Indice general Desescarche

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Indice general Desescarche

• Introducción
• Aplicaciones
• Metodos de desescarche
• Proceso de desescarche electrico
• Localización de sondas de desescarche
• Desescarche inteligente
• Desescarche por gas caliente
• Inversión de ciclo

• Sistemas centralizados
• Proceso de desescarche gas caliente
• Sistemas inundados
• Esquemas eléctricos
• Recomendaciones y precauciones
• Detalles especiales
• Controladores y válvulas

2
Introducción
?
Qué es la escarcha / el desescarche?De dónde
viene la escarcha?Porqué desescarchar?Cuando
se debe desescarchar?Cómo realizar el
desescarche?Cuáles son las ventajas /
desventajas?
3
Qué es la escarcha ?

• La escarcha es agua congelada (humedad) en la
  superficie de un enfriador.
• La escarcha en el evaporador puede tener
  diferentes formas, como
• Nieve (como nieve en polvo / copos de nieve)
• Hielo
• Algo entremedias

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Qué es el desescarche ?

• El desescarche es la operación de quitar la
  escarcha acumulada en la superficie del
  enfriador.
• El desescarche del evaporador puede hacerse de
  varias maneras, p.ej.
• Desescarche eléctrico
• Desescarche por gas caliente
• Desescarche natural
• Desescarche con agua
• Una combinación de todos los métodos

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De dónde viene la escarcha?

• La escarcha se forma por la deshidra-tación de
  los materiales y la humedad del aire (el aire que
  pasa por el enfriador).
• Se forma escarcha en la superficie de un
  enfriador, cuando la temperatura de la superfice
  es inferior a 0C.

Humedad
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Porqué hacer un desescarche?

• Mantener calidad en productos
• Para evitar escarcha en la superficie enfriada,
  reducir el rendimiento del enfriador y evitar
  bloqueos de hielo.
• Evitar alarmas de temperatura
• Reducir tiempos de funcionamiento

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Qué sucede si no se desescarcha ?

• Deterioro de los materiales
• El hielo aísla
• Reduce la aportación de calor
• Limita el caudal de aire
• La eficacia (rendimiento) del enfriador
  disminuirá
• El enfriador puede dañarse por la formación de
  hielo (el hielo se sale de la bandeja de goteo)

Aire
Hielo / Escarcha
Aletas del evaporador
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Desecarche cuándo? cuánto tiempo ?

• Siempre que sea necesario
• Antes de que sea demasiado tarde

• Si se desescarcha demasiado tarde la duración
  del periodo de desescarche será más largo y será
  más complicado. (se pueden crear problemas).
• Si el periodo de desescarche es demasiado corto y
  no se ha descongelado todo el hielo, se formará
  más hielo (problemas, problemas).

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Aplicaciones

• En evaporadores de aire y temperaturas negativas

No en enfriadoras de agua
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Métodos de Desescarche
Aporte externo de calor agua Aire
(ventiladores)

• Aporte interno de calor
• Eléctrico
• Tiempo
• Temperatura
• Gas caliente
• Gas del recipiente

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Ciclo de desescarche típico
Fin desescarche
4
Temperatura
0C
2
Fusión de hielo
3
1
5
Zona termostato
Tiempo
1.
Inicio desescarche
2.
Comienza a fundir hielo
3.
Fusión del hielo
4.
Parada del aporte de calor
5.
Recuperación de la temperatura de cámara
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Inicio del desescarche

• Manual
• Señal externa
• Señal interna
• Programa interno (reloj y/o calendario)
• Programa interno inteligente

?
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Fin de desescarche
Parada por tiempo
Fin por tiempo Válido para cualquier método de
arranque Se aplica en servicios con desescarche
natural o en algunos casos por gas caliente
Fin por temperatura con S5 Parada individual para
cada evaporador Ajuste de tiempo de seguridad.
Normalmente utilizado con desescarche eléctrico
para ahorrar energía, y en otros tipos para
cortar duración del desescarche. Mensaje cuando
agota el tiempo
Parada por temperatura
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Retardos pre-desescarche

• Tiempo de vaciado
• Es una pausa antes de comenzar el aporte de
  calor, para que el líquido que queda en el
  evaporador se evapore y no tenga que evaporarse
  con el calor procedente de las resistencias de
  desescarche. Importante en sistemas inundados.
• En el desescarche por gas caliente evita la
  mezcla de gas caliente con líquido muy frio
  evitando el colapso del vapor y las ondas de
  presión que se pueden producir. Tambien evita el
  arrastre de líquido a gran velocidad por parte
  del vapor suprimiendo los golpes de ariete que
  pueden dañar la instalación.

