan
sobre el anillo de la carcasa en lubricación hidrodinámica y límite. Por lo que
mucho del régimen de lubricación es límite, se requiere aceite con aditivos AW
(antidesgaste) inyectado o pasado por conductos con el aire. Típicamente se
usa aceite hidráulico ISO (VG) 32, 46 o 68; aceite hidráulico SAE 10W o aceite
de motor.
41
Los aceites de motor tienen la ventaja que absorben la humedad y condensado
para llevarla con el aire, (evitando chupar agua decantada en el fondo) pero la
desventaja que un exceso de humedad puede causar la precipitación de sus
aditivos o corrosión si el compresor queda parado mucho tiempo con aceite
contaminado. Adicionalmente a la necesidad de aditivos antidesgaste, se
requiere un aceite de buena resistencia a la oxidación a altas temperaturas, ya
que estos compresores pueden llegar a 200° C. Estas temperaturas requieren
un índice de viscosidad natural muy alto para mantener su viscosidad y evitar
cizallamiento. Cualquier depósito de barniz que resulta de la oxidación del
aceite puede llenar las ranuras del rotor, evitando el suave y seguro
movimiento de las paletas. (Negri, 1999) (Dwinggins, 1997)
Figura 23. Compresor tipo paletas transversales.
(http://raa-negrete-navarro-rene.blogspot.com/2010_09_01_archive.html)
2.2.2.2 Condensador
En el condensador es donde ocurre la disipación del calor. La forma del
condensador es muy similar y parecido al radiador ya que los dos tienen la
misma función. Este componente fue hecho y diseñado para disipar calor, y su
ubicación es frente al radiador y a la salida del compresor, esto depende del
modelo del auto debido al diseño de su carrocería.
42
El condensador debe tener un buen flujo de aire siempre que el sistema esté
en funcionamiento. Dentro del condensador, el gas refrigerante proveniente del
compresor, que se encuentra caliente, es enfriado; durante el enfriamiento, el
gas se condensa para convertirse en líquido a alta presión.
Existen varios tipos de condensador:
Serpentín de tubos de cobre y aletas de aluminio
Serpentín de tubo extrusionado plano, reticulado de aluminio y aletas de
aluminio
De flujo paralelo y multiflujo
De flujo paralelo serpentines y aletas
Sus diferentes materiales y formas solo sirven para una mejor disipación del
calor. (Negri, 1999) (Dwinggins, 1997)
Funcionamiento:
El refrigerante ingresa en forma de vapor por la parte superior del condensador.
Conforme el refrigerante desciende por el serpentín del condensador el calor es
transmitido y disipado hacia el ambiente externo. Cuando este calor sale hacia
el exterior el refrigerante pasa de estado gaseoso a líquido, este calor se le
denomina calor latente de condensación. Mientras el vapor sufre el proceso de
cambio de estado no es posible medir con un termómetro el intercambio de
calor.
43
Figura 24. Condensador.
(http://www.todomonografias.com/images/2007/02/100366.gif)
Figura 25. Condensador automotriz.
(http://www.conexiondigital.org/climasdetabasco/AC_Condenser.jpg)
2.2.2.3 Evaporador
Su ubicación es dentro del habitáculo del vehículo, y su función es recoger y
absorber calor y excesos de humedad de la cabina del mismo.
Existen diferentes tipos de evaporadores:
1. Serpentín múltiple de tubos y aletas.
44
2. Serpentín de tubo plano foliculado con aletas.
3. Panal de placas y aletas.
Funcionamiento:
El líquido refrigerante ingresa por el fondo del evaporador como líquido a baja
presión, después el aire caliente que pasa a través de las aletas del evaporador
hace que el refrigerante dentro de los tubos se evapore; mientras que la
excesiva humedad se condensa en las mismas, también las partículas de polvo
que lleva el aire se adhieren a su vez a la superficie mojada de las aletas, por
último el agua se drena al exterior. (Negri, 1999) (Dwinggins, 1997)
Figura 26. Evaporador automotriz.
(http://2.bp.blogspot.com/_9p2g1ghWJKU/S9Tgq384iCI/AAAAAAAAAD0/_chgd
0IHWE8/s320/evaporador.jpg)
2.2.2.4 Válvula de expansión
Como en todo sistema de refrigeración, se necesita que de alguna forma se
reduzca la presión, para eso se ha implementado en el sistema de aire
acondicionado automotriz la válvula de expansión que cumple con este efecto.
45
Su ubicación es en el lado de admisión del evaporador. Este regulador como
principal función es encargase de reducir la presión del sistema pulverizando
el refrigerante y también mide tanto la temperatura como la presión.
Este es el dispositivo que separa el lado de presión alta del de baja presión.
(Negri, 1999) (Dwinggins, 1997)
Funcionamiento:
El refrigerante líquido sale por un orificio provocando la expansión de líquido y
se convierte en refrigerante pulverizado a baja presión y baja temperatura.
Figura 27. Válvula de expansión.
(http://mail4.ansal.com.ar/Documentacion/pdfs/356090.pdf)
46
Figura 28. Válvula de expansión automotriz.
(http://coolforce.com.mx/tienda/images/31-30927.jpg)
2.2.2.5 Tubo orificio
El uso de este dispositivo es muy común en el sistema de aire acondicionado
automotriz, con él se regula la presión y es muy utilizado en algunas marcas de
automotores muy conocidos en el mercado. Su ubicación es en el interior del
tubo de entrada del evaporador, o en la línea de líquido, en algún lugar entre el
condensador y la entrada del evaporador. Es fácil reconocer y ubicar este tubo
ya que solo se necesita del tacto, localizando el punto donde se siente que el
refrigerante cambia de temperatura de caliente a frío, y también porque es un
tubo que siempre viene en colores llamativos. (Negri, 1999) (Dwinggins, 1997)
47
Figura 29. Tubo orificio.
(http://inverprimos.com/imagenes/banco/1378.jpg)
2.2.2.6 Depósito-secador
Este elemento pertenece en el lado de alta presión de los sistemas con una
válvula de expansión térmica. Para tener la seguridad de q solo refrigerante
entrara en esta válvula se utiliza este elemento que es el depósito – secador,
este se encarga de separar el gas y el líquido, igualmente elimina la humedad
y filtra las impurezas. Este elemento cuenta con un vidrio de nivel en la parte
superior, por el cual se recarga el sistema; en condiciones normales, las
burbujas de vapor no deben ser visibles por el vidrio de nivel. (Negri, 1999)
(Dwinggins, 1997)
48
Figura 30. Estructura depósito secador.
(Julio Vallejo, 2013)
2.2.2.7 Acumulador
El acumulador generalmente se usa en los sistemas que tienen tubo orificio, y
están ubicados a la salida del evaporador. En el acumulador es donde se
almacena el exceso de líquido que no fue evaporado, si este líquido pasa al
compresor éste se puede dañar; la otra función secundaria del acumulador es
eliminar la humedad y las impurezas. (Negri, 1999) (Dwinggins, 1997)
Figura 31. Acumulador.
(http://www.thaya.net/Acumuls.jpg)
49
2.3 CICLO DE AIRE ACONDICIONADO
2.3.1 INTRODUCCIÓN
Acondicionamiento del aire es un proceso o método para controlar la
temperatura de un vehículo, hogar, oficina o área industrial y tiene como fin
establecer estándares requeridos de temperatura, humedad, limpieza, y
circulación del aire.
El control de cada una de estas condiciones consiste en:
1. Temperatura: En esta condición se requiere el enfriamiento del aire.
(Enfriamiento: eliminación de calor).
2. Humedad: Aquí se requiere sacar o retirar el vapor de agua del aire a
este proceso se lo llama deshumidificación.
3. Limpieza: En esta parte se controla la pureza del aire, mediante la
utilización de filtros y otros componentes que limpian el aire que viene
del exterior al interior, de este modo se controla y disminuye la cantidad
de contaminantes en el aire.
4. Circulación de aire: Se refiere y se controla el movimiento del aire y su
velocidad, esto se lo hace mediante equipos adecuados de distribución
del aire.
En el ciclo de refrigeración circula un refrigerante (para reducir o mantener la
temperatura de un ambiente por debajo de la temperatura del entorno se debe
extraer calor del espacio y transferirlo a otro cuerpo cuya temperatura sea
inferior a la del espacio refrigerado, todo esto lo hace el refrigerante) que pasa
50
por diversos estados o condiciones, cada uno de estos cambios se denomina
procesos.
El refrigerante comienza en un estado o condición inicial pasando por una serie
de procesos según una secuencia definitiva y vuelve a su condición inicial. Esta
serie de procesos se denominan "ciclo de refrigeración”. El ciclo de
refrigeración simple se compone de cuatro procesos fundamentales.
Figura 32. Ciclo ideal de refrigeración.
(http://www.hablandodeciencia.com/articulos/wp-content/uploads/Ciclo-deRefrigeracion.jpg)
2.3.2 EXPANSIÓN
El refrigerante comienza en un estado líquido, y a una temperatura y presión
alta, después fluye del receptor hacia el control del flujo del refrigerante. La
presión del líquido se reduce a la presión del evaporador cuando el líquido
pasa por el control de flujo de refrigerante, de tal forma que la temperatura de
saturación del refrigerante que entra en el
evaporador es inferior a la
temperatura del ambiente refrigerado. Una parte del líquido se evapora al pasar
por el control del refrigerante para reducir la temperatura del líquido hasta la
temperatura de evaporización. (Roy J. Dossat, 1997)
51
Figura 33. Gráfica Presión-Entalpía, Expansión Isoentálpica.
(http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/9d/Diagrama_Ph.jpg/4
00px-Diagrama_Ph.jpg)
En todo el transcurso del refrigerante en la Figura 33, donde la línea más roja
es el recorrido del mismo refrigerante se puede decir que la entalpía es la
misma o igual.
2.3.3 EVAPORIZACIÓN
Cuando llega al evaporador el líquido se evapora a una temperatura y presión
constante, mientras el calor necesario para el suministro de calor latente de
evaporación pasa de las paredes del evaporador hacia el líquido que se
evapora. Todo el refrigerante se evapora en el evaporador. (Roy J. Dossat,
1997)
52
Figura 34. Gráfica Presión-Entalpía, Vaporación Isobárica.
(http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/9d/Diagrama_Ph.jpg/4
00px-Diagrama_Ph.jpg)
Se puede observar en la Figura 34 que la entalpía en el efecto refrigerante es
mayor que al inicio.
