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Introducción al Derecho I

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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
UNIDAD CULHUACAN

TESINA

QUE PARA OBTENER EL TITULO DE: INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRONICA
INGENIERIA MECANICA

NOMBRE DEL SEMINARIO: CONTROL MODERNO APLICADO A MAQUINAS ELECTRICAS ROTATORIAS
Y A SISTEMAS AUTOMATIZADOS

NUMERO DE REGISTRO: DES/ESIME-CUL/5122005/10/11

DEBERA DESARROLLAR: HERNANDEZ CABALLERO OSCAR

LOPEZ ZUÑIGA RICARDO

ROMO GUTIERREZ MARIA CONCEPCION

NOMBRE DEL TEMA:
“PROGRAMA PARA ARRANQUE Y PARO DE UN SISTEMA CHILLER”

INTRODUCCION
En la actualidad el tema acerca del ahorro de energía en el mundo es de gran importancia por los
fenómenos climáticos que se han estado presentando, muchas empresas, investigadores e inversionistas
han puesto sus ojos en nuevas alternativas y soluciones para resolver este problema que ha ido
creciendo día con día.

CAPITULADO
I MARCO TEORICO
II FUNDAMENTOS TEORICOS
III PROGRAMACION DEL PROTOTIPO
IV DESARROLLO DEL PROGRAMA

México DF, a 30 de Septiembre de 2011
ASESORES

M. EN C. LAZARO EDUARDO
CASTILLO BARRERA
COORDINADOR DEL SEMINARIO
ING. EDGAR MAYA PEREZ
ASESOR
LIC GUILLERMO TRINIDAD
SANCHEZ
ASESOR

M. EN C. HECTOR BECERRIL
MENDOZA
SUBDIRECTOR ACADEMICO

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
Gracias…
Pues me adoptaste como a un hijo propio
Me enseñaste,
Me cobijaste,
Me diste todo.
De ti aprendí:
A estar orgulloso pero jamás ser altivo,
A ser modesto pero jamás conformista,
A atesorar el conocimiento pero también compartirlo,
A ser independiente y tener iniciativa…
Que cada problema es una oportunidad de aprender,
Que la naturaleza es un milagro que podemos aprovechar,
Que siempre hay algo por hacer para mejorar,
Y que ahora tengo una nueva familia que siempre me va a comprender,
Una familia en que cada compañero es un hermano,
Donde no importan las diferencias físicas,
Y donde somos tratados como iguales,
GRACIAS,
Por mostrarme lo que es un ser verdadero Politécnico…

ÍNDICE
CAPITULO 1. MARCO TEORICO……………………………………………………………………………
1.1 INTRODUCCION……………………………………………………………………………………….
1.2 OBJETIVO..……………………………………………………………………………………………...
1.3 JUSTIFICACION………………………………………………………………………………………..
1.4 ESTADO DEL ARTE …………………………………………………………………………………...
CAPITULO 2 FUNDAMENTOS TEORICOS…………………………………….………………………….

2.1 DEFINICION DE CONTROL Y AUTOMATIZACION…………………………………………………....
2.2 PLC (Programmable Logic Controler)…………………………………………………………………….
2.2.1 FUNCIONES DE UN PLC……………………….……………………………………………...
2.2.2 ARQUITECTURA DE UN PLC……….………………………………………………………..
2.2.3 EL USO DE UN PLC…………………………………………………………………………....
2.2.4 TIPOS DE PLC………………………………………………………………………………………
2.2.5 VENTAJAS Y DESVENTAJAS…………………………………………………………………….
2.3 HISTORIA DE LA REFRIGERACION……………………………………………………………………..
2.4 REFRIGERANTE…………………………………………………………………………………………….
2.5 EVAPORADOR………………………………………………………………………………………………
2.5.1 EXPANSION DIRECTA…………………………………….………………………………………
2.5.2 EVAPORADOR DEL TIPO INUNDADO ………………………………………………………….
2.6 CONDENSADOR…………………………………………………………………………………………….
2.7 VALVULA DE EXPANSION………………………………………………………………………………..
2.8 TIPOS DE ENFRIAMIENTO………………………………………………………………………………...
2.8.1 ENFRIAMIENTO POR LIQUIDO…………………………………………………………………..
2.8.2 ENFRIADOR CHILLER…………………………………………………………………………….
2.8.3 APLICACIONES.……………………………………………………………………………………
2.9 UNIDAD MANEJADORA DE AIRE O CLIMATIZADOR.………………………………………………..
2.10 SENSOR.…………………………………………………………………………………………………….
2.10.1 CARACTERISTICAS DE UN SENSOR.………………………………………………………….
2.10.2 SENSOR DE FLUJO.……………………………………………………………………………….
2.10.2.1 DE PISTON.……………………………………………………………………………….
2.10.2.2 DE PALETA (COMPUERTA).…………………………………………………………...
2.10.2.3 ELEVACION (TAPON).………………………………………………………………….
2.11 CONDICIONES ESPECÍFICAS DE FUNCIONAMIENTO DE UN CHILLER.…………………………
2.11.1 DESEMPACADO ………………………………………………………………………………….
2.11.2 DESCRIPCION.…………………………………………………………………………………….
2.11.3 SEÑALES DE ENTRADA/SALIDA OPCIONALES ……………………………………………..
2.11.4 ENTUBADO Y MANGUERAS.…………………………………………………………………...
2.11.5 REFRIGERANTE…………………………………………………………………………………..

CAPITULO 3 PROGRAMACION DEL PROTOTIPO……………………….……………………………..

3.1 ENCENDIDO ………………………………………………………………………………………………...
3.2 APAGADO …………………………………………………………………………………………………..
3.3 CONTEO DEL TIEMPO DE FUNCIONAMIENTO DE CADA UNA DE LAS BOMBAS..………………

CAPITULO 4 DESARROLLO DEL PROGRAMA…………………………………………………………..
CONCLUSIONES………………………………………………………………………………………………...
BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………………………………………….....

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CAPITULO 1
MARCO TEORICO

CAPITULO 1 MARCO TEORICO
1.1 INTRODUCCION.
En la actualidad el tema acerca del ahorro de energía en el mundo es de gran importancia por
los fenómenos climáticos que se han estado presentando, muchas empresas, investigadores e
inversionistas han puesto sus ojos en nuevas alternativas y soluciones para resolver este
problema que ha ido creciendo día con día.
En este trabajo se plantea una solución de ahorro de energía aplicado a tiendas
departamentales en cuanto al uso de sistemas de acondicionamiento de aire en ambientes
cerrados, el desarrollo de nuevos sistemas automatizados ha venido a reducir las pérdidas de
energía eléctrica en equipos que muchas veces tienen set points lo que propicia a un alto
consumo energético, mismo que se puede solucionar por medio de un controlador lógico
programable y monitoreo vía remota, mismo que en el siguiente trabajo se propone.

1.2 OBJETIVO.
El objetivo de este proyecto es la implementación de un programa de arranque para el control
de la temperatura de una tienda departamental. Proporcionando una confiabilidad, durabilidad
y ahorro de energía en un equipo fácil de operar y mantenimiento de fácil acceso.

1.3 JUSTIFICACION
En la actualidad en el mercado los sistemas que existen son de alto costo y requiere de
infraestructura para su aplicación los cuales son de difícil acceso para los empresarios por lo
tanto el controlador que se está empleando es de bajo costo y fácil acceso para una persona
con conocimientos básicos, el cual para su reparación no requiere de altos costos.

1.4 ESTADO DEL ARTE.
La evolución en el campo de la Automatización y Control de los Procesos Continuos. Las
industrias de procesos continuos fueron las primeras en requerir mantener las variables de
proceso en un determinado rango a fin de lograr los objetivos de diseño. Las primeras
industrias realizaban el control de las variables en forma manual a través de operadores que

visualizaban el estado del proceso a través de indicadores ubicados en diferentes puntos de los
equipos o sistemas en la industria. Esta descripción se ajusta en sus principios a lo que
conocemos como lazo cerrado de control o lazo realimentado (feedback). El control manual
era por supuesto descentralizado. A medida que las plantas de producción crecieron y se
tornaron más complejas se requirió cada vez mayor cantidad de mano de obra.
El primer intento de reemplazar al ser humano en las tareas de control se realizó a través de
elementos mecánicos. Mecanismos como las válvulas de control de nivel a flotante
permitieron liberar a los operadores el tener que dedicarse a estas tareas. Sin embargo el hecho
deque el elemento mecánico de control estuviera ubicado directamente sobre el proceso,
mantenía la obligación de ir al campo para conocer el verdadero estado de las variables, así
como dejaba expuesto al medio ambiente (muchas veces agresivo) a elementos de regulación
delicados.
A medida que las plantas crecían, fue surgiendo la necesidad de tener más información en
forma ordenada y accesible. Aparecieron entonces los primeros tableros de control, muchas
veces ubicados cerca de los equipos de proceso, y con frecuencia transportando la variable a
medir hasta el indicador instalado en el panel. Esto no resolvió el problema del manejo de toda
la planta y traía ciertos riesgos (tener elementos a presión o fluidos riesgosos en los tableros
requería cuidados especiales).
Se desarrollaron entonces distintas tecnologías con el objeto de dar mejor información a los
operadores de Planta como lo son:
 . Instrumentación y Control neumático: Su origen se da en las primeras décadas del
siglo XX y aún se sigue utilizando.
 . Instrumentación y Control electrónico: A partir de mediados del siglo XX se
introdujeron los transmisores y controladores electrónicos que resolvieron limitaciones
de los instrumentos neumáticos (y agregaron cierta posibilidad de realizar estrategias
de control más complejas en forma relativamente económica.
 . Instrumentación y Control con tecnología digital: A partir de los 60 la tecnología
Digital fue incorporándose al ámbito de la Automatización y Control. Aparecieron los
PLC (reemplazando tableros de relé de dos posiciones) los controladores unilazos
digitales y los DCS (reemplazando los controladores tradicionales unilazos), los
sistemas SCADA geográficos (para adquisión de datos y control en grandes
distancias), los software para control para PC (Software HMI o Software SCADA), los
Sistemas Abiertos (OIS, OCS) y la instrumentación digital de Campo incluyendo los
modernos buses de campo (Fieldbuses).