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Retardos post-desescarche
Tiempo de goteo Es una pausa antes de comenzar
la inyección, para que el hielo fundido gotee a
la bandeja y no salga proyectado hacia las palas
del ventilador o producto, ni se congele en la
batería dificultando la transmisión de calor.
Retraso inyección Suele coincidir con el tiempo
de goteo, y permite el escurrido del evaporador.
También se evapora el líquido que se haya podido
acumular en el evaporador.
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Retardos post-desescarche
Retraso ventilador Es el tiempo que se está
inyectando líquido en el evaporador con el
ventilador parado. Finaliza transcurrido un
tiempo o cuando el evaporador se ha enfriado lo
suficiente para que no se produzcan ondas de
colapso térmico al chocar el aire caliente que
sale del evaporador con la masa fría de la cámara.
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Retardos post-desescarche
Tiempo de drenaje En el desescarche por gas
caliente evita la inyección de líquido antes de
haberse evaporado el líquido condensado en el
evaporador. Cuando se utiliza junto con la
apertura de la válvula de aspiración en dos
tiempos (bien con una solenoide de dos tiempos o
bien con dos solenoides con aperturas defasadas)
facilita la igualzación de presión entre la
aspiración y el evaporador y evita el arrastre de
líquido a gran velocidad causado por la gran
diferencia de presión, suprimiendo los golpes de
ariete que pueden dañar la instalación.
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Retardos post-desescarche

• Retardo hielo cortinas de aire
• Para canalizar el aire frío en muchos servicios
  se utilizan cortinas.
• Para evacuar el agua condensada o hielo fundido,
  se recoge en bandejas.
• Estos elementos pueden necesitar aportes de calor
  especial para su correcto funcionamiento, lo cual
  se realiza por medio de temporizaciones
  especiales.

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Mensajes post-desescarche

• Tiempo de desescarche corto
• Cuando un desescarche agota el tiempo ajustado y
  todavía no ha alcanzado la temperatura de fin de
  desescarche deseada, significa que puede haber
  hielo en el evaporador.
• Las causas pueden ser
• Sonda de fin de desescarche mal colocada
• Tiempo de desescarche ajustado corto
• Resistencias de desescarche insuficientes
  (rotas)
• Cambio puntual en condiciones ambientales
• Si el mensaje se repite con frecuencia, indica
  que temporalmente hay que hacer algún desescarche
  extra y/o limpiar el evaporador de hielo.

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Mensajes post-desescarche

• Retardo de ventiladores corto
• Este mensaje se produce cuando un ventilador
  arranca según el tiempo ajustado y el evaporador
  todavía no se ha enfriado a la temperatura que
  evita las ondas de colapso térmico (ver retraso
  ventiladores).
• Las causas pueden ser
• Sonda de fin de desescarche mal colocada
• Retardo de ventilador ajustado corto
• Inyección de líquido deficiente
• Si las puertas de las cámaras se abren solas
  (especialmente en cámaras de congelados) es un
  indicio de la existencia de este problema, que se
  puede resolver por un correcto ajuste de este
  retardo.

