Moto-compresores para refrigeración y aire acondicionado

Moto-compresores

Funcionamiento Su func funció ión n prin princi cipa pall es co comp mpri rimi mirr y aume aument ntar ar la pres presió ión n para para bomb bombea earr co corr rrec ecta tame ment nte e el refri efrige geran rante te.. Es co como mo el co cora razó zón n del del sistema. Básicamente lo que hace es extraer el refrigerante (en forma de gas) que proiene del eaporador y transportarlo al condensador y a lo largo del sistema! incrementando incrementando la presión y la temperatura.

Elementos a considerar en la elección de compresores Existe una serie de factores importantes al momento de elegir cual cualqui quier era a de los los co comp mpre reso sore ress ante antess me menc ncio iona nado dos! s! los los má máss importantes son" o

La Capacidad de refrigeración  está ligada directamente

al sistema que se a a refrigerar y a la temperatura de eapor eaporaci ación. ón. El compre compresor sor que sel selecc eccion ionem emos os tiene tiene que cubr cubrir ir los los requ requer erim imie ient ntos os de nues nuestr tro o sist sistem ema a para para que que cumpla con la demanda requerida y soporte la carga de traba#o. o 

Condiciones de trabajo del sistema, Es muy importante

que que co cono nozc zcam amos os la temp temper eratu atura ra de eap eapora oraci ción ón!! la de condensación! la del l$quido! y la del gas de succión! ya que la pote potenc nciia para para compr ompriimir mir un %uido uido depe depend nde e de sus sus condiciones f$sicas& 'stas an de la mano con las condiciones de traba#o del sistema. o

Fluido refrige refrigerante rante,, os diferentes tipos de compresores

están proyectados para traba#ar con determinados %uidos por cuestiones de estructura y de efectiidad del sistema refrigera refrigerante. nte. os refrigerantes refrigerantes más utilizados utilizados son" *+,a! *+,a! ,-,! ,-/! 00. ! Clasicación

os compresores pueden ser clasi1cados seg2n arias caracter$sticas! una de ellas es catalogarlos como abiertos, semiherméticos o cerrados.

motocompresores

abiertos

son utilizados en aplicaciones o instalaciones de producción que tienen un motor el'ctrico externo.

semiherm'ticos

son los que cuentan con un motor integrado pero no están sellados& esta caracter$stica les permite ser reparables

h'rmeticos o cerrados

tienen como principal caracter$stica que están sellados herm'ticamente! lo que es ideal para otras aplicaciones.

3tra forma de clasi1cación de compresores ser$a según su tecnología. as tres principales son las siguientes" reciprocantes, rotativos y centrífugos.

motocompresores

reciprocantes

4olante 4polea 4banda 4motor el'ctrico

•

rotatios

centrifugos

4scroll 4paletas 4tornillos

45lu#o axial 4%u#o radial

Reciprocantes (alternativos) Es un compresor de desplazamiento positio! en el que la compresión se obtiene por desplazamiento de un pistón moi'ndose lineal y secuencialmente de atrás hacia adelante dentro de un cilindro& reduciendo de esta forma! el olumen de la cámara (cilindro) donde se deposita el gas& este efecto! origina el incremento en la presión hasta alcanzar la presión de descarga! desplazando el %uido a tra's de la álula de salida del cilindro. El cilindro! está proisto de álulas que operan automáticamente por diferenciales de presión! como álulas de retención para admitir y descargar gas. a álula de admisión! abre cuando el moimiento del pistón ha reducido la presión por deba#o de la presión de entrada en la l$nea. a álula de descarga! se cierra cuando la presión en el cilindro no excede la presión de la l$nea de descarga! preiniendo de esta manera el %u#o reerso.

6lasi1cación de los compresores reciprocantes" • • •

7erm'ticos. 8otor y compresor en la misma carcasa. Semi9herm'ticos. a culata de los cilindros es desmontable. biertos. El cig:e;al se prolonga hacia fuera de la carcasa! el motor es exterior.

Algunas de sus principales ventajas  son: • • •

6apacidad de compresión ariable daptabilidad
Aplicaciones: Estos compresores son utilizados para aplicaciones comerciales e industriales (en sistemas estacionarios principalmente), al igual que para productos cárnicos, aplicaciones médicas y sistemas de criogenización.

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Rotativos

o

Scroll, Está formado por dos espiras! una 1#a y otra móil de

manera que la móil se a cerrando sobre la 1#a. a espira móil a aspirando el gas y lo a cerrando contra la otra espira y lo a comprimiendo.