Lógicamente, en cada implementación se debe evaluar los beneficios y los gastos que surgen,
buscando invertir en aquellos rubros que mayor incremento de productividad produzcan
(aumento en rendimientos, maximización de beneficios, disminución de costos) y contemplen
aspectos de seguridad tanto de las personas como del medio ambiente y los equipos.
Como nosotros estamos investigando a cerca de la simplificación de procesos nos
enfocaremos al manejo y programación de un controlador lógico programable o bien conocido
por las siglas PLC que en la actualidad ha tenido gran apogeo en la industria por sus
características con enfoque a controlar un sistema chiller que es un enfriador de agua para
utilización en procesos industriales de manera general consiste en extraer el calor generado en
un proceso por contacto con agua a una temperatura menor a la que el proceso finalmente debe
quedar bajando su temperatura y el agua, durante el paso por el proceso, la eleva. El agua
ahora "caliente" retorna al chiller adonde nuevamente se reduce su temperatura para ser
enviada nuevamente al proceso.
Un chiller es un sistema completo de refrigeración que incluye un compresor, un condensador,
evaporador, válvula de expansión (evaporación), refrigerante y tuberías, además de bomba de
impulsión de agua.

CAPITULO 2
FUNDAMENTOS
TEORICOS

CAPITULO 2 FUNDAMENTOS TEORICOS
2.1 DEFINICION DE CONTROL Y AUTOMATIZACION
El Control Automático juega un papel fundamental en los sistemas y procesos tecnológicos
modernos. Los beneficios que se obtienen con un buen control son enormes. Estos beneficios
incluyen productos de mejor calidad, menor consumo de energía, minimización de desechos,
mayores niveles de seguridad y reducción de la polución. Es evidente que el especialista en
control automático puede contribuir significativamente en diversas áreas de la tecnología
moderna. El área de mayor impacto en la actualidad es la de automatización de procesos de
manufactura.
El control ha evolucionado desde básicos sistemas mecánicos, hasta modernos controladores
digitales. En un principio, los sistemas de control se reducían prácticamente a reacciones; éstas
eran provocadas mediante contrapesos, poleas, fluidos, etc. A principios del siglo pasado, se
comenzó el trabajo con modelos matemáticos más estrictos para realizar el control automático.
Se inició por ecuaciones diferenciales; a mediados de siglo, surgió el análisis de la respuesta
en frecuencia y lugar geométrico de las raíces. Con el surgimiento de sistemas digitales que
posibilitan el análisis en el dominio del tiempo, los sistemas de control moderno se basaron en
éste y las variables de estado. Surgió en el último cuarto del siglo XX el control difuso, basado
en la lógica difusa y toma de decisiones. El control difuso posee técnicamente la capacidad de
tomar decisiones imitando el comportamiento humano y no basándose en estrictos modelos
matemáticos. En la actualidad la automática se concibe como la construcción de autómatas,
máquinas a las que considera dotadas de una “vida” en relación con el entorno que las rodea

2.2 PLC (Programmable Logic Controler)
El término PLC proviene de las siglas en inglés para Programmable Logic Controler, que
traducido al español se entiende como “Controlador Lógico Programable”. Es un equipo
electrónico, que, tal como su mismo nombre lo indica, fue diseñado para programar y
controlar procesos secuenciales en tiempo real. Por lo general, es posible encontrar este tipo de
equipos en ambientes industriales.
Para que un PLC logre cumplir con su función de controlar, es necesario programarlo con
cierta información acerca de los procesos que se quiere secuenciar. Esta información es
recibida por captadores, que gracias al programa lógico interno, logran implementarla a través
de los elementos finales de la instalación.
Un PLC es un equipo comúnmente utilizado en maquinarias industriales de fabricación de
plástico, en máquinas de embalajes, entre otras, así como también, en aquellas que realizan
maniobras de instalación, señalización y control.

Fig. 1. PLC S7-200
2.2.1 FUNCIONES DE UN PLC

Reemplazar la lógica de relés para el comando de motores, máquinas, ...
Reemplazar temporizadores y contadores electromecánicos
Controles sencillos de LA y/o LC
Interface computador/proceso
Control y comando de tareas repetitivas o peligrosas
Detección de fallas y manejo de alarmas
Regulación de aparatos remotos con posibilidad para ambientes peligrosos

2.2.2 ARQUITECTURA DE UN PLC
Estructura de un Controlador Lógico Programable

Fig. 2 diagrama a general de un PLC
Para explicar el funcionamiento del PLC, se pueden distinguir las siguientes partes:
 Interfaces de entradas y salidas
 CPU (Unidad Central de Proceso)
 Memoria
 Dispositivos de Programación

2.2.3 EL USO DE UN PLC
El usuario ingresa el programa a través del dispositivo adecuado (un cargador de programa o
PC) y éste es almacenado en la memoria de la CPU.
La CPU, que es el "cerebro" del PLC, procesa la información que recibe del exterior a través
de la interfaz de entrada y de acuerdo con el programa, activa una salida a través de la
correspondiente interfaz de salida.
Al comenzar el ciclo, la CPU lee el estado de las entradas. A continuación ejecuta la
aplicación empleando el último estado leído. Una vez completado el programa, la CPU ejecuta

tareas internas de diagnóstico y comunicación. Al final del ciclo se actualizan las salidas. El
tiempo de ciclo depende del tamaño del programa, del número de E/S y de la cantidad de
comunicación requerida.

Fig. 3 Diagrama a bloques de un PLC

2.2.4 TIPOS DE PLC
 Por construcción
o Modular, integral
 Por número de Entradas/Salidas
o Nano (<64 E/S) (Telemecanique @ LE)
o Micro (64 E/S) (Simatic @ LE)
oPequeño (65 a 255 E/S) (Modicon @ LIDME)
o Mediano (256 a 1023 E/S)
o Grande (>1024 E/S)

2.2.5 VENTAJAS Y DESVENTAJAS
Dentro de las ventajas que estos equipos poseen se encuentra que, es posible ahorrar tiempo en
la elaboración de proyectos, permitiendo realizar modificaciones sin costos adicionales. Por
otra parte, son de tamaño reducido y mantenimiento de bajo costo y la posibilidad de controlar
más de una máquina con el mismo equipo. Sin embargo, y como sucede en todos los casos, los
controladores lógicos programables o PLCs, presentan ciertas desventajas como es la
necesidad de contar con técnicos calificados para ocuparse de su buen funcionamiento.
Las ventajas en el uso del PLC comparado con sistemas basados en relé o sistemas
electromecánicos son:
 Flexibilidad: Posibilidad de reemplazar la lógica cableada de un tablero o de un
circuito impreso de un sistema electrónico, mediante un programa que corre en un
PLC.
 Tiempo: Ahorro de tiempo de trabajo en las conexiones a realizar, en la puesta en
marcha y en el ajuste del sistema.
 Cambios: Facilidad para realizar cambios durante la operación del sistema.
 Confiabilidad
 Espacio
 Modularidad
 Estandarización

2.3 HISTORIA DE LA REFRIGERACION
Durante casi 1500 años fue poco el proceso y solo hasta el año 1748 se llevo a cabo el primer
intento para emplear sistemas modernos ya que en dicho año William Cullen investigo los
efectos de la evaporación del éter etílico en un vacío parcial. En aquellos tiempos era difícil
lograr vacíos perfectos y hubo que esperar hasta el año de 1834, cuando Jacob Perkins patento
un sistema de refrigeración por ciclo cerrado utilizando un compresor. Durante este mismo
año se patento también un circuito calefactor de alta presión y agua caliente. Diez años más
tarde John Gorrie creo una planta por ciclo de aire para hacer hielo y enfriar el aire haciéndolo
circular a través de su hospital en Florida.
En realidad, la carrera apenas comenzaba ahora se sucedían con gran rapidez las innovaciones
de la ingeniería basada en nuevas teorías científicas. El hombre emigraba a ciudades de rápido
crecimiento, resultando esencial una refrigeración confiable y eficaz para poder transportar
alimentos en cantidades suficientes. Los años 1850 representaron un gran adelanto para los
sistemas de compresión del vapor.

