Proyecto De Pasantia Equipo Chiller.docx

3.2 Análisis y desarrollo de la propuesta

Estado actual del aire tipo chiller 1

El sistema de aire tipo chille consta de 6 compresores semi herméticos, la cual tiene como función enfriar aire por medio de agua helada, cabe destacar, que actualmente el plan de mantenimiento preventivo existente para este equipo, es controlado por empresas foráneas, ya que el personal capacitado de la institución no cuenta con las herramientas necesarias para realizar el mantenimiento, pero aun así el mantenimiento a estos equipos no se realiza de la manera más adecuada, debido a la escasez de repuesto, materiales necesarios y un programa de mantenimiento adecuado para cada intervención

ya que la realización de dichos mantenimientos se realizan

anualmente o en el caso que se dañe un componente y conlleva a realizar paliativos para solventar las fallas que presentan, específicamente en los motores compresores ductos, de acuerdo a esta no se atacan de raíz los problemas que originan las fallas.

Figura n 1 Aire tipo chiller1 para realizar mantenimiento programado

Figura n 2 Aire tipo chiller 2 para realizar mantenimiento programado.

Componentes del aire tipo chiller

1) Equipo Chiller

Este equipo hace referencia al equipo enfriador de agua propiamente dicho con

todos sus componentes mecánicos,

eléctricos y electrónicos.

2) Tablero eléctrico de potencia, protección y control

Cada equipo chiller está asociado un tablero eléctrico desde el cual se alimentan eléctricamente estos equipos que conforman el sistema de Aire Acondicionado. En este mismo tablero tienen instalados elementos de control, protección y operación sistema.

del

3) Bases y soportes de cada equipo

Son los elementos que sostienen cada uno de los equipos que forman el sistema de Aire Acondicionado Chiller.

4) Unidades manejadoras de agua fría y fan coil

Son las unidades conectadas al sistema hidráulico de agua fría, cuya función es la de realizar el control de temperatura en los distintos ambientes.

Funcionamiento y ciclo del sistema de refrigeración por compresión a vapor

Figura . Esquema y diagrama T-s para el ciclo real de refrigeración por compresión a vapor

Para comprender el ciclo realizaremos el recorrido del mismo, nos ayudaremos con el diagrama T-s que podemos observar en la Figura 1. El primer estado será 1, el refrigerante se dispone a entrar en estado de vapor saturado al compresor, en el compresor se le aplica presión al fluido,

se

comprime

isotrópicamente

registrando

un

aumento

de

temperatura, hasta llegar al estado de vapor sobrecalentado. Luego en el estado 2

el refrigerante

en

vapor

sobrecalentado

entra

en

el

condensador, se realiza el rechazo, hasta llegar a estado 3 donde se encuentra en líquido saturado. Luego del estado 3 pasará por el Dispositivo de expansión donde el refrigerante es estrangulado, lo que hará que se genere una caída de temperatura, en el estado 4 el refrigerante se encuentra en liquido vapor de baja calidad, entra en el evaporador este realiza la absorción de calor a presión constante hasta salir del evaporador al estado 1 en vapor saturado completando el ciclo.

Ciclo Real de Refrigeración por Compresión de Vapor

El ciclo ideal de refrigeración por compresión a vapor difiere del ciclo real debido a las irreversibilidades que se presentan en el ciclo real, las caídas de presión generadas por efecto de fricción y la transferencia de calor al entorno. Para el ciclo real el refrigerante no sale a vapor saturado del evaporador, debido a que en la práctica es muy difícil de controlar a tal precisión el estado del refrigerante, generalmente es usado un dispositivo

que caliente el refrigerante antes de entrar en el compresor, para asegurarse de que el refrigerante estará completamente evaporado. Para el proceso de compresión hay que tener en cuenta que en el ciclo real que se consideran los efectos de fricción de la compresión real, estos generarán aumento de la entropía y transferencia de calor que harán que se registren un incremento o una disminución, en el diagrama se presentan las dos variantes posible el proceso 1-2 y el proceso 1-2’. En el proceso real habrá una caída de presión en el condensador debido a que en la práctica resulta muy difícil que realizar una condensación a tanta precisión que la presión se mantenga constante, por esta razón se realiza un subenfriamiento antes de dirigir el refrigerante a la válvula de expansión. El refrigerante cuando se dispone a entrar en el evaporador se encuentra a una entropía inferior que en el ciclo ideal, por esta razón deberá permanece mayor tiempo en el evaporador.

