Presente y futuro de las máquinas usadas en Refrigeración y Aire Acondicionado Expofrío 2013

VIII CONGRESO EXPOFRÍO 2013
Junio 2013

Ingº Ernesto Sanguinetti Remusgo
PRESENTE Y FUTURO
DE LAS MÁQUINAS USADAS
EN REFRIGERACIÓN Y
AIRE ACONDICIONADO

Expositor:
Ing. ERNESTO SANGUINETTI
REMUSGO

PERIODOS HISTÓRICOS:
La Prehistoria
Los períodos en que se acostumbra dividir la historia de la humanidad son:
PREHISTORIA
Desde la aparición del hombre sobre la tierra, pasando por el inicio de
relaciones entre sociedades para satisfacer necesidades más elementales
buscando trabajo colectivo. Aquí se suceden la Edad de Piedra (Paleolítico-
Mesolítico-Neolítico) y la Edad de los Metales (Cobre-Bronce-Hierro). Los seres
humanos eran cazadores y recolectores con tecnologías rudimentarias
asociadas a la supervivencia y obtención de alimentos. El fuego, las
herramientas de piedra y atuendos primitivos son algunos ejemplos.
Es en el Neolítico donde aparecen instrumentos rudimentarios para la
agricultura. Algunos consideran este periodo de la pre-historia hasta los 4000
años A.C.

Se considera que se inicia con el desarrollo de la
escritura y que termina con la caída del Imperio
Romano de Occidente en el siglo V. Se desarrollan las
primeras civilizaciones (Egipto, Grecia, Roma, China, la
India, los Inkas, los Mayas).
Aparecen los reinados, estratos sociales, guerras para
obtención de terrenos de
cultivo, comercio, impuestos, leyes, la cultura, el
arte, las religiones.
Edad Antigua

Es una etapa que comienza con la caída del Imperio
Romano de Occidente (alrededor del año 476 d.C.) y
termina con la caída del Imperio Romano de Oriente
(Bizancio) en el siglo XV.
Aparecen los relojes, molinos de viento, las gafas, el uso del
ojal y el botón, la brújula, la vela y el timón para los
barcos, para la guerra: la armadura metálica, la ballesta de
acero, grandes edificaciones arquitectónicas de la época
conocidos como “Castillos”. No hubo progreso científico.
Edad Media ó Medioevo

Se inicia con la caída del Imperio Romano de Oriente ó Toma
de Constantinopla por los Turcos (alrededor del año 1,453 d.C.
y dura hasta el estallido de la Revolución Francesa en el siglo
XVIII. Caen los señores feudales y con el apoyo de la burguesía
se encumbran las Monarquías Absolutas.
Hay grandes descubrimientos geográficos (América en 1492 y
otros), grandes progresos literarios, artísticos, científicos.
Entre los siglos XVII y XVIII hay un tremendo progreso de la
Ciencia y de la Filosofía. Se dan reformas y contra reformas
religiosas. Se forman nuevas Monarquías y nuevos Estados.
Edad Moderna

Se inicia con la Revolución Francesa en
el año 1789 y dura hasta nuestros días.
Se empieza a valorar y supervalorar la
ciencia. Hay muchas guerras para
disputarse posesión de territorios y
manejo de materias primas, así como
acaparar mercados que consuman sus
productos (Primera y Segunda Guerra
Mundial).
Aparecen los conceptos de país
desarrollado y país sub-desarrollado ó
en vías de desarrollo.
Edad Contemporánea

EDAD CONTEMPORANEA
La REVOLUCIÓN INDUSTRIAL (entre la mitad del siglo XVIII e
inicios del siglo XIX) ocurrida en Gran Bretaña ó Reino Unido y
extendida luego al resto de países de Europa realiza la mayor
transformación socioeconómica y tecnológica de toda la
Historia de la Humanidad. La economía basada en el trabajo
manual es reemplazada por la industria y la manufactura. Se
inicia con la mecanización de la Industria Textil en Londres y el
desarrollo de los procesos de transformación del hierro.
Se expande el comercio al mejorar las rutas de transporte y
mejor aún al inventarse la máquina de vapor y desarrollarse el
ferrocarril (aparece un gran contaminante del medio
ambiente: los gases productos de la combustión al quemar
carbón para producir vapor de agua y mover la máquina).
Edad Contemporánea
(continuación)

