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Diseño Tuberías de Refrigeracion

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by

Alejandro Ramirez

on 27 October 2015

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Transcript of Diseño Tuberías de Refrigeracion

¿Como solicitar tuberías y accesorios para refrigeración?
Ejemplo de compras en Tubocobre:

- Codo de Cobre de ½” x 90 (5/8”) - Tubo de cobre tipo ACR de ½” x (5/8”)

Primera medida cañería, segunda medida externa tubería.

El diseño de tuberías debe considerar:
Ventajas de la tubería de cobre:
-Fabricada sin costuras.
-Continuidad de flujo por su pared lisa
-Resistencia a las altas presiones internas de trabajo.
-Resistentes a la corrosión
-Ligeras
-Fácil de unir

El correcto diseño debe de cumplir con lo siguiente:
Manual Diseño Tuberías de Refrigeración
Ing. Alejandro Ramírez N

Objetivos
Conocer las implicaciones de un diseño de tuberías.
Identificar los parámetros necesarios para un adecuado diseño.
Conocer las buenas prácticas de instalación.
Suministrar suficiente refrigerante al evaporador.
Diámetros prácticos de tubería sin pérdidas de presiones excesivas.
Evitar la acumulación de aceite en cualquier punto del sistema.
Proteger al compresor de la pérdida de refrigerante.
Evitar que llegue refrigerante líquido al compresor.

Circuito Refrigeración
Las tuberías son el medio que conduce el refrigerante entre el evaporador y el condensador.
Cualidades de la tubería de cobre para refrigeración:

La tubería de cobre tiene 3 clasificaciones:

K: pared gruesa; aprobada para ACR.
L: pared mediana; aprobada para ACR.
M: pared delgada; no es utilizada en refrigeración

Longitudes: 6.1 m
Medidas desde 3/8” hasta 3 5/8”

TUBOS
ACCESORIOS
Consecuencias de un mal diseño de tuberías
-Menos eficiencia operativa y pérdida de capacidad.
-Cambios frecuentes de componentes vitales obstruidos.
-Fallas en los compresores.
-Aumento de los requisitos de aceite.

Tipos de Instalaciones
Uno a Uno
Tipo LOOP
Tipo Multi-Circuito
¿Que datos conocer para diseñar?
-La temperatura de evaporación
-La capacidad del compresor.
-Tipo de refrigerante.
-La temperatura de condensación.
-La distancia horizontal y vertical que se tendrá.
-Cantidad y tipo de accesorios en la tubería. (Longitud equivalente)


Causas y efectos de la caída de Presión
Rozamiento del gas con las paredes del tubo





Provoca una disminución de la densidad del refrigerante y, por tanto, una reducción de la capacidad del sistema.

La caída de presiona aumenta entre:
+ Tubería
+Accesorios

Diseño Línea de Succión
La línea de succión permite al refrigerante en forma de gas, fluir desde la salida del evaporador, hasta el compresor.

El componente principal que afecta directamente a la eficiencia del sistema es la caída de presión en la succión.


El tamaño de la tubería puede ser el mismo que la selección para la línea de succión horizontal o puede ser menor dependiendo las velocidades.

Velocidades recomendadas + 1200 fpm. * Congelado

Elevadores de Succión (Riser)
La reducción innecesaria de las líneas de succión verticales (Riser) puede causar una caída excesiva en la presión y resultar en pérdida de capacidad del sistema.

Recomendaciones importantes Riser:
1- Utilizar trampas de aceite en cada Riser.
3- Aumentar el tamaño de la tubería horizontal. Esto contrarrestará la caída de presión por la reducción.

Doble Riser
Si la carga del sistema se reduce por abajo del 33% de la de diseño, la consideración de doble elevador debe aplicarse.

Líneas Descarga (Hot gas)
La línea de descarga permite que el refrigerante fluya desde la descarga del compresor a la entrada del condensador.

Línea de Descarga (Hot Gas)
Se dimensiona sumando la carga térmica total + el calor de compresión. (compresores)

Línea de Liquido
La línea de líquido conecta el condensador con el evaporador y lleva el refrigerante liquido hasta la válvula de expansión.

