Puesta en marcha y regulación de instalaciones de climatización y ventilación-extracción. IMAR0208

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Puesta en marcha y regulación de instalaciones de climatización y ventilación-extracción IMAR0208

© Prudencio Ostos Hidalgo

2ª Edición

© IC Editorial, 2021

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ISBN: 978-84-9198-980-6

Presentación del manual

El Certificado de Profesionalidad es el instrumento de acreditación, en el ámbito de la Administración laboral, de las cualificaciones profesionales del Catálogo Nacional de Cualificaciones Profesionales adquiridas a través de procesos formativos o del proceso de reconocimiento de la experiencia laboral y de vías no formales de formación.

El elemento mínimo acreditable es la Unidad de Competencia. La suma de las acreditaciones de las unidades de competencia conforma la acreditación de la competencia general.

Una Unidad de Competencia se define como una agrupación de tareas productivas específica que realiza el profesional. Las diferentes unidades de competencia de un certificado de profesionalidad conforman la Competencia General, definiendo el conjunto de conocimientos y capacidades que permiten el ejercicio de una actividad profesional determinada.

Cada Unidad de Competencia lleva asociado un Módulo Formativo, donde se describe la formación necesaria para adquirir esa Unidad de Competencia, pudiendo dividirse en Unidades Formativas.

El presente manual desarrolla la Unidad Formativa UF0419: Puesta en marcha y regulación de instalaciones de climatización y ventilación-extracción,

perteneciente al Módulo Formativo MF1158_2: Montaje de instalaciones de climatización y ventilación-extracción,

asociado a la unidad de competencia UC1158_2: Montar instalaciones de climatización y ventilación-extracción,

del Certificado de Profesionalidad Montaje y mantenimiento de instalaciones de climatización y ventilación-extracción

Índice

Portada

Título

Copyright

Presentación del manual

Índice

Capítulo 1 Fluidos frigorígenos

1. Introducción

2. Denominación y clasificación. Codificación

3. Generalidades

4. Características y propiedades

5. Control de pureza

6. Seguridad en el manejo, almacenamiento y distribución conforme a normativa y reglamentos vigentes

7. Resumen

Ejercicios de repaso y autoevaluación

Capítulo 2 Aceites refrigerantes

1. Introducción

2. Función

3. Tipos

4. Características

5. Miscibilidad con el refrigerante

6. Resumen

Ejercicios de repaso y autoevaluación

Capítulo 3 Puesta en marcha y mediciones reglamentarias de las instalaciones de climatización. Manejo de refrigerantes

1. Introducción

2. Prueba hidráulica de recipientes de almacenamiento

3. Prueba de estanqueidad en circuitos de fluidos de climatización

4. Realización de vacío

5. Control y manejo de refrigerantes

6. Carga del circuito frigorífico

7. Pruebas y medidas de contaminación

8. Mediciones y control de aceites

9. Medición de caudales de aire en los locales

10. Mediciones de aforos de caudal en conductos

11. Medición de temperatura

12. Medición de presiones

13. Medición de humedades

14. Pruebas de corrientes y distribución de aire en los locales

15. Medición de ruidos

16. Pruebas de seguridad de los aislamientos y conexionado de elementos, equipos y máquinas de climatización

17. Resumen

Ejercicios de repaso y autoevaluación

Capítulo 4 Puesta en marcha y mediciones reglamentarias de instalaciones de ventilación-extracción

1. Introducción

2. Medición de caudales de aire

3. Aforos de caudal en conductos

4. Medición de temperaturas

5. Medición de presiones

6. Pruebas de corrientes de aire en los locales

7. Medición de niveles de ruidos vibraciones

8. Pruebas y medidas de contaminación

9. Pruebas de medidas de seguridad de los aislamientos y conexionado de elementos, equipos y máquinas de ventilación-extracción

10. Resumen

Ejercicios de repaso y autoevaluación

Capítulo 5 Programación y regulación de automatismos en instalaciones de climatización y ventilación-extracción

1. Introducción

2. Ajuste y control de automatismos en instalaciones de climatización por frío y calor

3. Regulación, modificación, ajuste y comprobación de parámetros de las instalaciones de climatización y ventilación-extracción

4. Comprobación y pruebas de resistencia, aislamiento y seguridad del sistema eléctrico para la puesta en marcha de ambos tipos de instalaciones

5. Resumen

Ejercicios de repaso y autoevaluación

Capítulo 6 Explotación y puesta en servicio de instalaciones de climatización y ventilación-extracción