2.3.4 COMPRESIÓN
Debido al compresor el vapor que resulta de la evaporación se lleva por la línea
de aspiración desde el evaporador hacia la entrada de aspiración del
compresor. En el compresor, la temperatura y presión del vapor aumenta
debido a la compresión. El vapor de alta temperatura se descarga del
compresor en la línea de descarga. (Roy J. Dossat, 1997)
53
Figura 35. Gráfica Presión-Entalpía, Compresión Isentrópica.
(http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/9d/Diagrama_Ph.jpg/4
00px-Diagrama_Ph.jpg)
Se puede observar en la Figura 35 que existe un aumento de la entalpia del
refrigerante conjuntamente con un aumento de presión significatoria.
2.3.5 CONDENSACIÓN
En este proceso el vapor fluye por la línea de descarga hacia el condensador
donde evacua calor hacia el aire relativamente frío que el ventilador del
condensador hace circular a través del condensador. Cuando el vapor caliente
evacua calor hacia el aire más frío, su temperatura se reduce a la nueva
temperatura de saturación que corresponde a la nueva presión y el vapor se
condensa, volviendo al estado líquido. Antes de que el refrigerante alcance el
fondo del condensador se condensa todo el vapor y luego se subenfria. A
continuación el líquido subenfriado pasa al receptor y queda listo para volver a
circular. (Roy J. Dossat, 1997)
54
Figura 36. Gráfica Presión-Entalpía, Condensación Isobárica.
(http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/9d/Diagrama_Ph.jpg/4
00px-Diagrama_Ph.jpg)
Figura 37. Ciclo del refrigerante expansión, evaporación, compresión
condensación.
(Roy J. Dossat 1997)
55
CAPÍTULO 3
SELECCIÓN, CONSTRUCCIÓN Y MONTAJE DEL
BANCO DE PRUEBAS DE AIRE ACONDICIONADO
AUTOMOTRIZ
3.1 GENERALIDADES
Después de una introducción, estudio de los conceptos básicos, en cuanto a la
los principios de refrigeración, sus ciclos y sus partes, procedemos a la
selección de los elementos y componentes previo a la construcción y montaje
del banco de pruebas de climatización automotriz.
El propósito de este proyecto construir un banco pruebas de aire
acondicionado, que cumplan conceptos y recomendaciones de un fabricante de
equipos de refrigeración. La construcción de este sistema se lo hará siguiendo
una guía de construcción del fabricante para luego hacer las respectivas
pruebas, y rendimiento del mismo en la Universidad Tecnológica Equinoccial.
Se utilizara un refrigerante R134a de Freón (HIDROFLUOROBCARBONO) que
se rige a las normas y protocolos, para el debido cuidado hacia nuestro
planeta.
Previo a la selección de los componentes evaluaremos mediante una matriz de
priorización las alternativas, opciones y criterios para la selección del banco de
aire acondicionado, y así priorizar y seleccionar de entre otras marcas el por
qué fue que elegimos la marca genérica para Chevrolet.
56
Tabla 1. Matriz de priorización
(Julio Vallejo, 2013)
Mediante esta matriz se determina por valor más alto con un total de 22 puntos,
que el sistema de aire acondicionado genérico es el más apto para
implementarse a una banco de pruebas de climatización automotriz, ya que es
manipulable para pruebas, fácil reemplazar sus repuestos, es adaptable para
banco de pruebas, sus costos son muy baratos y su mantenimiento es sencillo.
3.2 SELECCIÓN DE COMPONENTES
El sistema que se eligió, debido sus características y su función es un sistema
genérico con las siguientes características.
Tabla 2. Características Aire Acondicionado.
Marca:
Sanden
Procedencia:
China
Año de fabricación:
2012
Modelo:
TM-10
(Julio Vallejo, 2013)
57
3.2.1 COMPRESOR
El compresor es considerado como el componente más importante del aire
acondicionado, así como el corazón en el cuerpo humano.
Tiene la función de incrementar la presión del refrigerante dentro del sistema
de A/A, con el fin de que se condense más rápido a su ingreso en el
condensador.
El compresor del sistema es un compresor hermético de 5 cilindros.
Figura 38. Compresor Sanden TM 10
(Julio Vallejo, 2013)
58
Tabla 3. Características Compresor.
Marca compresor:
Sanden
Modelo compresor:
Tipo de culata:
TM 10
Sin Válvula de
escape
Polea número de canales:
5
Refrigerantes:
R134a
Voltaje:
12v
Cilindros:
5
(Julio Vallejo, 2013)
Este compresor es accionado mediante una polea de 5 canales el cual es
impulsado por un motor eléctrico de 2HP, el refrigerante que ingresa en el
compresor se encuentra en estado gaseoso a baja presión que sale desde el
evaporador y es expulsado después directamente con alta presión hacia el
condensador.
3.2.2 CONDENSADOR
El condensador en el automóvil está ubicado al frente del radiador con el
propósito de condensar el vapor atomizado que viene en forma de gas desde el
compresor. Dentro de este el refrigerante ingresa con una temperatura y
presión alta, y en su interior se condensa cambiando a estado líquido, con baja
temperatura y presión, en su salida.
59
Figura 39. Condensador genérico Otero
(Julio Vallejo, 2013)
Tabla 4. Características Condensador.
Marca:
OTERO
Material:
Aluminio
Año:
Modelo:
2012
Genérico Grand
Vitara
Dimensiones:
510 X 300mm
Tipo:
De tubo, aletas
corrugadas
(Julio Vallejo, 2013)
Este condensador viene unido a un ventilador de Radio: 16cm que funciona
con un voltaje de 12V que provee la batería, este ventilador tiene la función de
dispersar el calor del condensador para que el gas refrigerante se transforme
en líquido.
60
3.2.3 FILTRO SECADOR
El filtro secador se encuentra después de la salida del condensador en el lado
de alta presión del sistema y su salida se conecta directamente con la válvula
de expansión.
Tiene la función de deshumidificar el sistema, filtrar las impurezas y almacenar
temporalmente el refrigerante ya licuado. Es un cilindro, metálico, con dos
tubos o conexiones, uno de entrada y otro de salida del refrigerante, en algunos
casos posee una mirilla de observación, en su interior tiene filtros y elemento
desecador que es el cual quita la humedad dentro del sistema.
Figura 40. Filtro secador.
(Julio Vallejo, 2013)
61
Tabla 5. Características Filtro secador.
Material de acero con un peso máximo
de 500g.
Características técnicas:
50g de Desecante en el interior
Retención del 15% de agua
Resistente a vibraciones
(Julio Vallejo, 2013)
3.2.4 VÁLVULA DE EXPANSIÓN
La válvula de expansión o más conocida como VET (válvula de expansión
térmica), se encuentra a la entrada del evaporador, el trabajo de este
dispositivo es regular, pulverizar el líquido refrigerante que salió del filtro
secador, mediante un pequeño orificio que permite que pase una pequeña
cantidad de refrigerante que se regulara dependiendo la temperatura del
evaporador. Mediante este proceso el refrigerante hace su ingreso a la zona de
baja presión.
Figura 41. Válvula de Expansión.
(Julio Vallejo, 2013)
62
Tabla 6. Características Filtro secador.
Marca:
Genérico
Procedencia:
China
Material:
Aluminio
Tipo:
H
(Julio Vallejo, 2013)
3.2.5 EVAPORADOR
El evaporador de para el banco de pruebas es de tipo de tubo con aletas
corrugadas y su material es de aluminio, la función principal del evaporador es
el opuesto al condensador, cuando el líquido refrigerante es pulverizado por la
válvula de expansión y hace su ingreso al evaporador y disminuye su presión
este comienza a hervir, y cuando esto sucede absorbe calor del aire que
atraviesan las aletas del evaporador, enfriando el aire a su salida.
Figura 42. Evaporador.
(Julio Vallejo, 2013)
63
Tabla 7. Características Evaporador.
Marca:
Genérico Chevrolet
Procedencia:
China
Material:
Aluminio
Tubo, aletas
corrugadas
(Julio Vallejo, 2013)
Tipo:
3.2.6 VENTILADORES
Se utiliza dos ventiladores en el banco de pruebas, los cuales tienen la función
de disipar el calor y crear un flujo de aire caliente y empujarlo hacia afuera del
sistema a través de las aletas del condensador, y también generar flujo de aire
frio a través de las aletas del evaporador.
Figura 43. Ventilador axial del condensador.
(Julio Vallejo, 2013)
64
Figura 44. Ventilador axial del evaporador.
(Julio Vallejo, 2013)
Tabla 8. Características ventiladores.
Marca:
Voltaje:
Tipo:
Características técnicas:
Almasa
12v
Axial
Diametro:300mm-1250CFM
240mm-1041CFM
respectivamente
R.P.M
2250 y 2083
(Julio Vallejo, 2013)
3.2.7 TERMOSTATO
El termostato está en contacto directo con el evaporador. Este dispositivo de
control reacciona con los diferentes cambios de temperatura, los que
provocaran apertura, interrupción, conexión o desconexión del embrague
eléctrico del compresor. Esto es posible gracias a un pequeño sensor que está
ubicado estratégicamente entre las aletas del evaporador.
65
La función principal de este dispositivo es apagar o desembragar el compresor
para iniciar el proceso de desencarche de las aletas del evaporador que se ha
llenado de trozos de hielo que se da por la condensación del aire en sus aletas,
evitando así la formación de hielo y continuar el flujo de aire frío hacia adentro
del vehículo.
Figura 45. Termostato
(Julio Vallejo, 2013)
Tabla 9. Características termostato.
Marca:
Genérico
Resistencia:
0-800 Ω
Temperaturas:
00C a 400C
(Julio Vallejo, 2013)
3.2.8 MOTOR ELÉCTRICO
La incorporación del motor eléctrico para el banco de pruebas es
indispensable, ya que este es el que moverá y dará funcionamiento al
compresor por medio de una banda. Este motor eléctrico es de 2HP de
66
potencia y una velocidad de 3525rpm en corriente alterna, las cuales serán
suficiente para poner en marcha al compresor.
La selección del motor eléctrico se la hace mediante una comparación cinética
entre las poleas del cigüeñal y compresor de un motor de un automóvil en las
mínimas condiciones de funcionamiento con las poleas del motor eléctrico y
compresor del banco de pruebas
Relación motor Automóvil:
Velocidad (v):
750rpm
Relación para motor eléctrico banco de pruebas:
3525rpm
Relación poleas (Rp):11/15
11/9
Potencia (P):
2Hp
15.6Hp
[3.1]
Tomando la relación de potencia y velocidad de un motor de vehículo pequeño
en las mínimas condiciones de funcionamiento, se puede sacar la relación de
potencia y velocidad para el motor eléctrico requerido para el banco de pruebas
según las poleas usadas para transmisión hacia el compresor.