Compresor La función del compresor es mantener un diferencial de presión entre su entrada y su salida que provoca que el refrigerante fluya en suficientes cantidades dentro del circuito de refrigeración. El compresor es de tipo tornillo de transmisión directa y semihermético. Cada compresor tiene solo cuatro partes en movimiento: dos rotores que proporcionan compresión y dos válvulas de control: hembra y macho. La capacidad está controlada adicionalmente por una válvula de descarga escalonada. El rotor macho está conectado al motor y el rotor hembra es impulsado por el rotor macho. Los rotores y el motor están soportados por rodamientos.

Separador de Aceite

El separador de acetite se ubica entre el compresor y el condensador y separa aceite utilizando fuerza centrífuga de alta eficiencia. Aproximadamente el 99.5% del aceite es removido del refrigerante en la separador. El aceite se mantiene en el fondo del separador y la inyección del aceite es por diferencial de presión.

Condensador y subenfriador El intercambiador de calor consiste de tubos de 3/8’’ que contienen el refrigerante, aletas grandes que se encuentran en el flujo de aire y ventiladores que extraen aire a través de las aletas. El calor se transfiere del refrigerante a través de los tubos y las aletas, hacia el aire.

Figura 3. Vista externa del condensador

Válvula de Expansión

La caída de presión ocurre en una válvula de expansión electrónica. El controlador de la unidad utiliza una válvula para regular el flujo a través de la línea del líquido para concordar con el flujo producido por el compresor. La válvula tiene un orificio variable que se modula por un motor de movimiento escalonado. El refrigerante líquido subenfriado de alta presión entra a la válvula de expansión de la línea del líquido. Mientras el refrigerante pasa a través de la válvula, la presión desciende substancialmente, que resulta en una vaporización de una parte del refrigerante. El calor de la vaporización se suministra por la mezcla de dos fases que resulta en un refrigerante de baja presión y de baja temperatura que se suministra al evaporador para proporcionar enfriamiento.

Figura 4. Válvulas de expansión

Evaporador

El evaporador está compuesto por un separador de líquidovapor, un sistema de distribución de líquido y un evaporador de desprendimiento de película o de capa. Una mezcla de refrigerante líquido-vapor entra al separador de vapor líquido. La mezcla de líquido refrigerante y gas de evaporación precipitada se separan, dirigiéndose entonces el líquido hacia el sistema de distribución del líquido y el vapor hacia el deflector de succión del evaporador. El sistema de distribución de líquido distribuye el líquido en

partes iguales a todo lo largo de los tubos del evaporador. Una porción del líquido hierve mientras cae por gravedad de un tubo al otro, mojando todos los tubos del evaporador.

Figura . Esquema Interno del funcionamiento del evaporador.

Los tubos ubicados en la parte inferior del evaporador evaporarán el líquido refrigerante mediante su ebullición (ebullición del cuerpo de líquido). El calor se transfiere del agua o del glicol dentro de los tubos, hacia el refrigerante líquido mientras la capa o película del refrigerante se evapora sobre la superficie del tubo. La transferencia de calor de película o capa delgada requiere una diferencia de temperatura más pequeña para una supuesta cantidad de transferencia de calor, que la ebullición de nucleación, que es el proceso de transferencia de calor utilizado en los evaporadores inundados. Por consiguiente, la eficiencia se intensifica por el uso de evaporación por la caída de película o de capa. Además, el evaporador requiere menos refrigerante que un evaporador inundado similar. El resultado total es que el evaporador ebulle la totalidad del refrigerante suministrado a una presión constante. El vapor refrigerante abandona

el evaporador a través del deflector de succión donde se

mezcla con el vapor proveniente del separador de líquido-vapor.

