domingo, 5 de agosto de 2012

Presiones de Diseño

Hoja en Excel para el cálculo de las presiones de diseño

La instrucción IF-06 del RD 138/2011, hace referencia a las presiones de diseño de los componentes de la instalación frigorífica que corresponde a los fabricantes de dichos componentes el cumplimiento de esta instrucción y suministrar la documentación y certificados CE de los mismos, haciendo mención de:
“1.3 Presión de diseño de componentes.
La presión de diseño de cada componente no será inferior a la presión máxima admisible “PS” del sistema o de la parte del mismo donde vaya instalado.
Este punto no será de aplicación a los compresores que cumplan con la Norma UNE-EN-60335-2-34 o con la EN 12693”.

El nuevo reglamento distingue tres zonas climáticas a tener en cuenta para el diseño de las presiones de proyecto de la instalación frigorífica con el siguiente comentario:
“Para determinar la temperatura de diseño se tendrán en cuenta las zonas climáticas definidas en el apéndice 1 de esta instrucción, mapa de zonas climáticas.
La adscripción de una localidad a una determinada zona de temperatura se entiende como temperatura mínima de diseño recomendable para dicha localidad, debiendo tenerse en especial consideración los registros de temperatura locales (si los hubiere) y la posible presencia de microclimas, en función de la altitud, presencia de ríos y vientos dominantes.
En cualquier caso, el diseñador deberá justificar la elección de la temperatura de diseño de la cuál será único responsable”.

A parte de lo anterior se distinguen siete presiones diferenciadas y la relación entre las diferentes PS
“1.4 Relaciones entre las diferentes presiones con la presión máxima admisible.
1.4.1 Requisitos generales.
Los sistemas y componentes se deberán diseñar para responder a la relación de presiones dada en la tabla 2.
Tabla 2 Relaciones entre las diversas presiones y la máxima admisible (PS)
1.- Presión de diseño= ≥ 1,0 x PS
2.- Presión de prueba de resistencia= Para los componentes prueba hidráulica con Pp=1,43 x PS ó pruebas admitidas por UNE EN 378-2. Para los conjuntos según las categorías de tubería (véase 1.3 de MI-IF 09)
3.- Presión de prueba de estanquidad= ≥0,9 PS y ≤ 1,0 x PS
4.- Ajuste del dispositivo limitador de presión (instalación o sistema con dispositivo de alivio)= ≤ 0,9 x PS
5.- Ajuste del dispositivo limitador de presión (instalación o sistema sin dispositivo de alivio)= ≤ 1,0 x PS
6.- Ajuste del dispositivo de alivio de presión= 1,0 x PS
7.- Presión máxima de descarga para la capacidad nominal de la válvula de seguridad= ≤ 1,1 x PS”.

Por ultimo se contemplan cinco sectores diferenciados:
“1. Requisitos relativos a la presión.
1.1. Requisitos generales.
Todas las partes del circuito del refrigerante se deberán diseñar y construir para mantener la estanqueidad y soportar la presión que pueda producirse durante el funcionamiento, reposo y transporte teniendo en cuenta las tensiones térmicas, físicas y químicas que puedan preverse.
1.2. Presión máxima admisible.
(PS) (abreviatura utilizada por la Directiva 97/23/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 29 de mayo de 1997.)
La presión máxima admisible se deberá determinar teniendo en cuenta factores tales como:
a) Temperatura ambiente.
b) Sistema de condensación (por aire, agua, etc.).
c) Insolación o radiación solar con el sistema parado (en el caso de instalaciones situadas total o parcialmente en el exterior, por ejemplo, pistas de hielo).
d) Método de desescarche.
e) Tipo de aplicación (refrigeración o bomba de calor).
f) Márgenes de operación, entre la presión normal de trabajo y los dispositivos de protección (controles eléctricos, válvulas de seguridad, etc.).
Estos márgenes deberán tener en cuenta los posibles incrementos de presión debidos a:
1) Ensuciamiento de los intercambiadores de calor,
2) Acumulación de gases no condensables;
3) Condiciones locales muy extremas.
Sin embargo el valor mínimo para la presión máxima admisible se determinará de acuerdo con la presión de saturación del refrigerante para las temperaturas mínimas de diseño especificadas en la tabla 1.

De cuerdo con el apartado 5.2.2. de la IF-04, esta tabla no se aplicara para el refrigerante CO2. 
Cuando los evaporadores puedan estar sometidos a altas presiones, como por ejemplo: durante el desescarche por gas u operación en ciclo inverso, se deberá utilizar la temperatura especificada para el sector de alta presión”.