En este caso la relación es similar (8550 y 8616) por lo tanto el motor eléctrico
con 3525rpm y 2hp va a ser totalmente adaptable y transmitir movimiento y
potencia al compresor del banco de pruebas.
67
Figura 46. Motor eléctrico.
(Julio Vallejo, 2013)
Tabla 10. Características motor eléctrico.
Marca:
Weg
Procedencia:
Brasil
Año:
2011
Modelo:
MO01C0x0000101746
Potencia:
2HP
Voltaje:
220v Trifásico
Amperaje:
11.45A
Frecuencia:
60hz
(Julio Vallejo, 2013)
3.2.9 BATERÍA
La principal fuente de energía del banco de pruebas de aire acondicionado es
la batería, por esta razón se ha hecho la selección de una batería que pueda
abastecer las necesidades eléctricas para la activación de la mayoría de los
componentes que se activan eléctricamente.
68
Como el aire acondicionado se usa en automóviles, el estándar de baterías es
de 12V; por lo cual se usa una con estas características ya que se pueden
encontrar en el mercado y funciona con la mayoría de vehículos pequeños y
medianos.
Figura 47. Batería
(Julio Vallejo, 2013)
Tabla 11. Características Batería.
Marca:
Mac
Procedencia:
Colombia
Voltaje:
12V
Amperaje:
600A/hora
Cap reserva:
73min
(Julio Vallejo, 2013)
69
3.2.10 MANIFOLD DE CARGA
Se ha seleccionado un juego de manómetros para el banco de pruebas, que
cumpla las funciones de medir presiones y sus respectivas temperaturas
durante la carga, descarga, pruebas de presión y puesta en vacío del sistema.
Este juego de manómetros es especial para tipos de refrigerante R12 y R134a.
Figura 48. Manómetros y sus acoples.
(Julio Vallejo, 2013)
3.2.11 DIAGRAMA Y COMPONENTES ELÉCTRICOS
El banco de pruebas comprende los componentes básicos para el
funcionamiento de un banco de pruebas de aire acondicionado, se ha adaptado
de la forma más sencilla para que el estudiante pueda hacer las respectivas
pruebas sin ninguna complicación en cualquier parte del banco de pruebas, ya
sea tanto en la parte mecánica como en la parte eléctrica. Básicamente
comprende de una fuente que provee de energía a la mayoría de
componentes, cables y arneses, elementos protectores contra cortos circuitos
70
para los componentes, ventiladores, sensor de temperatura, elementos de
accionamiento o interruptores del sistema, interruptor de presión y un
embrague del compresor.
Figura 49. Diagrama eléctrico banco de pruebas aire acondicionado
automotriz
(Julio Vallejo, 2013)
3.2.12 ELEMENTOS ELÉCTRICOS DEL BANCO DE PRUEBAS
Los elementos básicos seleccionados para el funcionamiento eléctrico de
nuestro banco de pruebas son:
1 Fusible de 20A que se utiliza como elemento de protección para el
sistema completo, ya que lo protegerá contra cortos circuito o
sobrecargas, de esta forma se evita que se quemen directamente los
71
componentes principales del sistema como los ventiladores, y el
embrague eléctrico del compresor.
La selección del fusible se hace mediante una sumatoria de potencias
de los elementos consumidores dentro del circuito que son los
ventiladores y el embrague del compresor, de esta manera se obtiene la
potencia de consumo total del circuito y mediante la fórmula de potencia,
teniendo como dato el voltaje y la potencia total se puede hacer el
cálculo del amperaje de consumo.
[3.2]
Donde:
P = Potencia Total (watts)
I = Intensidad (A)
V = Voltaje (V)
Al no existir fusibles de 16.83A se selecciona un fusible de 20A que es el
más próximo y el que se encuentra disponible en el mercado.
1 Relé que se va a activar con 0.78A, el cual también se utiliza como
elemento de protección ya que soporta altas intensidades y permite el
paso de corriente hacia los elementos de potencia.
1 Termostato o sensor de temperatura el cual cumple la función de
apagar y encender, y también va a enviar la señal para el encendido del
72
embrague del compresor y que cuando se una continúe con su trabajo,
este sensor hace el envío de la señal el momento que el evaporador
está con muy baja temperatura (bajo 0° C) produciendo escarcha en el
mismo, cuando esto sucede corta el paso de corriente hacia el
compresor, procediendo a pararlo y apagarlo.
2 Bornes de la batería uno para el positivo y otro para el negativo, los
cuales cumplen la función de sujeción del cableado ya que estos
proveerán de la energía necesaria hacia el sistema y asegurando que no
se desconecte.
Cables eléctricos, los cuales permitirán el paso de corriente y la unión
entre los componentes del banco de pruebas, de por medio van
conectados a estos cables los elementos eléctricos que forman parte del
sistema eléctrico, que son el fusible, el relé y los switchs. El cable del
motor eléctrico es diferente y más grueso ya que este trabajará con
corriente alterna por lo que recibirá mucha más intensidad de corriente.
3.2.13 SELECCIÓN DE MATERIALES PARA LA CONSTRUCCIÓN DEL
BANCO DE PRUEBAS
Para la construcción del banco de pruebas se eligieron materiales ligeros, de
buena calidad, de precios razonables y que se acoplen uno con el otro sin
ningún inconveniente, dando una buena resistencia, estética y de fácil
manipulación para los estudiantes que trabajarán en ella.
3.2.13.1 Tubo de la estructura
Para la construcción de la estructura se selecciona tubo de sección cuadrada
estructural de 20mm de lado y 2mm de espesor, ya que este tubo presenta
73
varias ventajas por su forma y peso, son bastante resistentes al pandeo y a
esfuerzos de torsión que se producen en la estructura que contiene los
elementos del banco de pruebas, son de fácil manipulación y permiten la
realización de uniones simples por soldadura.
Figura 50. Tubo de sección cuadrada estructural de acero.
(Julio Vallejo, 2013)
Tabla 12. Especificaciones tubo cuadrado.
Origen:
China
Lado:
20mm
Espesor:
2mm
Longitud:
6000mm
Grado de acero:
A53
Estándar:
ASTM 46
Extremos:
Cuadrados
Uso:
Construcción
(Julio Vallejo, 2013)
74
3.2.13.2 Madera triplex
Como base y soporte de todos los componentes del aire acondicionado
automotriz utilizamos 2 planchas de madera triplex de 20mm de espesor, esta
va a ser suficiente para soportar el peso bien distribuido de los mismos,
permitiendo su fácil corte y perforación para fijar uno a uno los componentes.
Figura 51. Madera triplex 1.
(Julio Vallejo, 2013)
Figura 52. Madera triplex 2.
(Julio Vallejo, 2013)
75
3.2.13.3
Perfiles estructurales y ángulos
Los perfiles metálicos estructurales se utilizan para hacer bases para la fijación
de algunos componentes a la madera del banco de pruebas, y los ángulos se
utilizan en la construcción de bases y marcos para otros componentes que no
pueden fijarse a la madera del banco de pruebas.
Figura 53. Perfiles metálicos
(Julio Vallejo, 2013)
Figura 54. Ángulos
(Julio Vallejo, 2013)
76
3.2.13.4
Pernos, tuercas y arandelas
Para el ensamblaje, acople, y fijación de la estructura y los componentes del
aire acondicionado a la madera se utilizaron pernos de cabeza hexagonal de
R/G 63.5X9.5 con sus respectivas roscas y arandelas planas y de presión.
Figura 55. Pernos y tuercas.
(Julio Vallejo, 2013)
Figura 56. Arandelas.
(Julio Vallejo, 2013)
77
3.3 CONSTRUCCIÓN Y DIMENSIONES
3.3.1 CONSTRUCCIÓN DE LA ESTRUCTURA Y BASE
Para comenzar a construir la estructura y base del banco de pruebas de aire
acondicionado automotriz, son basadas en medidas que se ajusten al
laboratorio y taller de la facultad de Ingeniería Automotriz y al acceso de los
estudiantes para sus respectivas prácticas y pruebas en el mismo, facilitando
su manipulación y maniobra del banco de pruebas dentro del taller.
La selección de la forma del banco de pruebas es pensando en la ergonomía
del ser humano y en su factible uso para todos los alumnos de la carrera de
Ingeniería Automotriz.
Con su forma rectangular y en forma de mesa se asegura que los estudiantes
no tengan ningún inconveniente al trabajar junto al banco y con cada uno de
sus componentes al alcance de los mismos.
El peso del banco de pruebas con todos sus componentes ya montados es de
66.4kg los cuales van a ser soportados por la estructura de tubo de sección
cuadrada soldadas de 20mm de lado.
78
Figura 57. Estructura metálica del banco de pruebas, vista en perspectiva.
(Julio Vallejo, 2013)
En la vista lateral de la estructura se aprecia la longitud donde se colocarán los
componentes del banco de pruebas.
Figura 58. Vista lateral de la estructura metálica.
(Julio Vallejo, 2013)
79
Figura 59. Vista frontal de la estructura metálica.
(Julio Vallejo, 2013)
3.3.2 DIMENSIONES Y MEDIDAS DE LA ESTRUCTURA
3.3.2.1 Dimensiones de la estructura
Las dimensiones de la estructura del banco de pruebas están hechas y
diseñadas para la altura promedio del ser humano y con una longitud exacta
donde se distribuye cada uno de los componentes del aire acondicionado.
A continuación se presentan las medidas correspondientes a su planta, vistas
laterales, vista frontal y posterior.
3.3.2.1.1 Planta
En la planta se observa la correcta posición de todos los elementos del Aire
Acondicionado ya que estos cumplen un ciclo de funcionamiento y van en
orden al mismo.
80
Figura 60. Planta y sus dimensiones.
(Julio Vallejo, 2013)
3.3.2.1.2 Vista lateral, izquierda y derecha
En toda su longitud se observa que es bastante amplia y que cada uno de los
componentes estará bien distribuido ocupando suficiente espacio para su
correcto funcionamiento.
Figura 61. Vista lateral izquierda y derecha con dimensiones.
(Julio Vallejo, 2013)
81
3.3.2.1.3 Vista frontal y posterior
Figura 62. Vista frontal y posterior con dimensiones.
