Instalación eléctrica de equipos HVACR

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La electricidad que le da vida a los sistemas de AA y refrigeración debe ser un tema lo suficientemente aprendido por los profesionales de campo, pues la cuidada instalación repercute en operatividad y seguridad

Juan Roberto Ramos

Los equipos de aire acondicionado y refrigeración residencial operan con 110 y 220 volts. Los equipos comercial o industrial, aparte de 110 y 220 v, también pueden utilizar voltaje trifásico para sus partes, motores y motocompresores, principalmente en las cámaras frías y aires acondicionados tipo paquete, divididos y chiller.

En este artículo se abordarán algunos aspectos sobre la conexión eléctrica que se utiliza en la mayoría de las instalaciones en equipos de aire acondicionado y refrigeración.

1. Es importante que, antes de instalar un equipo de aire acondicionado o refrigeración, se conozcan bien los detalles técnicos en electricidad del proyecto

2. También es necesario conocer las características de fábrica de los equipos que están en operación. Generalmente, esa información se encuentra en una placa o ficha técnica que viene adherida a la unidad condensadora o a la unidad evaporadora, donde se especifica la marca, el modelo, su uso, capacidad, rango de voltaje, amperaje y el tipo de gas, entre otra información

3. Es preciso saber, con exactitud, el voltaje y la demanda de consumo eléctrico (amperes) que necesitarán los equipos para calcular el tipo de interruptores termomagnéticos y el calibre del cable que se utilizará para su trabajo

4. La corriente eléctrica es altamente peligrosa, aun cuando se tenga mucha experiencia en su manejo, por lo que es necesario utilizar equipo de seguridad, como guantes, botas, gafas y herramientas en buen estado de aislamiento

Es muy importante colocar en los interruptores principales etiquetas de seguridad para que los demás sepan que se está trabajando y evitar que, por desconocimiento, los energicen y ocasionen un accidente. Por norma de buenas prácticas en seguridad, se deberá colocar una etiqueta de aviso por cada trabajador que esté participando en las labores de instalación del o los equipos de aire acondicionado o refrigeración; asimismo, cada uno de ellos las debe retirar cuando termine su trabajo. De esta manera evitaremos accidentes o riesgos innecesarios.

Generalmente, los equipos de refrigeración y aire acondicionado residencial, industrial y comercial trabajan con la corriente que proporciona la Comisión Federal de Electricidad (CFE) y que se conoce como corriente alterna (C.A.): es el tipo de corriente que constantemente cambia su polaridad de positivo a negativo y después de negativo a positivo. En México, esos cambios los efectúa 60 veces por segundo, por eso se dice que tiene 60 hertz o ciclos. En este tipo de corriente, los términos positivo y negativo no se utilizan, sino que se denominan fase y neutro (equivalente a positivo y negativo). La corriente alterna es conducida por cables eléctricos subterráneos o colocados en postes hasta las residencias, comercios o edificios.

La medición de la corriente se realiza con las dos puntas del amperímetro o multímetro en la escala de volts identificada con las letras V.C.A. (volts corriente alterna) y una especie de ola.

Dibujo del símbolo y la escala de volts en C.D.

La corriente directa (C.D.) es aquella cuyo voltaje siempre mantiene su polaridad fija (+/-); generalmente, la suministran las baterías o las pilas. Esta corriente sólo se utilizará en los equipos para los componentes de las tarjetas electrónicas y en los controles remotos. Con las nuevas tecnologías, se está logrando que algunos tipos de equipos empiecen a trabajar con corriente directa y continua, utilizando conversores, energía solar, sistemas inverter, placa peltier, etcétera.

Acometida eléctrica en baja tensión
Acometida eléctrica en tensión media
Acometidas eléctricas

Desde los postes de la CFE, se recibe la energía eléctrica con un conjunto de elementos especiales que se denominan acometida eléctrica. La acometida eléctrica en residencias y comercios pequeños (baja tensión) se compone de un tubo metálico (galvanizado) con un codo (mufa) en cuyo interior se colocan los cables eléctricos; una base metálica para el medidor (socket para medidor), un centro de carga y sus pastillas termomagnéticas (interruptores).

Para la acometida en comercios o empresas que demandan mucha carga eléctrica, es necesario construir una subestación; es decir, un transformador, y conectarlo directamente a los cables de la CFE a un voltaje elevado con cables aislados para alto voltaje tipo MCM o similar, así como sus cuchillas o fusibles que se colocan directamente en la cruceta de los postes; también cuentan con una base para medidor e interruptor de gran capacidad. A este tipo de acometida se le denomina tensión media. De ahí, se manda a un tablero general de distribución. Las medidas y capacidades de los componentes eléctricos son directamente proporcionales a la demanda de consumo de la empresa, edificio o comercio.

Existe otro tipo de acometida que se utiliza para edificios de apartamentos y oficinas de diferentes propietarios; a éstos se les llama tableros de acometida, pues la Comisión Federal de Electricidad proporciona el servicio en bajo voltaje, utilizando sus propios transformadores, y los usuarios lo recibirán en su tablero con un tubo y mufa galvanizados, con cable a un interruptor general y de ahí a unas barras de cobre sujetas con aisladores en el gabinete del tablero para que se tome la corriente necesaria para cada uno de los medidores individuales, que contienen también su centro de carga e interruptores termomagnéticos para 110 o 220 V.

En la mayoría de las zonas residenciales, la Comisión Federal de Electricidad suministra corriente en 110 y 220 V; para las zonas comerciales, también corriente trifásica.

La tierra física
Un elemento muy importante en toda acometida e instalación eléctrica de la mayoría de equipos para refrigeración y aire acondicionado es la tierra física.