El que la refrigeración lograse tales adelantos en el siglo XIX se debió a l trabajo de William
Thompson, más tarde conocido como Lord Kelvin (1832-1907) quien se orientó a muchos
intereses enfocados a la refrigeración.
En una visión retrospectiva puede afirmarse que los refrigerantes son los que más participaron
en el desarrollo de la refrigeración.
Una planta refrigeradora tenía que ser atendida por personal capacitado y bien equipados aun
así con los pequeños refrigeradores domésticos que aparecían solo como una remota idea y se
seguía generando entregas diarias de hielo para llenar las neveras que representaban el único
método para conservar alimentos.
El acondicionamiento de aire no representaba tampoco buenas perspectivas: las aplicaciones
más comunes para los sistemas de acondicionamiento para dar comodidad, los cines, teatros
requerían estándares de calidad que no podían obtenerse con la circulación de refrigerantes
venenosos o explosivos por todo el edificio.
Fue hasta 1928 cuando el vicepresidente de General Motors llego a la conclusión de que el
error estaba en el refrigerante actualmente conocido como Freón que permitió los avances que
hasta la actualidad se sigue utilizando teniendo un gran apogeo a los sistemas de refrigeración.

Fig. 4 Circuito practico de Refrigeración:

2.4 REFRIGERANTE
La mayoría de los refrigeradores domésticos y comerciales así como los aparatos para
acondicionamiento de aire se cargan con alguno de los refrigerantes: R12 para refrigeración y
R22 para aplicaciones relacionadas con el acondicionamiento de aire.
La mayoría de los refrigerantes se suministran y almacenan en grandes recipientes a presión
con suficiente capacidad en lugares con suficientes ventilación para eliminar cualquier
refrigerante que se pudiera escapar. Cabe mencionar que un refrigerante fue diseñado para
eliminar calor de forma rápida de cualquier superficie en ebullición por lo cual las propiedades
con las que cuentan los refrigerantes suelen ser peligrosas en cualquier situación.
Por lo tanto el refrigerante debe cumplir varios requisitos. No debe ser toxico o inflamable y
debe mezclarse con el aceite. Su punto de ebullición debe ser bajo y su temperatura de
condensación lo bastante baja como para no requerir más que un grado mínimo de
compresión. Una pequeña cantidad del refrigerante perfecto debería, por razón de su alto
contenido de calor latente ser capaz de realizar un elevado ciclo de enfriamiento. El
desplazamiento del compresor para las necesidades de una determinada refrigeración deberá
mantenerse al mínimo. Debe funcionar con presiones relativamente bajas y ser barato.

2.5 EVAPORADOR
Un evaporador es un dispositivo para evaporar el refrigerante y absorber el calor del sistema
de refrigeración. Los dos tipos básicos de evaporadores son el de expansión directa y el tipo
inundado.
Se conoce por evaporador al intercambiador de calor que genera la transferencia de energía
térmica contenida en el medio ambiente hacia un gas refrigerante a baja temperatura y en
proceso de evaporación. Este medio puede ser aire o agua.
Estos intercambiadores de calor se encuentran al interior de neveras, refrigeradores
domésticos, cámaras de refrigeración industrial, vitrinas comerciales para alimentos y un
sinfín de aplicaciones en procesos para la industria de alimentos, así como en procesos
químicos. De igual manera, también se encuentran al interior una diversa gama de equipos
de aire acondicionado. Es debido a esto que el evaporador tiene un diseño, tamaño y capacidad
particular conforme la aplicación y carga térmica.

http://es.wikipedia.org/wiki/Intercambiador_de_calor
http://es.wikipedia.org/wiki/Refrigerante
http://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura
http://es.wikipedia.org/wiki/Evaporaci%C3%B3n_(proceso_f%C3%ADsico)
http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1maras_de_refrigeraci%C3%B3n
http://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_qu%C3%ADmico
http://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_qu%C3%ADmico
http://es.wikipedia.org/wiki/Aire_acondicionado
http://es.wikipedia.org/wiki/Carga_t%C3%A9rmica_(climatizaci%C3%B3n_y_refrigeraci%C3%B3n)

2.5.1 EXPANSION DIRECTA
También son llamados serpentines de tipo seco. En condiciones de operación ninguna parte
del serpentín está totalmente llena de líquido. El ciclo de refrigeración comienza en el orificio
del dispositivo de control de refrigerante. Al pasar por el orificio el refrigerante se expande y
entra a la línea de conexión del evaporador que es de diámetro mayor. El cambio de presión
origina que aproximadamente la tercera parte del refrigerante se convierta de inmediato a
vapor. El refrigerante que se queda deja de hervir.
2.5.2 EVAPORADOR DEL TIPO INUNDADO
Se encuentran comúnmente en grandes unidades centrífugas(o bien llamado enfriador). Este
evaporador está construido para la circulación de refrigerante de estado líquido. En el interior
está un conjunto de tubos por los que circula el refrigerante secundario. El conjunto de tubos
queda en la parte inferior del evaporador. Su desfogue se realiza mediante válvulas de ruptura
conectadas. El evaporador está aislado para evitar la transmisión de calor. El segundo
refrigerante se hace circular hacia los serpentines de agua helada montados en los manejadores
de aire logrando temperaturas de 7°C al salir y 15°C para el agua que retorna a la unidad
enfriadora.
La aplicación y localización del trabajo deberá determinar el tipo de evaporador o
condensador que valla a usarse.Normalmente el agua proporciona un mejor rendimiento
cuando se usa como medio de condensación. Por otro lado un condensador enfriado por aire
puede resultar más práctico cuando el agua es escasa y se necesitan dispositivos para
economizarla.

2.6 CONDENSADOR
La condensación se puede producir bien utilizando aire mediante el uso de un ventilador o con
agua (esta última suele ser en circuito cerrado con torre de refrigeración, en un río o la mar).
La condensación sirve para condensar el vapor, después de realizar un trabajo termodinámico
p.ej. una turbina de vapor o para condensar el vapor comprimido de un compresor de frío en
un circuito frigorífico. Cabe la posibilidad de seguir enfriando ese fluido, obteniéndose líquido
subenfriado en el caso del aire acondicionado.
Un condensador es un cambiador de calor latente que convierte el vapor de su estado gaseoso
a su estado líquido, también conocido como fase de transición. El propósito es condensar la
salida (o extractor) de vapor de la turbina de vapor para así obtener máxima eficiencia e
http://es.wikipedia.org/wiki/Aire_acondicionado
http://es.wikipedia.org/wiki/Calor_latente
http://es.wikipedia.org/wiki/Turbina

igualmente obtener el vapor condensado en forma de agua pura de regreso a la caldera.
Condensando el vapor del extractor de la turbina de vapor, la presión del extractor es reducida
arriba de la presión atmosférica hasta debajo de la presión atmosférica, incrementando la caída
de presión del vapor entre la entrada y la salida de la turbina de vapor. Esta reducción de la
presión en el extractor de la turbina de vapor, genera más calor por unidad de masa de vapor
entregado a la turbina de vapor, por conversión de poder mecánico.
La función principal del condensador en una central térmica es ser el foco frío o sumidero de
calor dentro del ciclo termodinámico del grupo térmico. Por tanto, su misión principal es
condensar el vapor que proviene del escape de la turbina de vapor en condiciones próximas a
la saturación y evacuar el calor de condensación (calor latente) al exterior mediante un fluido
de intercambio (aire o agua).
En el caso de una máquina frigorífica, el condensador tiene por objetivo la disipación del calor
absorbido en el evaporador y de la energía del compresor.
Adicionalmente, el condensador recibe los siguientes flujos:
 Las purgas de los calentadores y otros elementos, que una vez enfriadas son incorporadas
al circuito de condensado.
 El aire que procede de entradas furtivas en los diversos elementos del ciclo agua-vapor, a
través de los cierres de la turbina de vapor o con el agua de reposición al ciclo. Éste debe
ser extraído y enviado al exterior mediante eyectores o bombas de vacío.
 El vapor procedente del escape de la turbo-bomba de agua de alimentación si la hay en la
instalación.
 El vapor de los by-passes de turbina de vapor, que en determinados modos de operación
transitorios (arranques, paradas, disparos, cambios bruscos de carga) conducen
directamente al condensador todo el vapor generador en la caldera una vez atemperado.
 El agua de aportación al ciclo para reponer las purgas, fundamentalmente la purga
continúa. Esta agua es desmineralizada y proviene del tanque de reserva de condensado.
Las condiciones en el interior del condensador son de saturación, es decir, está a la presión de
saturación correspondiente a la temperatura de condensación del vapor. Esta presión es
siempre inferior a la atmosférica, es decir, se puede hablar de vacío.
http://es.wikipedia.org/wiki/Caldera_(m%C3%A1quina)
http://es.wikipedia.org/wiki/Turbina
http://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n_atmosf%C3%A9rica
http://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n_atmosf%C3%A9rica
http://es.wikipedia.org/wiki/Turbina_de_vapor
http://es.wikipedia.org/wiki/Turbina
http://es.wikipedia.org/wiki/Turbina
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Foco_fr%C3%ADo&action=edit&redlink=1
http://es.wikipedia.org/wiki/Turbina
http://es.wikipedia.org/wiki/Saturaci%C3%B3n
http://es.wikipedia.org/wiki/Calor_latente
http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_frigor%C3%ADfica
http://es.wikipedia.org/wiki/Compresor_(m%C3%A1quina)
http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_de_condensado
http://es.wikipedia.org/wiki/Turbina
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Eyectores&action=edit&redlink=1
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Bombas_de_vac%C3%ADo&action=edit&redlink=1
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Agua_de_alimentaci%C3%B3n&action=edit&redlink=1
http://es.wikipedia.org/wiki/Turbina
http://es.wikipedia.org/wiki/Caldera_(m%C3%A1quina)
http://es.wikipedia.org/wiki/Saturaci%C3%B3n

Fig. 5 Condensador enfriado por agua.