(Julio Vallejo, 2013)
3.3.3 CONSTRUCCIÓN Y MONTAJE DEL BANCO DE PRUEBAS
Después de saber las medidas y la forma de la maqueta sus bases y estructura
se procede a montar los componentes del aire acondicionado, con una
ubicación estratégica que cumplan el ciclo de funcionamiento del mismo.
3.3.3.1 Montaje de las bases de madera a la estructura
Se empieza con la fijación de las dos tablas de madera en los dos pisos de la
estructura metálica, su fijación se la realiza con 14 pernos de R/G 63.5X9.5,
Cada perno con su respectiva tuerca van a ser finalmente aseguradas y
ajustadas con las arandelas de presión.
82
Figura 63. Montaje de tablas de madera a la estructura metálica.
(Julio Vallejo, 2013)
Figura 64. Montaje de tablas de madera a la estructura metálica en 3Dmax.
(Julio Vallejo, 2013)
83
3.3.3.2 Montaje del evaporador
Después de tener las tablas fijas a la estructura procedemos a pintar la tabla
con esmalte gris y a colocar uno por uno los componentes del aire
acondicionado, el primer componente que es colocado es el evaporador que se
va a ubicar en un extremo de la tabla superior. Se lo coloca en el extremo ya
que atreves de él se expulsará el aire frío acondicionado que será empujado
por el flujo de aire que provoca el ventilador más pequeño de 114mm de radio.
Para esto se fabricó previamente una caja de madera donde se encuentra el
evaporador que va fijado al ventilador más pequeño, esta caja tiene dos cortes
en sus lados más grandes uno por donde ingresa el aire que el ventilador
empujará atreves de la caja y otro que permitirá que el aire salga hacia el
exterior, en este segundo corte se encuentra la cara frontal del evaporador
donde solo se verán las aletas del mismo.
Esta caja se fijará a la plancha de madera con 14 tornillos de 5X8 y 4 platinas
pequeñas.
Adicional se acopla el sensor del termostato a las aletas del evaporador y el
termostato debajo la tabla superior con dos tornillos de 5x8.
84
Figura 65. Montaje del Evaporador a la tabla superior.
(Julio Vallejo, 2013)
Figura 66. Montaje del Evaporador a la tabla superior en 3Dmax.
(Julio Vallejo, 2013)
85
3.3.3.3 Montaje del condensador
Después se coloca el radiador más grande llamado condensador, este va
ubicado en el extremo opuesto al evaporador en la tabla superior. Previo al
montaje del condensador a la mesa se construyó y se suelda un marco o perfil
en L que se fijará al mismo con remaches, y posteriormente se monta el
condensador a la mesa con 4 pernos de R/G 63.5X9.5, con sus
correspondientes tuercas y arandelas.
Cabe destacar que un segundo ventilador de 160mm de radio está asegurado
al condensador mediante 2 abrazaderas.
El condensador se ubicará en el extremo opuesto al evaporador ya que este
también tiene la función de expulsar el aire caliente empujado por el ventilador
hacia afuera del banco de pruebas, y con este trabajo disipará el calor y
condensara el refrigerante dentro de él.
Figura 67. Montaje del condensador a la tabla superior.
(Julio Vallejo, 2013)
86
Figura 68. Montaje del Condensador a la tabla superior en 3Dmax.
(Julio Vallejo, 2013)
3.3.3.4 Montaje del motor eléctrico
Después se ubica el motor eléctrico que es el elemento que va a mover y
generar energía mecánica y lo transmitirá al compresor para el funcionamiento
del banco de pruebas de aire acondicionado. Como referencia de la ubicación
del motor eléctrico está en la tabla inferior a 280mm de distancia del
condensador que se encuentra en la parte superior, esta ubicación es
estratégica ya que sobre él estará montado el compresor que se los alineará
uno con el otro, esto lo explicaremos en el montaje del compresor. El motor
eléctrico está asentado en la madera con 4 pernos de R/G 63.5X9.5 con sus
tuercas y rodelas.
87
Figura 69. Montaje del motor eléctrico a la tabla inferior.
(Julio Vallejo, 2013
Figura 70. Montaje del motor eléctrico a la tabla inferior en 3 D max.
(Julio Vallejo, 2013)
88
3.3.3.5 Montaje del filtro secador
A continuación se procede a ubicar el elemento filtro secador. Para su montaje
es soldada una base hecha de perfiles en forma de L la cual ayudará a la
fijación del mismo a la mesa mediante 4 pernos de R/G 63.5X9.5 con sus
tuercas y rodelas.
La ubicación del filtro secador se la hace entre el evaporador y el condensador
ya que este va a servir como intermediario para las conexiones de las cañerías
siguiendo en orden el ciclo de funcionamiento de un aire acondicionado.
Figura 71. Montaje del filtro secador a la tabla superior.
(Julio Vallejo, 2013)
89
Figura 72. Montaje del filtro secador a la tabla superior en 3D max.
(Julio Vallejo, 2013)
3.3.3.6 Montaje del compresor
Después de tener la mayoría de los elementos montados del banco de pruebas
se continúa con el montaje del compresor que es el componente más
importante del sistema de aire acondicionado.
La ubicación del compresor es en la tabla superior a 280mm de distancia del
condensador o del filo de la tabla. Para la transmisión del movimiento mecánico
producido por el motor eléctrico al compresor se usa una banda que unirá dos
componentes haciendo funcionar el sistema, previo a esto se hace una
perforación en la tabla superior que permitirá la conexión de las poleas del
compresor y del motor eléctrico por medio de la banda.
Para el montaje del compresor en la tabla sujetamos un perfil metálico de
90X150mm a la mesa con 4 pernos de R/G 63.5X9.5 con sus tuercas y rodelas,
90
el perfil va unida al compresor con dos pernos de R/G 63.5X9.5 con sus
tuercas y rodelas permitiendo así el movimiento del compresor para alinear su
polea con la del motor eléctrico y así poder templar la banda.
Para colocar una banda que una y transmita la energía mecánica generada por
el motor eléctrico, se toma en cuenta la forma de la polea y las distancias entre
ejes, en este caso los canales de las poleas tanto del motor eléctrico como del
compresor son en “Poli V”, por ende se selecciona una polea poli “V”
trapezoidal semejante a la usada en vehículos 1170PK5 (1170mm: longitud,
PK: perfil, 5: número de canales), con esto se procede a asegurar la sujeción y
su temple el momento de montar la banda.
Figura 73. Montaje del compresor a la tabla superior, alineación y tensión
de la banda.
(Julio Vallejo, 2013)
91
Figura 74. Montaje del compresor a la tabla superior en 3D max.
(Julio Vallejo, 2013)
3.3.3.7 Montaje de la batería
Después de montar todos los componentes mecánicos se continúa con el
montaje de la fuente de energía eléctrica que en nuestro caso es una batería
que nos proveerá de 12V con una capacidad de reserva de 73 min.
La ubicación de la batería se la realiza en la tabla inferior centrada en un
extremo debajo del evaporador y su montaje a la tabla se la hace con dos
pernos de R/G 63.5X9.5 en cada lado.
La batería tiene dos cables conectados a dos bornes positivo y negativo, el
cable negativo de color negro va a su vez conectado a la estructura metálica
del banco de pruebas haciendo masa, y el cable positivo de color rojo es el que
va a distribuir de energía a todos los componentes eléctricos del banco de
pruebas. Para asegurar una conexión y desconexión de todos los componentes
92
eléctricos que la batería distribuirá de energía se ubica un switch de ON y OFF
en la tabla superior a un lado del evaporador, el montaje de este switch es
realizado haciendo una perforación en la tabla que asegura su sujeción.
Figura 75. Montaje de la batería a la tabla inferior.
(Julio Vallejo, 2013)
Figura 76. Montaje de la batería a la tabla inferior en 3D max.
(Julio Vallejo, 2013)
93
3.3.3.8 Montaje y acople de cañerías
Por último se procede a montar y acoplar las cañerías de alta y baja presión,
acoples de aluminio y o’rings en puntas que unirán al compresor, filtro secador
con el evaporador y condensador.
Figura 77. Montaje y acople de cañerías vista 1.
(Julio Vallejo, 2013)
Figura 78. Montaje y acople de cañerías vista 2
(Julio Vallejo, 2013)
94
Figura 79. Montaje y acople de cañerías vista 1 en 3D max.
(Julio Vallejo, 2013)
Figura 80. Montaje y acople de cañerías vista 2 en 3D max.
(Julio Vallejo, 2013)
95
3.3.3.9 Distribución del cableado y componentes eléctricos
La distribución del cableado y sus componentes se realizan tratando de ser
semejante al existente en un vehículo con la diferencia de que en el banco de
pruebas es construida sobre dos tablas de madera con soportes de metal para
mayor facilidad y acceso del estudiante a la misma. Sus componentes están
sobre la tabla superior y el cableado está ubicado por debajo de ella teniendo
en cuenta que cada cable este bien distribuido y pegado sujetado a la tabla sin
que exista ningún roce que pueda provocar un corto circuito o daño por uso de
la maqueta.
Figura 81. Distribución del cableado por debajo del banco de pruebas
(Julio Vallejo, 2013)
La fuente de energía eléctrica para la mayor parte de los componentes es una
batería que reparte sus 12V a los elementos eléctricos del banco de pruebas.
El termostato se va a activar dependiendo la señal de su resistencia al
embrague del compresor, adicional existe un
switch de presión que se
colocará en OFF únicamente si no hay presión en el sistema. Todos estos
96
componentes eléctricos son activados y desactivados mediante un switch de
ON y OFF con luz testigo que se encuentra en la parte superior del banco de
pruebas.
Figura 82. Conexiones eléctricas.
(Julio Vallejo, 2013)
3.3.3.10 Ubicación relé y fusible
El banco de pruebas comprende de un fusible con su respectiva fusiblera, y de
un solo relé los cuales todos los componentes eléctricos recibirán el paso de
corriente mediante la activación de este relé.
La ubicación es en el inicio de la tabla superior debajo del evaporador.
Nota: Selección de fusible pag. 72
97
Relé
Fusiblera
Figura 83. Ubicación del relé y fusible
(Julio Vallejo, 2013)
3.3.3.11 Conexión batería
La Batería es la fuente de energía para el banco de pruebas y proporciona
energía eléctrica a los componentes eléctricos, tiene dos bornes que
asegurarán la sujeción del cableado y funcionamiento del sistema eléctrico.
Una batería posee dos polos, positivo y negativo, para diferenciarse el polo
negativo tiene cable color negro y hace masa en la estructura metálica,
mientras el positivo es cable color rojo; cabe recalcar que todos los
componentes eléctricos hacen masa o tierra en la estructura metálica del banco
de pruebas.
