Compresores Scroll de Refrigeración con

Guía de A

plicación

ZF13KVE ... ZF18KVE

inyección de vapor

C6.2.11/0904/S 1

GGUUÍÍAA DDEE AAPPLLIICCAACCIIÓÓNN:: CCOOMMPPRREESSOORREESS SSCCRROOLLLL DDEE RREEFFRRIIGGEERRAACCIIÓÓNN ZZFF1133KKVVEE--ZZFF1188KKVVEE CCOONN IINNYYEECCCCIIÓÓNN DDEE VVAAPPOORR ((EEVVII))

1 Introducción..........................................................................................................................................................2 2 Instrucciones de seguridad ..................................................................................................................................2 3 EVI Teoría de funcionamiento .............................................................................................................................3 4 Nomenclatura.......................................................................................................................................................5 5 Refrigerantes aprobados .....................................................................................................................................5 6 Diagrama de trabajo ............................................................................................................................................5 7 Configuración del sistema....................................................................................................................................6

7.1 Extracción del líquido...........................................................................................................................................6 7.2 Disposición de las tuberías en el economizador .................................................................................................6

8 Directrices de diseño del sistema: .......................................................................................................................7 8.1 Selección del intercambiador utilizando el Select ...............................................................................................8 8.2 Selección del intercambiador...............................................................................................................................8 8.3 Dimensionado de las líneas de líquido y inyección de vapor..............................................................................9 8.4 Selección de la TXV del intercambiador..............................................................................................................9 8.5 Válvula solenoide.................................................................................................................................................9 8.6 Aplicación en centrales......................................................................................................................................10

9 Lubricación.........................................................................................................................................................11 10 Migración del refrigerante ..................................................................................................................................12 11 Parada por baja..................................................................................................................................................12 12 Resistencias de cárter .......................................................................................................................................12 13 Silenciadores en descarga.................................................................................................................................12 14 Controles de presión..........................................................................................................................................12 15 Parada................................................................................................................................................................12 16 Arranque ............................................................................................................................................................13 17 Operación en vacío ...........................................................................................................................................13 18 Control de la temperatura de descarga .............................................................................................................13 19 Termistores de descarga ...................................................................................................................................13 20 Protección estándar del motor ...........................................................................................................................13 21 Instalación eléctrica ...........................................................................................................................................14 22 Modelos trifásicos ..............................................................................................................................................14 23 Terminales .........................................................................................................................................................15 24 Relé sensible a la corriente ...............................................................................................................................15 25 Test de aislamiento............................................................................................................................................16 26 Comprobación funcional del compresor ............................................................................................................16 27 Instalación ..........................................................................................................................................................17 28 Válvulas de servicio y adaptadores ...................................................................................................................17 29 Ruido y vibración en la línea de aspiración .......................................................................................................18 30 Temperatura de la carcasa ................................................................................................................................18 31 Procedimiento de evacuación y carga del sistema............................................................................................19 32 Desoldado del compresor del sistema...............................................................................................................19 33 Sustitución del compresor..................................................................................................................................19

1 Introducción

La presente guía describe las características operativas de los compresores scroll de refrigeración EVI ZF13KVE y ZF18KVE Los sistemas que emplean compresores EVI se caracterizan por una serie de ventajas que se pueden resumir en los siguientes puntos: • Mejora de la capacidad La mejora en la capacidad se pone de manifiesto como consecuencia del incremento en la diferencia de entalpías en el sistema. El desplazamiento del compresor y por tanto el flujo másico no varía. • Aumento del COP La eficiencia se incrementa por el hecho de que la ganancia en el rendimiento frigorífico es mayor que la ligera variación que se produce en la energía consumida por el compresor. • Ventajas en costes La ventaja incicial en los costes es inherente a este tipo de compresores, dado que nos permite utilizar un modelo de tamaño más pequeño para lograr la misma capacidad que la que proporciona un modelo convencional más grande.

2 Instrucciones de Seguridad

Sólo el personal cualificado debe instalar y reparar los compresores COPELAND.

• Los compresores deben emplearse únicamente en aquellas aplicaciones para los cuales están diseñados.

• Sólo deberán utilizarse los refrigerantes y aceites autorizados. • No arranque el compresor hasta que la instalación se encuentre cargada con refrigerante. • Aún incluso utilizados correctamente, el compresor y algunas de las tuberías unidas a él pueden

alcanzar temperaturas que podrían causar quemaduras por contacto.

• Utilice gafas protectoras cuando tenga previsto trabajar en sistemas abiertos. • Si se necesita extraer el refrigerante del sistema, no lo libere directamente a la atmosfera. Utilice el

equipo y el método de eliminación adecuados. • Para el almacenaje, utilice el embalaje original del compresor y evite los golpes y vuelcos.

• La conexión eléctrica del compresor y sus accesorios deberá hacerse sólo por el personal cualificado para ello.

C6.2.11/0904/S 2

• Deben contemplarse todas las normas válidas para la conexión de equipos eléctricos y de refrigeración.

• No deberán sobrepasarse los valores límites del voltaje de alimentación de la unidad.

• No esta permitido realizar ninguna prueba a un compresor si éste no se encuentra formando parte

de un sistema frigorífico y dicho sistema no hubiese sido cargado previamente con algún refrigerante aprobado.Es de vital importancia que, previamente al arranque del compresor, se asegure que su válvula de servicio de descarga se encuentra completamente abierta. El caso omiso a esta recomendación podría provocar daños en el compresor como consecuencia de la aparición de altas presiones y temperaturas en su interior.Del mismo modo se deberá prestar una atención especial para que el compresor no comprima bajo ninguna circunstancia aire en lugar de refrigerante, al objeto de evitar los posibles daños provocados por el denominado “efecto Diesel”. Bajo la influencia de dicho efecto existe el riesgo de explosión de la mezcla constituida por el aire aspirado y el aceite, debido a las altas temperaturas generadas durante la compresión de la misma.