La Línea de líquido presenta menos problemas, ya que el aceite siempre circula por ella mezclado con el refrigerante, independientemente de la velocidad.
Línea de Líquido
Línea Liquido de Condensado
Conduce el refrigerante en estado líquido del condensador al recibidor.

Diseñada para velocidades menores 100 fmp.
Esto garantizará un flujo por gravedad y a su vez evitará que el líquido se regrese.
DISTINTAS UBICACIONES DE EQUIPOS

Condensador Abajo -Evaporador
Condensador Arriba - Evaporador
Evaporador al mismo nivel del compresor
Evaporador por encima del compresor
Evaporador abajo del compresor
Evaporador de carga variable
Varios Evaporadores Arriba del Compresor
Varios Evaporadores Abajo del Compresor
Varios Evaporadores Distintos Niveles
Aislamiento de Tuberías
Soportería Tuberías
El apoyo insuficiente e inadecuado de las tuberías puede causar :
-Demasiado ruido.
-Transmisión de vibración a pisos, paredes, etc.
-Retransmisión de la vibración al compresor y a otros componentes conectados.
-Menor duración de todos los componentes del sistema.
-Rotura de las líneas.

Tipos de Soportes
Tipo Escuadra
Tipo Pentagrama
Tipo Trapecio
Tipo Doble Trapecio
Distancia de los soportes
Fuente: ASHRAE Handbook Refrigeration, Chapter 10, 2010
• Un tramo recto de tubería debe estar sujeto en ambos extremos. Los tramos de mayor longitud requieren sujeciones adicionales; no deben exceder 2.50 m interiores, según el diámetro y la posición de la tubería.
• Se deben sujetar las esquinas y no pueden quedar libres para girar alrededor del eje.

• El tendido de tubería deberá ser de manera que el líquido y succión estén separadas 0.5cm en la trayectoria y perfectamente bien alineados desde el momento de su instalación.
• La distancia máxima entre varilla roscada en un soporte es de 1.80m, después de esta distancia colocar varilla roscada intermedia.
*Cuando exista cambio de dirección en la cama de tuberías colocar un soporte transversal forrado con un aislante o con algún material que evite que el aislante se aplaste.
*Cortar los excesos de varilla roscada en los soporte, los mismos deben terminar con 2 tuercas para evitar que se aflojen.
*La tubería conectada a un objeto vibrante (como un compresor) debe ser apoyada de tal forma que no restrinja el movimiento del objeto vibrante.El montaje rígido fatigará la tubería de cobre.

Consideraciones Técnicas Instalación
* La tubería de cobre deberá permanecer siempre tapada y estar limpia internamente antes de ser instalada.
*Las líneas de succión tendrán una pendiente de 1 % hacia el compresor.
*Utilizar accesorios en todas las uniones, no expandir, perforar lateralmente o doblar las tuberías. Usar reducciones, codos , tees etc.

*Se deberá evitar los cruces de tubería de acuerdo a la ubicación de los sistemas y respetar los diámetros de tuberías marcados en los planos.

*No se deben dejar tuberías pandeadas que causen trampas de aceite.
*Ninguna tubería de cobre debe tener contacto directo con metales ó Tornillos.
*Cuando se tenga instalación con sistema Loop, las derivaciones del líquido deberán ir por la parte inferior del ramal y la succión se debe conectar por la parte superior.

• El condensador remoto tiene que estar 1.5 m por arriba del recibidor de líquido del rack de compresores, esto para asegurar un buen retorno de líquido.

Si la línea de succión debe elevarse a un punto más alto que la conexión de succión en el evaporador, instalar una trampa en la línea de succión a la salida del evaporador.

*En subidas o bajadas de tubería de liquido sin aislamiento usar abrazaderas tipo vibra-cushion.
Consideraciones Trincheras
Para aislar una trampa, codo, tee, se debe de cortar el aislamiento
respetando los ángulos.
El diámetro interno de aislamiento debe ser de la misma medida que el diámetro externo de la tubería.
Las líneas de succión que se encuentren en el exterior, deberán pintarse.

