INSTITUTO TRCNOLÓGICO DE PUERTO RICO

RECINTO DE MANTÍ

REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO IND.

COMPRESORES

Artefacto mecánico que succiona refrigerante gaseoso a baja presión y a baja temperatura y lo comprime a alta presión y a alta temperatura en estado gaseoso, descargándolo posteriormente.

1.      abiertos- son completamente desarmables, tienen volanta y sello, son movidos por

un motor externo el cual le transmite la fuerza a través de unas correas o por acople directo.

2.      semi-hermético- son desarmables hasta cierto límite. Son movidos por un motor eléctrico interno.

3.      herméticos o sellados- no son desarmables. Están encerrados dentro de una carcasa o cuerpo herméticamente sellado (soldado). Están movidos por un motor eléctrico interno.

CLASES DE COMPRESORES

Reciprocante o alterno

Es aquel que recibe un movimiento rotativo y lo convierte en alterno. Básicamente un compresor reciprocante esta constituido de pistones y cilindros siendo esto por la forma de trabajar lo que le dá el nombre. El movimiento es aplicado a un cigüeñal o un equivalente en función y este lo transfiere al pistón o pistones a través de la biela.

Los compresores se clasifican por la cantidad de cilindros como:

   Mono cilíndrico- un solo cilindro

   Poli cilíndricos

   Bi cilíndrico- dos cilindros

   Tri cilíndrico- tres cilindros

   Cuatri cilíndrico- cuatro cilindros

   Penta cilíndrico- cinco cilindros

   Hecta cilíndrico- seis cilindros

   Etc. etc.  

De acuerdo a la posición de los cilindros, estos se denominan:

  Linear

  En V

  Doble V

  Semi radial

  Radial

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1.      Factores de diseño mecánico- estos son inherentes en el compresor y no se pueden

cambiar.

a.       diámetros de los cilindros.

b.      recorrido de los cilindros.

c.       número de los cilindros.

d.      espacio muerto.

e.       revoluciones por minutos en los compresores semi herméticos y los herméticos.

2.      Factores de aplicación- estos son los que ser pueden cambiar hasta cierto límite.

a.       la presión de succión.

b.      la presión de descarga.

c.       tipo de refrigerante a usarse.

d.      revoluciones por minutos en compresores abiertos.

Es la cantidad de refrigerante en pulgadas cúbicas por minutos que desplaza o bombea un compresor y viene determinado por la fórmula:

                            D.V.= desplazamiento volumétrico en pulg. cúbicas/min.

                             π =( Pi)= 3.1416

                            R²= radio al cuadrado

                            L= largo o recorrido del cilindro

                            N= número de cilindros

                            RPM = revoluciones por minutos, velocidad del compresor

La separación del punto muerto en un compresor reciprocante fluctúa entre .010 pulgadas a .020 pulgadas

En compresores reciprocantes la separación existente entre el pistón y el cilindro es de .0002 pulgadas por cada pulgada de diámetro que tenga el pistón

Es la razón matemática existente entre el volumen real desplazado por un compresor y el volumen calculado (por diseño de fábrica)

La eficiencia volumétrica se determina por la fórmula:

                     E.V.= V.R. /  V.C. x 100

                        E.V.= eficiencia volumétrica en %

                        V.R.= volumen real (actual)

                        V.C.=volumen calculado (por diseño de fábrica)

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Es la razón que existe al dividir la presión absoluta de descarga entre la presión absoluta de succión. La razón puede variar hasta 10 a 1 para compresores de una etapa. Si la razón es más alta, compresores de dos etapas deberán utilizarse.

Una razón alta de compresión significa que hay una presión baja de succión, esto no es deseable ya que resultaría en un gasto innecesario de fuerza además, teniendo una temperatura del refrigerante gaseoso en descarga muy elevada. Esto pudiera ocasionar problemas en los cojinetes o casquillos conllevándolos a roturas y desgastes.

La fórmula para razón de compresión es:

                    Rc= Pd / Ps

                       Rc= razón de compresión

                       Pd= presión absoluta de descarga

                       Ps= presión absoluta de succión

El diámetro de las poleas esta en razón inversa de las velocidades respectivas. La polea más pequeña es la que pertenece al motor generalmente y la más grande por consiguiente al compresor

La fórmula para calcular transmisión de fuerzas es:

                  d= diámetro de la polea del motor

                  v.m.= velocidad del motor en rpm

                  D= diámetro de la polea del compresor

                  v.c.= velocidad del compresor en rpm

Dispositivo que regula la capacidad de un compresor sacando uno o más pistones de funcionamiento. Cuando se reduce la carga de calor, el descargador disminuye la capacidad de bombeo del compresor sacando él o los pistones fuera de su función de compresión ya sea manteniendo las válvulas de succión fuera de su asiento, o ya sea abriendo un paso (“by pass”) entre la parte de descarga y la parte de succión del refrigerante. Esto también facilita el arranque del compresor ya que arrancar sin carga, además una de las ventajas del descargador es que ayuda a evitar el golpe de líquido.

El "unloader" o descargador puede trabajar hidráulicamente o eléctricamente.

El golpe de líquido es cuando llega refrigerante líquido al compresor por la línea de succión, lo que es altamente dañino y puede ocasional danos severos en las partes de éste.