3 Teoría del funcionamiento del sistema EVI

Los compresores Scroll EVI se caracterizan principalmente por poseer todos ellos una conexión adicional de inyección de vapor refrigerante. Dicha conexión permite el acoplamiento de un intercambiador de calor, cuya aplicación más inmediata podría reflejarse en un circuito de subenfriamiento de líquido similar al expuesto en la figura 1 (economizador). Con el empleo de este tipo de configuración es posible incrementar la capacidad frigorífica y la eficiencia de un circuito frigorífico, siendo la mejora conseguida cuantitativamente mayor a medida que aumenta la relacíon entre las presiones de trabajo de dicho circuito El esquema adjunto muestra una configuración típica de un sistema con un compresor Scroll EVI y un economizador. En dicho sistema el economizador es el encargado de subenfriar el líquido refrigerante antes de que éste alcance al evaporador. Precisamente este subenfriamiento es el responsable del incremento en la capacidad frigorífica que posteriormente se constatará en el sistema. Durante el proceso de subenfriamiento el refrigerante que se evapora en el economizador es aspirado por el propio compresor, lo que aporta adicionalmente a éste una cierta refrigeración especialmente cuando trabaja a altos ratios de compresión El diagrama P-Entalpía (Figura 2) muestra el incremento teórico en el rendimiento del sistema cuando se aplica un ciclo de estas características. La extensión del citado ciclo hacia el exterior de la campana de líquido saturado proporcionará el aumento de la entalpía necesario para mejorar el rendimiento del sistema. Aunque la energía consumida por el compresor se incrementa ligeramente debido a la inyección de vapor, sigue existiendo una significativa mejora en el COP al ser la ganancia obtenida en capacidad netamente superior.

r

C6.2.11/0904/S

Válvula Solenoide

F

Inyección de Vapor

ig

Condensado

CompresorScroll EVI

r

Evaporado

ura 1.

Aislamiento

Esquema EVI

3

Subenf. en condensador Recal. Salida del Economizador

C6.2.11/0904/S 4

Figura 2. Gráfico P-Entalpia EVI

Definición(es) Descripción Tc Temperatura de condensación Tli Temperatura del líquido que entra al intercambiador Tlo Líquido subenfriado que sale del intercambiador Pi Presión intermedia Tsi Temperatura saturada a la presión intermedia Tvo Temperatura del vapor que sale del intercambiador Tvi Temperatura del vapor que entra en el intercambiador Tsc Subenfriamiento del líquido en el intercambiador M Flujo másico en el evaporador I Flujo másico de vapor en la inyección

∆THX Temperatura del líquido que sale del intercambiador - temperatura saturada del líquido a la presión intermedia

∆TSC Temperatura del líquido que entra al intercambiador - temperatura del líquido subenfriado que sale del intercambiador

Entalpía Dif. Temp TLO - TSI Subenf. en el economizador

T HX ∆

m .

i

i m . +

∆ T SC = TLI - T

T LI

T SI

T LO

x

T VO

LO

P

4 Nomenclatura

El valor númerico incluido en la nomenclatua de un compresor Scroll Copeland indica la capacidad nominal del mismo en condiciones de funcionamiento ARI (en BTU/h a 60 Hz). Todos los compresores Scroll de refrigeración se suministran con aceite éster, tal y como lo indica la letra “E” incluida en su nomenclatura Designación del modelo

Z F 18K V E - T F D - 5 5 1 1 2 3 4 5 6 7 1 Z = Familia de compresor Z = Scroll 2 F = Baja temperatura 3 Capacidad nominal [BTU/h] sin inyección de vapor @ 60 Hz y condiciones ARI (baja temperatura) utilizando

el multiplicador de capacidad “K” =1000, 4 - Inyección de vapor para operación EVI 5 - Aceite POE 6 - Versión de motor 7 - Número de la lista de materiales

5 Refrigerantes aprobados

R404A y R507 están autorizados para su uso en los compresores EVI.

6 Diagrama de trabajo

Temp. de evaporación °C

Cond Temp °C

C6.2.11/0904

Mínima Temperatura de evaporación con:

:

/S

Temperatura gas de aspiración 25ºC

C Temperatura gas de aspiración 0º

Figura 3. Diagrama de trabajo de los compresores EVI

5

7 Configuración del sistema

7.1 Extracción del líquido Para conseguir el óptimo rendimiento del economizador, se recomienda alimentar éste con el líquido refrigerante que sale directamente del condensador del sistema. Una válvula de expansión será la encargada de regular el flujo de refrigerante que proviene de dicho condensador y entra en el economizador (figura 4). Se deberá de garantizar que el líquido refrigerante que alimenta a la citada válvula posee un subenfriamiento mínimo, al objeto de evitar la posible aparición de “flash gas”.

Líquido del condensador

Temp.Vapor salida economizador hacia el compresor.

V.Solenoide Temp.Liquido entrada Economizador (H/X)

Aislamiento

Temp. Vapor entrada Economizador (H/X)

Líquido sub.salida economizador hacia el sistema

Figura 4. Extracción previa al economizador

7.2 Disposición de las tuberías en el economizador La configuración a contracorriente del líquido refrigerante con respecto al vapor, en una disposición similar a la que se muestra en la figura adjunta (figura 5), es la que permite asegurar el mejor rendimiento del economizador. Al mismo tiempo y con el fin de garantizar una transferencia de calor óptima, se recomienda instalar el intercambiador de placas en posición vertical (salida del vapor o gas recalentado por su parte superior).

