Universidad nacional de ingeniería. Recinto universitario Pedro Arauz palacios. Facultad de tecnología de la industria. Ingeniería mecánica

Transcripción

1 Universidad nacional de ingeniería Recinto universitario Pedro Arauz palacios Facultad de tecnología de la industria Ingeniería mecánica DEPARTAMENTO DE energética REFRIGERACIÓN Y AIRE ACONDICIONADO Tema: Controles del Compresor Subtemas: Control de Capacidad del Compresor Control de Temperatura de Descarga con Inyección de Liquido Control de Presión del Cárter Control de Flujo Invertido Grupo: 5M1-MEC Elaborado por: Tellería Loáisiga Andy José Pérez Leiva Donald Miguel 25/07/2013 Ing. Wilmer José Ramírez Velásquez

2 INTRODUCCIÓN Es un sistema de refrigeración con bomba de circulación (ver anexo, Figura 1) Por qué el control del compresor? Primero para controlar la presión de succión (primario), y segundo la operación del compresor segura, arranque y parada (secundaria). Cómo se realiza el control del compresor? Controlando la capacidad del compresor de acuerdo con la carga de refrigeración, controlando su velocidad de rotación. Instalando una válvula de retención en la línea de descarga con la finalidad de prevenir el flujo invertido del refrigerante para el compresor. Mantener las presiones y temperaturas en la entrada y salida del compresor dentro de los límites de funcionamiento. 1

3 MARCO TEÓRICO Control del compresor El compresor es la cabeza del sistema de refrigeración. Tiene dos funciones básicas: Mantener la presión en el evaporador de modo que el refrigerante liquido pueda evaporarse en la temperatura requerida. Comprimir el refrigerante para poder condensarlo en una temperatura normal. Nota: no debe permitirse el funcionamiento del compresor fuera del rango permitido de temperatura y presión, con la finalidad de optimizar sus condiciones de funcionamiento. 1. Control de capacidad del compresor El compresor en un sistema de refrigeración, es normalmente seleccionado para poder satisfacer la carga de enfriamiento más alta posible. Sin embargo, la carga de enfriamiento durante el funcionamiento normal, es generalmente más baja que la carga de diseño. Esto significa que siempre es necesario controlar la capacidad de compresor, de tal manera que coincida con la carga de calor real. Ejemplo de aplicación (ver anexo, Figura 2): la solución de control de paso para la capacidad del compresor puede ser alcanzada usando un controlador de paso. Este controla la carga/descarga de los compresores/pistones o el motor eléctrico del compresor, según la señal de presión de succión del transmisor de presión basado en un control de zona neutral Control por etapas Este sistema es simple y conveniente. Además, la eficacia disminuye muy poco durante la carga parcial. Es especialmente aplicable en sistemas con diversos compresores alternativos de varios cilindros Control de válvula corrediza La acción de la válvula corrediza operada por aceite permite separar el gas de succión para evitar ser condensado. La válvula corrediza permite una reducción, uniforme y continúa de capacidad desde 100% hasta 10%, pero la eficiencia disminuye en cargas parciales. 2

4 1.3. Control de velocidad variable Esta solución es aplicable a todos los tipos de compresores y es eficiente. El motor eléctrico de dos velocidades controla la capacidad del compresor funcionando en alta velocidad cuando la carga de calor es alta y en baja velocidad cuando la carga de calor es baja. Ejemplo de aplicación (ver anexo, Figura 3): esta solución de control se logra por medio de un convertidor de frecuencia, controlador y un transductor de presión. El control de convertidor de frecuencia ofrece las siguientes ventajas: Ahorro energético Mejor control Reducción de niveles de ruido Mayor vida útil para el compresor Instalación más sencilla 1.4. Desvió de gas caliente Esta solución es aplicable a compresores con capacidades fijas y más típicas en la refrigeración comercial. Para controlar la capacidad de refrigeración, parte del flujo del gas caliente en la línea de descarga es derivado dentro del circuito de baja presión. Esto ayuda a disminuir la capacidad de refrigeración de dos maneras: Disminuye el suministro de refrigerante líquido. Liberando una parte (algún) de calor en el circuito de baja presión. Ejemplo de aplicación (ver anexo, Figura 4): el bypass de gas caliente puede ser usado para controlar la capacidad de refrigeración para compresores con capacidades fijas, con esta solución por medio de válvulas de cierre y un regulador de capacidad se puede lograr que la presión de succión delante del compresor se mantiene constante; por lo tanto, la capacidad de refrigeración satisface la carga de enfriamiento real. 2. Control de temperaturas de descarga con inyección de liquido Los fabricantes del compresor generalmente recomiendan limitar la temperatura de descarga por debajo de un cierto valor, para prevenir el recalentamiento de vapores, prolongando su vida y previniendo la interrupción de aceite en altas temperaturas. El diagrama p-h (presión-entalpía), se puede ver que la temperatura de descarga puede ser alta cuando: 3

5 El compresor funciona con altas diferencias de presiones. El compresor recibe el vapor de succión sumamente recalentado. El compresor funciona con control de capacidad de gas caliente. Existen varias maneras de reducir la temperatura, un método es la inyección de líquido, por la cual, el refrigerante líquido de salida del condensador o depósito, es inyectado en la línea de succión, enfriador intermedio Válvula de inyección termostática (ver anexo, Figura 5): cuando la temperatura de descarga supere el valor del sistema del termostato energizara la válvula solenoide, la cual iniciara la inyección del líquido en el lado del puerto del compresor de tornillo. La válvula de inyección termostática controla el flujo del líquido inyectado según la temperatura de descarga, evitando una elevación mayor de la temperatura de descarga válvula motorizada (ver anexo, Figura 6): una válvula motorizada, un sensor de temperatura registrara la temperatura de descarga y trasmitirá la señal al controlador de temperatura que controla al actuador que ajusta el grado de apertura de la válvula motorizada para limitar y mantener la temperatura de descarga requerida. 4

6 2.2. Control de presión del carter 2.3. Control de flujo invertido 2.4. Resumen 5

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8 ANEXOS Figura 1 Figura 2 7 Figura 3

9 Figura 4 Figura 5 Figura 6 8