Se aumentó la producción, la variedad de
productos y se disminuyó el tiempo de
producirlos sin usar mano de obra calificada. A
finales del siglo XIX e inicios del XX se empezó a
utilizar la electricidad con fines industriales,
aparece el telégrafo (1844), el teléfono (1876), el
motor de combustión interna, el automóvil y el
avión entre 1899 y 1914 que contribuyeron
enormemente al avance de los medios de
comunicación y transporte.
De allí en adelante quedamos cortos para citar los
avances científicos y tecnológicos que en nuestros
días se están dando vertiginosamente.
EDAD CONTEMPORANEA
Edad Contemporánea
(continuación)

Antes se transmitían los
conocimientos de generación
en generación con muy pocos
cambios, pero ahora la
industria moderna tiene una
base técnico científica que
nunca considera los procesos
de producción como definitivos
porque se ha generado la
obsolescencia tecnológica en
períodos cada vez más cortos.
TRANSMISIÓN DE
CONOCIMIENTOS

• Lo primero que encontró el hombre fueron las pieles
de animales para cubrirse, luego vivir en las cuevas.
• El descubrimiento y uso del fuego permitió un avance
importante para variar la temperatura del aire que lo
rodeaba.
• También observaron el efecto de la nieve y el hielo
sobre sus casas y sobre sus cuerpos, en los lugares
donde era posible encontrarlos, pero solo se
protegieron de ellos. Llegaron a notar que algunos
alimentos en contacto con hielo no se descomponían.
• Los chinos fueron los primeros en almacenar hielo en
bodegas de madera y paja, que la utilizaban para
enfriar bebidas.
• Posteriormente los griegos y romanos hicieron lo
mismo almacenando hielo en pozos y
cavernas, igualmente para enfriar sus bebidas.
EVOLUCIÓN DE LA REFRIGERACIÓN
Y EL AIRE ACONDICIONADO
El fuego y las cavernas

Los egipcios por su parte enfriaban el agua almacenándola dentro de
recipientes porosos. Debido a la porosidad parte del agua “mojaba” la
superficie exterior del recipiente y la evaporación de ese líquido por
circulación del aire ambiente, enfriaba el líquido que quedaba en el
interior.
También los egipcios consiguieron tener aire acondicionado en
habitaciones del faraón, construyéndolas con piedra pulida por un lado
y áspera por el otro. Durante la noche las piedras se enfriaban y al
amanecer los esclavos construían la habitación para que durante el día
se obtengan temperaturas del orden de 23 a 27°C mientras que en el
exterior oscilaba entre 35 y 50°C. En la noche desarmaban todo para
repetir el proceso.
Durante siglos , hasta fines del siglo XIX, el hielo natural fue el único
medio que suministró refrigeración para conservar productos
perecederos , enfriar bebidas y fabricar helados.
Y EL AIRE ACONDICIONADO (continuación)
Enfriamiento de agua y
aprovechamiento del hielo

Recién en 1,823 Michael Faraday ( Londres-
Inglaterra) descubrió que algunos gases se enfriaban
cuando se condensaban a presión constante. Luego
en 1,834 , L.W. Wright logró producir hielo mediante
expansión de aire comprimido y lo siguió el
norteamericano Jacob Perkins al lograrlo
expandiendo líquido y su hermano David Perkins lo
mejoró creando un sistema cerrado de refrigeración
usando la compresión y expansión del éter, lo patentó
y lo llevó a Estados Unidos de Norteamérica.
En 1,842, el Norteamericano John Gorrie, (Florida –
USA) descubrió que el amoníaco al escurrirse y
expandirse producía enfriamiento.
John Gorrie
Michael Faraday

En 1,858 el francés Ferdinand Carré desarrolló
una máquina de compresión usando amoníaco
líquido. Logró fabricar hielo en pequeños bloques
y a partir de 1,876 aparecen plantas de hielo
“artificial”. Otros investigadores hicieron pruebas
con el éter etílico y el éter metílico entre 1,856 y
1,864.
En 1,875 el suizo Raoul Pictet usó Dióxido de
Azufre ó Anhidrido Sulfuroso ( SO2) como
refrigerante y en 1,878 se hacen investigaciones
con el Cloruro de Metilo y el Anhidrido Carbónico
para saber si se comportan como refrigerantes.
Ferdinand Carré
Raoul
Pictet

En 1,881 el norteamericano Gustavus Swift introdujo la refrigeración para
vagones de ferrocarril que transportaban productos alimenticios.
En 1,894 el francés Marcel Audiffren patentó una máquina para enfriar líquidos
que usaba compresor con “yugo escocés” y SO2 como refrigerante.
En 1,902 el norteamericano Willis Carrier
diseña un nuevo sistema de aire
acondicionado con regulación de la
humedad. Se le considera el PADRE DEL AIRE
ACONDICIONADO no solo por ello sino que
creó una pequeña escuela para enseñar los
principios de ese sistema. En 1,915 junto con
otros ingenieros fundó la empresa Carrier
Engineering que sigue hasta la actualidad
como Carrier Corporation.

