Moto-compresores para refrigeración y aire acondicionado

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trata de de la clasificación de los los MC mas usados en el área de refrigeración y A/A , su funcionamiento, elementos a considerar para su elección, aplicaciones y sus principales ventajas.

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Moto-compresores

Funcionamiento Su funcin principal es comprimir y aumentar la presin para bombear correctamente el refrigerante. Es como el corazn del sistema. Bsicamente lo que hace es extraer el refrigerante (en forma de gas) que proviene del evaporador y transportarlo al condensador y a lo largo del sistema, incrementando la presin y la temperatura.

Elementos a considerar en la eleccin de compresores

Existe una serie de factores importantes al momento de elegir cualquiera de los compresores antes mencionados, los ms importantes son:

La Capacidad de refrigeracin est ligada directamente al sistema que se va a refrigerar y a la temperatura de evaporacin. El compresor que seleccionemos tiene que cubrir los requerimientos de nuestro sistema para que cumpla con la demanda requerida y soporte la carga de trabajo.

Condiciones de trabajo del sistema, Es muy importante que conozcamos la temperatura de evaporacin, la de condensacin, la del lquido, y la del gas de succin, ya que la potencia para comprimir un fluido depende de sus condiciones fsicas; stas van de la mano con las condiciones de trabajo del sistema.

Fluido refrigerante, Los diferentes tipos de compresores estn proyectados para trabajar con determinados fluidos por cuestiones de estructura y de efectividad del sistema refrigerante. Los refrigerantes ms utilizados son: R134a, R404A, R407A, R22., Clasificacin

Los compresores pueden ser clasificados segn varias caractersticas, una de ellas es catalogarlos como abiertos, semihermticos o cerrados.

Otra forma de clasificacin de compresores sera segn su tecnologa. Las tres principales son las siguientes: reciprocantes, rotativos y centrfugos.

Reciprocantes (alternativos)

Es un compresor de desplazamiento positivo, en el que la compresin se obtiene por desplazamiento de un pistn movindose lineal y secuencialmente de atrs hacia adelante dentro de un cilindro; reduciendo de esta forma, el volumen de la cmara (cilindro) donde se deposita el gas; este efecto, origina el incremento en la presin hasta alcanzar la presin de descarga, desplazando el fluido a travs de la vlvula de salida del cilindro. El cilindro, est provisto de vlvulas que operan automticamente por diferenciales de presin, como vlvulas de retencin para admitir y descargar gas. La vlvula de admisin, abre cuando elmovimientodel pistn ha reducido la presin por debajo de la presin de entrada en la lnea. La vlvula de descarga, se cierra cuando la presin en el cilindro no excede la presin de la lnea de descarga, previniendo de esta manera el flujo reverso.

Clasificacin de los compresores reciprocantes:

Hermticos. Motor y compresor en la misma carcasa. Semi-hermticos. La culata de los cilindros es desmontable. Abiertos. El cigeal se prolonga hacia fuera de la carcasa, el motor es exterior.

Algunas de sus principalesventajasson: Capacidad de compresin variable Adaptabilidad Uso por largos periodos

Aplicaciones:Estos compresores son utilizados paraaplicacionescomerciales e industriales (en sistemas estacionarios principalmente), al igual que para productos crnicos, aplicaciones mdicas y sistemas de criogenizacin. Rotativos

Scroll, Est formado por dos espiras, una fija y otra mvil de manera que la mvil se va cerrando sobre la fija. La espira mvil va aspirando el gas y lo va cerrando contra la otra espira y lo va comprimiendo.El principio de funcionamiento es el siguiente:El gas es aspirado entre las dos espiras (ASPIRACIN), quedando atrapado como consecuencia del giro de una de ellas (espira mvil) sobre la espira fija. Como consecuencia de esto, el gas se va comprimiendo progresivamente en los espacios estancos formados entre las espiras (COMPRESIN) y (DESCARGA) hasta alcanzar la zona central por donde sale del interior de las espiras a alta presin hacia el circuito. En la figura siguiente se muestra un dibujo del recorrido del gas a travs del compresor.

En la figura se observan las siguientes partes de un compresor Scroll:1. tubera de descarga,2. espira mvil,3. espira fija5. tubera de aspiracin,6. rotor,7. estator.

