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lunes, 4 de marzo de 2013

COMPRESORES PARA REFRIGERACION

COMPRESORES 
 
El componente más importante de cualquier sistema de Refrigeración o Aire Acondicionado es el COMPRESOR, éste se encarga de hacer circular por el sistema el refrigerante,   el cual es comprimido para elevarle la presión hasta un valor,   de tal forma que pueda condensarse ( obtenerlo en estado líquido ), luego el refrigerante líquido cumplirá la función de retirar calor del espacio refrigerado a travez del evaporador cuando el líquido cambie de fase y pase al estado de vapor.
 
 Hay varios tipos de compresores para este propósito, los mas conocidos son:

COMPRESORES ALTERNATIVOS O DE PISTON
 
Han sido los  más populares, porque aún son utilizados por  la mayoría de los equipos domésticos, congeladores y enfriadores de bajo porte, e igualmente en los equipos de aire acondicionado residenciales. Su mecanismo es similar a los motores de combustión interna que utilizan los vehículos, con la diferencia, que los compresores para refrigeración convierten la potencia de la energía eléctrica en potencia  frigorífica. Hoy día existe la tendencia de reemplazarlos por los compresores Rotativos o los Scroll, dea que éstos poseen niveles de ruido mucho más bajos que los compresores alternativos o de pistón. Su principal desventaja consiste en que se requiere de media revolución para aspirar y llenar el cilindro de refrigerante y la media restante para comprimirlo


COMPRESORES ROTATIVOS



Su mecanismo está diseñado para que funcione de tal manera que en una revolución completa se logra la aspiración y compresión simultánea del gas refrigerante. Este está compuesto básicamente por un cilindro, una escéntrica que gira dentro del cilindro y hace las veces de pistón y una, dos,  o cuatro  paletas resortadas que separan las diferentes zonas  de aspiración y compresión. Tienen  un 50 % menos de partes móviles que los compresores de pistón, lo cual los convierten en equipos más versátiles. Como se mencionó anteriormente, son mas silenciosos,  lo cual los hace mas elegibles por los clientes. Si observamos y analizamos los dibujos,  identificamos que la descarga del compresor está ubicada en el sitio  que dice "escape", si la escéntrica gira en el sentido de las manecillas del reloj, cada uno de los espacios separados por las paletas va disminuyendo de volumen lo cual nos indica que en el compresor de 4 paletas se está generando compresión simultánea en cuatro sectores. Esta la principal ventaja comparado con el compresor alternativo
 
COMPRESORES SCROLL

Foto  de Scroll K5 Tomada de Emerson Climate Tech.

El diseño de este tipo de compresor es sencillamente extraordianario, tiene solamente 3 partes móviles lo cual minimiza  la posibilidad de fallas mecánicas. La parte del compresor se compone de un Caracol fijo y un caracol móvil, el cual desarrolla  movimientos orbitales   siguiendo micrometricamente el  desarrollo del caracol fijo. Cuando analicen  la animación, podrán determinar que el refrigerante es succionado por el compresor en los extremos del scroll, el mecanismo va comprimiendo el refrigerante en 4 sectores al mismo tiempo y lo va transportando hacia el centro del caracol, cada uno de los espacios va disminuyendo gradualmente de volumen, hasta que llega al centro ( descarga ) con la presión de alta requerida para el proceso .

GENERALIDADES DE LOS COMPRESORES SCROLL

En  su funcionamiento no se producen movimientos de rotación sino movimientos orbitales.

La acción centrífuga del Scroll orbitante efectúa un sello de los flancos en el scroll estacionario

El refrigerante comprimido va saliendo por el centro del scroll hacia la cámara de descarga

Durante una orbita, varias cámaras del scroll efectúan el proceso de compresión simultáneamente, produciendo una compresión continua y un accionar suave del compresor

Sus 3 partes móviles reemplazan las aproximadamente 15 partes móviles de un compresor de pistón

El scroll no requiere de válvulas de succión y descarga, eliminando las pérdidas por escapes en los flappers.

Un scroll es entre un 12 y 15 % mas eficiente que uno de pistón

No hay volumen de claro ni reexpansión

Operación silenciosa. Se ha eliminado el ruido producido de los flappers, debido a su proceso de compresión continuo.