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Proceso de desescarche ideal
Parar inyección (EVR, AKV) Vaciar el
evaporador Parar ventiladores (si es
necesario) Parar el compresor (si es
necesario) Dar calor Drenar el evaporador de
líquido Retardar la inyección (goteo) Retardar
los ventiladores Arrancar de nuevo el proceso
Fin
Tiempo min
Temp. ºC
Vaciar evaporador
Tiempo
Temp.
Dar calor
Inicio Cortar alimentación
Goteo Drenaje
Ret. Ventilador
Parar ventiladores y compresor
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Proceso de desescarche eléctrico
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Proceso de desescarche
Parar el compresor (si es necesario)
Parar ventiladores (si es necesario)
Dar calor
24
Proceso de desescarche
Retardar ventiladores
Drenaje, goteo Retardar inyección
Arrancar de nuevo el proceso
25
Donde colocar la sonda de desescarche con
ventiladores parados?
Resistencias eléctricas

• En el último lugar donde se funde el hielo
• Cerca de la válvula de expansión y lejos de la
  resistencia de desescarche

26
Donde colocar la sonda de desescarche con
ventiladores en marcha?
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Aplicaciones en muebles

• Temperaturas positivas
• Desescarche por aire
• Ventiladores en marcha
• Parada por tiempo ( 30 a 60 min)

• Temperaturas negativas
• Desecarche eléctrico
• Ventiladores en marcha
• Parada por temperatura ( 6 -10 ºC)
• Tiempo de seguridad aprox. 45 min.
• Si las resistencias están en el
• interior del evaporador, se deben
• parar los ventiladores.

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Aplicaciones en cámaras

• Temperaturas positivas
• Desescarche por aire
• Ventiladores en marcha
• Parada por tiempo ( 30 a 60 min)

• Temperaturas negativas
• Desecarche eléctrico
• Ventiladores parados (retraso ventilador)
• Parada por temperatura ( 6 -10 ºC)
• Retardo goteo (3-5 min.)
• Tiempo de seguridad aprox. 45 min.

• Desecarche gas caliente
• Ventiladores parados (retraso ventilador)
• Parada por tiempo 5 - 15 min
• Retardo de drenaje y goteo
• Retardo de inyección

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Desescarches inteligentes

• Por qué desescarche inteligente ?
• Función importante de ahorro de energía.
• Cálculos fáciles de ahorro de energía.
• Mejor calidad en productos.
• Función muy simple.

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Intentos de desescarches inteligentes

• Presostato diferencial
• Célula fotoeléctrica
• Tiempo inyección acumulado
• Diferencia de temperaturas
• Métodos estadísticos DOD

31
Intentos de desescarches inteligentes

• Todos los métodos se han utilizado, pero excepto
  el estadistico, ninguno se ha podido extrapolar a
  cualquier tipo de instalación.

32
Intentos de desescarches inteligentes

• Desescarche bajo demanda en base a estudios
  estadisticos de la cámara.
• Se adquiere información histórica de parámetros
  de la cámara, y siguiendo unas normas se toma la
  decisión de saltarse un desescarche o no.
• Tiempo de inyección,
• Apertura de la válvula,
• Temperaturas aire
• Temperatura evaporador

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Normas para desescarche inteligente
Se puede aplicar si

• El desecarche comienza por reloj interno. (El
  gestor del desescarche debe saber cuando se haría
  el siguiente desescarche)
• El fin del desescarche es por temperatura.

Normas para hacer el desescarche

• Al inicio (cuando se arranca el control o
  despues de poner Desescarche en ON), se hacen 10
  desescarches para que el sistema aprenda el
  funcionamiento del servicio.
• El numero de desescarches saltados aumenta uno a
  uno.
• Solo se pueden saltar 3 desescarches seguidos.
• Para saltar un desescarche, el tiempo estimado
  debe ser inferior al 75 del máximo.

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Desescarche inteligente
Final por temperatura
Natural Eléctrico
Tiempo en fundir el hielo
Tiempo en calentar y fundir el hielo
Tiempo en alcanzar los 0 C
Tiempo de calefacción del evaporador 5-10 C
35
Desescarche inteligente
Desescarches realizados
1 salto
2 saltos
3 saltos
Desescarches planeados
Elimina los desescarches que no son necesarios
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Recta de aprendizaje
Tiempo de desescarche en función del parámetro de
desescarche inteligente
60
Puntos medidos. De los datos medidos, el
controlador calcula la pendiente y la constante
del evaporador.
40
Duración desescarche min.
20
minutos
500 1000 1500 2000 2500 3000
Parametro de desescarche acumulado entre dos
desescarches consecutivos (tiempo, apertura,
temperaturas aire y evaporador, etc)
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Decisión de salto
MTD Tiempo de desescarche medio
Tiempo Desescarche Medio MTD 75 del máximo
tiempo de desescarche ajustado
Si el tiempo de desescarche calculado es
inferior al MTD, el desescarche no se realizará
Tiempo desescarche
Tiempo