Figura Vista exterior del evaporador

Prinipio de Operación del Ciclo del Refrigeración del equipo chiller

Figura . Esquema general del funcionamiento y componentes del chiller

Chiller 1

El Chiller es una maquina frigorífica, cuyo principal objetivo es mantener agua a un punto de temperatura previamente especificado. El proceso de enfriamiento del condensador es realizado por aire y por esta razón son unidades diseñadas para trabajar en exteriores. Este modelo posee unas 150 toneladas de refrigeración, el refrigerante de trabajo es el R -134ª. El evaporador es de efecto cascada y posee dos circuitos de refrigeración (Cada circuito posee dos compresores) para trabajar con los compresores tipo hermeticos (Helicoidal rotativo), estos circuitos vienen probados contra fuga y su retención del vacío, debido a que las unidades son entregadas con carga de refrigerante. La unidad es controlada con la plataforma de Control Adaptivo.

Figura . Vista exterior del chiller 1 en sotea.

U.M.A CCTA

Las U.M.A CCTA son unidades de tratamiento de aire, equipos encargados de suministrar el aire para aclimatar áreas es específico. En general las UMA deben manejar parámetros de temperatura, limpieza del aire y caudal, que son indispensables para el confort del usuario. La unidad CCTA consta de los siguientes componentes una entrada de aire exterior, un motor de inducción trifásico, ventilador, batería de filtros, batería de frio (Serpentines). El aire es extraído mediante la entrada de aire externo, por acción del ventilador, pasa directamente por la batería de filtros que se encuentra dispuesta sobre rieles, dos etapas de filtrados de distintas eficiencias, luego se dirige a los serpentines donde se hace la transferencia de calor, luego de esto el aire es dirigido a los ductos de distribución de aire.

Figura. Vista Externa de la U.M.A CCTA de Terraza.

Sistema de Bombeo

Es una agrupación de un conjuntos de elementos, que coordinados nos permitirá el transporte y almacenamiento temporal del fluido de trabajo, de modo que se cumplan con parámetros de presiones y caudales correspondientes a cada sistema. Estos sistemas poseen elementos básicos como tuberías por donde se transporta el fluido, bombas que proporcionan la energía necesaria para el movimiento los fluidos y depósitos.

Figura. Sistema de bombeo

Sistema de bombeo de agua Primario

El sistema primario de bombeo primario, es el que se encarga de transportar el agua helada después de todo el proceso en el Chiller, desde la salida de los cuatro Chiller, hasta el edificio, pasan por las U.M.A de la distinta área de Ciudad Banesco y luego se dirigen a los depósitos subterráneos. Este se encuentra constituido por cuatro bombas cada una correspondiente a un Chiller, y tuberías de agua helada, recubiertas con polipropileno, para mantener la temperatura del agua.

Figura . Bomba correspondiente a Sistema de bombeo primario

Mantenimiento y Tipos

El mantenimiento es el conjunto de operaciones, procesos y cuidados, que se la realizan a instalaciones, unidades y maquinarias, con el objetivo de que estas sigan funcionando de la manera adecuada y en condiciones satisfactorias.

Tipos de mantenimiento

Mantenimiento preventivo

Es el conjunto de actividades que se destinan a realizar en distintos unidades y equipos debido a defectos presentados en las mismas, Estos defectos son comunicados a supervisores y departamento de servicios. Este tipo de mantenimiento se caracteriza porque los defectos y averías ocurren generalmente en operación y deben solventarse rápidamente para continuar las operaciones de la unidad.