RECOMENDACIONES:

Requieren sentido de giro específico. Cuando giran en sentido contrario producen mucho ruido, su amperaje es bajo y el efecto refrigerante no es muy significativo

Es importante la instalción de un protector de inversión de fase, para prevenir sentido de giro inverso. Igualmente la instalción de un temporizador para prevenir el arranque del mismo en el momento en que éste inicie la igualación de las presiones

Algunos compresores están diseñados con una válvula cheque en la linea de descarga con el fin de prevenir lo anterior.

PRECAUCION IMPORTANTE. NUNCA EFECTUE AUTO VACIO O PUMP DOWN CON UN COMPRESOR SCROLL.

ESTOS COMPRESORES POR SU ALTA EFICIENCIA LEVANTAN ALTO VACIO EN UN TIEMPO RELATIVAMENTE CORTO, LO CUAL PUEDE OCASIONAR ARCO ELECTRICO EN LOS TERMINALES DEL COMPRESOR

Tornillos del compresorCOMPRESORES DE TORNILLO

Como su nombre lo indica, está compuesto por unos mecanismos similares a un tornillo sinfin, en la mayoría de los casos por dos tornillos ( macho y hembra) los cuales están mecánicamente ajustados para obtener su mayor eficiencia en el proceso de compresión. El refrigerante es succionado por uno de los extremos del conjunto y llevado al otro extremo en la dirección del movimiento de los tornillos. Su principal ventaja en este diseño consiste en que pueden trabajar a mayores velocidades comparados con los tipos anteriores y que el proceso de compresión de refrigerante es continuo sin ningún tipo de oscilaciones en ninguno de los puntos del mecanismo.

El rotor macho es el tornillo motriz del sistema, está conformado por 6 lóbulos mientras la hembra tiene 4, con este diseño se obtiene la máxima eficiencia del compresor. Una observación rápida nos permite determinar que el rotor hembra se mueve a una velocidad mayor que el tornillo macho

El ajuste entre los lóbulos de los tornillos y la carcaza del compresor es un conjunto cerrado que permite la inyección de aceite dentro del compresor, este aceite como en el resto de compresores sirve para refrigerar las partes móviles. El ajuste entre los cojinetes y rotores es de  tal magnitud, que la película de aceite no permite el contacto físico entre los rotores ni la carcaza del compresor, razón por la cual es casi inexistente el desgaste de sus componentes.

Estos compresores son máquinas que nos suministran altas capacidades de enfriamiento, del orden de 70 T.R. hacia arriba, sin embargo, son máquinas relativamente sencillas en cuanto respecta a su sistema de lubricación y control de capacidad, el cual está conformado por una corredera que funciona con la presión de aceite y un conjunto de vávulas solenoides que pueden controlar la capacidad de enfriamiento desde un 25 hasta un 100%

COMPRESORES CENTRIFUGOS:

Este es otro tipo de máquina pesada utilizada  principalmente en grandes sistemas de Aire Acondicionado o en procesos industriales que requieren alta capacidad de enfriamiento. Su mecanismo principal está compuesto por turbinas conformadas por ruedas de álabes en donde el refrigerante entra por el centro de la rueda a lo largo del eje y es descargado radialmente por la periferia de las mismas por acción de la fuerza centrífuga, esto aumenta la presión y por consiguiente la temperatura del refrigerante. Pueden ser de una o varias etapas  dónde una rueda de turbina descarga a la siguiente y así sucesivamente. Sus evaporadores son del tipo inundado en los cuales la succión del compresor reduce la presión del refrigerante para que éste se vaporice a la temperatura que corresponda según la presión. Generalmente son máquinas que enfrían principalmente agua o algún tipo de solución anticongelante,  con el fin de obtener temperaturas por debajo del punto de congelación del agua sin riesgo para la máquina por este motivo

ENLACES
 
En los siguientes links encontrarán algunas animaciones, que les proporcionarán la información de como se efectúa la compresión del refrigerante en compresores de diferentes tipos. 
 
 
http://www.youtube.com/watch?v=IOL45plqJv4             Scroll COPELAND
 
 http://www.youtube.com/watch?v=cCMi_ZOT6rk         Funcionamiento Básico Tornillo BITZER
 
 
http://www.youtube.com/watch?v=_U1-nJgBRiY     Control de Capacidad Tornillo BITZER

http://www.youtube.com/watch?v=40rTKAtFqq4           Centrífugo DAIKIN McQUAY

 
 

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