Desescarches planeados
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Información complementaria

• Estos sistemas suelen informar sobre la marcha
  del desescarche en la instalación, indicando
• Tiempo desescarche medio
• Tiempo desescarche, sin hielo en el evaporador
• Velocidad de formación del hielo (Tiempo
  desescarche real/Tiempo funcionamiento acumulado)
• Numero de desescarches ahorrados
• Número desescarches realizados

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Resultados con desescarche inteligente
En base a datos registrados de la planta, el
desescarche inteligente del AKC 72A realiza solo
los desescarches que son necesarios en función de
la carga de la instalación.
La experiencia acumulada durante los 8 últimos
años muestran tal como se indica en el siguiente
ejemplo un potencial de ahorro considerable. Ejemp
los de 5 servicios de baja temperatura.
Las grandes variaciones de desescarches
ahorrados, se explican por las diferencias de
carga térmica y por los distintos tipos de
producto
Controlador Plan Evitados Ahorro AKC 115D
1711 141 8,2 AKC 115D 1736 114 6,6
AKC 115D 1839 13 0,7 AKC 115D 1738
312 18,0 AKC 115D 1291 557 43,0 AKC
115D 1302 549 42,1

• Reduce el N de desescarches
• Mejora la calidad del producto
• Ahorra energía

40
Desescarche por gas caliente

• Ahorra energia
• Utiliza el calor del condensador para fundir el
  hielo del evaporador.
• Puede utilizar el calor sensible y/o el calor
  latente del vapor

Calor de condensación utilizado para desescarchar
41
Desescarche por gas calienteInversión de ciclo
Utiliza calor latente y calor sensible
42
Desescarche por gas calienteMareando gas caliente
Utiliza solo calor sensible
43
Desescarche por gas caliente en sistema
centralizado
44
Desescarche por gas caliente en sistema
centralizado
Dp a través de líneas 1 y 2 es igual. Para forzar
paso por línea 1 se pone la válvula PM3 para
generar una perdida de presión de 1,52 bar
durante el desescarche
PM3
45
Desescarche por gas caliente en sistema
centralizado
Flash gas
46
Evitar el flas gas
El flash-gas crea problemas en la inyección y en
la eficiencia de la planta.

• Colocar la PM en la línea de gas
• Colocar subenfriador de líquido en la línea de
  líquido.

Para ver si realmente existe flash gas se debe
colocar un visor de líquido SGN antes de la
válvula de expansión
47
Desescarche por gas caliente en sistema
centralizado
Como máximo desescarchar un 30 de la planta en
un proceso. Si solo es el 20 mejor
48
Donde va el condensado del evaporador
Gas caliente por salida del evaporador

• Línea de líquido
• Entrada del condensador
• Recipiente de líquido

49
Donde va el condensado del evaporador
Gas caliente por entrada del evaporador

• Línea de aspiración (separador líquido)
• Entrada del condensador
• Recipiente de líquido

50
Tuberías de igual longitud
Igual perdida de carga Circulación equilibrada
51
Tuberías con distinta longitud
Problemas Vapor pasa a la línea de líquido
52
Analogía DP y DV
A
Colocar válvula A manual de asiento
A
En el retorno de condensado, solo afecta cuando
ha terminado el desescarche
53
Equivalencia DP y DV
Equivalente al potenciometro, para realizar la
compensación en líneas de gas caliente

• Aumentar la perdida de carga en líneas cortas
  con válvulas manuales de asiento