2.7 VALVULA DE EXPANSION
Es un tipo de Dispositivo de expansión (un elemento de las máquinas frigoríficas por
compresión) en el cual la expansión es regulable manual o automáticamente.
Tipos
 Manual; en la que la regulación se realiza mediante un tornillo. En este tipo de válvulas
el sobrecalentamiento no depende de la temperatura de evaporación del refrigerante en
su estado gaseoso, sino que, es fijo.
http://es.wikipedia.org/wiki/Dispositivo_de_expansi%C3%B3n

 Termostática; denominada VET o TXV, la cual actúa por medio de un elemento de
expansión controlado por un bulbo sensor, el cual regula el flujo del refrigerante
líquido a través del orificio de la VET
 Termostática con compensación de presión externa; denominada VETX, es una
derivación de la VET para equipos medianos o grandes o que trabajen a altas presiones
y variaciones de carga térmica. Además estas deben ser utilizadas en sistemas donde el
evaporador tiene varios circuitos, y/o está acoplado a un distribuidor de refrigerante.
 Electrónica o electromecánica; trabaja mediante un control electrónico, en el cual
sensores de temperatura envían señales a un CI(circuito integrado) y este mediante
esos datos mantiene un sobrecalentamiento dentro de los parámetros permitidos para el
funcionamiento del equipo.
 Automática; la que mantiene una presión constante en el evaporador
inundado alimentando una mayor o menor cantidad de flujo a la superficie del
evaporador, en respuesta a los cambios de carga térmica que se tengan en el mismo.
Cada tipo de válvula tiene aplicaciones específicas, por ejemplo, SPORLAN, utiliza varias
letras para discernir la utilización de cada válvula, bien sea para alta o baja temperatura. En los
sistemas de refrigeración se considera que la válvula de expansión es el cerebro del equipo
pues mantiene condiciones de sobrecalentamiento útil y total para el buen funcionamiento del
sistema.

Fig. 6 Componentes de la válvula de expansión

http://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%A1lvula_de_expansi%C3%B3n_termost%C3%A1tica
http://es.wikipedia.org/wiki/VET
http://es.wikipedia.org/wiki/Bulbo_sensor_de_temperatura
http://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%A1lvula_de_expansi%C3%B3n_termost%C3%A1tica#V.C3.A1lvulas_VET_Compensadas_Externamente
http://es.wikipedia.org/wiki/Carga_t%C3%A9rmica_(climatizaci%C3%B3n_y_refrigeraci%C3%B3n)
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Distribuidor_de_refrigerante&action=edit&redlink=1
http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_integrado
http://es.wikipedia.org/wiki/Evaporador_inundado
http://es.wikipedia.org/wiki/Evaporador_inundado
http://es.wikipedia.org/wiki/Carga_t%C3%A9rmica_(climatizaci%C3%B3n_y_refrigeraci%C3%B3n)

2.8 TIPOS DE ENFRIAMIENTO
2.8.1ENFRIAMIENTO POR LÍQUIDO

Fig. 7 Diagrama de un sistema de refrigeración.
En la figura 7 se muestra un diagrama donde están representados esquemáticamente los
componentes de un sistema de refrigeración por líquido. Se ha supuesto un volumen que
representa la zona caliente y de donde hay que extraer el calor. Observe que el sistema
funciona como un ciclo cerrado donde el líquido refrigerante se recircula constantemente
por una camisa que rodea la zona caliente para enfriarla. El líquidoes movido por una
bomba que se acciona desde el motor de manera que siempre que este funcione, la bomba
hace circular el líquido al sistema, una válvula de control de flujo cuya apertura depende de
la temperatura, restringe el flujo de refrigerante en mayor o menor medida de acuerdo a
esta, y así garantizar una temperatura igual al termostato en el agua que sale del motor y con
ello su temperatura de trabajo. Esta válvula se conoce como termostato. El refrigerante
caliente procedente del motor se hace circular por un intercambiador de calor dotado de
múltiples tubos con aletas, conocido como radiador, por el que se hace circular un flujo de
aire externo representado con flechas azules para enfriarlo.
Una hélice accionada eléctricamente o bien desde el motor a través de un embrague térmico
induce el flujo de aire para el funcionamiento del intercambiador de calor. Por último un
sensor especial alimenta el indicador al conductor, que puede ser una señal luminosa de
alarma o un aparato indicador de la temperatura o ambos. El aparato indicador de la
temperatura generalmente es un termómetro de termo resistencia. Como el sistema está
completamente lleno con agua y esta se dilata y contrae al calentarse y enfriarse, el sistema
está provisto de una válvula de seguridad de presión calibrada, que se abre y cierra por la
propia presión. El trasiego del volumen sobrante se hace a un recipiente aparte que a la vez
sirve de reserva. Esta válvula no está representada en la figura y casi siempre es la propia

http://www.sabelotodo.org/automovil/termostatomotor.html
http://www.sabelotodo.org/automovil/refrigliquida.html
http://www.sabelotodo.org/automovil/radiador.html
http://www.sabelotodo.org/automovil/embraguevent.html
http://www.sabelotodo.org/termicos/medirtemperatura.html

tapa del radiador, y por donde, se llena todo el sistema con refrigerante.
2.8.2 ENFRIADOR CHILLER
El enfriador de agua ó chiller es un caso especial de máquina de refrigeración cuyo objetivo
es enfriar un medio líquido, generalmente agua. En modo bomba de calor también puede
servir para calentar ese líquido. El evaporador tiene un tamaño menor que el de los enfriadores
de aire, y la circulación del agua se proporciona desde el exterior mediante bombeo mecánico.
Los Chillers pueden ser enfriadores de aire o agua. Los chillers para enfriar el agua,
incorporan el uso de torres de enfriamiento las cuales mejoran la termodinámica de los chillers
en comparación con los chillers para enfriar aire.

Fig. 8 Enfriador Chiller
Son sistemas muy utilizados para acondicionar grandes instalaciones, edificios de oficinas y
sobre todo aquellas que necesitan simultáneamente climatización y agua caliente sanitaria
(ACS), por ejemplo hoteles y hospitales.
El agua enfriada, se usa posteriormente para:
 Refrigerar maquinaria industrial.
 Plantas de procesos químicos y de alimentos.
 Procesos de acondicionamiento de aire en grandes instalaciones. El agua -
generalmente fría- es conducida por tuberías hacia una Unidad manejadora de aire y/o
hacia unidades terminales denominadas Fancoils o ventiloconventores.
 Producir agua para duchas y calentar piscinas.
http://www.sabelotodo.org/automovil/taparadiador.html
http://es.wikipedia.org/wiki/Bomba_de_calor
http://es.wikipedia.org/wiki/Evaporador
http://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_manejadora_de_aire
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Fancoil&action=edit&redlink=1

La máquina enfriadora de agua necesita de elementos adicionales que le permitan funcionar:
 Redes de tubería y colectores. Distribuyen el agua enfriada hacia donde se necesita.
 Bombas de circulación. Generalmente dos en paralelo para asegurar que al menos una
funciona, así como dar operaciones de mantenimiento a otra.
 Vaso de expansión. Compensan la dilatación de la red de tubería.
 Elementos de control, presostatos y sondas de temperatura.
 Depósito de inercia.
 Válvula de llenado y válvula de vaciado.
 Decantadores.

2.8.3 APLICACIONES
Algunas de las aplicaciones más comunes de los chillers en procesos son:
 La industria plástica: Enfriador del plástico caliente que es inyectado, soplado,
extruido o sellado.
 La industria de la impresión: Rodillos templados enfriados debido a la fricción y
hornos que curan la tinta, junto con las lámparas ultravioletas también para los
propósitos de curado.
 La industria HVAC (calefacción, ventilación y aire acondicionado): A gran escala los
sistemas de aire acondicionado bombean el agua enfriada a las serpentinas en áreas
específicas. Los sistemas de manejo de agua para cada área, abren y cierran el flujo de
agua a través de áreas específicas manteniendo el aire en los cuartos a la temperatura
deseada.
 La industria del cortado con láser: la tecnología ha creado máquinas que pueden cortar
productos de acero muy específicos con el uso preciso de máquinas de corte con láser.
Este láser opera a temperaturas muy altas y debe ser enfriado para funcionar
correctamente.
 Los Enfriadores de Líquido (Chillers) de la serie CHA, están especialmente diseñados
para capacidades desde 15 T.R. hasta 300 T.R. y son principalmente empleados en el
enfriamiento de agua para los sistemas de enfriamiento de la maquinaria industrial, en
enfriamiento de agua de proceso y para suministro de agua fría en sistemas de aire
acondicionado, etc.

http://es.wikipedia.org/wiki/Bomba_hidr%C3%A1ulica

2.9 UNIDAD MANEJADORA DE AIRE O CLIMATIZADOR
Una unidad manejadora de aire (UMA) o climatizador es un aparato de acondicionamiento de
aire que se ocupa de mantener caudales de aire sometidos a un régimen temperatura
preestablecida. También se encarga de mantener la humedad dentro de valores apropiados, así
como de filtrar el aire.