El principio de funcionamiento es el siguiente" El gas es aspirado entre las dos espiras (S=>6>?@)! quedando atrapado como consecuencia del giro de una de ellas (espira móil) sobre la espira 1#a. 6omo consecuencia de esto! el gas se a comprimiendo progresiamente en los espacios estancos formados entre las espiras (638=ES>?@) y (AES6) hasta alcanzar la zona central por donde sale del interior de las espiras a alta presión hacia el circuito. En la 1gura siguiente se muestra un dibu#o del recorrido del gas a tra's del compresor.

En la 1gura se obseran las siguientes partes de un compresor Scroll" *. tuber$a de descarga! 0. espira móil! +. espira 1#a C. tuber$a de aspiración! D. rotor! /. estator. entajas !  desventajas

Este tipo de compresores  presenta una serie de ventajas" •

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usencia de álulas de aspiración y descarga! por lo que admiten golpes de l$quido y tienen ba#o niel sonoro y de ibraciones. @o arrastran casi aceite.  ienen ba#o par de arranque! ya que las presiones se igualan dentro del compresor (llean una álula antirretorno en la descarga para que no se igualen las presiones en el sistema. En ocasiones! esta álula la llean internamente). demás del menor par de arranque! durante la marcha normal! tambi'n necesitan menos potencia por lo que consumen menos y los motores son más potentes. 8enor n2mero de partes móiles! y por tanto! menor desgaste. =ero tambi'n tienen desenta#as" Son muy caros unque se dice que admiten golpes de l$quido! esto es relatio! ya que si entra l$quido en el compresor no sufre riesgo de rotura mecánica! pero con el l$quido refrigerante se producen arrastres de aceite y si esto se repite continuamente! acarrea problemas en la lubricación! que pueden llegar a de#ar el cárter del compresor sin aceite. En los trifásicos! hay que comprobar las fases con un fas$metro! ya que deben de girar en un sentido. Si giran en sentido contrario! saltarán las protecciones t'rmicas. s$! a la hora de instalar un compresor de este tipo! si es monofásico no se plantea este problema! ya que 'l

automáticamente se pone a girar correctamente! pero si es trifásico o se comprueban las fases con un fas$metro o! se no se dispone de 'l como es habitual! se conectan las fases sin más. Entonces si se ha conectado al re's el compresor parará debido al protector t'rmico. 6uando se instala un Scroll trifásico! se debe estar pendiente de que el sentido de giro sea el correcto. @o obstante! si el compresor está conectado con el sentido de giro cambiado emite un ruido extra;o.

o

"aletas,  ienen la misma apariencia que un

compresor herm'tico alternatio pero son más alargados y con forma apepinada. Suelen llear una botella de aspiración para eitar golpes de l$quido! a los que son muy sensibles. as diferencias es que a igualdad de potencia los compresores rotatios son más peque;os y menos ruidosos respecto de los alternatios. 3tra diferencia es que la presión de alta se descarga dentro de la carcasa por lo tanto está muy caliente.  ienen más rendimiento que los alternatios al carecer de tantas partes móiles! se usan casi exclusiamente en aire acondicionado. l igual que los Scroll tienen sentido de giro.

Estos compresores consisten en una caidad cil$ndrica con su e#e horizontal (estator! *)! dentro de la cual está ubicado en forma exc'ntrica un rotor (0)! cuyo e#e gira obiamente exc'ntrico en relación con el del estator. El rotor incorpora una ranura (+)! en la que a acoplada una paleta (,)! que se halla constantemente en contacto con el estator! debido a que se desliza libremente dentro de su ranura! de forma que al girar el rotor la fuerza centrifuga la empu#a contra la pared del cilindro. Esta paleta determina en el espacio anular intermedio entre el rotor y el estator! dos cámaras  y B! cuyos ol2menes respectios están en función de la posición de la paleta. Aurante la rotación del rotor! los ol2menes de las cámaras  y B ar$an continuamente.

El estator incorpora los ori1cios de aspiración (C) y de descarga (D). El rotor y el estator tienen la misma longitud y se hallan cerrados en sus extremos por tapas estancas! una de las cuales constituye el paso del e#e de accionamiento del rotor.