54
Desescarche con gas de descarga
Evaporadores conjuntos
55
Gas caliente expansión seca
56
Circuito con controlador
Parámetros de regulación S2 Temperatura de
aspiración AKC 32R Presión de evaporación
57
Circuito con controlador
S3 Temperatura aire de retorno
Aspiración
AKS32R
S2
PMLX
Gas caliente
Cámara de NH3 Evaporador con expansión seca
PM1 EVM
Líquido
AKVA 15-20 NRVA
S5 Fin desescarche
Condensados
S4 Temperatura aire de impulsión
PM1 CVP(HP) NRVA
Parámetros de regulación S2 Temperatura de
aspiración AKS 32R Presión de evaporación
58
Desescarche con gas de descarga
Evaporadores individuales
59
Desescarche con gas del recipiente
No olvidar que con este montaje se puede producir
flash gas
60
CVPP en salida de condensados
Circuito con controlador
Parámetros de regulación S2 Temperatura de
aspiración AKS 32R Presión de evaporación
61
Desescarche por gas caliente electrónico
62
Maniobra frigorífica con salidas
Vaciado Desescarche Goteo Drenaje
Inyección Ret Ventilador
Salidas Rele
Desescarche
Fin desesc.
(PKVD en aspiración)
Ventilador OFF
x los ventiladores pueden arrancar por
temperatura, pero no antes que la inyección.
xx La temperatura S4 muy alta puede parar los
ventiladores durante el desescarche
63
Estado de las válvulas
64
Vaciado del evaporador
Se corta la inyección
65
Aporte de calor
Entra el gas caliente Aumenta la presión en
descarga
66
Drenaje de liquido
Se corta el gas caliente EVR (NO) abre e iguala
presiones y evapora el condensado EVM abre y
abre la PM3
67
Inyección de líquido
Abre la PKVD Pasado un retardo, abre la AKV
68
Arranque de ventiladores
Cuando la temperatura es baja o ha pasado un
tiempo fijado arranca el ventilador
69
Sistemas inundados
70
Desescarche por gas calientepor circulación
tubería de gas caliente
tubería de aspiración(HP)
tubería de retorno
tubería de aspiración (LP)
tubería de descarga (LP)
tubería de circulación Líquido
tubería de líquido
gas caliente condensado
71
Gas caliente líquido sub-enfriado
72
Desescarche por gas calientepor circulación
tubería de gas caliente
tubería de descarga
tubería de retorno
tubería de líquido
tubería de circulación (líquido)
gas caliente condensado
73
Gas caliente, sistema inundado con bomba
74
Circuito con controlador
PMLX
Línea aspiración
PM-EVM
Línea gas caliente
Línea líquido procedente del separador líquido
REG NRVA EVRA FA
FA EVRA
Línea drenaje
75
Control de condensados por flotador
Circuito 3 con controlador
PMLX
Línea aspiración
PM-EVM
Línea gas caliente
Línea líquido procedente del separador líquido
NRVA REG EVRA FA
SV3 FA EVRA
Línea drenaje
FA EVRA
76
Circuito 3 con controlador
Cámara de NH3 Sistema inundado
S3 Temperatura aire de retorno
PMLX
Línea aspiración
Línea gas caliente
PM-EVM
Línea líquido
REG
S5 Fin desescarche
NRVA EVRA FA
NRVA
REG
NRVA
Línea drenaje
77
Golpes de líquido en la apertura de las válvulas
de vapor
Cuando una solenoide comunica dos zonas del
circuito con una diferencia de presión alta, ésta
puede actuar como fuerza motora que pueda
producir deformaciones o daños de erosión de
ciertos componentes. La manifestación de estos
problemas se da cuando se producen ciertas
combinaciones de masa arrastrada y diferencia de
presión. El problema se agrava drásticamente
cuando se arrastra líquido combinado con vapor,
ya que en este caso el líquido golpea las partes
sólidas de la instalación produciéndose golpes de
distinta intensidad según golpee el líquido o el
vapor. Estos golpes son muy fuertes en los
cambios de dirección tal como se produce en las
válvulas y en los codos.
78
Realizar la apertura de las válvulas de vapor en
dos tiempos
Tubería de diametro mayor de 15 mm
En línea de gas caliente poner dos EVR. En línea
de aspiración poner una válvula de dos tiempos
PMLX ó GPS accionadas por gas de descarga.
79
Ubicación solenoides
Solenoide de gas caliente en posiciones altas.
Evitar condensación de líquido antes de las
válvulas, especialmente en las trampas de
líquido Si es necesario utilizar reguladores de
presión CVC
80
Soportes en tres direccionesBucles en línea de
gas caliente
Se debe permitir la dilatación de las tuberías
que están sometidas a temperaturas del gas
caliente
81
Esquema eléctrico
Esquema eléctrico complejo con reloj y dos
termostatos
82
Esquema eléctrico
Esquema eléctrico simple con controlador sencillo
83
Precauciones en el desescarche por gas

