Sistemas de refrigeración y sus elementos clave para el uso racional de energía

EELLAABBOORRAADDOO PPOORR::
UUNNIIVVEERRSSIIDDAADD DDEELL AATTLLÁÁNNTTIICCOO
GGRRUUPPOO DDEE GGEESSTTIIÓÓNN EEFFIICCIIEENNTTEE DDEE EENNEERRGGÍÍAA,, KKAAII::
DDRR.. JJUUAANN CCAARRLLOOSS CCAAMMPPOOSS AAVVEELLLLAA,, IINNVVEESSTTIIGGAADDOORR PPRRIINNCCIIPPAALL..
MMSSCC.. EEDDGGAARR LLOORRAA FFIIGGUUEERROOAA,, CCOOIINNVVEESSTTIIGGAADDOORR..
MMSSCC.. LLOOUURRDDEESS MMEERRIIÑÑOO SSTTAANNDD,, CCOOIINNVVEESSTTIIGGAADDOORR..
MMSSCC.. IIVVÁÁNN TTOOVVAARR OOSSPPIINNOO,, CCOOIINNVVEESSTTIIGGAADDOORR..
IINNGG.. AALLFFRREEDDOO NNAAVVAARRRROO GGÓÓMMEEZZ,, AAUUXXIILLIIAARR DDEE IINNVVEESSTTIIGGAACCIIÓÓNN..
UUNNIIVVEERRSSIIDDAADD AAUUTTÓÓNNOOMMAA DDEE OOCCCCIIDDEENNTTEE
GGRRUUPPOO DDEE IINNVVEESSTTIIGGAACCIIÓÓNN EENN EENNEERRGGÍÍAASS,, GGIIEENN::
MMSSCC.. EENNRRIIQQUUEE CCIIRROO QQUUIISSPPEE OOQQUUEEÑÑAA,, CCOOIINNVVEESSTTIIGGAADDOORR..
MMSSCC.. JJUUAANN RRIICCAARRDDOO VVIIDDAALL MMEEDDIINNAA,, CCOOIINNVVEESSTTIIGGAADDOORR..
MMSSCC.. YYUURRII LLÓÓPPEEZZ CCAASSTTRRIILLLLÓÓNN,, CCOOIINNVVEESSTTIIGGAADDOORR..
EESSPP.. RROOSSAAUURRAA CCAASSTTRRIILLLLÓÓNN MMEENNDDOOZZAA,, CCOOIINNVVEESSTTIIGGAADDOORR..
AASSEESSOORR
MMSSCC.. OOMMAARR PPRRIIAASS CCAAIICCEEDDOO,, CCOOIINNVVEESSTTIIGGAADDOORR..
UUNN PPRROOYYEECCTTOO DDEE LLAA UUNNIIDDAADD DDEE PPLLAANNEEAACCIIÓÓNN MMIINNEERROO
EENNEERRGGÉÉTTIICCAA DDEE CCOOLLOOMMBBIIAA ((UUPPMMEE)) YY EELL IINNSSTTIITTUUTTOO
CCOOLLOOMMBBIIAANNOO PPAARRAA EELL DDEESSAARRRROOLLLLOO DDEE LLAA CCIIEENNCCIIAA YY LLAA
TTEECCNNOOLLOOGGÍÍAA.. ““FFRRAANNCCIISSCCOO JJOOSSÉÉ DDEE CCAALLDDAASS”” ((CCOOLLCCIIEENNCCIIAASS))..

____________________________________________________________________________________________________________
EEFFIICCIIEENNCCIIAA EENN SSIISSTTEEMMAASS DDEE CCLLIIMMAATTIIZZAACCIIÓÓNN i
CCOONNTTEENNIIDDOO
Pág.
11.. SSIISSTTEEMMAASS DDEE RREEFFRRIIGGEERRAACCIIÓÓNN………………………………………………………………………………...... 11
11..11 AAPPLLIICCAACCIIOONNEESS………………………………………………………………………………………………………………………………....11
11..22 EELLEEMMEENNTTOOSS CCLLAAVVEESS PPAARRAA EELL UUSSOO RRAACCIIOONNAALL DDEE EENNEERRGGÍÍAA ((UURREE)).......................... 22
11..33 CCOOMMPPOORRTTAAMMIIEENNTTOO EENNEERRGGÉÉTTIICCOO………………....………………………………………………................................ 33
11..44 CCOONNDDIICCIIÓÓNN AAPPRROOPPIIAADDAA DDEELL SSIISSTTEEMMAA…………………………………………………….................................... 44
11..55 RREECCOOMMEENNDDAACCIIOONNEESS GGEENNEERRAALLEESS DDEE OOPPEERRAACCIIÓÓNN DDEE EEQQUUIIPPOOSS DDEE
RREEFFRRIIGGEERRAACCIIÓÓNN………………………………………………………………………………………………………………………….. 55
11..66 EELLEEMMEENNTTOOSS CCLLAAVVEESS PPAARRAA EELL UURREE EENN SSIISSTTEEMMAASS DDEE RREEFFRRIIGGEERRAACCIIÓÓNN.............. 55
11..77 AALLGGUUNNAASS TTEEMMPPEERRAATTUURRAASS NNOORRMMAALLEESS DDEE AALLMMAACCEENNAAMMIIEENNTTOO………………....................77
22.. SSIISSTTEEMMAA DDEE AACCOONNDDIICCIIOONNAAMMIIEENNTTOO DDEE AAIIRREE……………………………………………….... 88
22..11 EELLEEMMEENNTTOOSS CCLLAAVVEESS PPAARRAA EELL UUSSOO RRAACCIIOONNAALL DDEE EENNEERRGGÍÍAA…………................................ 88
22..22 RREECCOOMMEENNDDAACCIIOONNEESS GGEENNEERRAALLEESS PPAARRAA EELL AACCOONNDDIICCIIOONNAAMMIIEENNTTOO DDEE AAIIRREE......1111
33.. VVEENNTTIILLAACCIIÓÓNN…………………………………………………………………………………………………………....………………...... 1122
44.. AAPPLLIICCAACCIIOONNEESS TTÉÉRRMMIICCAASS…………………………………………………………………………..………………........1144
44..22 CCAALLEENNTTAAMMIIEENNTTOO DDEE AAGGUUAA…………………………………………………………………………………………………….... 1166