Mantenimiento preventivo

Este tipo de mantenimiento posee como principal objetivo el de mantener los niveles de operación y estándares de calidad en el servicio. caracteriza

por

Se

ser sistemático, programando las intervenciones en los

equipos en momentos oportunos y abordando el servicio en los puntos más vulnerables.

Mantenimiento predictivo

El objetivo que busca este mantenimiento es el de mantener una línea de información constate acerca de la operación y estado de las instalaciones, para ellos se basa en la recopilación y almacenamiento de distintas variables física de la unidad como presión, consumo eléctrico, temperatura. Dependiendo de la variación de estas, se podrá determinar si es un indicativo de problemas en la unidad. Requiere tener un personal capacitado con conocimientos tecnológicos, apto para manejar distintos medios técnicos. Mantenimiento en Uso

El mantenimiento en uso se caracteriza por ser un mantenimiento donde las tareas contempladas son básicas, no requieren gran adiestramiento, debido a esto suele realizarse por los mismo operadores. Las actividades realizadas suelen ser lubricación, limpieza externa o interna, toma de parámetros, por esta razón no interfieren en la operación de la unidad y pueden realizarse cuando se encuentra encendida o en uso.

Tipos de Mantenimiento para el chiller

Las operaciones y procedimientos que comprendan el mantenimiento deben realizarse en intervalos de tiempos sugeridos por el fabricante. La continua realización de estas prolongara la vida de la unidad, además de minimizar las posibles apariciones averías y fallas. Al momento de realizar el mantenimiento, es de gran importancia que los técnicos designados a realizar el mantenimiento usen una “Bitácora del Operador”, esta herramienta les permitirá llevar un registro detallado de las variables, estados y condiciones de la unidad, en función de cada intervalo de tiempo. Facilitará el trabajo del técnico, ya que permitirá realizar diagnósticos con mayor precisión.

Mantenimiento Semanal

Mientras la unidad está operando en condiciones estables;

1. Revise en el Procesador Principal la presión del evaporador, del condensador y del aceite intermedio. 2. Observe la mirilla de la línea de líquido en el EXV.

3. Si hay burbujas en la mirilla de la línea de líquido, mida el subenfriamiento que entra en el EXV. Bajo ninguna circunstancia, el subenfriamiento deberá ser menor de 4°F. Una mirilla transparente, por si sola, no significa que el sistema haya sido cargado adecuadamente. Revise también el resto de las condiciones operativas del sistema. 4. Inspeccione todo el sistema en busca de condiciones inusuales e inspeccione los serpentines del condensador en busca de tierra y desechos. Si los serpentines están sucios, refiérase a la limpieza de serpentines.

Mantenimiento Mensual

1. Lleve a cabo todos los procedimientos de mantenimiento semanal.

2. Registre el subenfriamiento del sistema.

3. Haga todas las reparaciones necesarias.

Mantenimiento Anual

1. Lleve a cabo todos los procedimientos de mantenimiento semanal y mensual.

2. Mientras la unidad está apagada, revise el nivel de aceite del colector de aceite.

Nota: No se requiere de un cambio rutinario de aceite. Para determinar la condición del aceite, haga un análisis del mismo.

3. Pida a un laboratorio calificado que lleve a cabo un análisis del aceite del compresor para determina el contenido de humedad y el nivel de ácido del sistema. Este análisis es una valiosa herramienta de diagnóstico. 4. Póngase en contacto con una organización calificada de servicio para que haga pruebas a la enfriadora en busca de fugas, para revisar los controles operativos y de seguridad y para inspeccionar los componentes eléctricos en busca de deficiencias. 5. Inspeccione todos los componentes de las tuberías en busca de fugas y daños. Limpie cualquier colador en línea. 6. Limpie y repinte cualquier área que muestre señales de corrosión.

7. Limpie los serpentines del condensador.

8. De ser necesario, revise y apriete toda conexión eléctrica.

9. Pida a un laboratorio calificado que lleve a cabo un análisis del aceite del compresor para determina el contenido de humedad y el nivel de ácido del sistema. Este análisis es una valiosa herramienta de diagnóstico.

