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1 COMPRESORES RECIPROCANTES A PISTON LINEA C Revisión 02. Raúl Gutiérrez E. Octubre Referencias y Bibliografía AE R2 ; NOV 2010; Compresores Reciprocantes Herméticos AE R5; SEP 2012; Media Temperatura Extendida CS AE ; SEP 2012; CF U. Condensadoras de Baja Temperatura Slide 2 1

2 Introducción En estos módulos aprenderá sobre los beneficios, características y variantes existentes, entre los modelos de las distintas familias de compresores tipo reciprocantes herméticos fabricados por Copeland Temas a tratar: Aplicaciones Y Condiciones de prueba ARI Nomenclaturas de la familia C Rangos de Aplicación Diagnóstico y prevención de fallas Slide 3 Nomenclatura CR, CS y CF Todos los modelos en placa de compresor siguen el siguiente formato: Los primeros 7 dígitos al inició identifican la familia, la aplicación, la capacidad y carga de aceite. Un guión separa los siguientes 3 dígitos para el código eléctrico otro guión y los últimos 3 dígitos para las opciones y variantes de suministro (BOM; Del Inglés Bill Of Material ) Multiplicador de la capacidad: K = 1000 TIPO DE PROTECCIÓN: F= Intrínseca Interna- 1 protector Opciones y variantes: (BOM) Consulte a su representante Emerson Climate Technologies C S 1 8 K 6 E - T F 5 - X X X Aplicación: R = Alta y Media Temperatura S = Media y Media Extendida F = Baja Temperatura Familia: C (Herméticos Reciprocantes) Capacidad nominal Btuh Condiciones de Prueba ARI Variación del Modelo Letra Q ó Número 6 ó 7 Aceite tipo: E = Poliól-Ester = Aceite Mineral MOTOR DEVANADO: P = Monofásico Marcha Capacitiva T = Trifásico Tres Conductores Potencial de Alimentación: 60 Hz 50 Hz C = 208/ /220-3 D = /420-3 J = /240-1 V = 208/ / = 200/ /240-3 Slide 4 2

3 Aplicaciones y condiciones de prueba ARI ; CR; CS Y CF Condiciones de Prueba Bajo Normas ARI Te F [ C] Tc F [ C] T grt F [ C] T liq F [ C] Aire Acondicionado 45 [7,2] 130 [54,4] 65 [18,3] 115 [46,1] Refrigeración Alta 45 [7,2] 130 [54,4] 65 [18,3] 130 [54,4] Refrigeración Media Ref. Media Extendida 20 [-6,2] 120 [48,9] 65 [18,3] 120 [48,9] -10 [-23,3] 120 [48,9] 40 [ 4,4 ] 120 [48,9] Refrigeración Baja -25 [-31,7] 105 [40,6] 65 [18,3] 105 [40,6] Slide 5 Rangos operacionales familia C Temperatura de Condensación en C CF_K6E R-404a y R-507 CS_K6 R-22 R-507 R-404a R-134a Temperatura de Evaporación en C Slide 6 CR_K6 CR_KQ CR_N,P,T R-22 y R-407c 3

4 Qué es el radio de compresión? Respuesta. Es la razón entre la presión de succión y la de descarga Se interpreta como EL ESFUERZO mecánico que el compresor tiene al realizar su trabajo Para un sistema de Media Temperatura Ejemplo. Para palear (comprimir) la carga de arena (refrigerante) el operario (compresor) hace un esfuerzo mediano relativo de 3 a 1 3 metros de altura Se dice 3 a 1 Se escribe 3:1 Qué es el radio de compresión? En un sistema de Media Temperatura el radio de compresión de diseño Oscila entre tres y cuatro a uno R-404a 3m C Tc y +26 Cae ΔT = 15 R (7 K) 3: = C Te y +4 Cai ΔT = 12 R (6 K) Cámara de Bebidas A +4 C de Temperatura Interior 4

5 Qué es el radio de compresión? En un sistema de Media Extendida el radio de compresión de diseño oscila entre cuatro y cinco a uno R-404a 5 m C Tc y +26 Cae ΔT = 16 R (8 K) 5: = C Te y +4 Cai ΔT = 12 R (6 K) Cámara de Bebidas A +4 C de Temperatura Interior Qué es el radio de compresión? En un sistema de Baja Temperatura el radio de compresión de diseño oscila entre diez y ocho y veinte a uno R-404a 20 m C Tc y +26 Cae ΔT = 16 R (8 K) 18: = C Te y +4 Cai ΔT = 12 R (6 K) Cámara de Bebidas A +4 C de Temperatura Interior 5