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EEFFIICCIIEENNCCIIAA EENN SSIISSTTEEMMAASS DDEE CCLLIIMMAATTIIZZAACCIIÓÓNN 1
11.. SSIISSTTEEMMAASS DDEE RREEFFRRIIGGEERRAACCIIÓÓNN
La refrigeración de productos para su conservación es un proceso que requiere
del consumo de una cantidad apreciable de energía. En la industria en muchos
casos se observa operar un equipo de refrigeración bajo condiciones muy
desfavorables que incrementan su consumo de energía. El usuario normalmente
está más interesado en mantener las temperaturas requeridas que el estado de
operación de los equipos o del costo de la producción.
Las razones principales de un bajo coeficiente de rendimiento de la planta se
resumen, considerando el ciclo refrigerante y su uso que debe analizarse desde
dos puntos principales:
El mantenimiento deficiente de los intercambiadores de calor hace que la
capacidad de refrigeración se vea disminuida y aumente el requerimiento de
potencia del compresor. Si no se mantiene la carga del refrigerante adecuado
para el ciclo, baja la temperatura de evaporación, lo que también reduce la
capacidad del sistema.
Por otro lado, la mala regulación o temperaturas de termostatos muy bajas
incrementan los requerimientos de refrigeración. En cuartos fríos los
requisitos de refrigeración aumentan inadmisiblemente debido a las aperturas
de puertas del cuarto y defectos en los aislamientos. Las líneas de succión se
mantienen aisladas para evitar un aumento innecesario en los requerimientos
de refrigeración.
11..11 AAPPLLIICCAACCIIOONNEESS
a. Aplicaciones al Acondicionamiento Ambiental de Confort.
Refrigeración residencial.
Refrigeración comercial.
Refrigeración para usos de pública concurrencia, docentes, de oficinas,
recreativos, centro de comunicaciones, etc.
b. Aplicaciones Industriales.
Refrigeración aplicada a la preparación de alimentos sólidos y líquidos (a
distintas temperaturas).
Refrigeración de almacenes para la conservación de alimentos.
Refrigeración de procesos de fabricación diversos.

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c. Producción de Frío.
Los métodos corrientemente empleados para la producción de frío, a nivel de
la tecnología actual, se basan fundamentalmente en dos sistemas o ciclos
termodinámicos: el ciclo de compresión de vapor, y el ciclo de absorción.
Para ciertas aplicaciones en el mercado comienzan a aparecer sistemas
basados en efectos termoeléctricos. Sin embargo, debido a su escasa
difusión actual, este sistema no va a ser considerado en este curso.
El Sistema de refrigeración por compresión de vapor es, el sistema más
empleado en la actualidad y del que existen más realizaciones hechas a lo
largo de muchos años. Probablemente el porcentaje de instalaciones a
compresión de vapor, referido a unidades de energía, representa un 95% del
total de instalaciones.
En general puede decirse que las instalaciones de producción de frío basada
en el ciclo de absorción encuentran su mejor mercado en el campo de las
instalaciones para acondicionamiento ambiental, aunque nada se opone
técnicamente a su utilización en instalaciones de refrigeración industrial a
temperaturas moderadamente bajas.
11..22 EELLEEMMEENNTTOOSS CCLLAAVVEESS PPAARRAA EELL UUSSOO RRAACCIIOONNAALL DDEE EENNEERRGGÍÍAA ((UURREE))
a. Refrigerador Doméstico.
Ubicarlo en el lugar más fresco del local, no exponerlo a los rayos del sol.
Seguir esta simple recomendación significa mayor duración y menor
consumo.
Colocar el termostato en posición mínimo o medio, si está en posición
máximo se consume aproximadamente 50% más.
El consumo de energía del refrigerador se incrementa con el número y la
duración de la apertura de la puerta. En el caso de congeladores debe
limitarse aún más las aperturas.
Si no se cuenta con dispositivo automático de deshielo, es conveniente
evitar la acumulación del hielo (espesor menor de 5 mm) sobre la pared
interna, pues ésta incrementa el consumo de energía y reduce el tiempo de
vida del equipo.
Asegurar que la puerta esté bien cerrada y la empaquetadura de goma en
buen estado. El aislamiento térmico es muy importante.
Evitar la formación de polvo en el condensador (limpiar la parte posterior).
Los sistemas destinados al acondicionamiento ambiental de confort, tienen
por objeto conseguir unas condiciones ambientales de temperatura
mantenidas entre márgenes relativamente estrechos. De hecho estas
temperaturas pueden mantenerse con facilidad si se dispone de una fuente
de frío a temperaturas entre 4ºC y 10ºC. Termodinámicamente hablando, la