funcionamiento: 6uando la paleta obstruye el ori1cio de aspiración! la

cámara  tiene un olumen nulo y todo el espacio anular es la cámara B! que está llena de los apores a la presión de aspiración (1gura a). 6uando la paleta ha pasado ya por el ori1cio de aspiración! disminuye el olumen de la cámara B y los apores se comprimen. Simultáneamente! aumenta el olumen de la cámara  y se llena de nueo con el gas de aspiración (1gura b). 6on el giro del rotor! la cámara B a disminuyendo y a aumentando la presión del gas! hasta que alcanza la presión de descarga! que hace que se abra el ori1cio de descarga (1gura c). El gas comprimido escapa por 'l! hasta que la paleta pasa por el punto de tangencia entre rotor y estator! estando ahora la cámara  totalmente llena de gas de aspiración y siendo inexistente la cámara B (nueamente 1gura a). 6uando la paleta pase por el ori1cio de aspiración! empieza un nueo ciclo. os compresores como el descrito! que se llaman monocelulares (con una 2nica paleta)! permiten una sola aspiración y una descarga por cada uelta. Si se quiere aumentar! ba#o las mismas dimensiones! la cilindrada es necesario multiplicar el n2mero de cámaras de compresión! o sea! el n2mero de paletas.

a solución más sencilla se obtiene con dos paletas diametralmente opuestas (compresores bicelulares). =or extensión! con m2ltiples paletas se obtienen los compresores multicelulares.

o

Este tipo de compresores! tambi'n denominados rotatorios helicoidales! constan de un cuerpo y dos largos engrana#es helicoidales! o tornillos! en contacto que giran en sentido contrario. Tornillo

o lóbulos del tornillo macho.


El refrigerante procedente del eaporador queda atrapado en los espacios existentes entre los canales del tornillo secundario o hembra! girando con 'l y comprimi'ndose a medida que aanza hacia la salida! ya que el olumen disponible entre las ranuras que de#an los tornillos a disminuyendo gradualmente. Este tipo de compresores se utilizan para capacidades frigor$1cas superiores a la *C---- FcalGh.

Funcionamiento:

os dos tornillos tienen per1les que se con#ugan! uno formando los lóbulos (rotor macho)! y el otro las gargantas (rotor hembra). Aurante la rotación! el contacto de los per1les se desplaza a lo largo del e#e de la máquina! creando as$  una descarga axial del %uido comprimido dentro de una garganta por el lóbulo correspondiente. a garganta #uega! muy aproximadamente! el papel de un cilindro cuyo olumen se reduce progresiamente! mientras que el lóbulo realiza la función del pistón hasta que la rotación del tornillo lo llea frente a la boca de descarga! permitiendo que el %uido comprimido se escape por la tuber$a de descarga.


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 radicionalmente! los compresores de tornillo se han enido utilizando en usos industriales! pero en los 2ltimos a;os! se han comenzado a aplicar en máquinas de peque;a y mediana potencia. En las máquinas peque;as! el accionamiento se hace! en general! a tra's del tornillo hembra. Aependiendo de la selección de compresores de tornillo (semiherm'ticos! herm'ticos! o abiertos) tienen distintas aplicaciones" para sistemas comerciales! industriales y marinos! sistemas con riesgos de explosiones! sistemas de transporte! y optimizados para bombas de calor y chillers.

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Centrifugo

=ueden desplazar grandes volúmenes de gas refrigerante ! en general con ba#as relaciones de compresión. a compresión se consigue por la aceleración del gas en el rotor de forma que al

aumentar el cuadrado de la elocidad perif'rica! se incrementa el alor de la compresión. =ara que esto suceda deberán obtenerse alores altos de elocidad. =ara cada elocidad! un compresor de este tipo proporciona una relación de compresión máxima dada. Este hecho obliga a elegir un compresor centr$fugo para un r'gimen de funcionamiento máximo. @o tiene pues la %exibilidad de otros tipos de compresores. 3tro factor que in%uye en la relación de compresión es la masa especíca del refrigerante. 6on

preferencia deben utilizarse con refrigerantes pesados! de manera que los %uidos halogenados se utilizan más en contra del amoniaco cuyo peso olum'trico es menos. Suelen equiparse con un sistema que permite reducir la produccin frigoríca! actuando sobre la cantidad de gas refrigerante que entra en el compresor. a regulación puede establecerse desde un !"# hasta el !""# de forma generalmente automática seg2n las instalaciones frigor$1cas. as máquinas centr$fugas tienen una de sus principales aplicaciones en el escalón de ba#a presión de circuitos con arias etapas! donde se requiera grandes ol2menes de desplazamiento! compitiendo con los rotatios y alternatios. Se alcanzan elocidades perif'ricas en las ruedas de hasta ,-mGs.

$ompresores de %u&o a'ial, Ae naturaleza seme#ante a los anteriores! se emplean fundamentalmente en industrias uímicas y en aplicaciones de aire acondicionado! o en compresiones de aire

con grandes ol2menes. Supone menores dimensiones! pesos y una mayor simpli1cación de elementos auxiliares! debido a su menor ruido! menor ibración y mayor facilidad de insonorización. Son muy utilizados en grandes potencias. 6on halogenados y a partir de I-- 6J se emplean en lugar de compresores centr$fugos.