98
Figura 84. Conexión de la batería y su masa.
(Julio Vallejo, 2013)
3.3.3.12
Conexión termostato, compresor, ventiladores y switch de
presión
El termostato, el compresor, el switch de presión y los ventiladores tienen su
cableado proveniente de la parte superior del banco de pruebas, los mismos
que llegaran a la parte inferior de la tabla bien distribuidos, aislados evitando
cualquier tipo de corto circuito, bien pegados a la tabla y haciendo masa o tierra
en la parte más cercana de la estructura metálica del banco de pruebas.
Nota: Para más referencias revisar diagrama eléctrico pág. 70 figura. 49
99
Cable switch
de presión
Cable ventilador
evaporador
Cable ventilador
condensador
Cable compresor
Figura 85. Conexión Ventiladores del Evaporador, Condensador, switch
de presión y compresor.
(Julio Vallejo, 2013)
3.3.3.13 Conexión motor eléctrico
Por último y muy importante está el motor eléctrico que es el único componente
eléctrico que es totalmente independiente de todo banco de pruebas de aire
acondicionado, este es el que va a proveer de movimiento y trasformará la
energía eléctrica en energía mecánica mediante un bobinado interno con
campos electromagnéticos, esta energía mecánica será transmitida al
compresor por medio de una banda dentada para que este cumpla su función y
el todo el sistema trabaje de forma completa y normal, y completando así el
ciclo de trabajo.
Este motor eléctrico trabaja con corriente alterna conectado a una fuente
exterior de 220V de tensión y tomará lugar en la base inferior del banco de
pruebas de climatización automotriz.
100
Figura 86. Motor eléctrico conectado a 220V externos.
(Julio Vallejo, 2013)
101
CAPITULO 4
IMPLANTACIÓN Y MANTENIMIENTO DEL BANCO DE
PRUEBAS DE AIRE ACONDICIONADO
AUTOMOTRIZ
4.1 GUÍAS DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO PARA EL BANCO DE
PRUEBAS DE CLIMATIZACION AUTOMOTRIZ.
4.1.1 PRACTICA No. 1
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
LABORATORIO DE CLIMATIZACIÓN AUTOMOTRIZ
Práctica Nº: 1
Tema: Verificación de funcionamiento
Resumen:
102
Objetivos:
-
Verificar el estado y conexiones del cableado, presión en cañerías,
banda, flujo de aire ventiladores, posición del termostato, encendido
compresor.
-
Cumplir con todas las condiciones de funcionamiento antes de encender
el banco de pruebas.
-
Conocer los componentes que necesitan verificación antes de su
funcionamiento.
Equipo y materiales:
-
Banco de pruebas
-
Manómetros
-
Termómetro
Procedimiento:
1.- Verificación cableado:
Para un óptimo funcionamiento del banco de pruebas se necesita hacer
pruebas visuales de su correcta instalación y verificar su funcionamiento.
En cuanto a la parte eléctrica se verifica que las instalaciones del cableado
estén correctas, que no existan cables pelados o que estén rozando y haciendo
interferencia con otro componente en movimiento, que los bornes de la batería
estén bien conectados a sus polaridades cable negro con borne negativo y
cable rojo con borne positivo.
103
Cableado bien conectado y sin
interferencias
Positivo
Negativo
Figura 87. Verificación cableado.
(Julio Vallejo, 2013)
2.- Verificación instalación y presión cañerías:
El siguiente paso es el chequeo visual de una buena conexión de las cañerías
de alta y de baja presión, estas tienen que estar bien acopladas a los acoples
de aluminio y a los diferentes componentes banco de pruebas, totalmente sin
contacto con los elementos en movimiento, esto se lo hace ya que estas vana a
transportar el refrigerante y podrían colapsar si llegan a tocar algún
componente en movimiento, luego de esto se prosigue a la siguiente
verificación que es medir la presión del sistema en los chupones de las
mangueras de alta y baja presión, con esto se comprueba que no existan fugas
ni baja presión en el sistema ya que esto causara un mal funcionamiento y va a
existir un enfriamiento deficiente.
104
Figura 88. Verificación de presión e instalación de cañerías.
(Julio Vallejo, 2013)
3.- Verificación banda:
Después como parte de verificación del funcionamiento y comprobación es
revisar que la banda que conecta las poleas del compresor y el motor eléctrico
esté bien alineada y templada, ya que si esto falla el compresor o sea el
corazón del sistema dejará de funcionar y por ende todo el banco de pruebas.
105
Banda templada y alineada
Figura 89. Verificación del temple y alineación de la banda.
(Julio Vallejo, 2013)
4.- Verificación flujo de aire de los ventiladores:
Verificar el correcto flujo de aire hacia afuera del banco de pruebas por parte de
los ventiladores tanto como del ventilador del condensador y el ventilador del
evaporador, también se verifica la correcta conexión e instalación de los
mismos, la forma correcta y directa para verificar su funcionamiento es
poniendo en marcha o en ON los ventiladores.
106
Flujo aire
frio
Flujo aire
caliente
Figura 90. Verificación del flujo de aire en ventiladores.
(Julio Vallejo, 2013)
5.- Verificación posición del termostato y encendido compresor:
Verificar el rango de encendido del compresor, esto se lo hace primero
ubicando el mando de sensibilidad del termostato a 5º en sentido de las
manecillas del reloj y tomando el tiempo con un cronómetro.
Se enciende el banco de pruebas y se comprueba que funciona en un rango de
40s de encendido el compresor y su embrague y 40s desacoplado el
embrague, llegando a una temperatura mínima de 0ºc.
Se regula y se recomienda que el mando de sensibilidad del termostato, el cual
es el que controla el rango de encendido del compresor, no se aumente o
disminuya ya que este trabaja como potenciómetro con su resistencia el cual a
mayor resistencia mayor es el tiempo de encendido, por lo tanto no es
necesario sobre esforzar el sistema aumentando su tiempo de trabajo.
107
Conclusiones:
-
Se verificó que todos los componentes estén bien sujetos, ajustados y
funcionando.
-
Se cumplió con todas las condiciones de funcionamiento de los
componentes antes de encender el sistema de aire acondicionado.
-
Se
reconoció
los
componentes
principales
que
necesitan
una
verificación antes de encender el banco de pruebas por completo.
Recomendaciones:
-
Hacer estas verificaciones de funcionamiento siempre antes de
encender el equipo.
-
Utilizar material adecuado y equipo de protección para cada caso
mandil, gafas protectoras y zapatos puntas de acero.
-
Realizar el proceso siempre con la supervisión de un guía o profesor.
108
4.1.2 PRACTICA No. 2
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
LABORATORIO DE CLIMATIZACIÓN AUTOMOTRIZ
Práctica Nº: 2
Tema: Reconocimiento de partes y función del banco de pruebas de
climatización.
Resumen:
Objetivos:
-
Aprender a reconocer e identificar cada uno de los componentes de un
aire acondicionado.
-
Saber la ubicación y función de los componentes.
Equipo y materiales:
-
Banco de pruebas
109
Procedimiento:
D
C
E
B
A
F
G
Figura 91. Reconocimiento de partes.
(Julio Vallejo, 2013)
A. Condensador: Condensa el gas refrigerante y lo transforma en líquido.
B. Compresor: Se encarga de comprimir el fluido refrigerante.
C. Filtro secador: Filtra las impurezas y absorbe la humedad.
D. Válvula de expansión: Regula y expande el refrigerante que entra al
evaporador.
110
E. Evaporador: Recibe el gas enfriado y enfría en aire caliente que pasa a
través de sus aletas.
F. Motor eléctrico: Da movimiento mediante una polea al compresor.
G. Batería: Es la fuente de energía eléctrica del sistema.
Conclusiones:
-
Se aprendió a reconocer e identificar los componentes del banco de
pruebas de aire acondicionado.
-
Se conoció la función y posición de cada componte de un aire
acondicionado.
Recomendaciones:
-
Consultar la diferencia entre los dos tipos de radiadores que hay en el
sistema de aire acondicionado automotriz.
-
Utilizar el equipo adecuado de seguridad mandil, gafas protectoras y
zapatos puntas de acero.
111
4.1.3 PRACTICA No. 3
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
LABORATORIO DE CLIMATIZACIÓN AUTOMOTRIZ
Práctica Nº: 3
Tema: Puesta a punto del banco de pruebas.
Resumen:
Objetivos:
-
Aprender el proceso de puesta a punto un banco de pruebas de aire
acondicionado.
-
Aprender a utilizar los instrumentos y equipos de medición utilizados en
un banco de pruebas de aire acondicionado.
-
Reconocer fallas y problemas en el banco de pruebas.
Equipo y materiales:
-
Banco de pruebas
-
Bomba de vacío
-
Tanque de refrigerante r134a
-
Manómetros
-
Termómetro
-
Multímetro
112
Procedimiento:
1.- Vaciado del sistema de aire acondicionado:
El vaciado es muy importante antes de cargar con gas refrigerante al banco de
pruebas ya que con este proceso se elimina impurezas, vapor de agua y aire
dentro del mismo, también ayuda desde un inicio en la verificación de posibles
fugas o fisuras en cañerías. El instrumento que se usará para este vaciado es
una bomba de vacío.
1. Conectar las mangueras amarilla del manómetro a la bomba de vacío, la
manguera de color azul al chupón de baja presión y la manguera de
color rojo al chupón de alta presión.
2. Poner en marcha la bomba de vacío.
3. Transcurrido 5min la medida en el manómetro de baja presión debe
bajar de 0psi y en el transcurso de 20min puede llegar hasta -20psi. en
el manómetro de alta presión debería mantenerse un poco más debajo
de la marca de 0psi hasta -5psi.
4. En caso de que la presión en los manómetros comience a aumentar
quiere decir que existe algún tipo de fuga en el banco de pruebas, y se
procederá a hacer la respectiva reparación dependiendo de la falla.
5. Al cabo de 30min y al verificar que las presiones del vaciado no han
aumentado se puede apagar la bomba de vacío y desconectar las
mangueras del manómetro del banco de pruebas.
113
Figura 92. Red de conexiones para vacío del banco de pruebas.
(Julio Vallejo, 2013)
2.- Carga de refrigerante en el banco de pruebas:
Inmediatamente después del vaciado se procede a cargar primero con aceite el
cual irá un 7onz en el compresor y 2onz más que se distribuirá en los demás
componentes del banco de pruebas y por último con gas refrigerante 134a.