Fig. 9 Unidad manejadora de aire
Por sí mismos no producen calor ni frío; este aporte les llega de fuentes externas (caldera o
máquinas frigoríficas) por tuberías de agua o gas refrigerante. Puede, no obstante, haber un
aporte propio de calor mediante resistencias eléctricas de apoyo incorporadas en algunos
equipos.
Consta de una entrada de aire exterior, un filtro, un ventilador, uno o dos intercambiadores de
frío/calor, un separador de gotas (para verano) y un humidificador (para invierno).
La unidad manejadora de aire es capaz de velar por los tres parámetros elementales de la
calidad del aire acondicionado que se resumen en: bajo partículas en suspensión, humedad
relativa bajo control y temperatura de confort. El objetivo de la UMA es suministrar un gran
caudal de aire acondicionado para ser distribuido por una red de ductos a través de la
instalación en la cual se encontrará emplazada.
La batería de filtros de aire genera la desconcentración de partículas en suspensión mejorando
la calidad de aire a inyectar. Ese tipo de filtros varía su materialización y densidad conforme la
exigencia de pureza requerida. A modo de ejemplo, no es lo mismo el aire a circular por un
edificio de oficinas que el de un hospital, y distinto también al de un pabellón quirúrgico. De
esta manera, y a mayor exigencia en la labor de filtrado del aire, no solo se debe generar la
desconcentración de partículas de distintos tamaños sino también la eliminación de
microorganismos con la adición de filtros especiales como los filtros electrostáticos y los de
carbón activo para la eliminación de olores.

http://es.wikipedia.org/wiki/UMA
http://es.wikipedia.org/wiki/Aire_acondicionado
http://es.wikipedia.org/wiki/Aire_acondicionado
http://es.wikipedia.org/wiki/Aire
http://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura
http://es.wikipedia.org/wiki/Humedad
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Unidad_manejadora_de_aire&redirect=no
http://es.wikipedia.org/wiki/Filtro
http://es.wikipedia.org/wiki/Ventilador
http://es.wikipedia.org/wiki/Humedad_relativa
http://es.wikipedia.org/wiki/Humedad_relativa
http://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Confort_higrot%C3%A9rmico
http://es.wikipedia.org/wiki/Caudal_(fluido)
http://es.wikipedia.org/wiki/Filtro_de_aire#Filtros_de_aire_para_sistemas_de_aire_acondicionado
http://es.wikipedia.org/wiki/Aire
http://es.wikipedia.org/wiki/Densidad
http://es.wikipedia.org/wiki/Microorganismos
http://es.wikipedia.org/wiki/Carb%C3%B3n_activo

2.10 SENSOR
Un sensor es un dispositivo capaz de detectar magnitudes físicas o químicas, llamadas
variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas. Las variables de
instrumentación pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumínica, distancia,
aceleración, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión, humedad, pH, etc. Una
magnitud eléctrica puede ser una resistencia eléctrica, una capacidad eléctrica (como en
un sensor de humedad), una Tensión eléctrica (como en un termopar), una corriente
eléctrica (como en un fototransistor), etc.
Un sensor se diferencia de un transductor en que el sensor está siempre en contacto con la
variable de instrumentación con lo que puede decirse también que es un dispositivo que
aprovecha una de sus propiedades con el fin de adaptar la señal que mide para que la pueda
interpretar otro dispositivo. Como por ejemplo el termómetro de mercurio que aprovecha la
propiedad que posee el mercurio de dilatarse o contraerse por la acción de la temperatura. Un
sensor también puede decirse que es un dispositivo que convierte una forma de energía en
otra. Áreas de aplicación de los sensores: Industria automotriz, Industria aeroespacial,
Medicina, Industria de manufactura, Robótica, etc.
Los sensores pueden estar conectados a una computadora para obtener ventajas como son el
acceso a una base de datos, la toma de valores desde el sensor, etc.

2.10.1 CARACTERISTICAS DE UN SENSOR
 Rango de medida: dominio en la magnitud medida en el que puede aplicarse el sensor.
 Precisión: es el error de medida máximo esperado.
 Offset o desviación de cero: valor de la variable de salida cuando la variable de entrada
es nula. Si el rango de medida no llega a valores nulos de la variable de entrada,
habitualmente se establece otro punto de referencia para definir el offset.
 Linealidad o correlación lineal.
 Sensibilidad de un sensor: relación entre la variación de la magnitud de salida y la
variación de la magnitud de entrada.
 Resolución: mínima variación de la magnitud de entrada que puede apreciarse a la
salida.
 Rapidez de respuesta: puede ser un tiempo fijo o depender de cuánto varíe la magnitud
a medir. Depende de la capacidad del sistema para seguir las variaciones de la
magnitud de entrada.
 Derivas: son otras magnitudes, aparte de la medida como magnitud de entrada, que
influyen en la variable de salida. Por ejemplo, pueden ser condiciones ambientales,
como la humedad, la temperatura u otras como el envejecimiento (oxidación, desgaste,
etc.) del sensor.
 Repetibilidad: error esperado al repetir varias veces la misma medida.
http://es.wikipedia.org/wiki/PH
http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctrica
http://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_el%C3%A9ctrica
http://es.wikipedia.org/wiki/Sensor_de_humedad
http://es.wikipedia.org/wiki/Tensi%C3%B3n_el%C3%A9ctrica
http://es.wikipedia.org/wiki/Termopar
http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_el%C3%A9ctrica
http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_el%C3%A9ctrica
http://es.wikipedia.org/wiki/Fototransistor
http://es.wikipedia.org/wiki/Transductor
http://es.wikipedia.org/wiki/Term%C3%B3metro
http://es.wikipedia.org/wiki/Dominio_de_definici%C3%B3n
http://es.wikipedia.org/wiki/Correlaci%C3%B3n
http://es.wikipedia.org/wiki/Sensibilidad_(electr%C3%B3nica)

Un sensor es un tipo de transductor que transforma la magnitud que se quiere medir o
controlar, en otra, que facilita su medida. Pueden ser de indicación directa (ejemplo: un
termómetro de mercurio) o pueden estar conectados a un indicador (posiblemente a través de
un convertidor analógico - digital, una computadora y a un display) de modo que los valores
detectados puedan ser leídos por un humano.
Por lo general, la señal de salida de estos sensores no es apta para su lectura directa y a veces
tampoco para su procesado, por lo que se usa un circuito de acondicionamiento, como por
ejemplo un puente de Wheatstone, amplificadores y filtros electrónicos que adaptan la señal a
los niveles apropiados para el resto de la circuitería.
2.10.2 SENSOR DE FLUJO
El sensor de flujo es un dispositivo que, instalado en línea con una tubería, permite determinar
cuándo está circulando un líquido o un gas.
Estos son del tipo apagado/encendido; determinan cuándo está o no circulando un fluido, pero
no miden el caudal. Para medir el caudal se requiere un caudalímetro.

Fig. 10 Tipos de sensor de flujo

2.10.2.1 DE PISTON
Es el más común de los sensores de flujo. Este tipo de sensor de flujo se recomienda cuando se
requiere detectar caudales entre 0,5 LPM y 20 LPM.
Consiste en un pistón que cambia de posición, empujado por el flujo circulante. El pistón
puede regresar a su posición inicial por gravedad o por medio de un resorte.
El pistón contiene en su interior un imán permanente. Cuando el pistón se mueve el imán se
acerca y activa un reed switch, que cierra o abre (según sea la configuración) el circuito
eléctrico.
El área entre el pistón y la pared del sensor determina su sensibilidad, y por ende a qué caudal
se activará el sensor.
http://es.wikipedia.org/wiki/Transductor
http://es.wikipedia.org/wiki/Se%C3%B1al_anal%C3%B3gica
http://es.wikipedia.org/wiki/Se%C3%B1al_digital
http://es.wikipedia.org/wiki/Computador
http://es.wikipedia.org/wiki/Display
http://es.wikipedia.org/wiki/Puente_de_Wheatstone
http://es.wikipedia.org/wiki/Amplificador
http://es.wikipedia.org/wiki/Filtro_electr%C3%B3nico
http://es.wikipedia.org/wiki/Tuber%C3%ADa
http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquido
http://es.wikipedia.org/wiki/Gas
http://es.wikipedia.org/wiki/Fluido
http://es.wikipedia.org/wiki/Caudal
http://es.wikipedia.org/wiki/Caudal%C3%ADmetro
http://es.wikipedia.org/wiki/Pist%C3%B3n
http://es.wikipedia.org/wiki/Gravedad
http://es.wikipedia.org/wiki/Resorte
http://es.wikipedia.org/wiki/Im%C3%A1n_(f%C3%ADsica)
http://es.wikipedia.org/wiki/Reed_switch
http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_el%C3%A9ctrico
http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_el%C3%A9ctrico
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:FSpiston.png

Fig. 11 Sensor de flujo de tipo pistón
2.10.2.2 DE PALETA (COMPUERTA)
Este modelo es recomendado para medir grandes caudales, de más de 20 LPM.
Su mecanismo consiste en una paleta que se ubica transversalmente al flujo que se pretende
detectar. El flujo empuja la paleta que está unida a un eje que atraviesa herméticamente la
pared del sensor de flujo y apaga o enciende un interruptor en el exterior del sensor.
Para ajustar la sensibilidad del sensor se recorta el largo de la paleta.