Ventajas y desventajas Este tipo de compresores presenta una serie de ventajas: Ausencia de vlvulas de aspiracin y descarga, por lo que admiten golpes de lquido y tienen bajo nivel sonoro y de vibraciones. No arrastran casi aceite. Tienen bajo par de arranque, ya que las presiones se igualan dentro del compresor (llevan una vlvula antirretorno en la descarga para que no se igualen las presiones en el sistema. En ocasiones, esta vlvula la llevan internamente). Adems del menor par de arranque, durante la marcha normal, tambin necesitan menos potencia por lo que consumen menos y los motores son ms potentes. Menor nmero de partes mviles, y por tanto, menor desgaste.Pero tambin tienen desventajas: Son muy caros Aunque se dice que admiten golpes de lquido, esto es relativo, ya que si entra lquido en el compresor no sufre riesgo de rotura mecnica, pero con el lquido refrigerante se producen arrastres de aceite y si esto se repite continuamente, acarrea problemas en la lubricacin, que pueden llegar a dejar el crter del compresor sin aceite. En los trifsicos, hay que comprobar las fases con un fasmetro, ya que deben de girar en un sentido. Si giran en sentido contrario, saltarn las protecciones trmicas. As, a la hora de instalar un compresor de este tipo, si es monofsico no se plantea este problema, ya que l automticamente se pone a girar correctamente, pero si es trifsico o se comprueban las fases con un fasmetro o, se no se dispone de l como es habitual, se conectan las fases sin ms. Entonces si se ha conectado al revs el compresor parar debido al protector trmico. Cuando se instala un Scroll trifsico, se debe estar pendiente de que el sentido de giro sea el correcto. No obstante, si el compresor est conectado con el sentido de giro cambiado emite un ruido extrao.

Paletas, Tienen la misma apariencia que un compresor hermtico alternativo pero son ms alargados y con forma apepinada. Suelen llevar una botella de aspiracin para evitar golpes de lquido, a los que son muy sensibles.Las diferencias es que a igualdad de potencia los compresores rotativos son ms pequeos y menos ruidosos respecto de los alternativos.Otra diferencia es que la presin de alta se descarga dentro de la carcasa por lo tanto est muy caliente.Tienen ms rendimiento que los alternativos al carecer de tantas partes mviles, se usan casi exclusivamente en aire acondicionado. Al igual que los Scroll tienen sentido de giro.Estos compresores consisten en una cavidad cilndrica con su eje horizontal (estator, 1), dentro de la cual est ubicado en forma excntrica un rotor (2), cuyo eje gira obviamente excntrico en relacin con el del estator.El rotor incorpora una ranura (3), en la que va acoplada una paleta (4), 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 empuja contra la pared del cilindro.Esta paleta determina en el espacio anular intermedio entre el rotor y el estator, dos cmaras A y B, cuyos volmenes respectivos estn en funcin de la posicin de la paleta. Durante la rotacin del rotor, los volmenes de las cmaras A y B varan continuamente.El estator incorpora los orificios de aspiracin (5) y de descarga (6).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 eje de accionamiento del rotor.

funcionamiento: Cuando la paleta obstruye el orificio de aspiracin, la cmara A tiene un volumen nulo y todo el espacio anular es la cmara B, que est llena de los vapores a la presin de aspiracin (figura a).Cuando la paleta ha pasado ya por el orificio de aspiracin, disminuye el volumen de la cmara B y los vapores se comprimen. Simultneamente, aumenta el volumen de la cmara A y se llena de nuevo con el gas de aspiracin (figura b).Con el giro del rotor, la cmara B va disminuyendo y va aumentando la presin del gas, hasta que alcanza la presin de descarga, que hace que se abra el orificio de descarga (figura c). El gas comprimido escapa por l, hasta que la paleta pasa por el punto de tangencia entre rotor y estator, estando ahora la cmara A totalmente llena de gas de aspiracin y siendo inexistente la cmara B (nuevamente figura a). Cuando la paleta pase por el orificio de aspiracin, empieza un nuevo ciclo.

Los compresores como el descrito, que se llaman monocelulares (con una nica paleta), permiten una sola aspiracin y una descarga por cada vuelta.Si se quiere aumentar, bajo las mismas dimensiones, la cilindrada es necesario multiplicar el nmero de cmaras de compresin, o sea, el nmero de paletas.La solucin ms sencilla se obtiene con dos paletas diametralmente opuestas (compresores bicelulares). Por extensin, con mltiples paletas se obtienen los compresores multicelulares.