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producción de frío exige la existencia de un foco caliente, al que se
“bombea” el calor que se extrae del lugar en el que se produce el frío
deseado. Pues bien, en aplicaciones de acondicionamiento ambiental de
confort, este foco caliente suele estar a temperaturas entre 40 ºC y 60º C.
b. Refrigeración Industrial.
En el caso de la refrigeración industrial, en general, las condiciones de
temperatura, tanto del foco frío como del foco caliente, varían dentro de
márgenes mucho más amplios. De hecho y desde un punto de vista puramente
científico, cabría pensar que el foco frío o la fuente de frío pueden estar entre
unos pocos grados por encima del cero absoluto y unos pocos grados por debajo
de la temperatura ambiente normal. En realidad este curso considera solamente
aplicaciones técnicas y como tales, los márgenes de la temperatura de la fuente
de frío cabe establecerlos entre los +20ºC y los -150ºC. Esta última, refrigeración
criogénica, y cuya consideración queda fuera del alcance del curso.
Dadas estas condiciones, se comprende que los objetivos de la refrigeración
industrial son muy amplios y variados. A título de ejemplo puede decirse que la
refrigeración industrial debe cubrir el objetivo de producir frío para el
almacenamiento de caramelos a unos 15ºC, en condiciones estrictas, tanto de
temperatura como de humedad; para el oreo de carne de vacuno entre 0ºC y -
2ºC; debe atender simultáneamente a las exigencias de frío a -30ºC para la
conservación de helados, a -20ºC para la conservación de congelados y a -4ºC
para la conservación de carne, caso típico en las cámaras de un supermercado;
otro tipo de aplicaciones puede exigir el enfriamiento a -70ºC del aire necesario
para la combustión de motores de aviación en una instalación de ensayos, o bien
utilizar el frío en un ciclo de licuefacción de cloro, condensado a 0ºC, -25ºC y -
45ºC.
11..33 CCOOMMPPOORRTTAAMMIIEENNTTOO EENNEERRGGÉÉTTIICCOO..
A continuación del análisis del funcionamiento de los componentes de los
sistemas, parece oportuno resumir los puntos más importantes de su
comportamiento energético.
Debe tenderse a una regulación minuciosa de la capacidad de los
compresores, para adaptarse a las exigencias de la carga.
Un correcto dimensionado de los conductos de paso de líquido y gas
contribuye a disminuir las pérdidas de carga y, en consecuencia, el consumo
energético del sistema.
La elevación de la presión de aspiración (o la temperatura de evaporación),
contribuye a disminuir el consumo energético por unidad de refrigeración.
La disminución de la temperatura de condensación hace disminuir el
consumo energético por unidad de refrigerante.

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El recalentamiento de los gases aspirados, con aumento del efecto
refrigerante, hace disminuir el consumo energético por unidad de
refrigeración. Así, hay que procurar que tal recalentamiento se produzca en el
evaporador o ambiente refrigerado.
El subenfriamiento del líquido con extracción de calor fuera del ciclo produce
una mejora del rendimiento de compresión. Si se emplea un intercambiador
entre los gases aspirados y el líquido condensado, se puede mejorar el
funcionamiento del compresor, ya que éste funciona con los cilindros más
fríos.
Es importante mantener limpias las superficies de intercambio térmico en
condensadores y evaporadores.
11..44 CCOONNDDIICCIIÓÓNN AAPPRROOPPIIAADDAA DDEELL SSIISSTTEEMMAA..
Previo a cualquier acción es preciso conocer el funcionamiento del sistema bajo
las mismas condiciones que se establecieron al realizar el proyecto. Se debe llevar
reportes de operación como en el formato indicado más adelante.
Ejemplo. Funcionamiento del Compresor.
Las principales complicaciones que presentan y sus principales causas son:
a. Poca Capacidad de Enfriamiento:
Presión de succión demasiado baja.
Sistema de regulación del compresor no funciona correctamente.
Defectos o fugas en las válvulas de succión o descarga.
Daños en los anillos del pistón o rodamientos en mal estado.
b. Alto Consumo de Energía:
Presión de descarga demasiado alta.
Motor eléctrico defectuoso.
Válvulas de cierre que no abren completamente en el lado de la descarga.
Mal funcionamiento de la válvula de retorno.
La localización de estas fallas se hace mediante pruebas sencillas al compresor,
primero verificando el funcionamiento sin ruidos o vibraciones anormales, y luego
examinando los siguientes puntos:
a. Presión de Succión y Descarga:
Nivel y presión de aceite en el compresor.
Temperaturas de sobrecalentamiento y descarga.
Válvulas del compresor.