Con esta hoja de cálculo pretendemos disponer de todas las variantes de presiones que inciden en la instalación frigorífica con posibilidad de ajustar las presiones según necesidad partiendo de las presiones de saturación de los gases a la temperatura mínima que corresponde a cada zona.
Para ello tenemos cuatro páginas, donde la primera será de ingreso de datos de cálculo y variables y las tres restantes corresponden a las tres zonas climáticas diferenciadas por la presión de diseño específica de la zona (aquí solo se muestra la zona “A” para la explicación de los datos, siendo las otras dos de igual contenido).



Zona “A” de la hoja: mapa de las distintas zonas climáticas para situar la ubicación de la instalación.
 Zona “B” de la hoja: Datos variables en % para añadir en caso de suciedad de los distintos sectores independientes, a excepción de la última casilla donde se puede incrementar la presión de todos los gases para pasarlas a presiones manométricas o cualquier otro menester.
Zona “C” de la hoja: presión de saturación de distintos gases más usuales en función de la zona y su temperatura (datos fijos a excepción de las casillas donde esta situado el R-22 que se puede sustituir por otro gas distinto a los expuestos).
Nota: si se quiere cambiar dichos valores se tendrá que desbloquear la hoja con la clave “pascalin”.

Hoja de resultados por zona climática (tres hojas correspondientes a zona A, B y C)
Solo presentamos una, ya que los otras dos son idénticas a excepción de las presiones que corresponden a su zona.



Zona “D” de la hoja: corresponde a los cinco sectores diferenciados por el reglamento
Zona “E” de la hoja: es el valor mínimo que exige el reglamento con relación a la presión máxima admisible y los podemos variar, teniendo la precaución de que no sea el valor inferior al exigido con relación al dispositivo o presión requerida, teniendo la opción de variar este valor independiente en cada caso y sector.
Zona “F” de la hoja: estas presiones corresponden a las presiones nominales de funcionamiento del sistema de los distintos gases y aplicaciones como: presión de condensación (presión nominal en el sector de alta), presión de evaporación en alta temperatura, presión de evaporación en media temperatura y presión de evaporación en baja temperatura (estas tres corresponden a la presión nominal en el sector de baja).


Aviso, esta plantilla ya se encuentra integrada en la plantilla general de toda la documentación publicada en este bloc y que estan entrelazadas entre si y disponible en este enlace.



14 comentarios:

  1. Hola buenos días, antes de nada felicitarles por este blog.
    Tengo una duda; estoy buscando un compresor semi hermético a pistón de 60 Cv, he mirado la tabla que teneís en la guia y no entiendo lo que representa el rendimiento en Watios, es decir, no sé si esos watios son los que se transforman en frigorías o si dicho rendimiento tiene otra interpretación. Si alguien puede aclararmelo estaría muy agradecido.
    Gracias de antemano y saludos cordiales.

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    1. Los fabricantes de equipos tienen la obligación de expresar los rendimientos en watios de acuerdo al sistema internacional de medidas (SI), aunque algunos dan los dos valores.
      Para cambiar los watios a frigorias solo tienes que multiplicar el valor en vatios por 0,86, resultando las frigorias de rendimiento del compresor.

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    2. Muchísimas gracias, pero aún así, sigo sin entender qué quiere decir ese dato. Me explico, si por ejemplo el dato depués de multiplicado por 0,86 me da 84400 frigorías, qué significa esto en términos de rendimiento. Perdón por mi ignorancia pero estoy empezando en esto.
      Saludos y gracias de nuevo.

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  2. A grandes rasgos y siendo lo mas claro posible, significa que ese compresor te rinde o es capaz de producir 84.000 frigorias hora.
    A tener en cuenta estos datos:
    1.- los redimientos del compresor se dan en varias temperaturas de condensación y de evaporación, que se tienen que ajustar a las de la instalación.
    2.- El evaporador, condensador y válvula de expansión, junto con el rendimiento del compresor, tienen que estar equilibradas, osea que tienen que ser las mismas potencias +,-.
    3.- el rendimiento de una instalación no lo da el compresor, lo da el cálculo de cargas térmicas, donde se contemplan todas las aportaciones de calor (genero, paredes, uso etc.), situación de instalación y temperatura interior del recinto o de trabajo y co esos datos de necesidades frigorificas, buscamos el compresor, evaporador, condensador y válvula de expansión necesarias.
    Si lo que pretendes es comparar rendimientos de compresores, tienes que tener los rendimiento del compresor original y comparar su potencia en las distintas temperaturas de evaporación y condensación y desplazamiento volumetrico con los nuevos.