En 1,918 la empresa Kelvinator empieza a fabricar pequeños
refrigeradores dando inicio a la refrigeración doméstica. Pero la
unidad de condensación era remota. Luego en 1,919 la General
Motors empieza a fabricar refrigeradoras con la marga FRIGIDAIRE
que se empiezan a comercializar masivamente. En 1,923 se fabrica
la primera máquina para helados con la marca Nizer que al poco
tiempo se asoció con Kelvinator. En 1,926 la firma Savage introduce
el uso de compresores sin pistón que usaban una columna de
mercurio que comprimía al refrigerante. No prosperó.
En 1,928 Paul Crosley introduce las refrigeradoras a absorción que
no usaban electricidad sino una llama de un combustible al
quemarse, siendo el refrigerante amoníaco que era absorbido y
liberado por el agua en un ciclo cerrado.
Entre 1,929 y 1,930 Thomas Mifgley desarrolla el refrigerante R-12 (
CFC-12) el cuál es producido luego por DuPont y su uso se extiende
rápidamente. La misma DuPont desarrolla en 1,932 el CFC-11, y en
1,935 el CFC-22.
EVOLUCIÓN Y NUEVOS REFRIGERANTES
Primeras refrigeradoras

• En 1,939 la empresa COPELAND COMPANY desarrolla el
primer compresor semihermético que a diferencia de los
anteriores ( hermeticos) era un compresor que se podía
reparar mecánica y eléctricamente.
• Entre 1,950 y 1,960 se experimentan con mezclas
apareciendo el R-500 ( Carrene) para aire acondicionado y
en 1,963 aparece el R-502 como refrigerante para
aplicaciones de baja temperatura.
• En 1,974 dos profesores de la Universidad de California:
Sherwood Rowland y Mario Molina presentan su
hipótesis sobre “ la destrucción de la capa de ozono” por
acción de los refrigerantes CFC.
• En 1,985 se realiza la reunión de varios países
preocupados por el daño a la atmósfera y se suscribe el
Convenio de Viena en Austria.
EVOLUCIÓN Y EFECTOS
EN LA ATMÓSFERA TERRESTRE
Compresores
, unidades, racks

• En 1,987 los representantes de más de 30 países se reúnen en
Canadá y aprueban el PROTOCOLO DE MONTREAL relativo al
control de las sustancias que dañan ó agotan a la capa de
ozono. En 1,990 se reúnen nuevamente en Londres- Inglaterra
para revisar todo lo actuado y aprueban la Enmienda del
Protocolo de Montreal y la denominan ENMIENDA DE
LONDRES. En 1,992 nuevamente se reúnen en Copenhague –
Dinamarca y aprueban la ENMIENDA DE COPENHAGUE.
• En 1,997 se reúnen en Japón, los representantes de los países
para tratar sobre la reducción de la emisión de gases hacia la
atmósfera que producen “el efecto invernadero” ó
CALENTAMIENTO GLOBAL y se firma el Protocolo de Kyoto.
EVOLUCIÓN Y PROTECCIÓN
DE LA ATMÓSFERA

• En Estados Unidos de Norteamérica el gobierno crea el Consejo de
la Construcción Verde ó US Green Building Council (USGBC) que
entre 1,998 y el 2,000 establece y diseña un sistema de calificación
para la construcción de Edificios Sostenibles que lo denominan
LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) ó Liderazgo
en Diseño Energético y Ambiental) para lograr una mejora global en
el impacto entre el medio ambiente y la industria de la
construcción.
• Los edificios son la fuente más importante de demanda de energía
y materiales, por ello son la mayor fuente de gases invernadero que
son los derivados de la energía que consumen y materiales de
construcción.
DEL MEDIO AMBIENTE

Tomando como base lo anterior, a partir
del 2,007 los países con mayor
desarrollo toman muy en serio la
protección del medio ambiente y apoyan
a otros países para evitar ó por lo menos
ir reduciendo el calentamiento global y
empiezan a transmitir los sistemas de
calificación para que las construcciones
tengan un consumo eficiente de la
energía, reduzcan toda
contaminación, ahorren agua , sean
amigables con el lugar donde se
construyen y sobretodo sean
SOSTENIBLES.
Aparece el concepto de EDIFICIO VERDE
y EDIFICIO VERDE INTELIGENTE.
DEL MEDIO AMBIENTE (continuación)