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11..55 RREECCOOMMEENNDDAACCIIOONNEESS GGEENNEERRAALLEESS DDEE OOPPEERRAACCIIÓÓNN DDEE EEQQUUIIPPOOSS DDEE RREEFFRRIIGGEERRAACCIIÓÓNN
El empaque de las puertas de los equipos de refrigeración debe permitir un
cierre hermético para impedir la entrada de aire caliente al espacio
refrigerado.
Revise con cuidado el funcionamiento de los termostatos de modo que
apague el equipo cuando se alcance la temperatura programada. En algunos
casos los presostatos.
Inspeccione regularmente el estado del refrigerante con el fin de prevenir
fugas del mismo.
Revise el estado de aislamiento en las líneas de succión.
Optimice la temperatura de operación del refrigerador asesorándose con un
experto en asuntos de conservación de alimentos, bebidas, etc. Ver tabla
siguiente.
Cualquier ruido que se presente en el sistema de refrigeración debe
corregirse inmediatamente.
Limpie con frecuencia los filtros y los condensadores de los equipos de
refrigeración.
11..66 EELLEEMMEENNTTOOSS CCLLAAVVEESS PPAARRAA EELL UURREE EENN SSIISSTTEEMMAASS DDEE RREEFFRRIIGGEERRAACCIIÓÓNN
¿¿QQUUEE DDEEBBEE SSEERR
CCOONNSSIIDDEERRAADDOO??
¿¿CCOOMMOO SSEE PPRRUUEEBBAA??
RREEQQUUIISSIITTOOSS PPAARRAA EELL MMEEJJOORRAAMMIIEENNTTOO EENN UURREE
MMAANNTTEENNIIMMIIEENNTTOO YY
RREETTRROOFFIITTTTIINNGG
CCAAMMBBIIOO DDEE TTEECCNNOOLLOOGGÍÍAA
Encontrar defectos.
Asegurar una operación
apropiada.
Prueba visual de:
Compresor.
Condensador
Evaporador
Ciclo
Todas las partes
Mecánicas en buen
Estado.
NO
Controlar la Capacidad de
Refrigeración.
Reducir Pérdidas.
Tomar medidas en:
Compresor.
Condensador
Evaporador
Ciclo
Controlar todas las
caídas de Presión.
Usar medidores
adecuados para
cada caso.
NO
Encontrar Fallas en los
mecanismos de Distribución.
Verificar las caídas
de Presión.
Verificar la
Temperatura del
cuarto.
Medidores de
Temperatura.
Control del aislante.
NO
Determinar las condiciones
de carga parcial y las
características de la Planta.
Controlar el Coeficiente
Global de Transferencia de
Calor.
Prueba Visual.
Medición de
Temperatura.
Limpiar los
Intercambiadores de
Calor
Control de Velocidad.
Seleccionar mejor el
Compresor,
Condensador, y
evaporador.
Fuente: Manual de URE – PESENCA.

____________________________________________________________________________________________________________
FFOORRMMAATTOO RREEPPOORRTTEE DDEE OOPPEERRAACCIIÓÓNN SSIISSTTEEMMAA DDEE CCLLIIMMAATTIIZZAACCIIÓÓNN
11.. GGEENNEERRAALLIIDDAADDEESS
FFEECCHHAA HHOORRAA
NNOOMMBBRREE DDEELL OOPPEERRAARRIIOO MMOOTTOORR
CCOONNSSUUMMOO DDEE PPOOTTEENNCCIIAA ((KKWW)) MMAARRCCAA NNOO..
TTEEMMPPEERRAATTUURRAA DDEELL CCUUAARRTTOO DDEE MMÁÁQQUUIINNAASS ((ººCC)) CCOOSS NN ((RRPPMM))
22.. CCOOMMPPRREESSOORR
MMAARRCCAA NNOO..
PPRREESSIIÓÓNN DDEE SSUUCCCCIIÓÓNN TTEEMMPPEERRAATTUURRAA DDEE SSUUCCCCIIÓÓNN
PPRREESSIIÓÓNN DDEE DDEESSCCAARRGGAA TTEEMMPPEERRAATTUURRAA DDEE DDEESSCCAARRGGAA
TTEEMMPPEERRAATTUURRAA DDEE LLAA LLÍÍNNEEAA DDEE SSUUCCCCIIÓÓNN
33.. CCOONNDDEENNSSAADDOORR
MMAARRCCAA NNOO..
FFLLUUIIDDOO DDEE EENNFFRRIIAAMMIIEENNTTOO AAGGUUAA AAIIRREE FFLLUUJJOO MMÁÁSSIICCOO
TTEEMMPPEERRAATTUURRAA AA LLAA EENNTTRRAADDAA TTEEMMPPEERRAATTUURRAA AA LLAA SSAALLIIDDAA
44.. EEVVAAPPOORRAADDOORR
TTIIPPOO DDEE EENNFFRRIIAADDOORR LLÍÍQQUUIIDDOOSS AAIIRREE
MMAARRCCAA NNOO..
TTEEMMPPEERRAATTUURRAA AA LLAA EENNTTRRAADDAA TTEEMMPPEERRAATTUURRAA AA LLAA SSAALLIIDDAA
TTEEMMPPEERRAATTUURRAA DDEE LLAA LLÍÍNNEEAADDEE SSUUCCCCIIÓÓNN TTEEMMPPEERRAATTUURRAA DDEELL AAIIRREE AATTMMOOSSFFÉÉRRIICCOO
44.. DDIIAAGGRRAAMMAA DDEESS SSIISSTTEEMMAA EENNFFRRIIAAMMIIEENNTTOO
NNOOMMBBRREE RREESSPPOONNSSAABBLLEE FFIIRRMMAA RREESSPPOONNSSAABBLLEE
IINNSSTTIITTUUTTOO CCOOLLOOMMBBIIAANNOO PPAARRAA EELL DDEESSAARRRROOLLLLOO DDEE LLAA CCIIEENNCCIIAA YY LLAA
TTEECCNNOOLLOOGGÍÍAA ““FFRRAANNCCIISSCCOO JJOOSSÉÉ DDEE CCAALLDDAASS””-- CCOOLLCCIIEENNCCIIAASS
UUNNIIDDAADD DDEE PPLLAANNEEAACCIIÓÓNN MMIINNEERROO EENNEERRGGÉÉTTIICCAA--UUPPMMEE
MMIINNIISSTTEERRIIOO DDEE MMIINNAASS YY EENNEERRGGÍÍAA –– RREEPPÚÚBBLLIICCAA DDEE CCOOLLOOMMBBIIAA
CCÓÓDDIIGGOO:: 000044 FFEECCHHAA:: 2277//1111//22000066 VVEERRSSIIÓÓNN:: 0022 PPÁÁGGIINNAA 11 DDEE 11
HHOOJJAA NN ºº::