METODOLOGÍA

Descripción de Equipo

El proyecto desarrollado se basa en el mantenimiento periódico realizado a la unidad chiller. Para este mantenimiento serán necesarias implementos de seguridad, herramientas y materiales; Herramienta

1. Escalera tipo tijera 2. Carretilla de dos ruedas, Tipo carrucha 3. Juego de llaves mixta Stanley 4. Llave ajustable 5. Juego de destornillador de copa 6. Asperjadora pequeña 7. Juego de llaves Allen 8. Hidrojet marca GoodWay 9. Manguera de riego 10. Tester Multímetro Fluke *Materiales 1. Desengrasante Disorca 9 2. Limpiador de Evaporadora Non-acid Trane 3. Limpiador electrónico de seguridad

4. Formula mecánica penetrante 70-6 SQ * Implementos de seguridad 1. Casco 2. Poncho impermeable 3. Par de Guante de Hule 4. Botas de seguridad 5. Lentes de protección 6. Tapaboca 7.

Tapones de oídos

Precauciones y Medidas de Seguridad

Antes de los pasos y operaciones realizadas para el correcto mantenimiento de la unidad chiller, se debe tomar una serie de precauciones y medidas de seguridad, todas estas en función de preservar las condiciones físicas de los técnicos y operadores. Precauciones generales antes del mantenimiento 1. Debe asegurarse del que el procedimiento de “Paro temporal” se haya hecho de la manera adecuada. Este procedimiento se realiza mediante el carrier, luego se esperan unos minutos, el agua debe estar fluyendo para evitar congelamiento en

los tubos de

condensador. Luego se apaga el sistema de bombeo y se cierran las válvulas de suministro. 2. Llamar

al

personal

de

energía

para

cerciorarse

de

que

efectivamente la unidad se encuentre des energizada. 3. Bloquear los interruptores, deberán estar en posición “ABIERTO”,

para en caso de arranques inesperados evitar daños. 4. Con la ayuda de un voltímetro, debe verificarse que los capacitores se

hayan descargados. Desconectar toda energía eléctrica,

incluyendo puntos remotos. Medidas de seguridad

Los técnicos deben estar capacitados para el trabajo a realizar, deben apegar sus actividades a las normativas de seguridad de Trane. Están en plena capacidad de identificar los peligros a los que se ven expuestos en la realización de los trabajos. Es el deber del supervisor y del técnico hacer que estos peligros se minimicen.

1. El uso de los implementos de seguridad es indispensable para la realización del mantenimiento; Guantes, protectores de visión, poncho impermeable, casco, botas de seguridad, protectores auriculares. Estos implementos deben estar presente en todo el personal durante el mantenimiento.

2. El reporte de actividades, accidentes e incidentes es una herramienta que nos ayuda a entender los distintos riesgos y poder trabajar en su prevención, es por esto que es de carácter obligatorio llenar el formulario en cada mantenimiento.

Procedimientos para el mantenimiento del chiller

1. Realizar la toma de las señales digitales de la unidad, mediante el carrier y el Tech View. Para luego realizar un Service Report y Service Diference Report. 2. Verificar que los manómetros de las tuberías de suministro y descarga, verificar que los valores de las presiones se encuentre en los rangos admisibles para el sistema. Este procedimiento se realiza para tener un conocimiento si la cantidad de agua que se maneja es la adecuada. 3. Realiza “Paro temporal” de la unidad, teniendo en cuenta todas las precauciones mencionadas. Solicitar y verificar al personal de energía que la unidad sea desenergizada. 4. Luego de obtener el Service Report el técnico supervisor debe cerciorarse de que las variables físicas se encuentren en los valores sugeridos por el fabricante. El técnico supervisor debe realizar la “Bitacora del Operador”. 5. Con