El crecimiento de la población a nivel mundial fue explosivo durante el
siglo XX, casi duplicándose cada medio siglo. Se estima que ahora somos
aproximadamente 7,000 millones de habitantes y que hacia el 2050
seremos 9,000 millones.
El mayor incremento poblacional se dá en países en vías de desarrollo.
Economías emergentes como China y la India aspiran a tener “standares “
de vida similares a los países occidentales y esas son también las
aspiraciones del resto de países no industrializados.
La combinación de un rápido crecimiento poblacional con sus legítimas
aspiraciones a lograr niveles de consumo como el de los países
industrializados, es uno de los grandes desafíos que tiene que enfrentar el
DESARROLLO SOSTENIBLE en el futuro.
POBLACIÓN MUNDIAL

POBLACIÓN MUNDIAL

ENERGÍA ELÉCTRICA EN UNA CASA
(160 a 320m2):
10 a 15 Kw
CONSUMO DE ENERGÍA EN LAS
GRANDES CIUDADES DEL PERÚ
ENERGÍA EN UN EDIFICIO de 10 PISOS
(160 a 320 m2):
100 a 150 Kw

1. Aire Acondicionado
2. Iluminación
3. Ascensores
4. Bombas
5. Teléfonos
6. Equipos de Oficina
7. Computadores
45%
55%
100%
CONSUMO ENERGÉTICO
PROMEDIO EN EDIFICIOS

CONSUMO DE ENERGÍA

• ENERGÍA EN UN SUPERMERCADO CHICO :
25 a 40 Kw (Refrigeración)
12 a 18 Kw (Aire Acondicionado)
• ENERGÍA EN UN SUPERMERCADO Mediano :
• ENERGÍA EN UN SUPERMERCADO GRANDE :
SUPERMERCADOS:
CONSUMO DE ENERGÍA

SUPERMERCADOS PERUANOS
PLAZA VEA: 85 locales aprox.
VIVANDA: 10 Locales aprox.
MASS: 10 Locales aprox.
ECONOMAX:
CENCOSUD
WONG: 65 Locales aprox.
METRO: 60 Locales aprox.
SUPERMERCADOS:
LOS MÁS CONOCIDOS

SUPERMERCADOS:
LOS MÁS CONOCIDOS
TOTTUS: 40 locales aprox.
MAYORSA: 20 locales aprox.
MAKRO: 15 locales aprox.
CANDY: 1 local
FRANCO (Arequipa): 1 local
FERIA 13 (Huancayo): 1 local

Ingº Ernesto Sanguinetti RemusgoIngº Ernesto Sanguinetti Remusgo
SUPERMERCADOS:
CONSUMO ENERGÉTICO PROMEDIO

ENERGÍA ELÉCTRICA EN EL PERÚ:
DATOS DEL COES

COES = Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional

Los NO de la situación mundial actual
• NO podemos evitar el aumento de la población
• NO podemos disminuir el consumo de energía
• NO podemos bajar costos de la energía producida
• NO debemos contribuir al daño de la Capa de Ozono
que rodea la tierra
• NO debemos contribuir al calentamiento de la
atmósfera ó calentamiento global
SITUACIÓN ACTUAL

Qué podemos hacer los que nos dedicamos a la
Refrigeración y al Acondicionamiento de Aire para
hacer más eficiente el consumo de energía.
A. Etapa de ante proyecto y proyecto
• En cada proyecto pequeño, mediano ó grande: Tomar datos correctos.
• Dibujar y hacer planos ó esquemas preliminares con la mayor cantidad de
detalles posible
• Calcular las cargas térmicas en la forma más precisa que se pueda. Factor
de seguridad
• Elegir el sistema de refrigeración ó aire acondicionado adecuado.
Alternativas, aire, agua.
BÚSQUEDA DE SOLUCIONES

• Consultar la disponibilidad y elegir la energía eléctrica a usar.
Voltaje, carga instalada.
• Seleccionar el refrigerante que se adapte mejor al tipo de
aplicación del proyecto. “Refrigerantes ecológicos”.
• Seleccionar los equipos para que sus capacidades se acerquen a
las cargas térmicas calculadas.
• Seleccionar los accesorios, controles é instrumentos que
permitan buen funcionamiento.
• Cálculos de diámetros de tuberías, mangueras aislantes,
accesorios y diseño de su distribución.
• Cálculos de secciones de los ductos, aislamiento necesario y
diseño de su distribución.