Fig. 12 Sensor de flujo de tipo compuerta
2.10.2.3 ELEVACION (TAPON)
Este modelo es de uso general. Es muy confiable y se puede ajustar para casi cualquier caudal.
Su mecanismo consiste en un tapón que corta el flujo. Del centro del tapón surge un eje que
atraviesa herméticamente la pared del sensor. Ese eje empuja un interruptor ubicado en el
exterior del sensor.
Para ajustar la sensibilidad del sensor se perforan orificios en el tapón.
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:FSpaleta.png
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:FStapon.png

2.11 CONDICIONES ESPECÍFICAS DE FUNCIONAMIENTO DE UN CHILLER
Tomando como referencia un chiller modelos 6206, 6306, 6506, 6706, 6106, 5206, 5306,
5706, 5106; 1171, 1173, 1175, 1177, 1179, 512CR, 517CR

2.11.1 DESEMPACADO

Su equipo fue enviado en una caja especial. Por favor, conserve la caja y todos los elementos
del paquete hasta que la unidad esté completamente programada y funcionando correctamente.Fig. 13 Manejo de los equipos chiller

2.11.2 DESCRIPCION
Estos Enfriadores (Chillers) brindan un poder de enfriamiento para aplicaciones demandantes
y son una alternativa más económica que los sistemas de refrigeración de agua corriente.
Todos los controladores tienen un microprocesador, una pantalla digital (°C ó °F), con
indicador del punto deseado, y otra pantalla digital para el flujo y la presión (PSI, kPa, GPM,
LPM).
Para optimizar su capacidad de enfriamiento y estos Chillers sofisticados presentan un sistema
de refrigeración modulado. Como resultado de esto, la estabilidad de la temperatura es
superior, y se extiende la vida útil del compresor.
Los Enfriadores Recirculadores Chillers, pueden ser fabricados con tres tipos de bomba:
arrastre magnético, desplazamiento positivo, o turbina ajustable. Las partes internas del
sistema de recirculación son de bronce, acero inoxidable, polietileno, goma EPDM y nylon.

Parte Frontal Parte Trasera
1.Pantalla de la temperatura 9.Salida del Liquido
2.Perilla multifunción 10.Entrada del Liquido
3.Bonton de encendido 11.Drenaje
4.Tapa del reservorio y Filtro del Liquido 12.Indicador del Nivel de Liquido
5.Filtro del aire 13.Interruptor digital/Llave Eléctrica
6.Pantalla del Flujo y la Presión 14.Entrada Eléctrica
7.Unidades/Selección del menú 15.Conexion para Control Remoto
(opcional)
8. Conexión Sonda de Temp.
Ambiente(opcional)
16.Conexion RS232/RS485 (opcional)

Especificaciones del Chiller y Funcionamiento de la Bomba
Especificaciones Generales (todos los Chillers)
Resolución del punto de temperatura ±0.1°C
Estabilidad de la temperatura ±0.1°C
Unidades de temperatura °C o °F
Unidades de presión PSI o kPa
Resolución de la pantalla de presión.
Exactitud de la pantalla de presión
1 PSI / 6.9 kPa
±3.5 o escala completa (100 PSI)
Unidades para el flujo GPM o LPM
Resolución de la pantalla de flujo Exactitud
de la pantalla de flujo
0.1 GPM / 1 LPM ±0.4
GPM / 1.5 LPM
Entrada y salida de la Bomba ½ Pulgada (1.27 cm)

Rendimiento de la bomba

Fig. 14 Curvas de funcionamiento de las bombas

Especificaciones para Chillers de 1/4-HP, 1/3-HP y 1/2-HP
Modelos: Rfg = Sólo Refrigeración
Rfg / Htg = Refrigeración y Calor
Bomba por arrastre magnético
Modelo Rfg Rfg / Htg Rfg Rfg / Htg Rfg
Rango de temperatura
-10°C a
40° C -10°C a 70°C
-10°C a
40° C -10°C a 70°C -10°C a 40° C
Compresor ¼ Hp 1/3 Hp ½ Hp
Capacidad de enfriamiento
a: 20,10,0 °C
800 watts 2780 BTU/hr
500 watts 1705 BTU/hr
200 watts 682 BTU/hr
1200 watts 4092 BTU/hr
900 watts 3069 BTU/hr
500 watts 1705 BTU/hr
1700 watts 5797 BTU/hr
1100 watts 3751 BTU/hr
750 watts 2557 BTU/hr
Presión en 0 de flujo 10 psi / 69 kPa 10 psi / 69 kPa 10 psi / 69 kPa
Flujo a 0 presión (PSI) 4.1 gpm / 15.5 Ipm 4.1 gpm / 15.5 Ipm 4.1 gpm / 15.5 Ipm
Capacidad del reservorio 1.1 gal / 4.2 litros 1.1 gal / 4.2 litros 1.1 gal / 4.2 litros
Dimensiones (Ancho por
alto por profundo
22-5/8 x 14-1/2 x 27-5/8 pulgadas
57.5 x 36.8 x 70.2 cm
Peso de envió 131 libras 59.4 kg 143 libras 64.8 kg 168 libras 76.2 kg
Rango de Voltaje de 120 V 108 a 132 V

a 60 Hz 9.5 A 10.0 A 10.4 A 10.7 A 13.5 A
Rango del Voltaje 240 V a
50 Hz con sobre voltaje
198 a 264 V
5.6 A 5.9 A 5.9A 6.2A 7.2 A
Bomba por desplazamiento Positivo (Caudal elevado)
Modelo Chillers series P Rfg Rfg / Htg Rfg Rfg / Htg Rfg
Rango de temperatura
-10°C a 40°
C -10°C a 70°C
-10°C a
40° C -10°C a 70°C -10°C a 40° C
Compresor ¼ Hp 1/3 Hp ½ Hp
Capacidad de enfriamiento
a:
20,10,0 °C
800 watts 2780 BTU/hr
500 watts 1705 BTU/hr
200 watts 682 BTU/hr
1200 watts 4092 BTU/hr
900 watts 3069 BTU/hr
500 watts 1705 BTU/hr
1700 watts 5797 BTU/hr
1100 watts 3751 BTU/hr
750 watts 2557 BTU/hr
Flujo a 0 presión (PSI) 1 gpm / 3.75 Ipm 1 gpm / 3.75 Ipm 1 gpm / 3.75 Ipm
Presion de la Bomba
20 a 100 psi
138 a 689 kpa
20 a 100 psi
138 a 689 kpa
20 a 100 psi
138 a 689 kpa
Flujo a 0 presión (PSI) 4.1 gpm / 15.5 Ipm 4.1 gpm / 15.5 Ipm 4.1 gpm / 15.5 Ipm
Capacidad del reservorio 1.1 gal / 4.2 litros 1.1 gal / 4.2 litros 1.1 gal / 4.2 litros
Peso de envió 141 libras 64 kg 143 libras 69 kg 178 libras 81 kg
Rango de Voltaje de 120 V
a 60 Hz
108 a 132 V
12.2 A 12.5 A 13.1 A 13.5 A 16.0 A
Rango del Voltaje 240 V a
50 Hz con sobre voltaje
198 a 264 V
6.8 A 7.1 A 7.3 A 7.6A 8.9 A

Modelos Rfg =Solo refrigeración
Rfg =Refrigeración y calor
Bomba por turbina (presión y caudal elevado)
Modelo Chillers Series T Rfg Rfg / Htg Rfg Rfg / Htg Rfg
Rango de temperatura
-10°C a 40°
C -10°C a 70°C
-10°C a
40° C -10°C a 70°C -10°C a 40° C
Compresor ¼ Hp 1/3 Hp ½ Hp
Capacidad de enfriamiento
a:
20,10,0 °C
800 watts 2780 BTU/hr
500 watts 1705 BTU/hr
200 watts 682 BTU/hr
1200 watts 4092 BTU/hr
900 watts 3069 BTU/hr
500 watts 1705 BTU/hr
1700 watts 5797 BTU/hr
1100 watts 3751 BTU/hr
750 watts 2557 BTU/hr
Flujo a 0 presión (PSI) 3.5gpm / 13.2 Ipm 3.5gpm / 13.2 Ipm 3.5gpm / 13.2 Ipm
Presión de la Bomba
20 a 90 psi
138 a 621 kpa
20 a 90 psi
138 a 621 kpa
20 a 90 psi
138 a 621 kpa
Flujo a 0 presión (PSI) 4.1 gpm / 15.5 Ipm 4.1 gpm / 15.5 Ipm 4.1 gpm / 15.5 Ipm
Capacidad del reservorio 1.1 gal / 4.2 litros 1.1 gal / 4.2 litros 1.1 gal / 4.2 litros
Peso de envió 143 libras 65 kg 156 libras 71 kg 181 libras 82 kg
Rango de Voltaje de 120 V
a 60 Hz
108 a 132 V
12.2 A 12.5 A 13.1 A 13.5 A 16.0 A
Rango del Voltaje 240 V a
50 Hz con sobre voltaje
198 a 264 V
6.8 A 7.1 A 7.3 A 7.6A 8.9 A