6 Modelos CR Solo R-22 Aceite Mineral TABLA 1.- COMPRESORES LINEA CR PARA AIRE ACONDICIONADO Y REFRIGERACIÓN EN ALTA Y MEDIA TEMPERTURA CON ACEITE MINERAL SOLO PARA R-22 MODELOS* SUMINISTRO CONEXIONES REFRIGERANTES APROBADOS ELECTRICO HP Btuh F A C M G PFV TF5 TFD Tubo R-Lock R-22 C R 16 K 6 X NA NA A ,300 C R 18 K 6 X X X A ,000 C R 20 K 6 X X X A ,600 C R 22 K 6 X X X A ,000 C R 24 K 6 X X X A ,500 C R 28 K 6 X X X A ,200 C R 32 K 6 X X X A ,000 C R 34 K 6 X X X A ,000 C R 35 K 6 X X X A ,000 C R 38 K 6 X X X A ,000 C R 42 K 6 X X X A ,700 C R 47 K Q X X X A ,500 C R 53 K Q X X X A ,000 C R 60 K 5 X X X A ,200 CRP NA X NA A ,000 CRNQ-0500 X X X A ,500 NOTAS: *FACMGO (F = Familia; A = Aplicación; C= Capacidad en Btuh; M= Multiplicar x 1000; G = Generación; O= Aceite) PRUEBA ARI 45/120/65/120 F X Disponible; A = Aprobado, NA = No Aplica (1) Para aplicar con refrigerantes HCFC la designación del modelo cambia, adicionando una E después del K6 ejemplo CR18K6E-PFV-525. (2) Un compresor diseñado para CFC, R-22 no es igual que uno para HCFC, R-407c. Cambia internamente en su construcción, No basta cambiar el aceite. Slide 11 NA = No Aplica. Modelos CR con POE R-22 y 407c TABLA 1.- COMPRESORES LINEA CR PARA AIRE ACONDICIONADO Y REFRIGERACIÓN EN ALTA Y MEDIA TEMPERTURA CON ACEITE POLIOL-ESTER MODELOS* Tipo de SUMINISTRO ELECTRICO CONEXIONES REFRIGERANTES APROBADOS F A C M G Aceite PFV TF5 TFD Tubo R-Lock c C R 16 K 6 E X NA NA A A ,300 C R 18 K 6 E X X X A A ,000 C R 20 K 6 E X X X A A ,600 C R 22 K 6 E X X X A A ,000 C R 24 K 6 E X X X A A ,500 C R 28 K 6 E X X X A A ,200 C R 32 K 6 E X X X A A ,000 C R 34 K 6 E X X X A A ,000 C R 35 K 6 E X X X A A ,000 C R 38 K 6 E X X X A A ,000 C R 42 K 6 E X X X A A ,700 C R 47 K Q E X X X A A ,500 C R 53 K Q E X X X A A ,000 C R 60 K 5 E X X X A A ,200 NOTAS: *FACMG (F = Familia; A = Aplicación; C= Capacidad en Btuh; M= Multiplicar x 1000; G = Generación) PRUEBA ARI 45/120/65/120 F X Disponible; A = Aprobado, NA = No Aplica (1) Para aplicar con refrigerantes HCFC la designación del modelo cambia, adicionando una E después del K6 ejemplo CR18K6E-PFV-525. (2) Un compresor diseñado para CFC, R-22 no es igual que uno para HCFC, R-407c. Cambia internamente en su construcción, No basta cambiar el aceite. NA = No Aplica. Slide 12 HP Btuh 6

7 Modelos CS Media y Alta TABLA 1.- COMPRESORES LINEA CS PARA REFRIGERACIÓN EN ALTA Y MEDIA TEMPERTURA CON ACEITE POLIOL-ESTER MODELOS* Tipo de SUMINISTRO ELECTRICO CONEXIONES REFRIGERANTES APROBADOS F A C M G Aceite PFV TF5 TFD Tubo R-Lock c 404ª 507 C S 10 K 6 E X X X A A A A ,000 C S 12 K 6 E X X X A A A A ,000 C S 13 K 6 E X X X A A A A ,000 C S 14 K 6 E X X X A A A A ,500 C S 16 K 6 E X X X A A A A ,200 C S 17 K 6 E X X X A A A A ,000 C S 18 K 6 E X X X A A A A ,000 C S 20 K 6 E X X X A A A A ,000 C S 24 K 6 E X X X A A A A ,000 C S 27 K 6 E X X X A A A A ,000 C S 33 K Q E X X X A A A A ,000 NOTAS: *FACMG (F = Familia; A = Aplicación; C= Capacidad en Btuh; M= Multiplicar x 1000; G = Generación) PRUEBA ARI 45/120/65/120 F X Disponible; A = Aprobado, NA = No Aplica NA = No Aplica. Slide 13 HP Btuh Modelos CF Media Extendida y Baja TABLA 1.- COMPRESORES LINEA CS PARA REFRIGERACIÓN EN ALTA Y MEDIA TEMPERTURA CON ACEITE POLIOL-ESTER MODELOS* Tipo de SUMINISTRO ELECTRICO CONEXIONES REFRIGERANTES APROBADOS F A C M G Aceite PFV TF5 TFD Tubo R-Lock 407c 404ª 507 HP Btuh C F 04 K 6 E X X X A A A ,810 C F 06 K 6 E X X X A A A 2.0 4,620 C F 09 K 6 E X X X A A A 3.0 7,240 C F 12 K 6 E X X X A A A 4.0 9,700 NOTAS: *FACMG (F = Familia; A = Aplicación; C= Capacidad en Btuh; M= Multiplicar x 1000; G = Generación) PRUEBA ARI 45/120/65/120 F X Disponible; A = Aprobado, NA = No Aplica NA = No Aplica. Slide 14 7