1. Introducción

2. Comprobación y regulación del confort ambiental

3. Control de sensores: sensaciones térmicas

4. Control de parámetros ambientales de la instalación

5. Regulación de ruidos

6. Ajuste de instalaciones de climatización por frío y calor

7. Eficiencia energética en las instalaciones: consumo de combustibles, energía eléctrica y agua

8. Instrucciones de puesta en marcha, funcionamiento, parada, comprobación de parámetros y ajuste en las instalaciones de climatización y ventilación-extracción

9. Cumplimentación de la documentación y formularios normalizados de la puesta en servicio de ambos tipos de instalaciones

10. Resumen

Ejercicios de repaso y autoevaluación

Bibliografía

Capítulo 1

Fluidos frigorígenos

1. Introducción

Los fluidos frigorígenos son un descubrimiento que ha cambiado muchos aspectos de nuestra vida cotidiana. Son parte fundamental en los procesos de conservación, sobre todo en los de los alimentos. También se utilizan para conseguir ambientes con características climatológicas específicas en las que se controla la temperatura del aire y la humedad, como por ejemplo en secaderos de jamones, bodegas, etc.

En este capítulo se estudiarán los fluidos frigorígenos y las características técnicas que van a permitir su correcta aplicación y manejo en las instalaciones de climatización y ventilación-extracción.

2. Denominación y clasificación. Codificación

La definición de fluido frigorígeno o refrigerante viene recogida instrucción técnica IF 01 del Reglamento de seguridad para instalaciones frigoríficas y sus instrucciones técnicas complementarias:

Fluido utilizado en la transmisión de calor que, en un sistema de refrigeración, absorbe calor a bajas temperaturas y presión, cediéndolo a temperaturas y presión elevadas. Este proceso tiene lugar, generalmente, con cambios de fase del fluido.

Nota

Se trata del Real Decreto 552/2019, de 27 de septiembre, por el que se aprueban el Reglamento de seguridad para instalaciones frigoríficas y sus instrucciones técnicas complementarias.

En la práctica, cualquier fluido que experimente cambios de estado entre líquido y vapor, intercambiando calor con el medio en que esté en contacto, puede utilizarse como fluido frigorígeno. Pero en realidad, no sirve cualquier fluido como refrigerante, ya que debe cumplir con varias especificaciones comerciales. Dependiendo de las condiciones en que vaya a ser empleado, se deberá usar un tipo de refrigerante u otro. Por ejemplo en una unidad interior de un sistema partido enfriando un local comercial, debe emplearse un fluido frigorígeno que se evapore a una temperatura inferior a la del ambiente del local para poder robar las cargas de dicho local.

El ser humano, desde la antigüedad ha utilizado elementos naturales como el aire, el butano, el propano y el agua como fluidos refrigerantes, transformándolos según su conveniencia. Para conservar y enfriar alimentos o modificar la temperatura ambiente, la sustancia más utilizada ha sido el agua, especialmente en su estado sólido.

Nota

Los barcos de pesca tienen máquinas de hielo para conservar el pescado fresco que llega a las lonjas cada día. Estas máquinas utilizan gases refrigerantes para producir el hielo.

Actualmente en los equipos de climatización los refrigerantes más utilizados son los derivados halogenados como los HCFC (Hidroclorfluorocarbonados) y los HFC (Hidrofluorocarburos), aunque en instalaciones comerciales se siguen utilizando sustancias de origen inorgánico como NH₃ (amoniaco) compuesto por nitrógeno e hidrógeno que, aunque es más pesado, da buen rendimiento.

Definición

Los HCFC (hidroclorofluorocarbonos)

Son compuestos formados por átomos de Cloro, Flúor, Hidrogeno y Carbono.

El dióxido de azufre y el metilcloruro son también refrigerantes estables pero presentan problemas de toxicidad e inflamabilidad que hacen su uso limitado.

Definición

Los HFC (Hidrofluorocarbonos)

Son compuestos formados por átomos de Hidrógeno, Flúor y Carbono.

2.1. Denominación

Según el Real Decreto 552/2019 en su artículo 4.1.:

Los refrigerantes se denominarán o expresarán por su fórmula o por su denominación química, o, si procede, por su denominación simbólica alfanumérica.

La denominación comercial se entenderá como un complemento y en ningún caso será suficiente para denominar el refrigerante.

Esto significa que cuando haya que referirse a un tipo de refrigerante no será suficiente con decir su denominación comercial, sino que habrá que llamarlo por su denominación química o simbólica alfanumérica.

