Compresores • La ta tare reaa del del co comp mpre reso sorr es es aum aumen enta tarr la la presión de los vapores (generalmente sobrecalentados)) que provienen del sobrecalentados evaporador para que se puedan condensar con el medio de enfriamiento disponible. • La pr pres esió ión n de de des desca carg rgaa dep depen ende de de es este te medio y no del compresor, ni de la temperatura de evaporación.
Compresores • La ta tare reaa del del co comp mpre reso sorr es es aum aumen enta tarr la la presión de los vapores (generalmente sobrecalentados)) que provienen del sobrecalentados evaporador para que se puedan condensar con el medio de enfriamiento disponible. • La pr pres esió ión n de de des desca carg rgaa dep depen ende de de es este te medio y no del compresor, ni de la temperatura de evaporación.
Clasificación de los Compresores – Tipo de Construcción – Principio de Compresión
Tipo de Construcción • Compresores Abiertos • Compresores Herméticos • Compresores Semiherméticos
Compresores Abiertos • Son aquellos donde un elemento con movimiento (el cigüeñal) atraviesa la carcaza del compresor y el motor es exterior a esta. • Los compresores abiertos tienen amplio uso en las aplicaciones industriales donde el amoníaco es preferentemente utilizado.
Dibujo Compresor Abierto
Compresores Herméticos • Son aquellos donde el conjunto motor compresor se hallan montados en un eje común y se encuentran dentro de una carcasa sellada herméticamente por soldadura. • Tienen amplio campo de uso en los artefactos que usan el ciclo de refrigeración que son producidos masivamente.
Compresor Hermético
Compresores Semiherméticos • Son Son un ti tipo po in inte term rmed edio io en entr tree los los do doss anteriores • El con conjjunt nto o mot oto or - com ompr pres esor or se hal hallla montado en una misma carcasa, pero es accesible a través de distintas tapas. • Su ca camp mpo o de ap apli licac cació ión n son son las las apli aplica caci cion ones es de refrigeración comercial.
Compresores • Los Los comp compre reso sore ress del del tipo tipo abi abier erto to ti tien enen en un COP mayor ya que no deben disipar el calor del motor a través del ciclo refrigerante. • Esto Estoss gene genera ralm lmen ente te pre prese sent ntan an ren rendi dimi mien ento toss mayores en alrededor del 10%.
Capacidad de un Compresor • La capacidad frigorífica de un compresor aumenta al subir la temperatura de evaporación • La capacidad frigorífica de un compresor disminuye al aumentar la temperatura de condensación
Potencia de un Compresor • La potencia requerida por un compresor aumenta al subir temperatura de evaporación • La potencia requerida por un compresor aumenta al subir la temperatura de condensación
Compresores Alternativos • Es el tipo de compresor más difundido • Logra la compresión de los gases aspirados reduciendo el volumen de estos dentro de la cámara de compresión, aumentando de esta forma la presión, pero también la temperatura. • El pistón se mueve en forma rectilínea en el cilindro, ya que un sistema biela - manivela transforma el movimiento rotatorio del cigüeñal.
Compresor de Linde
Los
Compresores Alternativos • Cuando el amoníaco es el refrigerante utilizado, los compresores utilizados deben ser del tipo abierto. • Se utiliza en aplicaciones de simple etapa y en la de alta presión en sistemas de doble etapa. • Normalmente son impulsados con motores eléctricos y la potencia de estos se selecciona para un 150% de la potencia requerida por el compresor a plena carga.
Compresores Alternativos • Se debe limitar la temperatura de descarga a 135ºC como máximo. • Es común utilizar una camisa de agua para enfriamiento en la cabeza de estos compresores cuando el refrigerante utilizado es amoníaco o R 22. • Se requiere un caudal de agua de 1,2 L / min. por cada 10 kW de potencia frigorífica. • El efecto es bajar aproximadamente 16ºC la temperatura del amoníaco.
Factores que Afectan la Eficiencia en Compresores Alternativos • Rendimiento volumétrico • Válvulas • Enfriamiento de los motores con el gas de succión • Perdidas internas de gas • Circulación de aceite
Desplazamiento • El desplazamiento de un compresor alternativo es el volumen de refrigerante que puede ser bombeado por el o los pistones en la unidad de tiempo • Dc = 0,25. Π . D2 . S . Nc . n
Espacio Nocivo • Se llama espacio nocivo al volumen comprendido entre la tapa de cilindro y la cabeza del pistón, y lo que eventualmente puede quedar en los orificios de descarga. • Es un porcentaje pequeño respecto al desplazamiento pero que impacta fuertemente en el rendimiento
Espacio Nocivo
Rendimiento Volumétrico • El rendimiento volumétrico de un compresor en un determinado ciclo es la relación entre el caudal que realmente entre al cilindro y el desplazamiento de este. • Depende del espacio nocivo, de las presiones de operación del ciclo, y del refrigerante que estamos aspirando.