8 Opción Rotalock Incluida en todos los modelos CR-CS CS y CF con BOM-595 Succión Recta a ¾ Ø Interno BOM-545 Tubo de Proceso Codo a 90 hacia arriba 3/8 Ø El conector de succión también se puede obtener por separado para 5/8 Ø con el número Receptáculo tradicional Con tapa plástica protectora PFV, TF5 Y TFD KIT ROTALOCK TAMBIEN SE PUEDE ORDENAR POR SEPARADO ½ Ø Interno Descarga a 90 arriba Resistencia de Cárter Por Separado Slide 15 Tolerancia eléctrica de +/- 10% Todos los motores están diseñados para operar con un rango de tolerancia a las variaciones de voltaje de ± 10% al nominal. Por ejemplo un compresor con un motor TF5 a volts puede operar en rango de 182 a 264 volts y uno con motor nominal PFV marcado opera entre 182 a 242 Volts Códigos Eléctricos: PFV = V/1Ø/ 60Hz. TF5 = V/3Ø/60Hz TFD = 460V/3Ø/ 60Hz Slide 16 8

9 Familia CR_KQ Optima para R-22 y R-407c Capacidades Frigoríficas en 47,000 Y 53,000 Btuh CR47KQ y CR53KQ Códigos Eléctricos: PFV = V/1Ø/ 60Hz. TF5 = V/3Ø/60Hz TFD = 460V/3Ø/ 60Hz R-22 BOM-555 Y 556 Slide 17 CR [T, P Y N] Servicio de Aire Acondicionado Capacidades Frigoríficas desde 54,500 a 61,500 Btuh MODELO Cap. Btuh* Motor XXX BOM (Opciones) CRTQ-0450-XXX-BOM 54, (Servicio) PFV = V/1Ø/50-60Hz. CRPQ-0450-XXX-BOM 57, (Servicio) TF5 = V/3Ø/50-60Hz. CRNQ-0500-XXX-BOM 61, , 595 y 970 *Condiciones de prueba ARI para Aire Acondicionado 45/130/65/15 F R-22 BOM DESCRIPCION 970 Tubos a Soldar ½ en Descarga y 7/8 en Succión, Tubo de Servicio en 3/8 ; Incluye Resistencia de Cárter y Gomas de Montaje, Empaque Ind. 556 Tubos a Soldar ½ en Descarga y 7/8 en Succión, Tubo de Servicio en 3/8 ; Incluye Resistencia de Cárter y Gomas de Montaje, En tarima 595 Tubos con Conexión Rotalock 1-14 en descarga y 1 ¼ en Succión. Mirilla de Aceite, y Kit de Montaje, en Tarima. Slide 18 9

10 Fallas más comunes en compresores Identificación y Diagnostico de causas Slide 19 Desbalance entre fases- Voltaje 226volts 217volts 209volts 1.- Voltaje Promedio = ( )/3 = 217volts 2.- Desviación Máxima =220 V 217V = 3 volts 3.- % Desequilibrio = (100 x 3)/217 = 1.38%. 4.- % de Incremento en la Temperatura Estimado en una fase, según NEMA = 2 x (1.38%)² = 3.8% [4%] MOTOR CUIDADO: El incremento de la corriente bajo carga, a velocidad normal de funcionamiento, podrá ser entre 4 y 10 veces el valor del % de Desequilibrio, dependiendo de la carga 10

11 Fundamentos de Electricidad-Analogía Flujo en L/seg = A los Amper El Potencial ó Voltaje 115 V Seria como la Presión con la que llega el chorro) Ejemplo (115 kg/cm 2) Emerson Confidential 21 Page June Sales Meeting Potenciales de suministro L1 110 V 110 V L2 Monofásico a 220V L3 Trifásico a 220V ó 460V Emerson Confidential 22 Page June Sales Meeting 11