2.2. Clasificación

Con respecto a la clasificación de los refrigerantes, se pueden dividir de varias formas, según el R. D. 552/2019 los refrigerantes se clasificarán en función del grado de seguridad. En este manual también se clasificarán los refrigerantes según su composición, según el material por el que esté formado. Así se puede distinguir entre:

1 Compuestos puros o simples formados por un solo tipo de refrigerante.

2 Mezclas constituidas por varios refrigerantes puros que no reaccionan entre sí. Por su parte, estas mezclas pueden ser de dos tipos:Azeotrópicas: cuando los componentes de la mezcla en sus cambios de estado en el circuito frigorífico, se comportan, a efectos prácticos, como un refrigerante simple. La mezcla cambia de estado igual que si fuera una sustancia pura, manteniendo constante su presión y temperatura.Zeotrópicas: cuando los componentes de la mezcla realizan sus cambios de estado a presión constante pero no a temperatura constante. En las mezclas zeotrópicas cada componente de la mezcla tiene diferente volatilidad, por lo cual, dada una determinada presión, su composición y temperatura de saturación serán diferentes a las de otra presión diferente. Cada sustancia cambia de estado a una temperatura diferente, manteniéndose constante la presión en la fase de cambio de estado.

Ejemplo

Son sustancias puras:

1 R-12 (Diclorofluormetano): CCl2F2.

2 R-134a (1,1,1,2 Tetrafluormetano): CF3CH2F.

Son mezclas:

Azeotrópicas:

1 R-507A: mezcla de R-125/143a (CF3CHF2 + CF3CH3), en proporción 50/50.

2 R-508B: mezcla de R-23/116 (CHF3 + C2F6), en proporción 46/54.

Zeotrópicas:

1 R-407A: mezcla de R-32/125/134a (CH2F2 + CF3CHF2 + CF3CH2F) en proporción 20/40/40.

2 R-410B mezcla de R-32/125 (CH2F2 + CF3CHF2) en proporción 45/55.

Según el grado de seguridad los fluidos frigorígenos, se clasifican dependiendo del efecto que tengan sobre la salud, el medioambiente y la seguridad. Para dicha clasificación se tendrá en cuenta su toxicidad y su inflamabilidad.

En función de la toxicidad, los refrigerantes se incluyen dentro de las categorias A o B:

1 CATEGORÍA A

2 CATEGORÍA B

Toxicidad

En función de la toxicidad, los refrigerantes se incluyen dentro de las categorías A o B:

1 Categoría A: pertenecen a este grupo aquellos refrigerantes cuya concentración media en el tiempo, en caso de escape o fuga, no supone efectos perjudiciales para los trabajadores que estén expuestos a dicho refrigerante durante una jornada laboral, tomando como referencia una jornada laboral de 8 horas diarias y 40 horas semanales. Su valor es igual o mayor a una concentración media de 400 ml/m3 [400 ppm. (V/V)].

2 Categoría B: pertenecen a este grupo aquellos refrigerantes cuya concentración media en el tiempo, en caso de escape o fuga, no supone efectos perjudiciales para la mayoría de los trabajadores que puedan estar expuestos a dicho refrigerante durante una jornada laboral, tomando como referencia una jornada laboral de 8 horas diarias y 40 horas semanales. Su valor es inferior a una concentración media de 400 ml/m3 [400 ppm. (V/V)].

Con respecto a la toxicidad de los refrigerantes en el R. D. 552/2019 se incluyen dos notas aclaratorias que hay que reseñar

Nota. Bajo ciertas condiciones se pueden producir compuestos tóxicos de descomposición por contacto con llamas o superficies calientes. Los principales productos de descomposición del grupo de refrigerantes del grupo L1 (A1), con excepción del dióxido de carbono, son los ácidos clorhídricos y fluorhídricos. Si bien son tóxicos, delatan automáticamente su presencia debido a su olor extremadamente irritante incluso a bajas concentraciones.

Nota. Estos criterios sobre toxicidad, con independencia de su posible valor de referencia, no se refieren a los valores límites ambientales previstos en el Real Decreto 374/2001, de 6 de abril, sobre la protección de la salud y seguridad de los trabajadores contra los riesgos relacionados con los agentes químicos durante el trabajo, que se aplicarán según su normativa específica.

Inflamabilidad

Todos los refrigerantes deben incluirse en una de las tres categorías que exige el Real Decreto 552/2019, esta clasificación se realiza en base a la propagación de una llama en unas condiciones determinadas, el calor de combustión y según el límite de inflamabilidad que tiene el refrigerante en cuestión. Los límites inferiores de inflamabilidad se determinarán de acuerdo con la correspondiente norma, por ejemplo, ANSI / ASTM E 681 y se recogen en la ISO 817 y UNE-EN 378.

1 CATEGORÍA 1: Se incluirán en esta categoría, los refrigerantes que no muestran propagación de llama cuando se ensayan a +60 ºC y 101,3 kPa.