____________________________________________________________________________________________________________
11..77 AALLGGUUNNAASS TTEEMMPPEERRAATTUURRAASS NNOORRMMAALLEESS DDEE AALLMMAACCEENNAAMMIIEENNTTOO
CCUUAARRTTOO FFRRÍÍOO TTEEMMPPEERRAATTUURRAA °°CC
CCAAPPAACCIIDDAADD DDEE EENNFFRRIIAAMMIIEENNTTOO
[[KKJJ//m33
.. DDÍÍAA]] PPAARRAA VVOOLLÚÚMMEENNEESS
DDEE CCUUAARRTTOOSS FFRRÍÍOOSS EENN m33
1100 AA 2200 >> 110000
Almacenamiento normal de alimentos +2…+4 4000
Cuarto de manejo +6…+8 2900
Cuartos de añejamiento +0…+2 4200 3350
Cuarto de pollos congelados -10…-12 5900 4200
Cuarto de carne congelada -10…-12 8400 6700
CCUUAARRTTOOSS FFRRÍÍOOSS PPAARRAA::
Leche +2…+4 3150
Mantequilla +2…+4 3350
Queso 0…+2 3800 2900
Vegetales +2…+4 3350 2500
Fuente: Manual de URE - PESENCA

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22.. SSIISSTTEEMMAA DDEE AACCOONNDDIICCIIOONNAAMMIIEENNTTOO DDEE AAIIRREE
El acondicionamiento de aire es un proceso necesario para la optimización de
algunos procesos industriales y para el bienestar de las personas que se
encuentran dentro de un recinto.
Como en el proceso de refrigeración, el acondicionamiento de aire requiere del
suministro de energía, alcanzando costos muy significativos. Por esta razón, es de
los sistemas que más control y mantenimiento requieren.
El propósito de un sistema de acondicionamiento de aire es tratar el aire para
lograr controlar condiciones de humedad, temperatura, pureza y ventilación, con el
fin de proporcionar ambiente confortable a las personas y adecuado a máquinas y
materiales cuyas condiciones de operación y conservación así lo exijan.
El cumplimiento de este objetivo se lleva a cabo por los procesos de ventilación,
calentamiento, enfriamiento, humidificación, deshumidificación, filtrado y
refrigeración. Cada uno de los cuales cumple una función específica y diseñada
para operar correctamente dentro de rangos establecidos.
22..11 EELLEEMMEENNTTOOSS CCLLAAVVEESS PPAARRAA EELL UUSSOO RRAACCIIOONNAALL DDEE EENNEERRGGÍÍAA..
Existen diferentes estrategias para obtener un ahorro energético en los sistemas
de acondicionamiento de aire. En el programa que se sugiere se establecen cuatro
elementos claves que deben verificarse, tanto en el sistema de acondicionamiento
de aire propiamente dicho, como en el local que se acondiciona, los cuales son:
1. Asegurar una operación adecuada.
2. Reducir la demanda y controlar la carga.
3. Reducir las pérdidas por control de los dispositivos de distribución y del
sistema.
4. Ahorrar y recuperar energía.
En la siguiente Tabla se muestran esquemáticamente estos elementos y luego se
dan recomendaciones generales para una mejor operación del sistema.

____________________________________________________________________________________________________________
EELLEEMMEENNTTOO
CCLLAAVVEE
¿¿QQUUÉÉ HHAAYY QQUUEE
VVEERRIIFFIICCAARR??
¿¿CCÓÓMMOO SSEE VVEERRIIFFIICCAA?? HHOOUUSSEEKKEEEEPPIINNGG RREETTRROOFFIITTTTIINNGG
CCAAMMBBIIOO DDEE
TTEECCNNOOLLOOGGÍÍAA
11.. AASSEEGGUURRAARR UUNNAA OOPPEERRAACCIIÓÓNN AADDEECCUUAADDAA
SSIISSTTEEMMAA DDEE AA--AA
La totalidad del sistema y
sus componentes.
Registrar:
Temperaturas.
Humedad.
Presión.
Volumen de aire.
Prueba operacional:
Condiciones del flujo.
Componentes
mecánicos.
Controles.
Limpiar filtros y rejilla de las
unidades manejadoras,
componentes, tuberías y
ductos.
Reemplazar las partes
defectuosas.
Recargar y presurizar agua
y sistema refrigerante.
Aplicar medidas de
mantenimiento continuo.
No No
LLOOCCAALL
AACCOONNDDIICCIIOONNAADDOO
Uso y función de:
Cuartos.
Componentes.
Prueba visual y
operativa de:
Puertas, ventanas y
persianas.
Cerrar y/o sellar:
Puertas, ventanas, cortinas,
aberturas y fugas.
No No
22.. RREEDDUUCCIIRR DDEEMMAANNDDAA YY CCOONNTTRROOLLAARR CCAARRGGAA
Comparar el desempeño
con los requisitos de:
Temperatura.
Tasa de flujo.
Cambio de aire.
Presión.
Estableciendo los
requerimientos
mínimos y
comparándolos con los
registros y rangos
actuales.
No
Cambiar los rangos
operativos para
satisfacer los nuevos
requerimientos.
LLOOCCAALL
Tamaño y uso de los
cuartos.
Localización de los
cuartos.
Exposición.
Ventas y vidrios.
Estableciendo los
requerimientos
mínimos y
comparándolos con la
situación actual.
No
Reorganizar los
cuartos para reducir
el consumo de
energía.
Cambio de
luminarias
incandescentes.
Reducir:
Tamaño de los
cuartos.
Área de los
vidrios.