• Cálculo de los conductores eléctricos, contactores, accesorios
eléctricos y diseño de su distribución.
• Elegir el sistema de control adecuado. Edificios “inteligentes”,
edificios “verdes inteligentes”.
• Elegir cuidadosamente la ubicación de los componentes
principales de los equipos.
• En cámaras refrigeradas calcular el aislante y espesor
adecuados. Paredes, techos, pisos.
• En cámaras refrigeradas elegir las puertas adecuadas.
Antecámaras, cortinas plásticas y de aire.
• Elaborar memoria descriptiva y los planos que permitirán llevar
a cabo la obra.

B. Etapa de Instalación
• Antes del inicio, coordinar con el propietario,
constructor, Ing. Civil, Arquitecto, detalles de obra
que permitan ejecutarla tal como estaba prevista y
como figura en planos.
• Verificar en obra si las ubicaciones que tendrán los
equipos está de acuerdo con los planos y si es viable.
• Verificar si vigas y columnas no afectan distribución
de tuberías y ductos. Replanteos. Optimizar.

• Supervisar ubicaciones de equipos, anclajes,
soportes, colgadores, soldaduras, aislamientos.
• Supervisar que se empleen los materiales y
características especificadas en memoria descriptiva.
• Supervisar que los procedimientos de instalación se
cumplan y también normas de seguridad. PDR.
• Soldadura de tubos y accesorios de cobre usando
nitrógeno a baja presión. Residuos.
• Utilización de herramientas é instrumentos en buen
estado. Calibración.

C. Etapa post instalación
• Regulaciones y ajustes.
• Verificación de la calidad de la energía eléctrica.
• Mantenimiento: Predictivo, preventivo, correctivo.
Historial. Monitoreo in situ y a distancia.
D. Personal
• Preparar profesionales y técnicos provenientes de
Universidades, Institutos. Ayudantes.

Qué hacen los fabricantes de equipos
A. Mejoran la eficiencia de cada componente del
sistema frigorífico
• Condensadores con mayor área, mayor turbulencia.
Disminuye DT.
• Condensadores enfriados por agua.
• Evaporadores con mayor área, mayor turbulencia.
• Válvulas de expansión termostáticas. Igualador externo
de Presiones. Válvulas Electrónicas
PRESENTE Y FUTURO

• Compresores más eficientes: Pistón con
descargadores de cilindros, Pistón con válvulas Discus
y con descargadores de cilindros, Pistón con válvulas
Discus y digitales, scroll, scroll digital, uso de
variadores de velocidad (Inverter), scroll con
inyección de líquido/vapor, tornillo con variador de
capacidad, tornillo con variador de velocidad,
centrífugo con variador de capacidad.
PRESENTE Y FUTURO
Qué hacen los fabricantes de equipos

Compresor semihermético Discus y
compresores herméticos Scroll
PRESENTE Y FUTURO

PRESENTE Y FUTURO

TECNOLOGÍA MÁS AVANZADA PARA UNA
MAYOR EFICIENCIA Y CONFIABILIDAD

Compresor scroll digital

B. Mejoran la eficiencia de un equipo, como conjunto
• Unidades de Condensación con varios compresores
en paralelo. RACKS.
• Enfriadores de agua (Chillers) con varios compresores
en paralelo.
• Uso de una toma del aire ambiente exterior, en
equipo de aire acondicionado , en lugares de clima
“frío” (Free cooling)
• Se quiere que la capacidad del equipo se acerque en
todo momento a la variación de la carga térmica.
PRESENTE Y FUTURO

PRESENTE Y FUTURO
CARGA TÉRMICA VARÍA A TRAVÉS DEL TIEMPO

PRESENTE Y FUTURO
MODULACIÓN DE
LA CAPACIDAD

COMPRESOR TORNILLO CON VARIACIÓN DE
CAPACIDAD

MODULACIÓN DE LA CAPACIDAD TRABAJANDO LOS
COMPRESORES DE ACUERDO A CARGA TÉRMICA

MODULACIÓN DE LA CAPACIDAD TRABAJANDO
LOS COMPRESORES DE ACUERDO A CARGA
TÉRMICA

CHILLERS CON MÚLTIPLES COMPRESORES

SISTEMA VRF – COMPRESORES INVERTER

SISTEMA INVERTER

GRACIAS POR SU ATENCIÓN
Ing. Ernesto Sanguinetti R.
esanguinetti@coldimport.com.pe

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