2 CATEGORÍA 2: Para incluir los refrigerantes en esta categoría deben de cumplir 3 condiciones:Muestran propagación de llama cuando se ensayan a +60 ºC y 101,3 kPa.Tiene un límite inferior de inflamabilidad, cuando forman una mezcla con el aire, igual o superior al 3,5 % en volumen (V/V).Tiene un calor de combustión menor que 19.000 kJ/kg.Dentro de este grupo, la norma ISO 817 ha introducido el criterio de la disminución de riesgo a causa de la baja velocidad de propagación de la llama de ciertas substancias, estableciendo la categoría 2L, el cual además de satisfacer las tres condiciones anteriores presenta la siguiente característica: Velocidad de propagación de la llama inferior a 10 cm/s. Los refrigerantes que en la actualidad están dentro de esta categoría son los siguientes:A2L: R-32; R-143a; R-1234yf; R-1234ze; R-444A; R-444B; R-445A; R-446A; R-447A; R-451A; R-451B; R-452B; R-454A; R-454B; R-454C y R-455A.B2L: R-717.

3 CATEGORÍA 3Muestran propagación de llama cuando se ensayan a +60 ºC y 101,3 kPa.Tiene un límite inferior de inflamabilidad, cuando forman una mezcla con el aire, inferior al 3,5 % en volumen (V/V).Tiene un calor de combustión mayor o igual que 19.000 kJ/kg. Clases de seguridad y su determinación en función de la inflamabilidad y toxicidadIncremento riesgo - inflamabilidad ←Baja toxicidadAlta toxicidadSin propagación de llamaA1B1Baja inflamabilidadA2LB2LMedia inflamabilidadA2B2Alta inflamabilidadA3B3→ →Incremento riesgo - toxicidadGrupo de alta seguridad (L1). Refrigerantes sin propagación de llama y de acción tóxica baja. (A1)Grupo de media seguridad (L2). Refrigerantes de acción tóxica y con inflamabilidad baja o media. (A2L, A2, B1, B2L, B2)Grupo de baja seguridad (L3). Refrigerantes inflamables, sean de baja o alta toxicidad. (A3, B3).

Si existen dudas al clasificar los refrigerantes porque puedan pertenecer a más de uno, este se deberá clasificar en el grupo más desfavorable.

En la siguiente tabla se muestra la clasificación de los refrigerantes según la instrucción IF 02 del Reglamento de seguridad para instalaciones frigoríficas.

APÉNDICE 1 TABLA A. BOE Núm. 256 Jueves 24 de octubre de 2019 Sec. I. Pág. 116845

APÉNDICE 1 TABLA A. BOE Núm. 256 Jueves 24 de octubre de 2019 Sec. I. Pág. 116846

APÉNDICE 1 TABLA A. BOE Núm. 256 Jueves 24 de octubre de 2019 Sec. I. Pág. 116847

APÉNDICE 1 TABLA A. BOE Núm. 256 Jueves 24 de octubre de 2019 Sec. I. Pág. 116848

APÉNDICE 1 TABLA A. BOE Núm. 256 Jueves 24 de octubre de 2019 Sec. I. Pág. 116849

APÉNDICE 1 TABLA A. BOE Núm. 256 Jueves 24 de octubre de 2019 Sec. I. Pág. 116850

APÉNDICE 1 TABLA A. BOE Núm. 256 Jueves 24 de octubre de 2019 Sec. I. Pág. 116851

APÉNDICE 1 TABLA A. BOE Núm. 256 Jueves 24 de octubre de 2019 Sec. I. Pág. 116852

APÉNDICE 1 TABLA A. BOE Núm. 256 Jueves 24 de octubre de 2019 Sec. I. Pág. 116853

APÉNDICE 1 TABLA A. BOE Núm. 256 Jueves 24 de octubre de 2019 Sec. I. Pág. 116854

En la tabla anterior puede observarse que los refrigerantes se agrupan en series numéricas, cuya composición se resume a continuación:

Aplicación práctica

Utilice la tabla de clasificación de los refrigerantes para ordenar los siguientes frigorígenos, de mayor a menor seguridad para las personas: R-114, R-600 y R-717.

SOLUCIÓN

En función de la toxicidad e inflamabilidad de cada refrigerante, se puede comprobar que, el R-114 pertenece a grupo A1, el R-600 al grupo A3 y el R-717 al grupo B2L.

En la tabla de clasificación de los refrigerantes se puede ver en qué grupo de seguridad está cada refrigerante. Se observa que la inflamabilidad aumenta de arriba hacia abajo, y la toxicidad de izquierda a derecha, y se crean tres grupos, L1 de alta seguridad, L2 de media seguridad y L3 de baja seguridad. Los refrigerantes con categorización A1 pertenecen al grupo de seguridad L1, los refrigerantes B2l pertenecen al grupo L2 y los refrigerantes A3 al grupo L3.

Según lo explicado, los refrigerantes expuestos se ordenan de menor a mayor de la siguiente manera: