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aire acondicionado y refrigeracion

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Aire Acondicionado y Refrigeración M.D. 
Ley de Dalton 
Establece que en cualquier mezcla mecánica de gases y vapores (aquellas que no se combinan 
químicamente) 
a) Cada gas o vapor en la mezcla ejerce una presión parcial individual que es igual a la 
presión que el gas ejercería si este solo ocupase todo el espacio 
b) La presión total de la mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales ejercidas 
por cada uno de los gases o vapores 
Presión barométrica 
Es igual a la suma de las presiones parciales generadas por los gases secos y por el vapor de agua 
Temperatura del punto de Rocío 
La temperatura a la cual el vapor de agua en el aire está saturado se denomina temperatura de 
punto de rocío del aire (PR) 
La presión ejercida por cualquier vapor es directamente proporcional a la densidad del vapor 
 Densidad Constante = PR Constante 
 Densidad del vapor de agua aumenta = PR Aumenta 
 Densidad del vapor de agua Disminuye = PR Disminuye 
Máximo contenido de vapor de agua 
Se tendrá densidad de vapor máxima cuando la presión ejercida por el vapor de agua es igual a la 
presión de saturación correspondiente a la temperatura del aire. Para esta condición la 
temperatura del aire y la del PR son iguales 
Humedad Absoluta 
La humedad absoluta del aire para cualquier condición dada, es la masa de vapor de agua por 
unidad de volumen de aire (lb/pie^3) 
Humedad relativa (HR) 
Es la relación entre la presión parcial real ejercida por el vapor de agua en cualquier volumen de 
aire y la presión parcial que ejercería el vapor de agua si el vapor de agua contenido en el aire 
estuviera saturado a la temperatura del aire 
Relación de Humedad (W) o Humedad Especifica 
Es una expresión de la masa de vapor de agua por unidad de masa de aire seco. Se expresa en 
gramos por libra de aire seco 
Aire Acondicionado y Refrigeración M.D. 
Para cualquier presión barométrica dada la relación de humedad es solo función de la 
temperatura del PR 
Relación de saturación O Porcentaje de humedad 
Es la relación de la masa de vapor de agua en el aire por masa unitaria de aire seco a la masa de 
vapor de agua necesaria para la saturación de la misma muestra de aire 
 
 
 
 
Temperatura de bulbo seco (BS) 
Es la temperatura medida por un termómetro ordinario de bulbo seco. Al hacer la medición de la 
temperatura del bulbo seco del aire, el bulbo del termómetro se deberá cubrir para reducir los 
efectos de la radiación directa 
Temperatura de Bulbo Húmedo (BH) 
Un termómetro de BH es un termómetro ordinario cuyo bulbo está envuelto con un pabilo 
humedecido, el pabilo debe estar saturado con agua limpia casi a la temperatura del BS del aire, y 
la velocidad del aire que rodea al pabilo se mantenga entre 1000 y 2000 pies/min 
Este valor es obtenido mediante el psicrómetro de onda 
Si el aire esta 100 % saturado ocurre que BS, BH y PR del aire son iguales, aparte de este caso 
siempre BH deberá ser menor a BS 
Por lo tanto una temperatura de BH es una medida de la relación entre la temperatura del BS del 
aire y el contenido de humedad que se tiene en el aire 
Contenido de calor o entalpia del aire 
El aire tiene calor sensible y calor latente. El calor total del aire a cualquier condición es la suma 
del calor sensible y el latente contenidos en el mismo 
El calor sensible es función del BS y el calor latente es una función de la temperatura del PR y el 
calor total del aire es una función de la temperatura del BH 
Calor sensible en el aire 
Para cualquier temperatura dada de BS, el calor sensible del aire es considerado como la entalpia 
del aire seco a dicha temperatura restada de 0 ®F 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aire Acondicionado y Refrigeración M.D. 
Calor sensible total de m libras de aire 
 
 
La cantidad de calor sensible transferido cuando cualquier masa de aire es calentada o enfriada 
entre cualquier temperatura de BS inicial y final es también una función del calor sensible 
 Btu 
 Btu 
Calor latente del aire 
El calor latente del aire es el del vapor de agua contenido en el mismo. Por lo tanto la cantidad de 
calor latente en una cantidad de aire dada dependerá de la masa del vapor de agua contenido en 
el aire y del calor latente de vaporización del agua correspondiente a la temperatura de saturación 
del vapor de agua. La temperatura de saturación del vapor de agua es también la temperatura del 
PR, por lo tanto el calor latente del aire es solo función de la temperatura de PR 
 
Aire Estándar 
Es el aire que tiene una densidad de 0,075 lb/pie^3 o un volumen especifico de 13,34 pie^3/lb. 
Esta condición se satisface a presión barométrica estándar y temperatura de 70 F 
 
Calor total del aire 
El calor total (entalpia) del aire es la suma del calor sensible del aire (entalpia del aire seco) y el 
calor latente del aire (entalpia del vapor de agua) 
 
 
 
 
Para m libras de aire 
 , entalpia de m libras de aire 
El calor transferido a, o del aire cuando es calentado o enfriado, puede obtenerse de 
 
 
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Humidificación adiabática y/o proceso de enfriamiento evaporativo 
 
El aire se pone en contacto íntimo con agua atomizada en la cámara de rocío. EN este caso el agua 
rociada es recirculada sin ser calendada o enfriada, en cuyo caso la T del agua atomizada será la 
misma que la T de BH del aire de entrada, se evapora el agua al atomizarse en el aire, 
aumentándose así la relación de humedad, la T de PR y el calor latente del aire. Debido a que la 
fuente de calor que suministra el calor latente de vaporización para vaporizar el agua es el aire 
mismo, el calor sensible del aire disminuye en una cantidad igual al aumento de calor latente y en 
consecuencia se disminuye la T de BS del aire. Si el aire se mantiene durante suficiente tiempo en 
contacto con el agua atomizada, se saturara hasta la temperatura de BH del aire de entrada 
permaneciendo después constante durante el proceso 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Cartas Psicométricas 
 
Son cartas que representan las propiedades del aire, en el esquema de la carta se puede observar 
que las líneas verticales sobre la carta son líneas de T de BS constantes, mientras que las líneas 
horizontales son líneas de T de PR constantes y relaciones de humedad cte. Las líneas colocadas 
muy próximas entre si son líneas de T de BH cte. y las líneas también inclinadas pero a mayor 
separación son las líneas de volumen especifico cte. 
Las líneas curvas que se extienden del extremo inferior izquierdo hasta el extremo superior son 
líneas de HR cte. 
La línea curva que limita a la carta sobre el lado izquierdo es línea de HR 100% y se la conoce como 
la curva de saturación. Las demás líneas curvas sobre la carta son líneas de desviación de entalpia 
Sobre la curva de saturación se indican valores que son la intersección de las líneas de T de BS y 
BH. También se marcan en la base de la carta los valores de la T de BS, así como los valores 
correspondientes a las líneas de volúmenes específicos 
Sobre la curva de saturación se ven los valores de las líneas de T de PR y sobre la misma línea en la 
escala a la derecha de la carta se leen las relaciones de humedad 
Siguiendo la línea de alguna T de BH dada, podrá leerse en la escala colocada arriba de la curva de 
saturación el valor de la entalpia especifica del aire saturado. Las desviaciones de entalpia se 
obtienen haciendo interpolaciones entre las líneas de desviación de entalpia. La entalpia real se 
obtiene sumando algebraicamente la desviación de entalpiade saturación 
 
Desviación de entalpia 
Es la diferencia que se tiene entre la entalpia específica real del aire a una condición dada 
cualquiera y la entalpia especifica del aire saturado a la misma T de BH 
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Factor de desviación de serpentines (FDD) 
Cuando se hace pasar aire a través de un serpentín, una parte del aire entra en contacto con la 
superficie del serpentín variando su T de BS, sin embargo la parte restante del aire no toca al 
serpentín y sale a la misma condición de entrada. La parte del aire que pasa a través del serpentín 
sin hacer contacto con la superficie del mismo es conocida como aire desviado y cuando se le 
expresa en porcentaje de la cantidad total de aire se llama factor de desviación del serpentín 
 
 
 
 
 
 
 
 
Factor de calor sensible de serpentines (FCSS) 
Se le llama factor de calor sensible del serpentín a la relación calor sensible entre calor total 
transferido ocurrido en serpentines, en un proceso de enfriamiento y des humidificación 
 
 
 
 
Para obtener en forma directa de la carga el FCSS, se traza una línea recta a partir de un punto de 
referencia marcado en la carta, paralela a la línea FCSS, hasta intersectarse con la escala del factor 
de calor sensible localizada en el margen derecho de la carta y en la misma se lee el valor del FCSS 
La línea del FCSS es el lugar geométrico de todas las posibles condiciones de aire de salida que 
proporcionara la relación deseada de calor sensible a calor total eliminado 
 