Tornillo Este tipo de compresores, tambin denominados rotatorios helicoidales, constan de un cuerpo y dos largos engranajes helicoidales, o tornillos, en contacto que giran en sentido contrario.Uno de ellos es el motriz o primario, tambin llamado macho, y tiene su lateral dividido en cuatro lbulos de perfil semicircular. El otro tornillo, el secundario o hembra, es desplazado por el primero y presenta en su lateral seis canales o gargantas que se corresponden con los lbulos del tornillo macho.El refrigerante procedente del evaporador queda atrapado en los espacios existentes entre los canales del tornillo secundario o hembra, girando con l y comprimindose a medida que avanza hacia la salida, ya que el volumen disponible entre las ranuras que dejan los tornillos va disminuyendo gradualmente.Este tipo de compresores se utilizan para capacidades frigorficas superiores a la 150000 Kcal/h.

Funcionamiento:

Los dos tornillos tienen perfiles que se conjugan, uno formando los lbulos (rotor macho), y el otro las gargantas (rotor hembra).

Durante la rotacin, el contacto de los perfiles se desplaza a lo largo del eje de la mquina, creando as una descarga axial del fluido comprimido dentro de una garganta por el lbulo correspondiente.La garganta juega, muy aproximadamente, el papel de un cilindro cuyo volumen se reduce progresivamente, mientras que el lbulo realiza la funcin del pistn hasta que la rotacin del tornillo lo lleva frente a la boca de descarga, permitiendo que el fluido comprimido se escape por la tubera de descarga.

Una caracterstica esencial de los compresores de tornillo es la ausencia de toda vlvula, tanto de descarga como de aspiracin.En estos compresores, ms an si cabe que en el resto, la lubricacin es muy exigente.Presentan ciertas ventajas: Ausencia de vlvulas de aspiracin y descarga; poco sensibles, pues, a los golpes de lquido. Su rendimiento es elevado La regulacin es, en general, continua desde el 10 al 100%. Ocupan poco espacio Poseen gran fiabilidad, un reducido coste de mantenimiento y un largo intervalo entre revisiones.Tradicionalmente, los compresores de tornillo se han venido utilizando en usos industriales, pero en los ltimos aos, se han comenzado a aplicar en mquinas de pequea y mediana potencia. En las mquinas pequeas, el accionamiento se hace, en general, a travs del tornillo hembra.

Dependiendo de la seleccin de compresores de tornillo (semihermticos, hermticos, o abiertos) tienen distintasaplicaciones: para sistemas comerciales, industriales y marinos, sistemas con riesgos de explosiones, sistemas de transporte, y optimizados para bombas de calor y chillers.

Centrifugo

Puedendesplazar grandes volmenes de gas refrigerante, en general con bajas relaciones de compresin. La compresin se consigue por la aceleracin del gas en el rotor de forma que al aumentar el cuadrado de la velocidad perifrica, se incrementa el valor de la compresin. Para que esto suceda debern obtenerse valores altos de velocidad. Para cada velocidad, un compresor de este tipo proporciona una relacin de compresin mxima dada.Este hecho obliga a elegir un compresor centrfugo para un rgimen de funcionamiento mximo. No tiene pues la flexibilidad de otros tipos de compresores. Otro factor que influye en la relacin de compresin esla masa especfica del refrigerante. Con preferencia deben utilizarse con refrigerantes pesados, de manera que los fluidos halogenados se utilizan ms en contra del amoniaco cuyo peso volumtrico es menos. Suelen equiparse con un sistema quepermite reducir la produccin frigorfica, actuando sobre la cantidad de gas refrigerante que entra en el compresor. La regulacin puede establecersedesde un 10% hasta el 100%de forma generalmente automtica segn las instalaciones frigorficas. Las mquinas centrfugas tienen una de sus principales aplicaciones en el escaln de baja presin de circuitos con varias etapas, donde se requiera grandes volmenes de desplazamiento, compitiendo con los rotativos y alternativos. Se alcanzan velocidades perifricas en las ruedas de hasta 400 m/s.

Compresores de flujo axial, De naturaleza semejante a los anteriores,se emplean fundamentalmente en industrias qumicas y en aplicaciones de aire acondicionado, o en compresiones de aire con grandes volmenes. Supone menores dimensiones, pesos y una mayor simplificacin de elementos auxiliares, debido a su menor ruido, menor vibracin y mayor facilidad de insonorizacin. Son muy utilizados en grandes potencias. Con halogenados y a partir de 800 CV se emplean en lugar de compresores centrfugos.