Cuando se usa descongelamiento por Hot Gas, las líneas de líquido deberán aislarse con cañuela de ½”.

*La distancia máxima permitida de tubería equivalente entre el rack de compresores y el condensador remoto es de 30 metros.
*Utilice codos de radio largo en lugar de codos con radios cortos. Evite utilizar codos de 45 grados.
*No usar líneas de liquido menores a 1/2" cuando tengamos un sistema de descongelamiento por Hot Gas.

*Soldar con atmósfera de 2 a 5 Lbs / in3 de flujo de nitrógeno para evitar la formación de escoria, tapando los finales con cinta para mantener la presión.
*Soldar uniones de cobre-cobre con soldadura al 15% plata, las uniones cobre-bronce y cobre-hierro con soldadura al 45% plata.
*Colocar trampas en succión:
a-En las subidas de 0.5 m o mas para sistemas multi-circuitos o de tubería individual.
b- En subidas de 1 m o mas para sistemas tipo Loop.

*Cuando la altura sea mayor a 4.50 mts instalar trampa intermedia. Si suben varias succiones deberán quedar todas a la misma altura y misma posición y que no generen cruces de tubería.
*Cuando hay reducción en la subida, la trampa inferior debe de ser del mismo diámetro a la tubería horizontal.
*Cuando dos evaporadores se encuentren conectados en el mismo circuito, ambos llevarán trampas y la tubería común de succión, se deberá colocar lo mas centrada posible entre ambos.
*Antes de la subida de tubería debe colocarse una trampa de aceite en la fosa abajo del NPT y se debe sellar con espuma a la salida.
*La tubería que sale debe estar soportada a la pared para evitar tensiones en la base
*En todos los pasos en trincheras cubrir con manga de PVC las tuberías de refrigeración, evitar contacto entre el cobre ó aislamiento con el concreto.
*Dejar la tubería con presión de 275 psi y un manómetro para identificar cualquier daño durante la construcción civil.

*En la trinchera se deberá colocar bancos de soportería unistrut de 1 5/8" x 1 5/8", separados una distancia de 1.50m.

*Para sujetar las camisas de PVC se puede colocar gazas plásticas en tramos horizontales y gazas metalizas en verticales.
Fuente: ASHRAE Handbook Refrigeration, Chapter 10, 2010
Fuente: ASHRAE Handbook Refrigeration, Chapter 10, 2010
Fuente: ASHRAE Handbook Refrigeration, Chapter 10, 2010
Con una carga pequeña, se cierra una columna ascendente a través de una trampa llena de aceite. De este modo se aumenta la velocidad en la otra tubería.
Con una gran potencia, se vacía la trampa y se activa la segunda tubería. Así, las pérdidas de presión siguen siendo reducidas con una potencia mayor.
Doble Riser
Recomendaciones sobre el espesor del aislamiento de tuberías marca Armaflex
BASADO EN CONDICIONES
NORMALES
, a un nivel de exigencia máximo de 29° C y 70% de humedad relativa.
BASADO EN CONDICIONES
LEVES
, a un nivel de exigencia máximo de 27° C y 50% de humedad relativa.
BASADO EN CONDICIONES
SEVERAS
, a un nivel de exigencia máximo de 35° C y 80% de humedad relativa.
El espesor del aislamiento es determinado por:

*La temperatura ambiente donde la tubería va a ser instalada.
*Humedad Relativa
*Temperatura de la línea de succión
*Coeficiente de Conductividad (Conducir Calor)
2- Reducir la tubería en caso de ser necesario.
Una tubería cuyo tamaño no sea el adecuado, puede impedir el movimiento del refrigerante a tal grado que una parte quede en el condensador.
Ejemplo:
Recomendaciones Instalación

Recomendaciones Instalación
*Una vez colocada y sujetada la tuberías sobre los bancos , el contratista debe rellenar con arena antes de chorrear la loza
MUCHAS GRACIAS!
*Evitar cruce de tuberías que puedan impedir el retorno de aceite.
Tendidos de tuberías de succión verticales
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