Ésta es un dispositivo que resguarda la seguridad de las personas, de un equipo de refrigeración o de un equipo de aire acondicionado en caso de que presente un desperfecto eléctrico en sus motores o partes, y que los cables con corriente toquen alguna parte metálica que posibilite recibir una descarga eléctrica causando un daño, incluso la muerte.

La tierra física consiste en una varilla de cobre enterrada firme en el suelo hasta una profundidad de 3 metros y en su extremo superior se sujeta con un conector un cable desnudo, también de cobre, y se lleva hasta cada una de las partes metálicas de los equipos de refrigeración o aire acondicionado. Así, se conducirá la corriente eléctrica del equipo que esté averiado. Cuando este se “aterriza”, toca metal y por ahí descarga la corriente, en lugar de descargarla en alguna persona.

La tierra física también evitará que se dañen otras partes eléctricas de la unidad cuando se “aterriza”, porque las pastillas de protección temomagnéticas cortarán automáticamente el suministro de energía eléctrica del equipo (siempre y cuando tengamos una correcta instalación de la tierra física).

Otra razón, aunque secundaria, por la que se deberá colocar una buena tierra física es porque el fabricante del equipo condiciona la garantía a que estén conectados a este dispositivo de seguridad, porque de esta manera también el equipo se protege de una descarga eléctrica; si no es así, pierde toda garantía de fábrica irremediablemente.

Pastillas termomagnéticas, según amperajes de placa y distancia

Cómo conectar los equipos
Ahora se verá cómo se conecta el equipo al suministro de la corriente eléctrica. Es muy importante saber qué tipo de cables se deberán utilizar, para ello se debe conocer cuánto amperaje consume el equipo de refrigeración o aire acondicionado en operación; como se dijo al principio, la placa de especificaciones, o incluso el manual de instalación lo dicen.

También se debe contemplar que los equipos trabajan con motores y compresores, y que cuando el arranque de éstos demanda un consumo muy alto, equivalente a tres veces en relación con el consumo de operación normal, se debe de considerar el cableado y las pastillas termomagnéticas en la etapa del arranque y no del valor que se indica ya en funcionamiento, el cual se especifica en las placas o manuales.

Ejemplo. Un equipo de 12000 btu a 220 V = 1 ton de refrigeración= 1 hp (caballo de fuerza) = 1000 watts (aproximadamente)

En su placa indica que consume 5 amperes, entonces éste se debe multiplicar por 3

5amp x 3 = 15 amp.

Esto consume en el arranque: se necesita una pastilla termomagnética de 15 amperes para su operación.

Pero, si la distancia es mayor de 15 metros, se presentará una caída de tensión (voltaje) que puede provocar que la pastilla se sobrecaliente durante el arranque y se dispare (desconecte la corriente). En este caso, es recomendable instalar una pastilla de 20 amperes.

También por su desgaste de trabajo, o condiciones climáticas, el platino que contiene la pastilla termomagnética y su mecanismo van perdiendo sus propiedades, provocando una variación de funcionamiento.

Es importante tomar en cuenta que cada equipo de refrigeración y de aire acondicionado deberá de contar con su proteccion eléctrica individual para que realmente tenga la protección.

Las pastillas temomagnéticas deben de ir colocadas en sus gabinetes, es decir centros de carga; según la cantidad de circuitos, será el tamaño y capacidad de este centro de carga.

Existen comúnmente dos tipos de centros de carga y pastillas: los centros de carga metálicos y los centros de carga tipo riel o de resina. Ambos tienen sus ventajas y desventajas.

La canalización y el uso de los cables eléctricos
La instalación inicia en el tablero principal de la residencia o en el de distribución de un edificio; a partir de él, se conduce la electricidad mediante cables de diferentes calibres, según la capacidad del equipo y su demanda de consumo.

Existen dos tipos principales de canalización para instalaciones, ya sean ocultas con poliducto (tubo naranja de poca flexibilidad), poliflex (poliducto flexible), PVC, sobrepuestas o aéreas, utilizando tubo rígido metálico o PVC. Los cables, en cualquiera de los casos, no deben saturar las tuberías; es recomendable que queden holgados para evitar recalentamientos.

Es importante que los tubos queden firmes y sujetos, no sólo por estética, sino por seguridad, pues en ellos se colocarán cables eléctricos en operación. En exteriores deberán sellarse a prueba de agua para evitar que se pudran, dañen o sean refugio de animales e insectos.

El cable tipo THW (temperature, humidity, weather), que significa cable con aislamiento termoplástico resistente al calor, al agua, a algunos químicos y por un largo tiempo a la intemperie, aunque no es muy recomendable. Para el ahorro energético de electricidad, se recomienda que los cables sean del calibre adecuado. Si un cable se calienta, no tiene el calibre adecuado, hay falsos contactos o una sobrecarga, lo que generará una fuga de corriente, pues el calentamiento significa consumo de corriente que no se aprovecha y se está fugando o desperdiciando. Es importante que las instalaciones sean lo más directas al suministro principal de corriente y, en caso de varios equipos, es necesario el balanceo de líneas, es decir que el amperaje en cada línea de corriente sea similar al de las otras.

Las instalaciones eléctricas de AA y refrigeración juegan un papel fundamental;  su correcto emplazamiento aportará eficiencia, operatividad y seguridad. En esta entrega, se mencionan aspectos que todo profesional HVACR debe tomar en cuenta y saber acerca de los sistemas.

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Juan Roberto Ramos
Capacitador de cursos presenciales de Aire Acondicionado de Grupo Kokay en la ciudad de Cancún, Quintana Roo.