NOTA: El proceso de carga se puede hacer tanto por el chupón de baja como
por el de alta presión, en este procedimiento se describe la carga del banco de
pruebas de A/A por el chupón de baja, ya que para cargar por el chupón de alta
se necesita un equipo de carga.
1. Acoplar la manguera azul del manómetro al chupón de baja presión con
su válvula abierta y la amarilla al tanque con gas refrigerante 134a.
114
2. Cerrar la válvula de alta presión y abrir la válvula del tanque con el
refrigerante y cargar primero 8onz de refrigerante, en este instante se
podrá medir con un mínimo de presión de 60psi en el banco de pruebas
con el manómetro de baja.
3. Encienda el banco de pruebas para completar el refrigerante faltante, se
adiciona 16onz más y con esto nos dará una medida máxima de 90psi
en el manómetro de alta.
4. Una vez encendido el banco de pruebas la compresión interna del
refrigerante tendrá un rango que puede oscilar entre 150-200psi en el
manómetro de alta presión.
5. Después
de finalizar la recarga se podrá retirar y desconectar las
mangueras del manómetro o en su caso se puede dejar en reposo por
unos 15min para verificar variaciones en la presión el cual será también
un indicador de algún tipo de fuga en el banco de pruebas de A/A.
Figura 93. Carga de refrigerante.
(Julio Vallejo, 2013)
115
3.- Puesta en marcha del motor eléctrico:
En este proceso se pone en marcha el motor eléctrico que convertirá la energía
eléctrica en energía mecánica, el cual mediante una banda unida de la polea
del motor eléctrico a la polea del compresor va a producir la compresión dentro
del compresor del banco de pruebas.
1. Primero asegurarse que las poleas estén bien ajustadas, la banda bien
templada y alineada.
2. Segundo conectar el motor eléctrico a la corriente alterna de 220V con
mucha precaución y seguridad de que está bien asegurada la conexión.
3. Verificar que el motor eléctrico y el compresor estén en marcha.
Figura 94. Puesta en marcha motor eléctrico.
(Julio Vallejo, 2013)
116
4.- Puesta en marcha del sistema eléctrico:
En este punto se describe la puesta en marcha de la parte eléctrica del banco
de pruebas y la que dará vida y funcionamiento al aire acondicionado, mediante
el encendido del sistema eléctrico se ponen en funcionamiento ventiladores,
termostato, embrague del compresor y switch de presión.
1. Verificar que la batería tenga voltaje con un multímetro, la medida debe
ser 12V y que los bornes estén asegurados correctamente.
2. Con el switch o botón principal de encendido del banco de pruebas que
está en la parte posterior de un lado del evaporador se pone en marcha
el resto de componentes eléctricos como son los ventiladores,
termostato, embrague del compresor, y el switch de presión.
3. Se puede verificar su funcionamiento el momento que los ventiladores
empiecen a moverse y el flujo de aire atraviese las aletas de los dos
radiadores, la otra verificación del funcionamiento del sistema se la
puede apreciar el momento que el sistema comience a acondicionar el
aire que fluye por el evaporador el cual será aire frío.
Con esto se tiene prueba física que el sistema está funcionando
correctamente y está cumpliendo su ciclo.
Conclusiones:
-
Se siguió paso a paso el proceso de puesta a punto del banco de
pruebas de aire acondicionado.
-
Se aprendió a utilizar los instrumentos de medición y carga para un
banco de pruebas de aire acondicionado.
-
Se verificó y reconoció los tipos de fallas comunes el momento de poner
a punto el banco de pruebas de aire acondicionado.
117
Recomendaciones:
-
Cumplir con los pasos antes descritos para la puesta a punto.
-
Utilizar material adecuado y equipo de protección para cada caso
mandil, gafas protectoras y zapatos puntas de acero.
-
Realizar el proceso siempre con la supervisión de un guía o profesor.
118
4.1.4 PRACTICA No. 4
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
LABORATORIO DE CLIMATIZACIÓN AUTOMOTRIZ
Práctica Nº: 4
Tema: Humedad relativa del Aire.
Resumen:
Objetivos:
-
Conocer la humedad relativa del aire ambiente mediante la carta
psicométrica.
-
Aprender a utilizar los instrumentos de medición para un banco de
pruebas de aire acondicionado automotriz.
-
Medir las temperaturas con bulbo seco y húmedo
Equipo y materiales:
-
Banco de pruebas
-
Termómetro
-
Manómetros
119
-
Multímetro
-
Agua y gasa o algodón
Procedimiento:
1.- Humedad relativa del aire:
Mediante esta prueba de rendimiento se conocerá la humedad relativa
(porcentaje de humedad o vapor de agua presente en el aire).
1. Poner en marcha el motor eléctrico.
2. Encender el switch del sistema de aire acondicionado.
3. Hacer esta prueba en un lugar cerrado donde no llegue el sol o viento.
4. Colocar el termómetro de bulbo seco (termómetro normal) en la de aire
del evaporador.
5. Después, hacer la misma prueba con el termómetro pero esta vez con el
termómetro recubierto con un algodón o gasa empapada de agua, a esta
prueba se la llama de bulbo húmedo.
6. Ya estabilizado el banco de pruebas compruebe que la lectura del
manómetro de alta presión esté entre 150-200PSI. Si la lectura es
demasiado alta, echar agua en el condensador. Si la lectura es
demasiado baja, cubrir la parte delantera del condensador.
7. Calcular la Humedad relativa a partir de la tabla psicométrica,
comparando las lecturas del bulbo húmedo y seco. Esta medida será
dada por la tabla psicométrica en porcentaje.
120
Medidas del banco de pruebas de climatización automotriz:
Temperatura bulbo seco admisión:
13ºC
Temperatura bulbo húmedo en admisión:
6ºC
6º
13°
Figura 95. Humedad relativa del aire en el diagrama psicométrico.
(Julio Vallejo, 2013)
Mediante esta prueba
representada en la Figura 95, se determina que el
rendimiento de enfriamiento es satisfactorio, y con la tabla psicométrica
también se pudo encontrar el nivel de humedad relativa en el aire, el cual es el
40% de vapor de agua que se encuentra en el ambiente.
Conclusiones:
-
Se aprendió a utilizar la carta psicométrica para medir el nivel de
humedad del aire que entra por la admisión del evaporador.
121
-
Se aprendió a utilizar los instrumentos de medición para un banco de
pruebas de aire acondicionado.
-
Se verificó y midió las temperaturas con bulbo seco y húmedo.
Recomendaciones:
-
Cumplir con los pasos antes descritos medir las temperaturas.
-
Hacer las mediciones en un lugar cerrado sin corrientes de aire
externas.
-
Utilizar material adecuado y equipo de protección para cada caso
mandil, gafas protectoras y zapatos puntas de acero.
-
Realizar el proceso siempre con la supervisión de un guía o profesor.
122
4.1.5 PRACTICA No. 5
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
LABORATORIO DE CLIMATIZACIÓN AUTOMOTRIZ
Práctica Nº: 5
Tema: Diagrama Presión vs Entalpía (Molliere) de un ciclo teórico de aire
acondicionado automotriz.
Resumen:
Objetivos:
-
Medir presiones en los componentes del banco de pruebas y dibujar el
ciclo teórico del refrigerante 134a en la gráfica Presión vs Entalpía.
-
Encontrar mediante fórmulas a) Efecto refrigerante Qe=?, b) Calor
concedido en el condensador Qc =?, c) Energía ganada en el compresor
Qcomp =?, d) Equilibrio Térmico =?, c) Perdida de efecto refrigerante =?,
d) Coeficiente de rendimiento COP =?
Equipo y materiales:
-
Banco de pruebas
-
Manómetros
123
Procedimiento:
Mediante este laboratorio vamos a poder conocer la eficiencia y cantidad de
calor absorbida por el habitáculo, al igual que las cantidades de calor ganadas
en el evaporador, condensador y compresor, también se puede medir la
pérdida de efecto refrigerante y coeficiente de rendimiento.
1. Poner en marcha el motor eléctrico a 3525RPM.
2. Encender el switch del banco de aire acondicionado.
3. Hacer esta prueba en un lugar cerrado donde no llegue el sol o viento.
4. Medir presiones máximas de alta y baja con los manómetros por sus
respectivos chupones.
5. Ya recopilados los datos llevarlos a la gráfica de Presión vs Entalpía.
124
Figura 96. Temperaturas del sistema, encendido.
(Julio Vallejo, 2013)
Figura 97. Diagrama Presión vs Entalpía (Molliere)
(Julio Vallejo, 2013)
125
a) Efecto refrigerante:
–
[4.1]
b) Calor concedido en el condensador:
–
[4.2]
c) Energía ganada en el compresor:
–
[4.3]
d) Equilibrio Térmico:
[4.4]
c) Perdida de efecto refrigerante:
–
[4.5]
126
e) Coeficiente de rendimiento:
[4.6]
Nota: El cálculo del coeficiente de rendimiento se hizo considerando una
gráfica de presión vs entalpía para un ciclo teórico, el efecto refrigerante frente
a energía ganada por el compresor. Por ende se mide lo que sale por lo que
entra.
Conclusiones:
-
Se dibujó el ciclo del refrigerante teórico de presión vs entalpía según
sus presiones en el banco de pruebas.
-
Se encontró mediante fórmulas el efecto refrigerante, calor concedido en
el condensador, energía ganada en el compresor, equilibrio térmico, la
pérdida del efecto refrigerante y el COP (coeficiente de rendimiento).
Recomendaciones:
-
Cumplir con los pasos antes descritos medir las temperaturas.
-
Hacer las mediciones en un lugar cerrado sin corrientes de aire
externas.
-
Utilizar material adecuado y equipo de protección para cada caso.
-
Realizar el proceso siempre con la supervisión de un guía o profesor.
127
4.2 MANTENIMIENTO Y CONTROL DE FALLAS
4.2.1 INTRODUCCIÓN
El objetivo del mantenimiento
al banco de pruebas es tenerlo en óptimas
condiciones para un perfecto funcionamiento y aumentar la vida útil del mismo.
Es por esto que se recomienda que el banco de pruebas que pertenecerá a la
Universidad Tecnológica Equinoccial se haga un mantenimiento preventivo
periódico con las debidas protecciones, usando gafas y mandil.
4.2.2 MANTENIMIENTO
Tabla 13. Tabla de Mantenimiento para el banco de pruebas de
climatización automotriz.
DESCRIPCCION MANTENIMIENTO
FRECUENCIA
A
M
S
1. Verificar que todos los componentes del
X
banco de pruebas estén en condiciones de
funcionamiento.