____________________________________________________________________________________________________________
EELLEEMMEENNTTOO
CCLLAAVVEE
¿¿QQUUÉÉ HHAAYY QQUUEE
¿¿CCÓÓMMOO SSEE VVEERRIIFFIICCAA?? HHOOUUSSEEKKEEEEPPIINNGG RREETTRROOFFIITTTTIINNGG
CCAAMMBBIIOO DDEE
33.. RREEDDUUCCIIRR PPÉÉRRDDIIDDAASS PPOORR CCOONNTTRROOLL DDEE LLOOSS DDIISSPPOOSSIITTIIVVOOSS DDIISSTTRRIIBBUUCCIIÓÓNN YY DDEELL SSIISSTTEEMMAA
Aislamiento apropiado
de los componentes y
tuberías, partes que
causan pérdidas
evitables.
Partes que pueden ser
omitidas.
Supervisión y
chequeo estimando
las pérdidas
comparando las
diferentes
Modificaciones.
No
Reemplazo del
aislamiento.
Inadecuado o
dañado.
Eliminar las partes
puntiagudas.
Nuevo
aislamiento.
Cambio de los
componentes
que causan:
Pérdidas.
Remoción de
las partes
innecesarias.
LLOOCCAALL
Aislamiento del techo
y las paredes.
Cortinas.
Termografía.
No
Eliminar puntos de
fuga:
Reemplazar el
aislante dañado o
inadecuado.
Pintar el techo y
paredes de blanco.
Nuevo
aislamiento
Polarización de
Ventanas
Adicionar
cortinas, rejillas
de ventilación,
atenuadores.
44.. AAHHOORRRRAARR YY RREECCUUPPEERRAARR EENNEERRGGÍÍAA
Eficiencia energética del
sistema/componentes,
Dispositivo de Ahorro de
Energía.
Verificando y
evaluando:
Condiciones de
diseño, consumo de
energía.
Sistemas de
recuperación de
Energía.
Cumplir el procedimiento del
catálogo de mantenimiento.
Aplicar control
automático.
Instalar
componentes
de mayor
Eficiencia.
Instalar
sistemas y
unidades de
recuperación
de energía.
Fuente: Manual de URE – PESENCA

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22..22 RREECCOOMMEENNDDAACCIIOONNEESS GGEENNEERRAALLEESS PPAARRAA EELL AACCOONNDDIICCIIOONNAAMMIIEENNTTOO DDEE AAIIRREE..
Mantenga puertas y ventanas cerradas en los ambientes acondicionados con
el fin de evitar la entrada de aire caliente del exterior.
Apagar los equipos de acondicionamiento de aire en las áreas desocupadas.
Contemple la posibilidad de apagar los equipos de acondicionamiento de aire
en oficinas así :
Durante las horas de refrigerio.
Una hora o media hora antes de la hora de salida.
Mantenga en condiciones de correcto funcionamiento los acondicionadores y
además, en estado de buena limpieza los filtros, serpentines y ventiladores
En los espacios acondicionados disminuya en lo posible la carga de calor
introducida por la excesiva iluminación, por maquinarias o equipos que
permanezcan encendidos innecesariamente.
Analice la posibilidad de aislar térmicamente los edificios e instalaciones o, al
menos, secciones de los mismos.
Por todos los medios posibles favorezca la arborización alrededor de las
edificaciones con ello se consigue disminuir la transferencia de calor hacia el
interior de las mismas, el resultado será la reducción sensible de las cargas
de los acondicionadores de aire.
Otra reducción en las cargas de los acondicionadores de aire se logra
rediseñando los espacios siguiendo las normas de la Arquitectura Solar
Pasiva que aconseja, entre otras cosas, favorecer la circulación de aire a
través de determinados espacios.
Mantener en buen estado los sistemas de control como presostatos y
termostatos.