• Evitar mezclas de vapor caliente y líquido frío
• Vaciado del evaporador
• Drenaje de líquido y goteo
• Evitar la formación de flas gas

84
Recomendaciones para el gas caliente

• Tuberías grandes con alguna válvula manual de
  asiento (compensar el sistema y crear perdidas de
  carga)
• Dimensionar por capacidad-caudal (Kv) (3 Cap
  evap)
• Poner la válvula en posiciones elevadas
• Evitar trampas de líquido
• Realizar la apertura de las válvulas de vapor del
  gas caliente y la aspiración en dos tiempos
• Realizar soportes que permitan la dilatación en
  las tres direcciones ó algún bucle en el tubo.

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Detalles especiales
Cortinas de aire con caudal de aire
mínimo Ventiladores con curvas buenas (no
planas) Parcializar compresores (excepto
inversión total de ciclo) Los visores antes de la
termostáticas, indican si el desescarche por gas
ha terminado en algún evaporador
86
Cortina de aire
Carga, Humedad
Cortina de aire
En desescarche eléctrico Ventiladores ON para
transportar aire caliente a la superficie del
evaporador. Si no hay circulación de aire no hay
desencarche. Cuando hay poco aire en
circulación, se puede romper la cortina de aire
en el mueble.
25 C
Volumen aire de circulación adecuado
-18 C
Resistencia eléctrica
Volumen de aire diseñado para crear una cortina
entre la temperatura ambiente y el interior de la
isla
87
Ventiladores
Influencia de la caída de presión en el volumen
de aire
Evaporador con hielo
Curva del ventilador OK
Evaporador sin hielo
Caida de presión
Curva del ventilador muy plana
(Ventiladores baratos)
Volumen de aire
V2
V1
V2
V1
88
Parcializar compresores
Si solo existe un compresor, el desescarche por
gas no funcionará correctamente
89
Circuitos parecidos a desescarches
Deshumidificador / Secadero
90
Esquema complejo A
91
Esquema complejo B
92
Equipos para los desescarches

• Controladores con funciones especiales
• Válvulas de solenoides para líquido
• Válvulas de solenoide para aspiración
• Válvulas de solenoide para gas caliente
• Válvulas de retorno de condensados
• Válvulas de alivio

93
Controladores con funciones especiales
Todos controladores realizan otras funciones
además del desescarche
94
Válvulas de solenoide
95
Válvulas de solenoide para líquido
EVR/T/A (NC) (NO) PM
96
EVRC Solenoide especial
Permite el retorno de líquido y la NRV solo esta
en paralelo a la TEV.
EVRC
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Válvulas de solenoide para aspiración
EVR/T/A (NC) (NO) PKVD PM PML/X GPS MRV
Recordar, si el diámetro la tubería es mayor de
15 mm, montar solenoide de dos tiempos ó dos EVR
en paralelo
98
Apertura PMLX
Gas caliente sin condensados
El primer asiento abre un 10 Al igualarse las
presiones el segundo asiento abre el 100
Para cerrar, se necesita un tiempo para evacuar
el condensado encima del pistón
99
Válvulas de solenoide para gas caliente
EVR/T/A (NC) PM
Recordar, si el diámetro la tubería es mayor de
15 mm, montar dos EVR en paralelo
100
Válvulas de retorno de condensados y alivio
NRV Flotadores SV1 PM CVP OFV
101
Existen dudas ??

• Contactar con
• D. Félix Sanz del Castillo
• Director Técnico de Refrigeración en Danfoss
  S.A.
• E-mail f.sanz_at_danfoss.es

Pagina Web www.danfoss.es