2. Limpieza del evaporador y condensador con
un poco de agua y con un soplete que quite
X
el polvo que existe acumulado entre las
aletas.
3. Comprobar el ajuste y estado de la banda
que une las poleas del motor eléctrico con
el
compresor
y
cambiar
cuando
X
sea
necesario.
4. Poner en marcha el sistema de aire
X
acondicionado de 5 a 10 min.
5. Agregar aceite al compresor.
X
6. Cambio de filtro secador.
X
128
7. Limpiar hélices o paletas de los ventiladores
tanto del ventilador del evaporador como
X
del compresor.
8. Hacer un vacío en el sistema que dure por
lo
menos
30min,
y
mediante
esto
X
verificaremos la existencia de fugas.
X
9. Engrasar ejes compresor y motor eléctrico.
10. Limpieza de partes metálicas con trapo
X
húmedo o seco.
11. Verificar que todas las conexiones estén
bien hechas, limpiar y reasegurar los
componentes eléctricos como, relé, fusible,
X
conectores, cables, termostato.
12. Verificar
que
no
existan
sonidos
o
X
vibraciones en el sistema.
13. Si hay indicios de fuga de gas, deberá de
comprobarse el origen: falta de refrigerante,
falla del compresor, válvula de expansión o
X
paso trabados y/o filtro secador saturado.
14. Verificar temperaturas táctilmente de las
cañerías de alta y de baja presión, así
comprobaremos
con
este
método
su
funcionamiento (en la cañería de salida del
condensador debe tener una temperatura
que soporte el dedo de la mano, y en la
X
cañería de baja presión a la entrada del
evaporador se debe sentir con el dedo de la
mano que la temperatura es fría).
15. Verificar la temperatura de salida de aire del
evaporador que debe oscilar entre 10° y
X
15°C.
129
16. Verificar la temperatura en la cañería de
alta una vez encendido el sistema, el cual
X
debe oscilar entre 110° y 130°C.
17. Encendido el banco de pruebas comprobar
que salga aire frío por el evaporador.
X
18. Verificar las medidas de presión una vez
encendido el banco de pruebas. Oscila
X
entre 150 y 200psi por el chupón de alta
presión y con el sistema apagado tendrá
una presión entre 50 y 90psi.
19. Finalmente en caso de ser necesario cargar
con su respectivo refrigerante el cual debe
ser r-134a. Un sistema que le hace falta
10% de refrigerante, costará 20% más en
X
su operación.
1. ANUAL
M. MENSUAL
S. SEMESTRAL
(Julio Vallejo, 2013)
4.2.3 CONTROL DE FALLAS EN EL BANCO DE PRUEBAS DE AIRE
ACONDICIONADO AUTOMOTRIZ
4.2.3.1 Fallas con manómetros
4.2.3.1.1 Presencia de humedad en el sistema
Condición:
Periódicamente enfría o a veces enfría con deficiencia.
130
Anormalidad:
Enfriamiento intermitente.
Perdida de presión cuando la temperatura externa sube.
Presión de baja se altera cuando se aplica un paño mojado con agua
caliente sobre la válvula de expansión.
Causa:
Presencia de humedad en el sistema, congelando el orificio de la válvula
de expansión, interrumpiendo temporalmente el ciclo y volviendo a
funcionar después de derretido el hielo.
Diagnóstico:
Verificar si existe diferencia de temperatura entre la entrada y salida del
filtro secador.
Saturación del secante del filtro secador, debido a:

Vacío insuficiente.

Vaciamiento por alguna conexión.
Componente internamente contaminado por agua.
Sistema abierto por mucho tiempo contaminando, o aceite con
humedad.
Solución:
Cambiar el filtro secador.
Remover la humedad del sistema, a través de una evacuación adecuada
Cargar el banco con nuevo refrigerante. (Negri, 1999) (Dwiggins, 1990)
131
4.2.3.1.2 Falta de flujo refrigerante
Condición:
Aire acondicionado no enfría o tiene baja eficiencia
Anormalidad:
Poca o nada de refrigeración.
Baja presión en el lado de alta y baja presión.
Posibilidad de causar sobre temperatura en el interior del compresor.
Causa:
Escape de gas por algún lugar del banco de pruebas.
Diagnóstico:
Falta de refrigerante en el sistema.
Escape de refrigerante.
Solución:
De no haber más gas en el circuito, cargue un poco el mismo.
Chequear el escape con un detector de fugas y efectuar la reparación o
sustitución del componente que presenta la fuga.
Luego de la reparación realizar la evacuación del banco de pruebas,
completando con la cantidad de aceite correspondiente al elemento
cambiado del banco de pruebas.
Cargar el banco de pruebas con el volumen adecuado de refrigerante de
acuerdo al modelo de vehículo. (Negri, 1999) (Dwiggins, 1990)
132
Nota: En caso de no haber encontrado perdida, es probable que la carga
aplicada en el sistema haya sido insuficiente. En este caso complete la carga
de gas.
4.2.3.1.3 Poca circulación de líquido refrigerante (Obstruido por suciedad
en el filtro secador)
Condición:
Banco de pruebas de A/A no enfría o tiene baja eficiencia.
Anormalidad:
Enfriamiento deficiente.
Presión baja en las líneas de carga y descarga, pudiendo la carga
indicar vacío.
Adherencia de hielo o gotas de agua en las cañería próxima a la válvula
de expansión del filtro secador.
Posibilidad de causar sobre temperatura en el interior del compresor.
Causa:
Flujo de refrigerante obstruido por suciedad o saturación en el filtro
secador, algún tubo o manguera obstruida o taponamiento de la válvula
de expansión.
Diagnóstico:
Filtro secador saturado o tapada.
Tubo / manguera obstruida.
Válvula de expansión obstruida.
133
Verificar si existe diferencia de temperatura entre la entrada y salida del
filtro secador.
Solución:
Verificar si la causa es humedad o suciedad, dejando el banco de
pruebas apagado algunos minutos y conectando nuevamente.
Si fuera humedad, substituya el filtro secador y verifique el estado de la
válvula.
Si el defecto persiste el problema es en la válvula, substituya la válvula
fallada, realice las evacuaciones del banco y cargar con volumen
adecuado de refrigerante. (Negri, 1999) (Dwiggins, 1990)
4.2.3.1.4 Ausencia de circulación de fluido refrigerante, poca circulación
de líquido refrigerante (Banco de pruebas no refrigera)
Condición:
Banco de pruebas de A/A no refrigera lo suficiente.
Anormalidad:
Enfriamiento deficiente.
Presión baja en las líneas de carga y descarga, pudiendo la carga
indicar vacío.
Adherencia de hielo o gotas de agua en las cañerías próximas a la
válvula de expansión del filtro secador.
Posibilidad de causar sobre carga en el interior del compresor.
134
Diagnóstico:
Filtro secador saturado o tapado.
Tubo/manguera obstruido.
Verificar se existe diferencia de temperatura entre la entrada y salida del
filtro secador.
Solución:
Verificar si la causa es la humedad o suciedad, dejando el aire
acondicionado apagado algunos minutos y conectando nuevamente.
Si fuera humedad, substituya el filtro secador y verifique el estado de la
válvula.
Si el defecto persiste el problema es en válvula, substituya la válvula y
cargue el sistema con volumen adecuado de refrigerante. (Negri, 1999)
(Dwiggins, 1990)
4.2.3.1.5 Exceso de fluido refrigerante o deficiencia de cambio de calor
del condensador
Condición:
Banco de pruebas de A/A no refrigera lo suficiente.
Anormalidad:
Embrague magnético con cubo / rotor desgastado por holgura o
sobretemperatura del embrague magnético.
No enfría lo suficiente.
Presión muy alta tanto en lado de carga y en lado de descarga.
135
Burbuja de aire desaparecen del visor en cuanto la rotación del motor es
baja.
Lado de la carga está caliente.
Causa:
Exceso de refrigerante en el sistema del banco de pruebas durante la
carga o a través de recarga indebida.
Cambio de calor insuficiente en el condensador.
Diagnóstico:
Exceso de refrigerante en el banco de pruebas.
Condensador con aletas obstruidas por suciedad o electro ventilador del
condensador inoperante.
Solución:
Limpiar el condensador.
Chequear el funcionamiento del electro ventilador.
Se ambos estuvieran normales, chequear la cantidad de refrigerante
dejando escapar un poco de refrigerante hasta normalizar las presiones.
(Negri, 1999) (Dwiggins, 1990)
4.2.3.1.6 Presencia de aire en el sistema (Tubos de baja presión sin
calentamiento)
Condición:
Banco de pruebas de A/A no refrigera lo suficiente.
136
Anormalidad:
Presiones de alta y baja demasiado alta
No refrigera lo suficiente.
Burbujas de aire ocasionales en el banco de pruebas.
Carga y descarga con alta presión.
Temperatura elevada en la cañería de baja presión.
Causa:
Infiltración de aire en el banco de pruebas.
Diagnóstico:
Evacuación insuficiente.
Proceso de evacuación inadecuado
Solución:
Chequear el volumen de aceite del compresor, observando la existencia
de contaminación (Suciedad). Completar el volumen si es necesario.
Sustituir el filtro secador.
Efectuar la evacuación adecuadamente y cargar el sistema con el nuevo
refrigerante. (Negri, 1999) (Dwiggins, 1990)
Nota: Esta falla ocurre cuando el banco de pruebas de aire acondicionado fue
abierto para mantenimiento y el refrigerante fue cargado sin hacer la
evacuación adecuada. El sistema de vacío y carga de gas puede estar con
problema.
137
4.2.3.1.7 Válvula de expansión con funcionamiento irregular
Condición:
Banco de pruebas de A/A no refrigera (refrigerante intermitente en algunos
casos).
Anormalidad:
Vacío indicado en el lado de baja presión.
Presión baja en el lado de alta presión.
Insuficiente refrigerante.
Congelamiento o presencia de gotas de agua en la cañería del lado de
baja presión.
Posibilidad de causar sobre temperatura en el interior del compresor.
Causa:
Defecto en la válvula de expansión (no controla correctamente el fluido).
Diagnóstico:
Exceso de refrigerante en los tubos de baja presión.
Exceso abertura de la válvula de expansión.
Solución:
Chequear la válvula de expansión. Si esta defectuosa, sustituirla.
Efectuar la evacuación adecuadamente y cargar el sistema con el nuevo
refrigerante. (Negri, 1999) (Dwiggins, 1990).
138
4.2.3.1.8 Deficiencia en el compresor
Condición:
Banco de pruebas de A/A no refrigera.
Anormalidad:
Presiones tienden a ser iguales.
Lado de alta presión con presión baja.
Lado de baja presión con presión alta.
Causa:
Vaciamiento interno en el compresor.
Diagnóstico:
Compresor con defecto, pudiendo ser:

Paleta quebrada

Placa oscilante suelta en el eje.

Cavado sobre la paleta.
Fallas dimensionales posibilitando interconexión entre las cámaras:

Desgaste de alguna pieza.
Solución:
Sustituir el compresor. (Negri, 1999) (Dwiggins, 1990).
139
4.2.3.2 Fallas de los ventiladores
Condición:
Los ventiladores no tienen fuerza y no se mueven.
Anormalidad:
No hay flujo de aire atreves del condensador ni el evaporador o los
ventiladores no funcionan.
Causa:
Obstáculo de objetos.
Problema
Diagnóstico:
Ventiladores flojos o inmovilizados.
Objetos o suciedad alojados en los ejes de los ventiladores.
Acumulación
de
suciedad
entra
las
aletas
del
evaporador
y
condensador.
Interruptor defectuoso.
Voltaje de batería bajo.
Fusible fundido.
Cableado de ventiladores rotos o flojos.
Ventilador golpea contra su carcaza.
Ventilador deformado.
140
Solución:
Hacer una limpieza y lubricación de los ventiladores.
Cambiar o reparar el elemento eléctrico con defecto. (Negri, 1999)
(Dwiggins, 1990)
4.2.3.3 Ruidos anormales
Anormalidad:
El banco de pruebas de A/A presenta ruido cuando está conectado.
Nota: Todo ruido generado en la estructura o motor es amplificado y sigue por
las tuberías hacia el exterior del banco de pruebas. Este ruido puede tener
diversos orígenes y por innumerables veces es diagnosticado incorrectamente,
considerándose el compresor como único causador de la falla.
Causa:
1. Compresor:
Movimiento o raspado en compresor debido a irregularidades en
zona interior.
Sobrecalentamiento.
Componentes dañados.
Corrosión interna (humedad).
2. Embrague magnético:
Polea suelta.
Rodamiento desgastado o dañado.
3. Polea del motor eléctrico:
Chaveta de polea floja.
Desalineada.
141
4. Motor do electro ventilador:
Desbalanceado.
Interferencia con la carcasa.
Montaje inadecuado (suelto).
5. Caja de ventilación/ aire acondicionado:
Rotura de algún componente interno.
Suciedad suelta en el interior de la caja de aire (objetos, piedras,
etc)
6. Condensador:
Interferencia con la carrocería.
Puntos de fijación quebrados.
7. Soporte del compresor:
Abollado o quebrados.
Montaje con los tornillos sueltos o mal apretados.
8. Tubos y mangueras:
Soporte y acoples inadecuadamente apretadas o montadas.
Interferencia con la carrocería.
Solución:
Luego de constatar el origen del ruido, sustituir o ajustar el componente fallado
o mal fijado. (Negri, 1999) (Dwiggins, 1990)
4.2.3.4 Fallas eléctricas
Anormalidad:
Banco de pruebas de A/A no funciona, o con funcionamiento intermitente.
142
Causa:
Cable cortado o desconectado.
Fusible del banco de pruebas quemado.
Comando quemado.
Falla de masa.
Presostato o termostato defectuoso.
Batería descargada.
Relé del banco de pruebas defectuoso.
Diagnóstico:
Chequear la existencia de fusible quemado.
Testear la continuidad y masa de todas los componentes eléctricos del
sistema de A/C.
Testear tensiones en las entradas:

De embrague magnético.

De presostato.

De termostato.

Verificar relé.
Chequear las condiciones generales de la batería.
Manoseo inadecuado:

Evitar cargar el compresor por los Cables o forzar los cables del
embrague magnético por cualquier motivo.
Solución:
Sustituir componente defectuoso. (Negri, 1999) (Dwiggins, 1990)
143
Nota: Este esquema va a facilitar la instalación eléctrica, tanto como circuito de
control y de potencia. Figura 98.
Figura 98. Diagrama del sistema eléctrico del banco de pruebas de aire
acondicionado.
(Julio Vallejo, 2013)
144
CAPÍTULO 5
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1 CONCLUSIONES
En el presente proyecto de tesis de grado se construyó, se probó e
instaló un banco de pruebas de climatización automotriz el cual, se
implementará como material didáctico en la Facultad de Ciencias de la
Ingeniería de la UTE.
Tras estudiar el ciclo de funcionamiento de un sistema de refrigeración,
se elaboró un manual donde los estudiantes se guiarán y podrán
familiarizarse con el proceso a seguir para hacer una práctica de
laboratorio en el taller automotriz.
Después de una investigación y construcción del banco de pruebas de
climatización se
diseñó una guía de plan de mantenimiento para el
cuidado y el óptimo funcionamiento del mismo a largo plazo.
Los beneficiarios del proyecto e implementación del banco de pruebas
en el taller automotriz de la universidad (UTE) son directamente los
estudiantes, ya que mediante él van a desarrollar sus habilidades y
mejorar sus conocimientos en la materia de Climatización Automotriz.
A través de la investigación, consulta y elaboración del proyecto se logró
llenar vacíos de conocimientos básicos de lo que es la climatización
automotriz y el funcionamiento de un aire acondicionado.
145
Se seleccionó un equipo de aire acondicionado con sus componentes, el
cual, pueda acoplarse y nos permita la construcción del banco de
pruebas en una maqueta didáctica que permita el acceso de
los
estudiantes para su manipulación y pruebas en el mismo.
5.2 RECOMENDACIONES
Para la manipulación y pruebas en el banco de pruebas se recomienda a
los estudiantes siempre utilizar equipo adecuado de protección dentro
del taller como mandil, gafas protectoras y zapatos puntas de acero.
Adicionalmente debe existir un profesor o supervisor que tenga
conocimiento del tema o algún estudio del mismo.
Para la recarga de refrigerante se recomienda siempre el uso de
refrigerante R-134a ya que este tiene propiedades que reducen y
protegen la contaminación del planeta y el calentamiento global.
Dar un periódico mantenimiento tanto a los componentes eléctricos
como cada uno de las partes de la maqueta, esto se lo realizará en un
periodo semestral y con esto se optimizará su funcionamiento además
de prevenir cualquier tipo de avería.
Se deberá tener en cuenta los pasos a seguir para un encendido y
funcionamiento del banco de pruebas. Primero verificando la presión del
sistema, que todas las partes estén bien sujetas y aferradas, y
finalmente haciendo una buena conexión del motor eléctrico, el cual,
deberá siempre ser conectado a una corriente eléctrica de 220v el
mismo que hará funcionar al compresor y por lo tanto, a todo el sistema.
146
Si se da el caso de fuga de refrigerante, por algún componente o cañería
se debe proceder a hacer un vaciado del sistema seguido de la
reparación de la fuga para posteriormente poder volver a cargar el
sistema con el nuevo refrigerante R-134a; para esto se deberán seguir
los procedimientos y pasos descritos en la puesta a punto del banco de
pruebas.
Capacitar y actualizar a profesores o guías en cuanto a la manipulación,
nueva información y tecnología que cada día avanza, esto con la
finalidad de transmitir esos conocimientos a los estudiantes y cumplir así
con la misión de la Universidad Tecnológica Equinoccial que es formar
con excelencia y liderazgo profesionales íntegros, comprometidos con el
desarrollo de la ciencia y la sociedad.
147
BIBLIOGRAFÍA
Pita E, Limusa. (1991). Principios y Sistemas de Refrigeración. México.
Ediciones Negri, (1999) Manual de Aire Acondicionado del Automóvil.
Argentina.
Roy J Dossat, CECSA. (1997) Principios de Refrigeración. Ohio 1997.
Boyce H, Dwiggins. DELMAR Publishers. (1990) Automotive Air Conditioning.
Florida.
Fernández D, Irwins. (2003) Termodinámica Técnica. España.
Buque F, Alfaomega. (2007) Manual Práctico de Refrigeración y Aire
Acondicionado. Colombia.
Tom Brich, Prentice-Hall. (1996) Manual de Aire Acondicionado y Calefacción
Automotriz. España.
LINKOGRAFÍA
http://www.tutiempo.net/silvia_larocca/Temas/Met8.htm
http://www.unet.edu.ve/~fenomeno/F_DE_T-49.htm
148
http://www.gunt.de/download/thermodynamics%20of%20refrigeration_spanish.
pdf
http://es.scribd.com/doc/66500191/PSICOMETRIA-CALIDAD-DE-AIRE-YCONFOT
http://www.valycontrol.com.mx/mt/mt_cap_12.pdf
http://www.frio7.com/docutecn/conceptos_funcionamiento_aa.pdf
http://aireacondicionadoutomotriz.blogspot.com/2010/04/aire-acondicionadoautomotriz.html
149
ANEXOS
ANEXO 1.
Gráfica Presión vs Entalpía
150
ANEXO 2.
Factores de conversión para medidas de longitud
ENTRE LOS SISTEMAS MÉTRICO E INGLÉS
Milímetros (mm) x 0.03937
= Pulgadas (pulg.)
Milímetros (mm) x 0.00328
= Pies (pie)
Centímetros (cm) x 0.3937
= Pulgadas (pulg.)
Centímetros (cm) x 0.0328
= Pies (pie)
Metros (m) x 39.3701
= Pulgadas (pulg.)
Metros (m) x 3.2808
= Pies (pie)
Pulgadas (pulg.) x 25.4
= Milímetros (mm)
Pulgadas (pulg.) x 2.54
= Centímetros (cm)
Pulgadas (pulg.) x 0.0254
= Metros (m)
Pies (pie) x 304.8
= Milímetros (mm)
Pies (pie) x 30.48
= Centímetros (cm)
Pies (pie) x 0.3048
= Metros (m)
151
ANEXO 3.
Conversión de temperaturas
Formulas:
F = Multiplicar Centígrados por 1.8 y sumar 32 al resultado
C = Restar 32 a los Fahrenheit y dividir entre 1.8
°C
°F
°C
°F
°C
°F
-40
-35
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
-40
-31
-22
-13
-4
5
14
23
32
41
50
59
68
77
86
95
104
113
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
105
110
115
120
125
130
135
122
131
140
149
158
167
176
185
194
203
212
221
230
239
248
257
266
275
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
284
293
302
311
320
329
338
347
356
365
374
383
292
401
410
419
428
437
152
ANEXO 4.
Medidas de Presión
153