Especificaciones para Chillers de 3/4-HP 1-HP
Modelos: Rfg = Sólo Refrigeración
Rfg / Htg = Refrigeración y Calor
Bomba por arrastre magnético (caudal elevado)
Modelo Rfg Rfg / Htg Rfg Rfg / Htg
Rango de temperatura -10°C a 40° C -10°C a 70°C -10°C a 40° C -10°C a 70°C
Compresor 3/4 Hp 1 Hp
Capacidad de enfriamiento
a: 20,10,0 °C
2500 watts 8525 BTU/hr
1700 watts 5797 BTU/hr
760 watts 2591 BTU/hr
2900 watts 9889 BTU/hr
1950 watts 6649 BTU/hr
1000 watts 3410 BTU/hr
Presión en 0 de flujo 10 psi/ 69kpa 10 psi/ 69kpa
Flujo a 0 presión (PSI) 4.1 gpm / 15.5 Ipm 4.1 gpm / 15.5 Ipm
Capacidad del reservo 1.1 gal / 4.2 litros 1.1 gal / 4.2 litros
Dimensiones (Ancho por
alto por profundo
22-5/8 x 14-1/2 x 27-5/8 pulgadas
57.5 x 36.8 x 70.2 cm
Peso de envío 187 libras 84.8 kg 189 libras 85.7 kg
Rango de Voltaje de 120 V a
60 Hz
187 a 253 V
9.2 A 9.5ª 9.5A 9.8A
Rango del Voltaje 240 V a
50 Hz con sobre voltaje
198 a 264 V
9.2 A 9.5ª 9.5A 9.8A

Bomba por desplazamiento positivo (caudal elevado)
Modelo Serie Chilles P Rfg Rfg / Htg Rfg Rfg / Htg
Rango de temperatura -10°C a 40° C -10°C a 70°C -10°C a 40° C -10°C a 70°C
Compresor 3/4 Hp 1 Hp
Capacidad de enfriamiento
a: 20,10,0 °C
2500 watts 8525 BTU/hr
1700 watts 5797 BTU/hr
760 watts 2591 BTU/hr
2900 watts 9889 BTU/hr
1950 watts 6649 BTU/hr
1000 watts 3410 BTU/hr
Flujo a 0 presión (PSI) 3.5 gpm / 13.2 Ipm 3.5 gpm / 13.2 Ipm
Capacidad del reservo 1.1 gal / 4.2 litros 1.1 gal / 4.2 litros
Peso de envío 197 libras 89 kg 199 libras 90 kg
Rango de Voltaje de 120 V a
60 Hz
187 a 253 V
11.9 A 12.2 A 11.9 A 12.5 A
Rango del Voltaje 240 V a
50 Hz con sobre voltaje
198 a 264 V
11.9 A 12.2 A 11.9 A 12.5 A

Notas:
Capacidad de Enfriamiento (watts x 3.41) = BTU/hr. Especificaciones determinadas a una
temperatura ambiente de 20°C

Para unidades de 50Hz reduzca la capacidad de enfriamiento un 17%.
Modelos con Desplazamiento Positivo: El Reductor de Presión Externa reduce la presión
máxima de salida de 10 a 45psi.
Condiciones del Medio Ambiente Sólo de usointerior

Altitud Máxima: 2000 metros
Temperatura Ambiente: 5° a 30°C
Humedad Relativa: 80% para temperaturas de hasta 30°C
Clase 1: Residencial, Comercial, Industrial Liviano
Clase 2: Industrial Pesado

2.11.3 SEÑALES DE ENTRADA/SALIDA OPCIONALES

Sonda para Temperatura Externa

Esta opción le permite controlar la temperatura del líquido, utilizando un medidor de la
temperatura externa (ambiente/máquinas o diversos procesos). El puerto de 4 patas en la parte
inferior del panel frontal, es el que debe utilizar para conectar la Sonde para Temperatura
Externa..

Salida Serial para RS232 / RS-485

Esta opción le permite controlar remotamente el Chiller y/o transmitir el índice de temperatura
a un registro exterior o auxiliar. La máxima distancia de comunicación para los Chillers
equipados con RS232 es de 15 metros. La máxima distancia de comunicación para los Chillers
equipados con RS485 es de 1200 metros. Un puerto de 9-patas con conexión D se encuentra
detrás del instrumento para esta conexión.

Puerto I/O Remoto

Esta opción le permite utilizar una señal 12 VDC para encender y apagar el Chiller. Un puerto
de 9-pines con conexión D se encuentra detrás del instrumento para esta conexión.

2.11.4 ENTUBADO Y MANGUERAS

Proceso del Entubado

El Chiller tiene dos conectores de rosca interna en la parte trasera del equipo, para conexiones
de proceso del agua. Dos juegos de adaptadores viene con el equipo, para unir estos
conectores para procesos de agua.
Para un ambiente de trabajo seguro y para evitar goteos, debe tenerse especial cuidado al
elegir mangueras y conectores para el Chiller. Es responsabilidad del usuario asegurarse que el

tubo sus conectores sean compatibles con el líquido, la temperatura, y la presión de la
aplicación.
Rangos de Presión — Las mangueras deben soportar la mayor presión posible de la
aplicación. Para las Chillers Series “P” Series (desplazamiento positivo) y las Series
“T” (bomba por turbina), la presión es de 100 psi (689 kPa).
Tubo Flexible — Evite tubos que se expanden, puesto que disminuyen el volumen del
líquido al operar en la presión deseada.
Diámetro de la Manguera — Si lo desea, puede utilizar tubos con un diámetro interior
(DI) menor a ½ pulgada ó 1.27 cm. Sin embargo, recuerde que al usar un diámetro
menor, la presión aumenta dentro del sistema de circulación.
Uniones y Abrazaderas — El uso de abrazaderas ajustadas por tornillos es necesaria en
todas la uniones para conexiones ajustadas. Los conectores tipo ”Quick” no son
recomendable, pues pueden disminuir u obstruir el caudal del flujo.

Configuración de los Tubos en Sistemas Cerrados

Conecte la salida y entrada del Chiller al dispositivo externo mediante tubos o mangueras. La
dirección del flujo en el sistema puede controlarse al establecer las conexiones en la forma
deseada. El líquido ingresa en el Chiller mediante la conexión de entrada, y es dirigido al
exterior a través de la conexión de salida.

NOTA: Al conectar los Chiller con bomba por arrastre magnético a un aparato externo con tu
propia llave de apagado, un dispositivo externo de Bypass puede utilizarse si opera por debajo
de los 20°C (68°F).

2.11.5 REFRIGERANTE

Líquidos Apropiados

IMPORTANTE: Sólo use líquidos que cumplan con los requerimientos de conformidad de
seguridad, de salud, y del equipo. Líquidos corrosivos o inflamables no deben usarse nunca.
El Chiller es compatible con una gran variedad de líquidos refrigerantes (agua, mezclas de
glicol, etc.) Para la mayoría de aplicaciones por encima de los 20°C (68°F), se recomienda
agua destilada. Si opera a igual o menor temperatura que 20°C (68°F), el Chiller debe
protegerse con un anticongelante. Una mezcla de etilenglicol (calidad de laboratorio) y agua
en una proporción de 50/50 es ideal para aplicaciones de +20° a -15°C (68° a 5°F).
Comienzo del Proceso de Circulación
Oprima el Botón de Inicio en el panel frontal. La secuencia de inicio del sistema comenzará y
seguirá los siguientes pasos:
La bomba comenzará a circular el líquido a través del sistema. La temperatura deseada
aparecerá brevemente en la Pantalla de Temperatura; luego de unos segundos, será

reemplazada por la temperatura actual del líquido. Entre 15 a 20 segundos luego del
encendido, el compresor comenzará a operar.