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33.. VVEENNTTIILLAACCIIÓÓNN
Los ventiladores son máquinas muy útiles en la industria, sus campos de
aplicación más comunes son: secadores, torres de enfriamiento, hornos rotatorios,
acondicionadores de aire y calderas. Se consideran equipos básicos, sin embargo,
generalmente son escogidos y operados sin seguir ninguna metodología
aceptada. Como consecuencia, el rendimiento de estos aparatos se ve muy
afectado, incrementando su consumo de energía.
Los ventiladores son construidos en una gran variedad de tipos y tamaños, siendo
los de tamaños grandes que trabajan en sistemas conductos los que presentan
mejores oportunidades de ahorro.
Aunque la operación de los ventiladores siempre esté asociada a unas pérdidas
de presión normales, deben evitarse todas aquellas pérdidas innecesarias en
presión y consecuentemente de energía.
La causa de pérdidas más común es la pobre adaptación del ventilador con la
demanda, es decir, el ventilador entrega un flujo distinto al requerido. Para
propósitos tales como ventilación de cuartos, edificios y refrigeración en la etapa
de planeación no son conocidas las necesidades reales y se opta por escoger un
ventilador sobredimensionado. Esto conlleva a una descarga excesiva. Mientras
una descarga deficiente se hace evidente por mal funcionamiento del respectivo
sistema, una descarga excesiva no es percibida del todo, o puede adaptarse por
medios antieconómicos como una válvula de estrangulamiento.
Otra causa de desperdicio de energía es la instalación de más ventiladores en
cuartos donde no existe la vía que permita que el flujo adicional que entra, salga.
Los desperfectos de construcción y las obstrucciones en los ductos aumentan la
resistencia al paso del flujo, necesitándose más energía para hacerlo circular: los
filtros obstruidos y el material extraño son ejemplos de ello.
Por último el mal funcionamiento del ventilador por defectos mecánicos o del
impulsor, estator o incrustaciones y sucio, ocasiona un requerimiento mayor de
energía.
Para evitar todas aquellas pérdidas innecesarias de presión y su consecuente
desperdicio de energía debe ser aplicado un programa encaminado a reducirlas.
El lograr el Uso Racional de Energía en el sistema de ventiladores requiere del
cumplimiento de cinco etapas, simplificadas en la Tabla siguiente:

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¿¿QQUUEE DDEEBBEE
SSEERR
¿¿QQUUÉÉ DDEEBBEE SSEERR
¿¿CCÓÓMMOO SSEE DDEEBBEE
RREEQQUUIISSIITTOOSS PPAARRAA EELL MMEEJJOORRAAMMIIEENNTTOO EENN UURREE
MMAANNTTEENNIIMMIIEENNTTOO
YY HHOOUUSSEEKKEEEEPPIINNGG
RREETTRROOFFIITTTTIINNGG
CCAAMMBBIIOO DDEE
CCOONNDDIICCIIOONNEESS
AADDEECCUUAADDAA DDEELL
SSIISSTTEEMMAA
Asegúrese que
toda la instalación
esté en
condiciones
apropiadas.
Prueba visual de
los conductores y
partes mecánicas
Conductos despejados, limpios y
ajustados.
NO
Partes mecánicas
en orden.
OOPPEERRAACCIIÓÓNN
AACCTTUUAALL DDEELL
VVEENNTTIILLAADDOORR
Cuál es la tasa de
flujo liberado y
cual es la
demanda.
Determinar el
caudal.
Determinar la
presión
alcanzada en el
ventilador.
Determinar las
características de
Instalación.
NO
Usar
medidores y
sensores de
flujo
adecuados.
Usar
medidores
de presión
adecuados.
NO
PPÉÉRRDDIIDDAASS
DDEENNTTRROO DDEE LLAA
IINNSSTTAALLAACCIIÓÓNN
Localizar las
partes que
causan pérdidas
de presión
evitables
Análisis de las
pérdidas.
Estimar las
pérdidas.
Comparar las
diferentes
modificaciones.
Tal y como se
hace en el primer
paso
Repara las
partes
dañadas
Analizar el
aire
atmosférico
Cambiar los
ductos
angostos y
otros
componentes
de la
instalación.
AAJJUUSSTTAARR EELL
VVEENNTTIILLAADDOORR CCOONN
LLAA DDEEMMAANNDDAA
Determinar los
requisitos del
caudal
Comparar los
esfuerzos y
beneficios con
respecto a las
diferentes
modificaciones de
control de flujo
Aplicar el control
de velocidad si es
suministrado
Aspas
móviles.
Deformación
de aspas.
Reducción de
diámetro.
Admisión
parcial.
Control
automático
de
velocidad.
Aspas
móviles.
Nuevo
rotor.
Aspas
guías
variables.
MMEEDDIIDDAASS DDEE
MMAANNTTEENNIIMMIIEENNTTOO
CCOONNTTIINNUUOO
Localizarlos
componentes
propensos a
ocasionar
pérdidas en la
instalación.
Pruebas visuales y
medidas de
pérdidas de
presión.
Aplicar el control
de mantenimiento
en intervalos fijos.
Recuperar las
partes
gastadas y
desajustadas.
Usar correas
dentadas.
Seleccionar
el mejor
modelo de
ventilador
disponible, si
el actual llega
a quedar
inservible.
Fuente: Manual de URE – PESENCA.