VI

VO LI

LO

VO = Temperatura del vapor que sale del intercambiador VI = Temperatura del vapor que entra en el intercambiador LI = Temperatura del líquido que entra al intercambiador LO = Líquido subenfriado que sale del intercambiador

C6.2.11/0904/S 6

Figura 5 Disposición de las tuberías en el Intercambiador

8 Directrices de diseño del sistema:

A lo largo de los siguientes apartados se abordarán las directrices de diseño de un sistema de refrigeración con un compresor Scroll EVI. El más sencillo método para seleccionar los componentes que integran un sistema de este tipo consiste en utilizar nuestro software de selección de compresores SELECT, a partir del cual se pueden obtener todos los datos necesarios para dimensionar tanto el intercambiador de calor como el resto de componentes. El software de selección de Copeland SELECT puede descargarse desde nuestra web www.eCopeland.com. El parámetro clave para determinar el tamaño apropiado del economizador es la temperatura de saturación de la etapa intermedia (Tsi). Este valor, que puede variar dependiendo del modelo de compresor, se ha determinado a través de exhaustivos ensayos y sólo puede obtenerse a partir del software SELECT. Independientemente del método empleado y una vez determinado el valor de la Tsi, se deberá de fijar a un valor de 5 K los siguientes parámetros: el subenfriamiento natural en el condensador, el ∆THX del intercambiador y el recalentamiento del gas a la salida del economizador. Todo ello con el objeto de optimizar el rendimiento del sistema y al mismo tiempo garantizar la fiabilidad y funcionalidad del mismo. Conocidos estos datos preliminares se puede determinar la capacidad del economizador (kW), y por tanto proceder a la selección del mismo. (Ver ecuación en figura 6).

TX

T.ent vapor(Tvi)=T.sat.interm. (Tsi)

T.liq.subenfr. (TLo)=T.sat.int (Tsi) + 5K

Flujo másico a los evaporadores (M)

Economizador

T.sat.intermedia (Tsi)

T.entr.liquido (TLI)=Tc - 5K

T.sal. vapor(Tvo)=T.sat.interm. (Tsi) + 5K

Fludeinycom

Del condensador

Figura 6. Detalles del intercambiador de calor Ecuación del balance de energía

Qhx=Flujo masa evap.(Entalpía del líq.entrada economizador- Entalpía = Flujo de masa inyec.(Entalpía del vap.salida economizador- Entalpía d

C6.2.11/0904/S 7

jo másico vapor a laección

presor (i)

del liq.salida economizador) el vap.entrada economizador)

8.1 Datos para la selección de componentes La figura 7 es un formulario extraído del SELECT que ofrece detalles de la carga del economizador, la temperatura de saturación de la etapa intermedia (Tsi) y la temperatura del líquido subenfriado que sale de dicho economizador.

Subenfriamiento natural de 3K en el condensador

**

*

* Temperatura Tsi **: Tlo Temperatura del líquido que sale del intercambiador de calor

Figura 7. Detalle de los parámetros EVI que presenta el SELECT.

C6.2.11/0904/S 8

C6.2.11/0904/S 9

8.2 Selección del intercambiador Los intercambiadores de calor deberán de seleccionarse a las condiciones de trabajo nominales, pero considerando al mismo tiempo un margen adecuado que permita la operación del sistema en todo el rango de temperaturas esperado.

8.3 Selección de la línea de líquido refrigerante y de inyección de vapor La tubería de líquido refrigerante comprendida entre el economizador y el evaporador debe aislarse y mantenerse lo más corta posible, con el fin de reducir al minimo las ganancias de calor. La tubería de inyección de vapor que une el intercambiador con el compresor debe ser de 3/8” – 1/2".

8.4 Selección de la válvula de expansión del intercambiador de calor La válvula de expansión termostática del intercambiador de calor deberá diseñarse para la carga máxima, teniendo en cuenta al mismo tiempo las posibles condiciones de funcionamiento en carga parcial.

8.5 Válvula solenoide Se deberá instalar una válvula solenoide en la tubería de líquido que alimenta al economizador al objeto de evitar la migración de líquido refrigerante al compresor cuando éste se detiene En el caso de centrales de compresores, se deberá de instalar una válvula solenoide por compresor, en la correspondiente tubería de inyección de vapor de cada uno de ellos. Cada una de estas válvulas solenoide se alimentará eléctricamente en paralelo con el contactor de su respectivo compresor. Vease el siguiente apartado “ Aplicación en centrales de compresores” para más información.

8.6 Aplicación en centrales de compresores Para configurar una central de compresores Scroll EVI, se puede utilizar bien varios compresores de este tipo con un intercambiador de calor para cada compresor o bien un intercambiador de calor común para todos los compresores. En este último caso deberá instalarse una válvula solenoide en cada una de las tuberías individuales de inyección de vapor. (Ver fig. 8 y 9) En este tipo de sistemas deberá prestarse una especial atención al diseño del intercambiador de calor y de la válvula de expansión termostática (TXV). En el caso del intercambiador será necesario garantizar la distribución del refrigerante y el retorno de aceite en todas las supuestas condiciones de funcionamiento a carga parcial. Cuando se empleen más de 2 compresores en paralelo, se recomienda realizar un estudio previo que confirme que una única válvula de expansión podrá alimentar correctamente al economizador. En estos casos puede que la alimentación resulte más efectiva utilizando bien una válvula de expansión electrónica o bien dos válvulas de expansión termostática de diferente capacidad (controlada cada una de ellas por una válvula solenoide independiente). Por ejemplo, una solución adecuada en este sentido podría consistir en utilizar una valvula de expansión dimensionada al 100% de la carga total junto con una segunda válvula seleccionada al 30% de dicha carga. (Ver figura 8) . Es necesario asegurarse de que las válvulas solenoides, las tuberías de inyección de vapor y el/los colector/es están dimensionados adecuadamente con el fin de mantener a un valor mínimo la perdida de carga del circuito. Al mismo tiempo, se deberá evitar que se acumulen cantidades excesivas de aceite en los colectores.

HX

Condensador

Figura 8. Central de compresores EVI con válvulas termostáticas de diferente capacidad

HX

Condensador

EXV

Figura 9. Central de compresores EVI con válvula de expansión electrónica

C6.2.11/0904/S 10

9 Lubricación

Como norma general siempre se deberá mantener el nivel de aceite en el compresor aproximadamente a la mitad del visor. Si se utiliza un regulador, el nivel en este caso debería de encontrarse por encima de la línea media de su indicador. Todos los compresores se entregan con una carga inicial de aceite (lubricante éster POE). Sobre el terreno, el nivel de aceite puede completarse con el aceite Mobil EAL Arctic 22 CC. Los valores de recarga se pueden obtener en el programa de selección de compresores SELECT.

Los compresores sólo deben funcionar con alguno de estos aceites específicos. Bajo ninguna circunstancia se deberán mezclar aceites éster con aceites minerales o alkilbencenicos cuando se utilicen refrigerantes HFC. El aceite éster tiene un carácter extremadamente higroscópico (véase figura 10), aspecto éste que afecta claramente a su estabilidad. El número de ciclos de arranque/paradas en un compresor Scroll se debe limitar a 10 por hora. Una frecuencia elevada, con el consiguiente arrastre de aceite a la instalación en cada ciclo, podría provocar un defecto de lubricación en el compresor. Este problema se pondrá de manifiesto especialmente si el tiempo de funcionamiento posterior al arranque del compresor no es suficiente como para garantizar que el aceite desplazado retorne nuevamente al mismo. Se debe tener en cuenta, que hasta cierto punto, el aceite siempre se encuentra en el sistema en el interior de todos los componentes recubriendo los mismos en una cierta extensión. La viscosidad del aceite varía con la temperatura del refrigerante mientras que la velocidad del gas en el sistema varía con dicha temperatura y la carga. Si en condiciones de carga baja se diera el caso de que la velocidad del gas no fuese lo suficientemente alta como para que el aceite retornase al compresor, se deberán diseñar las tuberías adecuadamente para evitar este problema.

Figura 10 Absorción de humedad en aceite éster en comparación con aceite mineral (ppm) por peso a 25°C y 50% de humedad relativa. h = horas

Previamente a la puesta en marcha del compresor, se debe hacer vacío en el sistema hasta niveles de 0,3 mbar/0,22 Torr. o inferiores. En caso de duda en cuanto al contenido de humedad, es recomendable tomar una muestra de aceite de diferentes puntos y proceder a su medida. La humedad residual en la instalación debería de encontrarse por debajo de 50 ppm,si se ha realizado el correcto vacío en su interior (véase el procedimiento de evacuación y carga del sistema en el apartado 32) y se ha utilizado un filtro secador adecuado (EPD<50 ppm o inferior) Los visores de líquido con indicadores de humedad estándar que actualmente se encuentran disponibles en el mercado se pueden utilizar con los refrigerantes HFC y los lubricantes aprobados para ellos; no obstante, será necesario considerar que estos indicadores sólo detectan la humedad que se encuentra presente en el refrigerante y que por lo tanto el nivel en el aceite POE podrá ser muy superior al indicado por dicho visor.

C6.2.11/0904/S 11

10 Migración del refrigerante

Los compresores Scroll tienen una capacidad inherente de manejar el refrigerante líquido en determinadas situaciones, tales como durante ciertos arranques o en los ciclos de desescarche. Es precisamente por esta razón que en determinadas condiciones se admita que dichos compresores funcionen sin separador de aspiración, aunque esta opción debería de ser convenientemente evaluada. En los sistemas de un solo compresor con cargas de refrigerante elevadas, superiores a 4,5 kg, se recomienda el uso de dicho separador. Un exceso de refrigerante en el cárter del compresor durante los ciclos de parada, los ciclos de desescarche o durante su funcionamiento normal podría diluir el aceite y provocar una situación que consiguientemente conduciría a un desgaste prematuro de sus cojinetes. Con un diseño adecuado del sistema se prolongará al máximo la vida del compresor. Debido al elevado par de arranque de los compresores Scroll trifásicos, todo exceso de refrigerante que durante la parada del compresor hubiera podido llegar al interior del mismo deberá de ser extraído previamente a su puesta en marcha. En aquellos sistemas instalados al aire libre cuyos límites de carga sobrepasen el valor anteriormente indicado, es imperativo instalar adicionalmente una resistencia de cárter

11 Parada por baja

La parada por baja es una de las opciones más recomendables al objeto de controlar la migración del refrigerante al compresor durante la parada del mismo. La válvula de retención, que incorporan en la conexión de descarga todos los compresores Scroll de refrigeración, está diseñada para soportar una parada de este tipo sin necesidad de utilizar una válvula de retención externa adicional. Como norma general, y tal y como mencionamos anteriormente, siempre se deberá de instalar una resistencia de cárter en aquellos sistemas en los que el compresor esté parado durante largos periodos de tiempo y exista una gran probabilidad de que el refrigerante pueda condensar en su interior. No obstante en aquellas instalaciones en las que las condiciones técnicas o ambientales pudieran inhabilitar el efecto de la citada resistencia, será necesario aplicar adicionalmente un procedimiento de parada como el aquí citado.

12 Resistencias de cárter

Siempre se deberá de instalar una resistencia si presumiblemente la configuración del sistema favorece que grandes cantidades de refrigerante puedan alcanzar el cárter del compresor y ser absorbidos por su aceite. Debido al calor generado por la resistencia, el refrigerante se vaporiza constantemente y los problemas mencionados relativos al aceite se reducen de manera considerable. Véase en la figura 11 la posición correcta de montaje de la resistencia.

Figura 11.Posición de la resistencia de cárter

13 Silenciadores

El flujo de gas refrigerante a través de los compresores Scroll “Compliant” es continuo y su pulsación es relativamente baja. Por esta razón, los silenciadores externos, que a menudo se empleaban en los compresores alternativos de pistón, puede que no sean necesarios ahora en este tipo de compresores. No obstante, y debido a la variabilidad entre los diferentes sistemas, se recomienda someter a cada diseño a una serie de test individuales al objeto de verificar que sus niveles sonoros se encuentran dentro de los límites aceptables.

14 Controles de presión

Se deberán de instalar siempres controles de presión de alta y de baja en el compresor siendo recomendable ajustarlos acorde a las siguientes presiones de trabajo: para los modelos ZF EVI, el ajuste mínimo del presostato de baja deberá ser de 0,3 bar (manométrico) (R404A) mientras que el ajuste máximo para el presostato de alta no sobrepasará los 28 bar (manometrico).

C6.2.11/0904/S 12

15 Parada

Dado que los compresores Scroll son también unos excelentes expansores de gas, se da el caso particular en ellos que, durante la parada, el gas comprimido dentro de las espirales hace girar las mismas en sentido contrario durante un breve periodo de tiempo. El fenómeno, que genera un ruido característico, se mantiene hasta que las presiones internas en el compresor se equilibran. Una válvula de retención en la conexión de descarga y una válvula de descarga dinámica en la espiral fija del compresor, evitan que este suceso dure más de uno o dos segundos.

16 Arranque

Durante el arranque de este tipo de compresores siempre se percibirá un breve sonido metálico que se debe al contacto inicial de las espirales. Precisamente debido al diseño de dichas espirales la presión en el interior del compresor se encuentra siempre equilibrada durante el arranque, por lo que éste siempre estará garantizado incluso a bajo voltaje. En el caso de que se presentaran unas condiciones de caída de tensión muy acusadas el compresor estaría protegido por su protector interno.

17 Operación en vacío

En ningún caso se deberá hacer funcionar un compresor Scroll de refrigeración en vacío.Un arco eléctrico se establecería entre los terminales internos del Fusite que le dañarían permanentemente. .

18 Control de la temperatura de descarga

Al objeto de proteger a los compresores frente a las altas temperaturas generadas en unas particulares condiciones de trabajo (falta de inyección del refrigerante o ratios de compresión elevada), se recomienda la instalación de un sensor o un termostato en la línea de descarga. El termostato deberá de instalarse tal y como se muestra en la figura 12. En el caso de que se desee emplear un sensor de tubería en lugar del citado termostato se deberá de seleccionar éste considerando que su consigna no sobrepase los 120ºC.

X

Figura 12. Termostato de la tubería de descarga

19 Termistores de descarga

Una alternativa al termostato de la tubería de descarga consiste en utilizar un termistor con el elemento sensor ubicado en la parte superior del compresor. Más información disponible bajo petición.

20 Protección estándar del motor

El motor de los modelos ZF13.. ZF18KVE dispone de una protección interna convencional (Klixón)

C6.2.11/0904/S 13

21 Instalación eléctrica

Al margen de la seguridad interna, se deberán de instalar en la línea de alimentación todos los dispositivos de protección del motor eléctrico del compresor (Fusibles y disyuntores). La selección de fusibles y disyuntores se debe realizar conforme a las normas VDE 0635, DIN 57635, IEC 269-1, o EN 60-269-1.El material de aislamiento del motor de los modelos ZF13 KVE ... ZF 18 KVE es de clase “B” conforme a VDE 0530 o DIN 575 .

L1

M3

L2L3

K1

F6...8F1

L1 N

L1L2L3NPE

Q1

SteuerstromkreisControl circuitCircuit de commande

E.1.04.00

Figura 13. Circuito de potencia

22 Modelos trifásicos

Los compresores Scroll, al igual que otros tipos de compresores, sólo comprimen en un sentido de giro. El sentido de giro por lo general no representa ningún problema en los compresores monofásicos, ya que estos arrancan y funcionan siempre en la misma dirección. Sin embargo, los compresores trifásicos pueden girar de una u otra forma dependiendo de la conexión de sus fases de alimentación L1, L2 y L3. Dado que en este caso existe un 50% de probabilidades, es importante colocar avisos e instrucciones en lugares apropiados del equipo a fin de asegurar que el sentido del compresor es el adecuado cuando éste se instale y ponga en marcha. El sentido de giro correcto se verifica observando que la presión de aspiración disminuya y la presión de descarga aumente. El giro en sentido inverso se manifiesta por un acusado nivel de ruido, superior al que se produce en el sentido normal, así como por un consumo substancialmente menor comparado con el de los valores tabulados; El disparo de la protección interna del compresor podría ser otra señal indicativa de que el compresor gira en sentido contrario. El cableado interno es idéntico en todos los compresores trifásicos, por consiguiente, una vez se haya determinado la conexión de fases correcta para un sistema o instalación concreta, tan sólo será necesario repetir dicha conexión.

23 Terminales

En el cuadro siguiente se relacionan los tipos de terminales recomendados que se deben utilizar para las diferentes conexiones eléctricas de los compresores. “A” y “B” se corresponden con los tamaños de lengüeta de 1/4" o 6.3 mm. Para los vástagos roscados de paso 10 o diámetros de 5mm se debe utilizar el tipo de terminal ”C”.

C6.2.11/0904/S 14

Modelo ZF13KVE ZF18KVE

TFD B/C B/C

A Fastón hembra B Terminal redondo C Terminal en U

Figura 14. Terminales

24 Relé sensible a la corriente

Tal y como se mencionaba al inicio de esta guía, la válvula solenoide de inyección de vapor refrigerante siempre se deberá cerrar cuando el compresor se pare por algún motivo, como por ejemplo cuando su protector interno se dispare. En caso contrario existe el riesgo de que las espirales del compresor puedan inundarse de líquido. Para evitar este problema se puede suministrar un relé sensible a la corriente KRIWAN INT 215 tipo K35 para los modelos ZF13 … ZF18KV. Véanse en las figuras 15 y 16 el esquema eléctrico del mismo. El relé se debe instalar de tal manera que siempre detecte la misma fase que se conecta a la alimentación del circuito de control del relé. La cara marcada con una “L” en la carcasa del relé debe quedar orientada hacia el compresor mientras que la que se encuentra marcada con una “K” lo hará hacia el contactor. “L1” en las figuras 15, 16 y 17 sirve únicamente como ejemplo.

Kriwan INT 215K 35 Temperatura ambiente -20….. +60°C Capacidad de ruptura AC 50/60Hz

115/230 V Max, 0.5A, Cos φ=0.4 12….40VA

Corriente mantenimiento L min 0.05A Clase de protección IP 67

Figura 16 Circuitos

recomendados

Circuitos recomendados B1 Termostato ambiente F1 Fusible del circuito de control B3 Termostato del gas de descarga F3 Presostato de alta F4 Presostato de baja F6…8 Fusibles

K1 Contactor K35 Relé sensibQ1 Interruptor pR2 ResistenciaS1 Interruptor aY5 Válvula sole

C6.2.11/0904/S 15

Figura 15 Esquema eléctrico

Figura 17 Relé sensible ala corriente

le a la corriente rincipal de cárter uxiliar noide inyección de vapor

C6.2.11/0904/S 16

25 Test de aislamiento

Copeland somete a todos los compresores Scroll a una prueba de aislamiento una vez finalizado su ensamblaje completo. Como norma general, este tipo de pruebas únicamente debería llevarse a cabo en equipos nuevos, ya que la aplicación reiterada de las mismas acelera el desgaste del aislamiento de los devanados. No obstante y si por alguna razón fuera obligatorio realizar un test de esta naturaleza, en primer lugar desconecte todos los dispositivos electrónicos (módulo de protección del motor, control de velocidad del ventilador, etc.), y seguidamente aplique una tensión de prueba inferior a la que fue utilizada en la fase de montaje del compresor. En la prueba realizada en fábrica se aplica un voltaje de 1.000 V más dos veces el voltaje nominal durante 1-4 segundos. Dicha tensión se aplica entre el devanado del motor (cada una de las fases) y la carcasa que lo envuelve, siendo el límite máximo de corriente de fuga admisible de aproximadamente 10 mA.

Precaución: No realice pruebas de aislamiento si la carcasa del compresor está sometida a vacío. Los compresores Scroll están diseñados de tal forma que su motor se encuentra en la parte inferior de la carcasa y el mecanismo de compresión ocupa la parte superior de la misma. En consecuencia, en este tipo de compresores el motor puede encontrarse sumergido en refrigerante en mayor medida que en los compresores alternativos equivalentes. En este aspecto, el compresor Scroll se asemeja más a los compresores semiherméticos que llevan motores en configuración horizontal y parcialmente sumergidos en una mezcla de aceite y refrigerante. Por todo ello, se habrá de tener en cuenta que cuando se realice una prueba de aislamiento en compresores Scroll se podrán detectar niveles de corriente de fuga superiores con respecto a aquellos encontrados en compresores con distinta configuración (motor situado en la parte superior). Ello es debido a la mayor conductividad eléctrica del líquido refrigerante con respecto al vapor o el aceite. No obstante, este fenómeno puede ocurrir en cualquier compresor con una configuración similar, no siendo los niveles de corriente de fuga detectados problema alguno para su seguridad. En este caso para reducir los valores de corriente de fuga obtenidos se debería hacer funcionar el compresor durante un breve periodo de tiempo, a fin de redistribuir el refrigerante a un nivel normal, y volver a realizar la citada prueba

26 Comprobación funcional del compresor

Ningún compresor Scroll se debe poner en marcha con la válvula de servicio de aspiración cerrada para comprobar si éste funciona correctamente, ya que este tipo de prueba podría dañarlo seriamente; en su lugar se recomienda utilizar el procedimiento de diagnóstico siguiente: • Verifique que el voltaje de entrada a la unidad sea él correcto.

• Mediante la comprobación de la continuidad del devanado del motor y la puesta a tierra se determinará si la protección térmica está abierta o si el compresor se encuentra derivado. Si la protección se ha disparado, se deberá dejar enfriar el compresor el tiempo suficiente para que ésta se restablezca.

• Con los manómetros de servicio conectados a las correspondientes conexiones de aspiración y descarga, arranque el compresor. Si la presión de aspiración desciende acusadamente por debajo del nivel esperado, podría suceder que la carga de refrigerante esté baja o bien el flujo de refrigerante se encuentre obstruido.

Compresores trifásicos Si la presión de aspiración no disminuye y la presión de descarga no aumenta, invierta dos de los cables de alimentación del compresor y vuelva a aplicar tensión para comprobar que éste no estuviera girando en el sentido equivocado. Si las presiones siguen sin establecerse a sus niveles normales, es muy probable que el compresor esté averiado. No obstante, y antes de proceder a reemplazar el citado compresor, sería recomendable comprobar primero la válvula reversible, si es que esta finalmente se encontrará presente en el mismo circuito frigorífico. Vuelva a conectar los cables en su configuración original y utilice los procedimientos de diagnóstico normales para comprobar el funcionamiento de la citada válvula. Si ésta funcionara correctamente, se debería comparar el consumo real del compresor con los valores publicados a las condiciones de trabajo del sistema (presiones y voltajes); una desviación significativa (superior a ±15%) con respecto a dichos valores podría ser definitiva para indicar que el compresor se encuentra averiado.

27 Instalación

Todos los compresores se suministran con cuatro amortiguadores de goma (véase la figura 18). Dichos amortiguadores tienen la finalidad de atenuar las tensiones producidas durante el arranque e impedir en gran medida la transmisión de ruidos y vibraciones a la base de sujeción. El manguito metálico insertado en el interior de la goma sirve de guía para la misma. Dado que este manguito no está diseñado para soportar determinadas cargas se deberá de tener en cuenta que un par de apriete excesivo podrá romperlo. Su diámetro interior es de aproximadamente 8,5 mm para ajustarse, por ejemplo, a un tornillo de métrica 8. El par de apriete debe ser de 13 ± 1 Nm, siendo extremadamente importante que la goma no se encuentre comprimida tras la aplicación de dicho par. Se recomienda dejar una holgura de aproximadamente 2 mm entre la parte inferior de la arandela y la parte superior de la goma. Para aplicación de compresores en centrales, véase la guía C6.2.5.

Montaje

Z.9.28.00ANW.5.02.00

2 mm

En operación

28 Válvulas de servicio y ada

Los compresores Scroll de rRotalock.Mediante el empleo dede tipo soldar. Se recomienda sistema haya sido puesto en o

C6.2.11/0904/S

c

ba

Z.8.08.00

a

c

b

(1) (2)

Z.8.07.00

A

Figura 18 Gomas de montaje para funcionamiento aislado delcompresor

ptadores

efrigeración se suministran con conexiones roscadas para adaptar válvulas los adaptadores rectos “B” y acodados “C” también es posible realizar conexiones apretar periodicamente todas las fijaciones a su ajuste inicial despues que el peración.

Z.8.10.00

(1) Conexión de control depresión

(2) Conexión del manómetro

c

b

a

d

Z.8.09.00

CB

RotalockRotalock Rotalock

Figura 19

17

Par [Nm] 3/4"-16UNF 40 – 50 1"1/4-12UNF 110-135 1"3/4-12UNF 135-160

Válvulas rotalock y adaptadores

29 Ruido y vibración en la tubería de aspiración

Los compresores Copeland Scroll se caracterizan por un inherente bajo nivel de vibración, diferente en algunos aspectos del característico de los tradicionales compresores alternativos. Son precisamente esas diferencias las que en raras ocasiones pueden alterar el perfil sonoro del compresor y ser motivo de reclamación por su caracter inesperado. Una de estas diferencias se basa en el espectro de vibración de los compresores Scroll. Dicho espectro incluye dos frecuencias muy próximas, una de las cuales normalmente no se encuentra presente en los compresores equipados con suspensiones internas de motor (aislamiento de la carcasa). En algunas circunstancias, estas frecuencias podrían provocar en la instalación lo que se conoce como un “latido”, cuya manifestación se materializa en un ruido que se transmite desde la línea de aspiración al interior del edificio. El “latido” se puede eliminar atenuando cualquiera de las frecuencias de excitación que lo producen, lo que se consigue fácilmente utilizando una de las configuraciones de diseño que se describen más abajo. Una segunda diferencia del compresor Scroll “Compliant” radica en el hecho de que en algunos casos el movimiento normal que experimenta el compresor durante el arranque puede generar un ruido similar a un “impacto” que se transmita igualmente a lo largo de la línea de aspiración. Este fenómeno, al igual que el descrito anteriormente, se produce también debido a la falta de suspensión interna del compresor y se puede evitar fácilmente utilizando las técnicas estándar de aislamiento de líneas descritas a continuación. Configuración recomendada (figura 20): • Configuración de los tubos: bucle amortiguador pequeño • Válvula de servicio: “válvula acodada” sujeta a la unidad/pared • Silenciador de aspiración: no necesario Configuración alternativa: • Configuración de los tubos: bucle amortiguador pequeño • Válvula de servicio: válvula “recta” sujeta a la unidad/pared • Silenciador de aspiración: puede ser necesario

n

30 Temperatura de la carcasa

Bajo ciertas circunstancias provocadas porventilador del condensador/evaporador o pocarcasa y la línea de descarga del compresorllegar a superar los 177ºC, presentandose dcíclico del compresor tras los sucesivos rearmcables u otros materiales, que pudieran rescontacto con la citada zona de la carcasa

C6.2.11/0904/S

Figura 20- Diseño de la línea de aspiració

fallos de algunos componentes del sistema, como por ejemplo el r la pérdida de refrigerante, la temperatura de la zona superior de la pueden alcanzar valores extremadamente altos. Estos valores pueden e forma breve pero repetida como consecuencia del funcionamiento es y cortes de los dispositivos de protección. Se deberá evitar que los

ultar dañados como consecuencia de estas temperaturas, entren en

18

C6.2.11/0904/S 19

31 Procedimiento de evacuación y carga del sistema

Previamente a la puesta en marcha de la instalación, se deberá hacer vació al circuito frigorífico. Durante la fase inicial de evacuación, las válvulas de servicio de aspiración y descarga del compresor permanecerán cerradas. Se recomienda instalar de forma adicional válvulas de acceso en las líneas de aspiración y líquido, lo más alejadas posible del compresor, para realizar el seguimiento de la presión durante la citada operación. No es recomendable efectuar la medida de la presión en la bomba de vacío ya que el gradiente de presión a lo largo de los manguitos de conexión a la misma podría dar lugar a indicaciones erróneas. Posteriormente y durante el funcionamiento normal estas válvulas de acceso podrán ser utilizadas para medir las presiones de trabajo, con lo que se verificará además que no existan caídas de presión excesivas en la línea de aspiración y de líquido; especialmente esta última dará una indicación de que el dispositivo de expansión funciona correctamente.

Ocasionalmente, la evacuación del sistema sólo en el lado de aspiración de un compresor Scroll puede impedir que éste, posteriormente a dicha operación, arranque. Ello se debe a que el sello flotante, con una mayor presión actuando sobre el mismo, podría encajarse axialmente con el juego de espirales y provocar que ambos elementos se mantuviesen en contacto uno contra el otro hasta que las presiones se equilibrasen. Se debe hacer vacío en la instalación en esta primera fase hasta alcanzar valores de 0,3 mbar/0,22 Torr o inferiores. Seguidamente, se liberará la carga de aire seco del compresor al ambiente, se abrirán sus válvulas de servicio y nuevamente se hará vacío en toda la instalación, incluido el compresor, de la misma manera descrita anteriormente. El diseño a prueba de fugas de la instalación y los métodos de test frente a ellas deben ser lo más estrictos posibles. (Véase EN378). Ocasionalmente, la carga rápida de refrigerante a través sólo de la aspiración de un compresor Scroll podría provocar que este, de forma temporal y posteriormente a dicha carga, no arrancase. Una rápida presurización del lado de baja del compresor, sin que la presión de alta oponga ninguna resistencia, provocaría un fuerte sellado axial de las espirales, especialmente en el caso de que sus flancos se encontrasen inicialmente en contacto. Consecuentemente, en esta situación, hasta que las presiones internas no se equilibren, las espirales se mantendrán fuertemente en contacto una con la otra impidiendo la rotación. La mejor manera de evitar esta situación es cargar simultáneamente la instalación a través de los lados de alta y baja del compresor en una proporción que no provoque este efecto. El máximo ratio de carga se puede determinar mediante pruebas sencillas.

32 Desmontaje del compresor

Si se purgara la carga de refrigerante de una unidad únicamente a través del lado de alta de la misma,se podría producir un cierto agarrotamiento de las espirales que impediría el equilibrio de la presión en el interior del compresor. Como consecuencia de ello el lado de baja presión en el interior de la carcasa y la línea de aspiración quedarían presurizadas, con el riesgo de ignición que esto conllevaría si se desoldara el compresor por la citada línea. Dicha ignición estaría provocada como consecuencia del presumible escape de la mezcla de refrigerante y aceite, ocasionado al desoldar el tubo, y el consiguiente contacto de ésta con la llama del soplete. Para evitar este riesgo, es importante comprobar la presión de los lados de alta y baja con manómetros antes de proceder a desmontar el compresor o, en el caso de que se esté reparando una unidad en una cadena de montaje, purgar el refrigerante de ambos lados a la vez. Igualmente se deben colocar instrucciones que eviten este problema en la documentación de los equipos correspondientes.

33 Sustitución del compresor

Siempre que se queme un motor y se reemplace completamente el compresor con el aceite deteriorado en su interior estaremos eliminando de la instalación la mayor parte de los posibles contaminantes para la misma. El resto del aceite que queda retenido en el sistema podrá ser reutilizado tras la limpieza del mismo siempre y cuando la instalación disponga de los filtros secadores adecuados tanto en su línea de aspiración como de líquido. Tras la sustitución del compresor se recomienda el empleo de un filtro de aspiración de Alumina activada al 100%, el cual deberá de ser reemplazado transcurridas 72 horas de su instalación. Se recomienda igualmente cambiar el acumulador de aspiración, si el sistema tuviera alguno, ya que el orificio de retorno de aceite o la malla podrían haberse obstruido. Ello podría provocar problemas en el retorno de aceite al compresor de repuesto y ser motivo de una segunda avería.Cuando se sustituye sobre el terreno un compresor es probable que gran parte de su aceite no se elimine del sistema y por tanto quede retenido en el interior del mismo Aunque ello no afecta directamente a la fiabilidad del compresor de repuesto, podría darse el caso de que dicho aceite alcanzase el cárter de éste y se acumulara con el ya existente, lo que provocará un incremento de la resistencia al giro del rotor y elevará el consumo de energía.

Notes

C6.

2.11

/ 090

4/S

Copeland Marketing & Sales - 27, Rue des Trois Bourdons - B 4840 Welkenraedt, Belgium

Tel. +32 (0) 87 305411 - Fax +32 (0) 87 305506 - internet: www.ecopeland.com - email: eCommerce@eCopeland.com

The Emerson logo is a trademark and service mark of Emerson Electric Co. Copeland Corporation is a division of Emerson Electric Co. Copeland is a registered trademark andCopeland Scroll is a trademark of Copeland Corporation. All other trademarks are property of their respective owners. Information contained in this brochure is subject to change without notification.

© 2004 Copeland

Benelux Eastern Europe, Turkey & IranDeltakade 7 27, Rue des Trois BourdonsNL-5928 PX Venlo B-4840 WelkenraedtTel. +31 (0) 77 324 0234 Tel. +32 (0) 87 305 061Fax +31 (0) 77 324 0235 Fax +32 (0) 87 305 506

Deutschland/Österreich & Schweiz PolandSenefelder Straße 3 11A, KonstruktorskaD-63477 Maintal P-02-673 WarszawaTel. +49 (0)6109 6059 0 Tel. +48 225 458 9205Fax +49 (0)6109 6059 40 Fax +48 225 458 9255

France/Greece & Maghreb Russia & CIS8, Allee Du Moulin Berger Malaya Trubetskaya, 8-11th FloorF-69130 Ecully RUS-119881 MoscowTel. +33 (0)4 78668570 Tel. +7 095 232 94 72Fax +33 (0)4 78668571 Fax +7 095 232 03 56

Italia Middle East & AfricaVia Ramazzotti, 26 PO Box 26382, R/A 8, FD-2I-21047 Saronno (va) Jebel Ali, Dubai - UAETel. +39 02 961781 Tel. +9714 883 2828Fax +39 02 96178888 Fax +9714 883 2848

España & Portugal

Sweden/Denmark/Norway & Finland

Diputacion, 238 AT.8

Östbergavägen 4, P.O.Box 10

E-08007 Barcelona

S-59021 Väderstad

Tel. +34 93 4123752

Tel. +46 (0) 142 70520

Fax +34 93 4124215

Fax +46 (0) 142 70521

UK & IrelandColthrop WayGB- Thatcham, Berkshire - RG19 4 NQTel. +44 (0)1635 87 6161Fax +44 (0)1635 877111

Asia/Pacific10/F, Pioneer Building, 213 Wai Yip Street,Kwun Tong, Kowloon - Hong KongTel. +852 28 66 31 08Fax +852 25 20 62 27

Latin America7975 North West 154Th Street - Suite 300Miami Lakes, FL, 33016 - USATel. +1 305 818 8880Fax +1 305 818 8888