Rendimiento Volumétrico Punto Muerto Superior
Rendimiento Volumétrico Comienzo Aspiración
Rendimiento Volumétrico Punto Muerto Inferior
Rendimiento Volumétrico Comienzo Descarga
Corte Compresor enfriado por Refrigerante
Soluciones para R22 en baja • Dispositivos de inyección de líquido • Compresores enfriados por aire • Compresores de tornillos • Compresores de dos etapas • Central de baja descargando sobre central de media temperatura
Dispositivos de inyección de líquido • Inyectan refrigerante en estado líquido proveniente desde el recibidor • Mantienen la temperatura de descarga por debajo de los 130°C
• Son métodos sencillos y eficaces
Compresores enfriados por aire • El refrigerante no enfría el motor por eso la temperatura de aspiración en los cilindros es menor. • Utilizan un ventilador externo para enfriar el motor
Compresores de tornillos • Pueden realizar el proceso en una sola etapa dado que inyectan aceite para refrigerar el proceso de compresión • Las temperaturas de descarga se mantienen alrededor de los 80°C • Generalmente el líquido se subenfria
Compresores de dos etapas • Desde el punto de vista termodinámico es una excelente alternativa • Mayor complejidad de mantenimiento • También inyectan líquido en la sección entre etapas para reducir la temperatura de los gases descargados por los cilindros de baja, antes de ser aspirados por los de alta
Central de baja descargando sobre central de media • La central de baja temperatura se convierte en una carga mas de la central de media • Si la central de media no funciona, la de baja tampoco puede hacerlo
Instalación del Compresor • Cuando se instala el compresor se debe reducir al mínimo el tiempo que este permanece abierto al aire para evitar la entrada de humedad al sistema. • En compresores cargados con aceite mineral este tiempo debe ser inferior a los 30 minutos, y en los cargados con poliol éster inferior a los 5 minutos
Zona de Trabajo Compresores XXX c \ R22
Selección del Compresor • Programas de cálculo o tablas • Datos requeridos: – Refrigerante – Temperatura de evaporación – Condensación
Instalación Unidad Condensadora
Compresores Rotativos • Se utiliza en la etapa de baja presión en sistemas de doble etapa. • Trabajan inundados en aceite, por lo tanto requieren de un separador importante para asegurar su correcto funcionamiento. • Una válvula de retención en la descarga es imprescindible para evitar que pueda rotar en sentido inverso cuando este fuera de funcionamiento.
Compresores Rotativos
Compresores Rotativos
Compresores Scroll •Es un compresor de desplazamiento positivo. •Se compone de dos espirales: •Una superior que esta fija en la carcaza. •Una inferior que efectúa un movimiento orbital conduciendo los gases desde el exterior hacia el centro de la espiral.
Compresores a Tornillos • El principio de compresión es también la reducción de volumen. • Son de dos tipos: Mono tornillo Tornillos Gemelos
Compresores a Tornillos • Se utiliza en aplicaciones de simple etapa y en aplicaciones de doble etapa, tanto en la de alta presión como en la de baja. • Normalmente son impulsados con motores eléctricos y la potencia de estos es un 10% superior a la máxima necesaria.
Compresor de Tornillos
Compresor de Tornillos
Compresores a Tornillos • La presión interna que desarrollan durante la compresión depende de la geometría del compresor. • La relación de volúmenes (Vi) es la razón entre el volumen atrapado en la cámara de compresión en el instante que esta se inicia y el volumen que tiene justo antes de abrirse hacia el puerto de descarga.
Vi = Vinicial / Vfinal
Compresores a Tornillos • La presión interna que desarrollará depende también del refrigerante que interviene en el cálculo a través de la relación de los calores específicos κ . • La presión interna quedará expresada como:
pi = Vi
κ
Compresores a Tornillos • En un determinado ciclo la relación de compresión es
Rc = pdesc / psucc • Esta Rc se debe igualar con la presión que desarrolla el compresor
p i = Rc κ
psucc . Vi = pdesc
Compresor de Tornillos
Compresión con Economizador
Es utilizado con compresores a tornillos. Aumenta la eficiencia del ciclo subenfriando el líquido refrigerante, disminuyendo la entalpía de este, lo que resulta en un mayor E.R.N. en el evaporador. El refrigerante evaporado durante el subenfriamiento es aspirado por la puerta lateral del compresor de tornillos a una presión intermedia.
Compresión en Simple Etapa con Economizador
Compresores con Economizador
Los compresores trabajando con economizador tienen una eficiencia cercana los sistemas de doble etapa. La eficiencia es mayor con mayores índices de compresión. Tienen el inconveniente que cuando el compresor se descarga la presión de succión del side-port se revierte a la de succión.
Subenfriamiento de líquido • Baja Temperatura – Aumenta el rendimiento de la central en proporción importante – Disminuye la potencia de los compresores • Media temperatura – Aumenta el rendimiento de la central en pequeña proporción – Disminuye la potencia de los compresores
Compresión con Economizador
El subenfriamiento de líquido en un flash-tank es más eficiente que en un intercambiador casco y serpentín. El inconveniente que presenta el flashtank es que reduce la presión del líquido desde la de alta a la intermedia.
Liquid Subcooling
Enfriamiento de Compresores de Tornillo • Los compresores de tornillo tienen la capacidad de poder ser enfriados durante el proceso de compresión. • Se pueden enfriar por: Inyección de líquido Inyección de aceite Enfriamiento con expansión de refrigerante Enfriamiento con agua o glicol Enfriamiento con refrigerante por termosifón
Enfriamiento de aceite • Los sistemas de enfriamiento por termosifón no requieren potencia del sistema. • Son un 10 % más eficientes que un sistema de inyección de líquido. • Se debe asegurar una reserva de 5 min. de líquido para el funcionamiento de los compresores.