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44.. AAPPLLIICCAACCIIOONNEESS TTÉÉRRMMIICCAASS
Dentro de los consumidores que influyen en el consumo de energía eléctrica se
encuentran los equipos que realizan procesos de calentamiento por resistencias
eléctricas, como es el caso de los hornos eléctricos.
En los hornos de resistencia, el calor es desarrollado por la circulación de corriente
a través de resistencias distribuidas. El servicio de estos hornos es para la
aplicación de calor a cuerpos sólidos y se emplea para el tratamiento térmico de
los metales, para el recocido del vidrio y para la cocción de esmalte vítreo. Pueden
ser de dos tipos, intermitentes o de tipo continuo.
Un aspecto importante de ahorro de energía en estos procesos son los
aislamientos térmicos ya que en este punto es en donde se presentan las
mayores pérdidas.
a. CCOONNTTRROOLL DDEELL AAIISSLLAAMMIIEENNTTOO.. Si se tienen pérdidas de calor por defecto en
aislamientos o aislamiento no apropiado, habrá una baja en la eficiencia, lo que
hará que todo el sistema trate de corregirla, traduciéndose en un incremento de
consumo de energía. Por esta razón es aconsejable chequear si los
aislamientos que se tienen son los apropiados.
Cuanto mayor sea la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior,
mayor es la tendencia a un incremento de pérdida de calor. Por lo tanto, es
importante aumentar la resistencia a la pérdida de calor, aumentando el
espesor del aislamiento y/o disminuyendo el valor de la conductividad térmica.
b. CCOONNTTRROOLL DDEE LLAA TTEEMMPPEERRAATTUURRAA.. Un adecuado control de temperatura dentro del
horno de resistencias implica la regulación de la corriente eléctrica a través de
los elementos calefactores, con el fin de aumentar o disminuir, la cantidad de
energía entregada al ambiente interior del horno. Esta regulación implica la
existencia de un controlador de lazo cerrado o retroalimentación, cuya misión
será detectar la temperatura real dentro del horno por medio del dispositivo
sensor adecuado (termómetro o termocupla), conocer la temperatura deseada
de trabajo, establecida por el operario; con base en la diferencia existente entre
las dos (señal de error) deberá tomar la acción adecuada para tratar de
igualarlas, accionando en el momento oportuno los reguladores de corriente de
las resistencias. Este controlador puede ser manual o automático.

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Control Manual de Temperatura
TEMPERATURA
DESEADA
TIEMPO
TEMPERATURA
Control Automático
TEMPERATURA
DESEADA
TIEMPO
TEMPERATURA
El controlador también podrá ser de tipo proporcional, variando en forma continua
y no discontinua la corriente a través de cada elemento calefactor, con la ventaja
de obtener una regulación más precisa de la temperatura. La desventaja de este
tipo de regulador estriba en un elevado costo, puesto que se precisa la utilización
elementos electrónicos como tiristores.
c. CCOONNTTRROOLL DDEE LLAA DDEEMMAANNDDAA.. Las demandas máximas durante un período de
tiempo determinado (actualmente es de 15 minutos), las potencias activas y
reactivas son factores que se registran y se tienen en cuenta para el cobro
mensual. Es importante entonces, que el consumidor de la energía estudie la
forma de lograr picos bajos y evitar en cuanto sea posible los picos altos de
consumo de potencia, mediante un programa de entrada de potencia en los
hornos teniendo en cuenta cual es el consumo de cada horno al comenzar su
operación. Los hornos pueden ser programados para operar durante horas de
menos carga y en empresas donde posean varios, procurar no comenzar
simultáneamente la operación de todos ellos, sino establecer horarios para el
encendido y trabajo secuencial de los hornos, obteniéndose con ello que el

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pico de demanda máxima sea más bajo y se mejore entonces el promedio,
ahorrándose energía y dinero.
La eficacia con la cual una industria usa su demanda de energía es estimada
en términos de factor de carga, (relación entre el consumo promedio de
potencia y la potencia máxima en un intervalo de tiempo determinado), cuanto
más bajo sea el factor de carga, más alto será el costo por servicio eléctrico. El
mejoramiento del factor de carga se logra mediante la programación de la
carga.
d. DDEEFFIICCIIEENNCCIIAASS EENN TTRRAABBAAJJOOSS DDIISSCCOONNTTIINNUUOOSS.. Este problema hace referencia más
directamente a las condiciones de operación del horno y se plantea como una
de las limitaciones más importantes que ha de tenerse en cuenta si se
pretende ahorrar energía eléctrica.
Como ya se ha dicho, este método de calentamiento exhibe una gran inercia
térmica, lo cual, dicho en palabras sencillas, significa que el horno se demora
mucho en calentarse hasta la temperatura de operación normal y se demora
mucho en enfriarse una vez que se apaga. Esto indica que para trabajar con la
mayor eficiencia posible, debe operarse el horno en forma continua, evitando
los frecuentes encendidos y apagados que implicarán un desperdicio
energético, debido a que la gran cantidad de calor acumulado dentro del horno
en el momento de apagarlo (y que alguna vez fue energía, eléctrica que pasó a
través de nuestros contadores) no tendrá otro destino que el de disiparse en la
atmósfera sin realizar ningún trabajo útil.
Según esto, puede ser más económico para una industria operar un horno
eléctrico durante varios días seguidos en el mes, y después pararlo durante un
lapso similar, que trabajarlo durante todo el mes, pero en forma discontinua.
44..22 CCAALLEENNTTAAMMIIEENNTTOO DDEE AAGGUUAA
El voltaje de operación del calentador debe ser el indicado en la placa de
características técnicas del equipo.
Revise periódicamente los controles termostáticos de cada equipo para
asegurarse de su buen funcionamiento.
Revise periódicamente los contactos eléctricos de cada unidad.
Defina bien las necesidades de calentamiento para graduar adecuadamente
las temperaturas que deben controlar los termostatos.

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