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Son más comunes en aplicaciones domésticas pequeñas tales como refrigeradores, acondicionadores de aire de ventana, sistemas mini-partidos de acondicionamiento de aire y bombas de calor hasta cinco toneladas.

Hay dos tipos básicos de compresores rotativos: el de una sola hoja fija y el de hojas que rotan. El de hojas que rotan lo hacen con el rotor en el eje. En ambos casos la hoja u hojas proveen un sello constante para el refrigerante gaseoso.

El de una sola hoja tiene un rotor montado excéntricamente con respecto al cilindro y se mueve contrario a las manecillas del reloj. La hoja presiona las paredes del rotor y separa de esta forma y en todo momento la presión de succión de la presión de descarga. El refrigerante en esta clase de compresor entra por el lado de succión y es comprimido contra las paredes del cilindro hasta ser llevado hacia el lado de descarga.

Los de varias hojas movibles consisten también de un rotor donde las hojas están montadas y estas presionan las paredes del cilindro. El refrigerante que entra por la succión queda atrapado en el espacio entre hoja y hoja y después de ser comprimido contra las paredes del cilindro, es llevado hacia la descarga. Esta clase de compresor los hay de dos, cuatro y hasta doce hojas.

Estos compresores succionan y descargan simultáneamente y vienen sumergidos en un baño de aceite. Tienen la ventaja de proveer una apertura grande para la succión, y descargar todo el refrigerante comprimido. Esto los hace ser eficientes.

Tienen tanto en la línea de succión (entrada al cilindro) y en la línea de descarga (salida del cilindro) unas válvulas unidireccionales (“check valves”) para evitar que el refrigerante que entro no vuelva a salir y el refrigerante que salió no vuelva a entrar cuando éste se haya detenido.

Los compresores rotativos de hojas que giran son utilizados en los sistemas de cascadas en la sección del primer compresor 

Es comúnmente utilizado en aplicaciones de acondicionamiento de aire y bombas de calor. Tiene la ventaja de utilizar pocas partes movibles, lo que produce menos fricción, el ciclo de compresión es más ligero (suave) con bajo torque requerido, bajo nivel de ruido y bajo nivel de vibración.

Este compresor utiliza dos discos espirales para comprimir el refrigerante en vapor. El caracol superior es estacionario y el inferior es el que se mueve

La succión del vapor es lograda por la parte exterior de los caracoles y la descarga ocurre por el centro del caracol estacionario. El caracol movible lo hace en forma orbital acoplado al fijo. En este movimiento el vapor es atrapado entre los caracoles, según el caracol movible rota, comprime el refrigerante y lo lleva al centro descargándolo. Durante este proceso de compresión, varios bolsillos de refrigerante se forman al mismo tiempo. El proceso de succión de la parte exterior del caracol y la descarga de la parte interior es constante. Este proceso da al compresor una acción de operación más suave.

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Son utilizados en sistemas de gran capacidad que van desde las veinte hasta las trescientas toneladas de refrigeración. Vienen abiertos o herméticos. Los compresores abiertos son mayormente utilizados en sistemas con refrigerante amonia. Los herméticos son utilizados con refrigerantes halogenados.

El compresor de tornillo consta de dos partes principales que son dos rotores de forma helical conocidos como el macho y la hembra. El macho tiene cuatro dientes mientras que la hembra tiene seis dientes. El motor mueve al macho y este a su vez mueve a la hembra.

El refrigerante que entra por la succión a este compresor queda atrapado entre los dientes del macho y los dientes de la hembra siendo comprimido y arrastrado hacia la descarga. Esto provee una acción constante de bombeo diferente a la acción pulsante que produce el compresor reciprocante. Con esta acción de bombeo se produce poca vibración durante la operación.

Los compresores de tornillo trabajan con una inyección constante de aceite, lo que sella el espacio entre los tornillos y entre los tornillos y el cilindro. Además esto ayuda a enfriar el compresor. La eficiencia de estos compresores es relativamente alta. Ya que los compresores de tornillo trabajan a una alta velocidad, casquillos apropiados deben ser utilizados para larga duración.

Son diseñados para ser utilizados en sistemas de grandes capacidades que van desde las cincuenta hasta las cinco mil toneladas de refrigeración. En este tipo de compresor, el refrigerante en vapor se mueve hacia afuera según se mueve la turbina rápidamente. Esta acción es llamada fuerza centrífuga (sin embargo el término correcto es fuerza centrípeta).

Éste consta de una o más turbinas (“impellers”) que succionan refrigerante gaseoso por la parte central de la turbina llamada ojo de la turbina y es lanzado por la parte lateral de ésta a una alta velocidad, comprimiendo las moléculas del refrigerante debido a la fuerza centrífuga proporcionada por la misma.

La presión así lograda es poca por lo que generalmente se necesita más de una turbina, llamándose a cada una de las turbinas, etapas de compresión. El compresor centrífugo tiene que trabajar a una alta velocidad por lo que requiere una inyección constante de aceite lubricante, razón por lo que la bomba de aceite es independiente del compresor y arranca primero que éste, deteniéndose después de éste detenerse.

La entrada de refrigerante es regulada a la primera turbina por medio de unas compuertas llamadas vanes, gobernando así la capacidad del compresor centrífugo