ayuda

de

las

escaleras

y

herramientas,

se

deben

desmontar las planchas de acero laterales, frontales e internas. 6. Los serpentines se encuentran descubiertos, un técnico debe ingresar a verificar el estado de los serpentines, los tubos del condensador, aspas y motores de los ventiladores. 7. Un técnico realizará la limpieza primaria de los serpentines, con ayuda del hidrojet, mientras que un técnico realiza la limpieza externa de los serpentines. 8. Con ayuda de la asperjadora pequeña se debe rociar el químico non-acid, se debe dejar que este químico actué en las aletas de los serpentines por un tiempo aproximado de diez minutos. 9. Se procede a realizar la remoción del químico en los serpentines, esta vez la limpieza de los serpentines debe ser más exhaustiva ya

que no puede quedar químico en las aletas del serpentín debido a que la exposición prolongada destruirá 10. el esmalte protector de las aletas. Junto con el químico se retira la suciedad y residuos que se encontraban en la estructura interna del serpentín.

11. Se realizará la limpieza de los paneles de serpentines que se encuentran inclinados, para esto un técnico debe dirigirse a la parte exterior (zona del evaporador) y realizar la limpieza con ayuda de un hidrojet mientras el otro técnico internamente realiza la limpieza interior. 12. El mismo procedimiento de limpieza de serpentines se realizara en el otro lateral de la unidad. Luego de terminar la limpieza del condensador estar concluida. 13. Se procede a realizar la limpieza del tablero, el técnico con ayuda del limpiador eléctrico debe rociar todas las tarjetas que se encuentren en el tablero. Verificar la integridad física de los elementos de tablero. 14. Se realizara la limpieza externa de la unidad, son colocadas las plancha internas, laterales y frontales, el técnico supervisor debe cerciorarse que todas las piezas fueron colocadas correctamente y ningún objeto haya quedado en la parte interna de la unidad. 15. Se realiza la previa al arranque y el procedimiento de “Re arranque”. 16. Con la unidad encendida, se vuelve a realizar la toma de señales digitales, se genera el Service Diference Report este se lleva al técnico supervisor y coordinador de proyectos, para su posterior análisis y almacenamiento en el registro de la unidad.

3.3 Alcance Esta investigación se llevó a cabo en el área de dirección de obras a la superintendencia de inspección de la Alcaldía durante un periodo de doce 12 semanas la cual se enfocó en estudiar las variables internas como externas que ocasionan la problemática actual, haciendo uso de métodos que permitan desarrollar estrategias y así optimizar el manejo de información del mantenimiento preventivo de dicho equipo.

3.4 Fines El presente trabajo tiene como finalidad de implementar un plan de mantenimiento y garantizar la operatividad de los sistemas de aire tipos chiller

del palacio municipal (Alcaldía Socialista Bolivariana de Caroní)

ubicada en San Félix municipio Caroní, Estado Bolívar.

3.5 Limitaciones Durante el desarrollo de la investigación y la elaboración del presente informe, se presentaron las siguientes limitaciones que retrasaron el desarrollo del informe:



Durante las 4 primeras semanas de iniciada la pasantía no se contó con ninguna estadística de plan de mantenimiento preventivo anterior.



La búsqueda del tema a desarrollar fue extensa.



Varias modificaciones en el cronograma de actividades a desarrollar en la pasantía.

RECOMENDACIONES

La siguiente serie de recomendaciones son útiles para que los integrantes del personal técnico realicen sus labores de operación y mantenimiento con mayor facilidad y eficiencia: 1. Contar con un stop de repuestos básicos del chiller 2. Agregar un tercer técnico capacitado cuando se realicen procedimientos de mantenimiento preventivo. 3. Incluir formatos de Checklist para inventarios de herramientas y procedimientos de mantenimiento. 4. Dedicar mayor número de horas teóricas a la capacitación de nuevos técnicos y pasantes. 5. Realizar un registro físico de los Service Report y los Service Diference Report, ya que constantemente se pierden los digitales en las computadoras del manteniendo.