Capítulo 6: Refrigeración y el sistema de compresión del vapor 
Refrigeración: rama de la ciencia que trata con los procesos de reducción y mantenimiento de la 
temperatura de un espacio o material a una temperatura inferior con respecto a los alrededores 
Carga de refrigeración: La velocidad a la cual deba ser el calor eliminado de un espacio o material 
refrigerado a fin de producir y mantener las condiciones deseadas de Temperatura se llama Carga 
de refrigeración, carga de enfriamiento o carga térmica. Las ganancias de calor provienen de 
varias fuentes como: 
1. El calor transmitido por conducción a través de las paredes 
2. Calor del aire caliente que llega al espacio a través de puertas que se abren y cierran 
3. Calor del producto refrigerado para reducir su T a la T de almacenamiento 
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4. Calor cedido por la gente que trabaja en el espacio, motores, alumbrado y otros equipos 
que producen calor 
El agente refrigerante: sustancia empleada para absorber el calor 
 Cuando el calor absorbido causa un aumento de T del refrigerante, se dice que el proceso 
de enfriamiento es sensible 
 Cuando el calor absorbido cause un cambio en el estado físico del refrigerante se dice que 
el proceso de enfriamiento es latente 
Sistema típico de compresión- vapor 
1. evaporador 
2. Tubería de succión 
3. Compresor 
4. Tubería de descarga 
5. Condensador 
6. Tanque receptor 
7. Tubería de liquido 
8. Control de flujo del 
refrigerante 
 
 
 
 
Las partes principales del sistema son: 
1) Evaporador: su función es proporcionar una superficie de transferencia de calor a través 
del cual puede pasar el calor del espacio refrigerado hacia el refrigerante vaporizante 
2) Tubo de succión: En el cual se transporta el vapor de baja presión desde el evaporador 
hasta la entrada en la succión del compresor 
3) Un compresor de vapor: elimina el vapor del evaporador, eleva la presión y T del vapor 
hasta un punto tal que el vapor pueda ser condensado a través de un medio condensante 
4) Tubo de descarga: entrega el vapor de presión alta y T alta de la descarga del compresor 
hasta el condensador 
5) Condensador: proporciona una superficie de transferencia de calor a través del cual 
pasara calor del vapor refrigerante caliente hacia el medio condensante 
6) Tanque receptor: conduce el refrigerante liquido desde el deposito hasta el control de 
flujo del refrigerante 
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7) Tubería de líquido: conduce el refrigerante liquido desde el deposito hasta el control de 
flujo del refrigerante 
8) Control de flujo refrigerante: su función es medir la cantidad apropiada de refrigerante 
usada en el evaporador y reducir la presión del líquido que llega al evaporador de tal 
modo que la vaporización del líquido en el evaporador se efectué a la T deseada 
 