12 Falla por Contactor Dañado FALTA DE FASE Emerson Confidential 23 Page June Sales Meeting Falla por Contactor y/ó Ciclos cortos de paro y arranque La falta de una fase, provoca que las otras dos fases traten de mover la carga de la que no esta trabajando. Esto sobre calienta el aislamiento por exceso del flujo de corriente, hasta finalmente fallar en corto circuito. Selección adecuada de un buen contactor Slide es la clave, 24 consulte a su representante Emerson 12

13 Vigilar las temperaturas de Retorno 15 cm 10 C CR CS CF Temperaturas Recomendadas en Centígrados C Condensació Evaporación Retorno Descarga n Referencia Mínima Máxima Máxima Temperaturas de retorno menores a recomendada Resultan en daño al compresor Slide 25 Determinación del sobrecalentamiento al retorno del compresor Temp En Retorno 5.0 C R psig C Sobrecalentamiento = 15 K 5.0 C 15 cm El Sobrecalentamiento del refrigerante que esta ingresando al compresor mínimo recomendado es 10 K, máximo 35 K Slide 26 13

14 Ajuste del Sobrecalentamiento en VTE No confundir con el ajuste de Sobrecalentamiento en Válvulas Válvula Termostática de Expansión 14

15 Construcción de una válvula TE Fuerzas de Balance en una VTE Presión Líquido 15

16 Causas de Excesivo Retorno 1. Baja carga térmica Evaporador bloqueado o Puertas abiertas o sellos rotos o Motores ventiladores quemados o desconectados o Aspas mal instaladas girando al revés o Mal funcionamiento del deshielo 2. Variación brusca de la carga térmica Mercancía obstruyendo el flujo de aire Aceite atrapado en el evaporador Apertura de puertas para recarga de mercancía 3. Válvula de Expansión Incorrecta ó mal instalada ó mal ajustada Factores que provocan Migración de Refrigerante Deshielos por resistencias sin protectores del retorno Tiempo de paro largos y sin resistencias de Cárter Exceso de carga de refrigerante SISTEMA SIN PROTECTORES SISTEMA CON PROTECTORES Calefactor de Carter Acumulador En sistemas con mas de 2.5 Kg de Refrigerante es necesario el acumulador Slide 32 16

17 Arranque Inundado Calefactor dañado ó mal conectado El calefactor debe conectar cuando el compresor Está parado y desconectar cuando esta encendido CALEFACTORES DE CÁRTER Falla de suministro por sistema de lubricación La Cantidad de Aceite que Regresa Debe ser Igual a la Cantidad de Aceite que Sale del Compresor Filtro Page 34 Conocer Emerson Confidential y dar mantenimiento adecuado 34al sistema de lubricación es 2010 la June clave Sales Meeting 17

18 Recalentamiento mecánico ACEITE + CALOR = CARBÓN + CERAS + ÁCIDOS Temperaturas arriba de 148 C degradan el aceite ALTA RELACION DE COMPRESION Alta presión de Descarga Baja presión de Succión Condensador bloqueado/ sucio Recirculación de aire caliente Falla de los ventiladores Sobrecargado de refrigerante Gases No condensables Condensador sub-dimensionado Pérdida de refrigerante Filtros obstruidos Componentes mal dimensionados Válvula de expansión mal regulada Evaporadores bloqueado Motores quemados LIMITES DE TEMPERATURA MÁXIMA RECOMENDADA PARA MEDIR EN LA DESCARGA DEL COMPRESOR 125 a más C = Falla Segura 116 a 125 C = Riesgo de Falla 90 a 115 C = Operación Segura 15 cm Hay una diferencia aproximada de 30 C contra el puerto descarga entonces : = 145 C (límite máximo de seguridad) El aceite empieza a degradarse a 148 C 18

19 Contaminantes del sistema El Aceite es el recolector de todos los contaminantes del Sistema de Refrigeración. Requiere estar en óptimas condiciones: limpieza, neutralidad, viscosidad, rigidez dieléctrica. Para mantener sus propiedades físicas y químicas originales, debe ser sometido a filtración y secado continuo. Sólidos Rebabas Ceras Lodos Barnices Humedad y Aire Carbonización Óxidos de cobre Óxido de fierro Solventes ACIDEZ Fundentes Limpiadores Anticongelantes Gases raros Cualquier substancia o material que no sea aceite indicado para refrigeración y refrigerante es considerado un contaminante del sistema. Eliminación de Contaminates 19

20 Use siempre protectores del sistema El aceite es el recolector de todos los contaminantes del Sistema de Refrigeración. óptimas condiciones: limpieza, neutralidad, viscosidad, rigidez dieléctrica. Para mantener sus propiedades físicas y químicas originales, debe ser sometido a filtración y secado continuo. Solución Completa 20