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    1. Muchísimas gracias de nuevo, ha sido de gran ayuda.
      Saludos cordiales

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  3. Felicidades por el blog! Es de mucha ayuda

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  4. Hola buenos días, explico la situación: voy a montar unos secaderos de jamones en la zona climática C, dichos equipos trabajarán a -5+40, con gas R-134a, calderines con presión de timbre 32 bar, una válvula de seguridad tarada a 20,5 bar. Y mi problema es en el libro de registro de instalación frigorífica, en la hoja de Certificado de Pruebas Estanqueidad, me gustaría saber los datos a rellenar de todos los tipos de presiones reflejados en dicho certificado.
    Muchas gracias
    Enhorabuena por el blog

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    1. Gracias por el comentario, te comento paso a paso los datos a utilizar usando esta hoja de calculo para tu caso en concreto:
      En el certificado que mencionas, hay dos apartados, 1 referido a Presiones de Proyecto, que serian las presiones teóricas a las que funciona la instalación y 2 Presiones realizadas.
      En este caso en concreto, considero que el secadero de jamones dispone de un condensador de aire a distancia, para los ciclos de frío.
      1 PRESIONES DE PROYECTO
      .- Presión de servicio Nominal.
      Estas presiones son las del refrigerante utilizado a su temperatura correspondiente, que para el R-134a a +40 ºC de condensación (sector de alta) son 9,15 bar y a -5 ºC de evaporación (sector de baja) son 1,43 bar.
      .- Presión de servicio máxima.
      Estas presiones te las da el fabricante del compresor (o en su caso el Certificado CE del fabricante del secadero), en su catalogo técnico, que en caso de desconocerlas, puedes considerar un 25 % mas sobre las presiones de servicio nominales, a titulo orientativo.
      .- Presión de tarado de la válvula de seguridad.
      En el sector de alta ya la conoces, al ser la válvula de seguridad del recipiente y en baja no suele llevar, en caso de que exista, se tomara la presión que indica dicha válvula.
      PRUEBAS REALIZADAS
      .- Presión de prueba de resistencia.
      Estas presiones te las tienen que dar el fabricante del evaporador, el fabricante del condensador o en su defecto el fabricante del secadero en su certificad CE al ser un equipo semi compacto, si no dispones de dichos datos, los puedes obtener de la hoja de calculo, en la zona climática "C" que en el apartado de Sector de alta presión con condensador enfriado por aire, la prueba de resistencia mínima que exige el reglamento son 25,80 bar para el R134a en zona climática C.
      NOTA: esta presión es la teórica sin suciedad en el condensador. Los fabricantes siempre te dan una presión muy superior, al calcular les equipos para su funcionamiento con diferentes refrigerantes y en el peor de los casos.
      En el sector de baja con intercambiador (evaporador) expuesto a temperatura interior, serian: 15,73 bar, considerando la nota anterior.
      .- Presión de prueba de estanqueidad.
      La presión mínima de prueba de estanqueidad en este caso, para alta presión: 16,24 bar y para baja presión: 8,67 bar.
      NOTA: estas presiones son mínimas en los casos mas favorables.
      .- Desconexión del limitador de presión.
      Esta presión es la de corte de los presostatos de seguridad, que puedes encontrar en el apartado 7 "Ajuste del dispositivo limitador de presión", que para alta seria 16,24 bar y para baja 8,67 bar, si el presostato de baja actúa como de seguridad o 0,2 bar si actúa como paro por baja presión.

      NOTA: todas estas informaciones son a titulo orientativo, en la primera pagina de esta hoja de calculo se dispone de unos apartado de "DATOS VARIABLES" para considerar varios factores, como suciedad, liquidos etc.

      Espero que estas informaciones aclaren tus dudas. Un Saludo

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    2. Muchas gracias por la información y ayuda. Otra duda que tengo, es en la relación de equipos a presión, en el apartado de tuberías, el diámetro nominal que hay que poner, es el perteneciente a la tubería de aspiración, descarga o líquido.

      Muchas gracias de nuevo

      Un saludo

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  5. En este apartado solo hace referencia a si son del sector de alta o baja y se colocara en caso de que el diámetro sea superior a 25 mm, tal como indica el RD 769/1999, de 7 de Mayo, por el que se dictan las disposiciones de aplicación de la Directiva del Parlamento Europeo y del Consejo, 97/23/CE, relativa a los equipos a presión.

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  6. Muy buenas tardes,
    He estado intentando bajarme la plantilla pero no he podido, hay alguna manera de conseguirla.

    Muchas gracias

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    1. Siento el desaguisado que alguien hizo con todos los enlaces de Dropbox que tendre que ir restaurando poco a poco.
      Mientras tanto puedes entrar directamente en este enlace donde esta todas las plantillas y mas,
      https://drive.google.com/folderview?id=0ByplJqjLK-vWZlpmMFF0Ykgzb28&usp=sharing
      También puedes entrar en la pestaña de cabecera de "Localización de documentos y entrar directamente en el directorio.
      Espero que estas acciones solucionen el problema momentáneamente mientras restauro todo. Un saludo

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    2. Muchas gracias,
      Es un escelente trabajo

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