CAPITULO 3
PROGRAMACION
DEL PROTOTIPO

CAPITULO 3 PROGRAMACION DEL PROTOTIPO
Se pretende acondicionar un edificio en el cual se tienen dos equipos chiller alimentados por
tres bombas las cuales tienen como condición principal que necesitan de mantenimiento cada
100 horas de funcionamiento para conservar en buenas condiciones y prolongar la vida útil de
los equipos.
Se tiene que para encendido se arrancan 2 de las tres bombas disponibles, posteriormente se
procede a abrir las 2 válvulas y 10 minutos después se arrancan los dos equipos chiller.
Para el paro de sistema, primero se apagan los chiller, 10 minutos después se apagan las
bombas, posteriormente se cierran las válvulas.
La temperatura a la que va a circular el agua por la tubería del edificio es de 7°C.
Como ya se mencionó la condición principal es que las bombas trabajen alternadamente de
manera que las tres deban de tener el mismo desgaste, la recomendación es de 100 horas de
trabajo.
Para poder cumplir esta condición se plantea la siguiente manera de trabajo para cada bomba
de manera que las tres bombas lleguen a sus 100 horas de servicio al mismo tiempo para su
mantenimiento.
HORAS BOMBA 1(E1) BOMBA 2(E2) BOMBA 3(E3)
TIEMPO A (TA) 50 50 -
TIEMPO B(TB) 50 - 50
TIEMPO C(TC) - 50 50
TIEMPO
TOTAL(TT)
100 100 100

El sistema estará conformado por tres bombas, dos equipos chiller, dos válvulas, un sensor de
temperatura a la salida de los equipos chiller, un sensor de presión diferencial, un sensor de
flujo a la salida del edificio, un sensor de temperatura de referencia y un sensor de flujo a la
salida de las bombas. Estos en conjunto lograran hacer el control total del sistema de manera
que:

El diagrama general de funcionamiento del sistema se muestra a continuación.

En donde:
TSR= Sensor de temperatura de referencia
FSR= Sensor de Flujo de referencia a la salida
Pd= Presión diferencial
FSS= Flujo de salida de la Bomba
TSS= Temperatura de salida del chiller

De manera que el sistema conectado sea de la forma siguiente:

En el cual:
E1= bomba 1
E2=Bomba 2
E3=Bomba 3
E9-E10= equipos chiller
V1-V2= válvulas.
Primer circuito de solución a la secuencia es elaborado en el programa Automation Studio el
cual nos permite visualizar todos los elementos de programa como se ve a continuación:

3.1 ENCENDIDO

En donde
RC= Relevador de control
B1= Bobina arrancador de Bomba 1
B2= Bobina arrancador de Bomba 2
B3= Bobina arrancador de Bomba 3
MC1=Medidor de corriente del arrancador bomba 1
MC2=Medidor de corriente del arrancador bomba 2
V=Bobina de apertura de válvulas
V1= Contacto auxiliar de V
T1= Timer de arranque de los Chillers

CH= Bobina de arranque de los Chillers.
Es en este circuito donde se logra ver que el sistema se energiza indicando que su
funcionamiento en correcto.

Dentro de esta siguiente pantalla podemos ver que el sistema ha iniciado su funcionamiento de
acuerdo a las condiciones propuestas iniciando dos bombas de las tres disponibles, abrimos las
válvulas y 10 minutos después arrancamos los sistemas chiller.

Esta pantalla nos permite notar el cambio de funcionamiento de las bombas.

NOTA: El botón de paro tira toda la secuencia.
3.2 APAGADO
Esteproceso de apagado va a estar dado de la siguiente forma:

Donde:
PCH=Paro de los Chillers
CRA=Bobina de control para iniciar el paro en secuencia.
CR1=Bobina para enclavar el T2
T2=Saca las bombas de funcionamiento por 10 minutos después del paro de los Chillers,
además de autoreestablecerse.
CR2=Bobina para enclavar el T3
T3=Cierra las válvulas un minuto después de apagadas las bombas, además de
autoreestablecerse.
PG=Es un botón de paro general que se utiliza como paro de emergencia.
En la siguiente pantalla notamos que CR1 o bobina para enclavar T2 que apaga las bombas 10
minutos después del paro de los Chillers.

Notamos que al pulsar el botón de apagado saca las bombas 10 minutos después del paro de
las chileers posteriormente CR2 que es la bobina que utilizamos para enclavar el T3 que son
las válvulas se activa un minuto después de apagadas las bombas.

3.3 CONTEO DEL TIEMPO DE FUNCIONAMIENTO DE CADA UNA
DE LAS BOMBAS
De acuerdo a la tabla propuesta anteriormente con la recomendación de tiempo de 100 horas
de funcionamiento para cada bomba tenemos el siguiente programa.

Donde:
TA= Timer On-Delay para contar las 100 horas de servicio de las bombas B1 y B2, después de
este tiempo, apaga la bomba B2, por lo que B3 se enciende.
CRTB=Bobina de control para enclavar el timer TB
TB=Timer On-Delay cuenta las 100 horas de servicio de B1 y B3, después de este tiempo saca
a la bomba B1, iniciando el funcionamiento de la B2.
TC=Timer OnDelay cuenta las 100 horas de servicio de B1 y B3, después de este tiempo
apaga la bomba B3 y enciende a B1, iniciando nuevamente el ciclo.

Nótese que se activan las primeras 100 horas de B1 y B3 después de este tiempo se apaga B1
y enciende B2. Reiniciando el ciclo nuevamente.

CAPITULO 4
DESARROLLO DEL
PROGRAMA

CAPITULO 4 DESARROLLO DEL PROGRAMA.
DESARROLLO DEL PROGRAMA CARGADO EN EL PROGRAMA STEP7
MICROWIN.
Se tiene el botón de paro el cual sirve para detener todo el sistema en caso de emergencia. El
botón de arranque enclava al relevador de control (CR) el cual a su vez acciona la bobina
arrancadora de la bomba 1 (B1).

Al mismo tiempo el relevador de control (CR) acciona la salida de la bobina arrancadora de la
bomba 2 (B2) .

Con el relevador de control enclavado se acciona el primer temporizador contando las
primeras 50 horas para la bomba 1.
El timer 6 (T6) activado acciona a la bobina de control para encendido del timer 5 (T5)

CRTB (bobina de control para el timer 5 (T5) este en la siguiente línea acciona el segundo
temporizador el cual corre el tiempo de 50 horas para la bomba 2 (B2), ya que T5 está
activado este activa el tercer temporizador que es para accionar la bomba 3 (B3) por 50 horas.

Hasta que no esté activada la bomba 1 y la bomba 2 activara la bobina de apertura de válvulas
o bomba 2 y bomba 3 ocurrirá la misma situación o que V realice un autoenclave. Activada la
bobina de apertura de válvulas se activa el siguiente timer (T1) que es el timer de arranque de
los Chillers. Lo cual se llevara a cabo después de 10 minutos.

Ya con T1 anclado se acciona la bobina del arrancador de los Chillers con el paro de los
Chillers (PCH) y la bobina de apertura de válvulas V accionados reaccionan la bobina de
control para indicar el paro en secuencia CRA o CRA puede realizar un autoenclave.

Con CR1 se acciona el siguiente temporizador T2 y saca las bombas 10 minutos después del
paro de los Chillers además de autorestablecerse.

Con T2 accionado se puede accionar la bobina para enclavar el temporizador 3 o también CR2
puede realizar el autoenclave y por ultimo CR2 accionara el ultimo temporizador (T3) el cual
saca las válvulas (cierra a estas) un minuto después de apagadas las bombas además de
autorestablecerse.

Aquí se demuestra que el programa no tiene errores por lo cual cumple las funciones de
manera correcta para el sistema en los casos previstos: arranque y paro.

CONCLUSION

En la actualidad la optimización de los sistemas de control automatizadas tienen grandes
expectativas frente al desarrollo que enfrenta nuestro país todo esto se enfoca primordialmente
con respecto a las necesidades del mundo como es el evitar el calentamiento global, lo cual
parte de esto nos puede ayudar haciéndolo de forma en que los sistemas tengan un
funcionamiento optimo de esta manera vemos que el presente trabajo cumple los objetivos
propuestos en el cual generamos un sistema en el que su función se realice con la mayor
exactitud posible optimizando tiempos, gastos innecesarios para las empresas, existe un gran
ahorro de energía además el programa tiene la característica de ser manejado por cualquier
profesionista con los mínimos conocimientos para su operación y mantenimiento en
condiciones favorables.

BIBLIOGRAFIA
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Raymond A. Havrella,
Editorial MC Graw Hill.

 Fundamentos de aire acondicionado y refrigeración.
Hernández Goribar.
Editorial Limusa Noriega.

 Tratado practico de Refrigeración Automática,
José Alarcón Creus.
Editorial Alfa omega.

 Automatización y Control Prácticas de Laboratorio
Dante Jorge Dorantes González
Moises Manzano Herrera
Mc Graw Hill
ISNB 970-10-4794-X

 sTEP 7: Una manera Fácil de Programar PLC Siemens
Pilar Mengual
Alfaomega
ISNB 978-607-7686-55-2

 AUTOMATAS PROGRAMABLES Fundamentos, manejo, instalación y prácticas.
Alejandro Porras Criado.
Antonio Placido Montanero Molina
Mc Graw Hill
ISBN 84-7615-493-3

 AUTOMATAS PROGRAMABLES
Josep Balcells
Jose Luis Romeral
Alfaomega
ISNB 970-15-0247-7

 Comunicaciones Industriales
Vicente Guerrero
Ramón L. Yuste
Luis Martínez
Alfaomega
ISNB 978-607-7686-71-2

 Programable logic controller-Wikipedia, the free encyclopedia.
 Your personal PLC tutor-Learn PLC Programming
 Principios de Refrigeración. Roy J. Dossat. Editorial CECSA

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