División del sistema 
 Parte de presión baja o lado de baja: control de flujo refrigerante, evaporador y 
tubo de succión 
 Parte de presión alta o lado de alta: Compresor, tubo de descarga, condensador, 
tanque receptor y la tubería de liquido 
Definición de un ciclo 
 Serie de procesos en una secuencia definida que realiza el refrigerante. El ciclo de 
refrigeración simple vapor-compresión consta de cuatro procesos fundamentales: 
1) Expansión 
2) Vaporización 
3) Compresión 
4) Condensación 
Proceso de compresión: 
Debido a que el tiempo de compresión es corto y a que el diferencial promedio de T entre el vapor 
refrigerante y la pared del cilindro es relativamente pequeño, se desprecia el flujo de calor que se 
tiene hacia o desde el refrigerante durante el proceso de compresión. Por lo tanto se supone 
adiabática la compresión del refrigerante. Se aumenta la energía interna del gas en una cantidad 
igual a la cantidad de trabajo efectuado sobre el gas al comprimirlo. 
En consecuencia, la T y la entalpia del vapor se incrementan en proporción a la cantidad de trabajo 
efectuado sobre el vapor 
Se llama calor de compresión a la energía equivalente al trabajo efectuado sobre el vapor para 
comprimirlo y la energía para efectuar dicho trabajo es suministrada por un impulsor al compresor 
Temperatura en la descarga: Es la temperatura a la cual es descargado el vapor del compresor, 
esta temperatura siempre será mayor que la temperatura de saturación correspondiente a la 
presión del vapor 
Temperatura Condensante: es la temperatura a la cual el vapor se condensa en el condensador y 
es la temperatura del vapor correspondiente a la presión que se tiene en el condensador 
Aire Acondicionado y Refrigeración M.D. 
Efecto refrigerante: se llama efecto refrigerante a la cantidad de calor que cada unidad de masa 
de refrigerante absorbe del espacio refrigerado. El efecto refrigerante por unidad de masa de 
líquido circulado siempre es menor que el calor latente total de vaporización. La diferencia de 
entalpia entre el refrigerante que sale del evaporador y la entalpia del líquido que llega al 
control es el calor absorbido en el evaporador esto es el EFECTO REFRIGERANTE 
Capacidad del sistema: La capacidad de cualquier sistema de refrigeración es la velocidad a la cual 
se puede efectuar la eliminación de calor del espacio refrigerado y depende de dos factores: 
1) La masa de refrigerante que fluye en la unidad de tiempo 
2) El efecto refrigerante por unidad de masa que circula 
Capacidad del compresor: La capacidad debe ser tal que el vapor producido en el evaporador sea 
sacada a la misma velocidad que el mismo es generado por la acción de ebullición del refrigerante, 
es decir el compresor debe desplazar en cualquier intervalo de tiempo el mismo volumen de vapor 
que sea generado en el evaporador en el mismo intervalo 
De qué depende la velocidad a la cual fluye el calor en el condensador? 
La velocidad a la cual fluye el calor del vapor refrigerante a través de las paredes del condensador 
hacia el medio condensante es función de tres factores: 
1- El área de la superficie condensante 
2- El coeficiente de conductancia de las paredes del condensador 
3- La diferencia de temperatura entre el vapor refrigerante y el medio condensante 
Diagrama de fallas 
1. Compresor noarranca 
Contactor abierto 
 Alimentación eléctrica 
 Perdida de refrigerante (falta de refrigerante) 
 Bobina o contactor defectuoso 
Contactor Cerrado 
 Compresor trabado 
 Terminales defectuosos en el compresor 
2. Compresor arranca. Actúa protección de sobrecarga 
 Filtro o serpentines sucion 
 Poca carga de refrigerante 
 Alto o bajo voltaje en la línea 
 Excesiva carga térmica 
 Ventilador de la unidad interior detenido 
 Falla en el ventilador de la unidad exterior 
 
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3. Baja presión de succión 
 Filtros sucios 
 Conducto obstruido 
 Dampers parcialmente cerrados 
 Escracha en el evaporador 
 Ligera falta de refrigerante 
 Ligera restricción en la línea de liquido 
4. Alta presión de succión y baja presión de descarga 
 Desperfecto en la válvula del compresor 
 Válvula de alivio de presión interna abierta 
5. Alta presión de succión, baja recalentamiento 
 Unidad sobrecargada 
6. Sistema compacto condensado por aire, presostato de baja actúa 
 Cantidad insuficiente de refrigerante 
 Fugas 
 Escarcha en el evaporador 
 Filtro de aire sucio 
7. Equipo posee todas las protecciones, se mide presión excesiva 
 Filtro obstruido 
 Regulación de presión de condensación ajustada a una presión demasiado alta 
 Superficie del condensador muy pequeño 
 Suciedad en la superficie del condensador 
 Flujo de aire de condensación restringido 
 T ambiente excesivamente alta 
 T del agua de condensación muy alta 
 Caudal de agua muy pequeño 
8. Sistema de agua fría, se pone en marcha con todos los fancoils apagados 
 Presión de aspiración demasiado baja (actúa presostato de baja) 
 Compresor se calienta 
9. Al comenzar a cargar gas, se pone en marcha el quipo 
 Actúa presostato de baja (falta refrig) 
 T de gas de aspiración demasiado alta 
10. Sistema de ventana llave TM actua 
 Compresor averiado 
 Protector defectuoso 
 Conexiones eléctricas defectuosas o dañadas 
11. Sistema condensado por agua. Actúa presostato de alta 
 Presostato ajustado a un valor muy bajo 
 Demasiado refrigerante ene l sistema 
 Falla de suministro de agua 
 Ventilador de la torre de enfriamiento no funciona 
Cond por agua 
Cond por aire 
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12. Split. Ventilador de condensador no funciona 
 Actúa presostato de alta 
 Sobrecarga en el compresor 
13. Sistema agua helada, condensado por aire. Todos los fancoils prend 
 Actúa presostato de baja 
 Actúa protección de sobrecarga del compresor 
14. Sistema de ventana. Intensidad de corriente mayor a la nominal 
 Exceso de refrigerante 
 Compresor dañado 
15. Entra liquido al compresor 
 Termostato del evaporador dañado 
 Escracha en la line de aspiración 
 Exceso de refrigerante

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