Control de compresores de tornillo en refrigeración (1ª PARTE)

Los compresores en los sistemas de refrigeración elevan la presión de un refrigerante de la presión del evaporador a la presión del condensador. La presión del evaporador a veces se refiere como la presión de succión y la presión del condensador se refiere como la presión de descarga.  En la presión de descarga, el refrigerante es capaz de enfriar un medio deseado. Muchos tipos de compresores, incluyendo compresores de tornillo rotatorios, se usan en tales sistemas de refrigeración.

Un compresor de tornillo incluye un puerto de succión y un puerto de descarga que se abre en una cámara de trabajo del compresor de tornillo. La cámara de trabajo incluye un par de rotores de tornillo mallados que definen el espacio de compresión entre los rotores del tornillo y las paredes interiores de la cámara de trabajo. El refrigerante es recibido por el puerto de succión y transmitido al espacio de compresión. La rotación de los rotores cierra el espacio de compresión del puerto de succión y decrece el volumen del espacio de compresión cuando el rotor mueve el refrigerante hacia el puerto de descarga. Debido a la disminución del volumen del espacio de compresión, los rotores transmiten el refrigerante al puerto de descarga a una presión de descarga que es mayor que la presión de succión.

Una configuración de un método de controlar la operación de un compresor de tornillo de un sistema de refrigeración puede incluir la recepción de las señales relativas a la operación de los compresores de tornillo del sistema de refrigeración. El método puede incluir también la determinación de un punto de operación del compresor de tornillo basándonos en la señal de estatus recibida, y seleccionando un perfil del par para el compresor de tornillo basado en el punto de operación.

El sistema de compresores puede incluir un puerto de succión y un puerto de descarga. El puerto de succión del sistema de compresores puede recibir el fluido en un estado termodinámico conocido como vapor saturado. El sistema de compresor puede comprimir el fluido cuando el sistema transfiere el fluido desde el puerto de succión al puerto de descarga. En particular, el puerto de succión puede recibir el fluido en una presión y temperatura de succión. El sistema de compresores puede comprimir el fluido y puede descargar el fluido comprimido vía el puerto de descarga en una presión que es mayor que la presión de succión. La compresión del fluido puede también resultar en el fluido que se está descargando en una temperatura de descarga que es mayor que la temperatura de succión. El fluido descargado desde el puerto de descarga puede estar en un estado termodinámico conocido como un vapor sobrecalentado. En consecuencia, el fluido descargado desde el sistema del compresor puede estar a una temperatura y presión en la que el fluido puede ser rápidamente condensado con el aire de refrigeración o líquido de refrigeración.

El condensador puede ser acoplado al puerto de descarga del sistema del compresor para recibir el fluido. El condensador puede enfriar el fluido cuando el fluido pasa a través del condensador y puede transformar el fluido de vapor sobrecalentado a líquido saturado. Para hacer esto, el condensador puede incluir serpentines o tubos a través de los cuales el fluido pasa a través del caudal de aire frío o caudal de líquido frío. Como resultado de ello el aire frío o líquido frío pasa a través de los serpentines del condensador, el fluido puede rechazar o repartir calor del sistema de refrigeración al aire o líquido que transporta lejos el calor.

La válvula de expansión puede recibir el fluido desde el condensador en un estado termodinámico conocido como un líquido saturado. La válvula de expansión puede abruptamente reducir la presión del fluido. La reducción de presión abrupta puede causar evaporación instantánea de al menos una porción del fluido que tiene una temperatura que es más fría que el espacio que se está enfriando. En particular, la evaporación flash puede resultar en una mezcla de vapor y líquido del fluido.

El evaporador puede recibir el fluido frío de la válvula de expansión y puede dirigir el fluido frío a través de los serpentines o tubos del evaporador. El aire caliente o el líquido puede circular desde el espacio que se está enfriando a través de serpentines o tubos del evaporador. El aire caliente o líquido pasando a través de los serpentines o tubos del evaporador puede causar que una porción del líquido del fluido frío se evapore. Al mismo tiempo, el aire caliente o líquido pasando a través de serpentines o tubos puede enfriarse por el fluido, disminuyendo la temperatura del espacio que se enfría. El evaporador puede transmitir el fluido al puerto de succión del sistema del compresor como vapor saturado. Así, el evaporador puede completar el ciclo de refrigeración y puede retornar el fluido al sistema del compresor para ser recirculado de nuevo a través del sistema de compresor, condensador, y válvula de expansión. Por lo tanto, en el sistema de refrigeración, el evaporador puede absorber y quitar calor del espacio que se está enfriando, y el condensador puede subsecuentemente rechazar el calor absorbido al aire o líquido que transporta el calor lejos del espacio que se está enfriando.

El sistema de compresor, puede incluir un controlador, memoria, sistema de motor y un compresor de tornillo. El sistema de compresor puede incluir uno o más sensores eléctricos, sensores de par, sensores de temperatura y/o presión de succión, y sensores de temperatura y/o presión de descarga.

El controlador puede incluir procesadores, microcontroladores, circuitería analógica, circuitería digital, firmware, y/o software que cooperan para controlar la operación del compresor de tornillo. La memoria puede comprender dispositivos de memoria volátiles tales como dispositivos de  memoria flash, memorias ROM, y/o RAM para almacenar una disposición de perfiles de par para el compresor de tornillo. La memoria, puede además incluir instrucciones que el controlador puede ejecutar para controlar las operaciones del compresor de tornillo.

El controlador puede recibir señales de estado de uno o más sensores del sistema del compresor que proporciona información relativa a la operación del compresor de tornillo. Basándose en las señales de estado de uno o más sensores del sistema del compresor que proporciona información relativa a la operación del compresor de tornillo. Basándose en las señales de estado, el controlador puede determinar un modo de operación y/o punto de operación  del compresor de tornillo y puede generar, basándonos en el modo de operación y/o punto de operación, una o más señales para ajustar la operación del compresor de tornillo. En particular, el controlador en una configuración puede selecciona un perfil del par de una disposición de perfiles de par o puede determinar un perfil del par de un compresor de tornillo basándonos en el modo de operación y/o punto de operación determinado  de la señal de estado. El controlador puede general señales que accionen el sistema de motor eléctrico para transmitir el par al compresor de tornillo para el perfil del par obtenido para el compresor de tornillo.

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