Las enfriadoras más grandes
(hasta 230 toneladas) usando compresores recíprocos tendrán compresores
múltiples, usualmente con dos circuitos de refrigerante separados. Durante las
cargas ligeras, se desactiva un circuito de refrigeración.
Rotatorio
.Hay
numerosos tipos de compresores rotatorios usados en la industria de la
refrigeración, incluyendo scroll, álabes simples, álabes rotatorios y tornillo
(rotatoria-helicoidal). Los compresores de álabe simple y álabe rotatorio se
usan generalmente para aplicaciones más pequeñas. Los compresores scroll están
en gran medida sustituyendo a los compresores más pequeños para los tamaños de
enfriadoras más pequeños (aunque hay máquinas scroll de hasta 400 toneladas en
capacidad). En enfriadoras de agua compactas el compresor más comúnmente usado
es el tornillo. Hay dos tipos en uso hoy en día, tornillo simple y tornillo
múltiple.
·
Tornillo simple: El tornillo simple consiste en
un rotor principal cilíndrico que trabaja con un par de gaterotors. El
compresor es impulsado a través de un eje de rotor principal y los gaterotors
siguen una acción de mallado directo. Cuando el rotor principal gira, el diente
del gaterotor, al lado del tornillo, y la envolvente atrapa el refrigerante.
Cuando la rotación continúa, el volumen de acanaladura decrece y ocurre la
compresión. Ya que hay dos gaterotors, cada lado del tornillo actúa independientemente.
Los compresores de tornillo simple destacan por la vida del rodamiento larga ya
que las cargas del rodamiento están inherentemente equilibradas. Algunos
compresores de tornillo simple tienen un economizador centrífugo integrado.
Este economizador tiene una cámara de presión que toma el gas vaporizado (vía
un separador centrífugo) desde el líquido y lo inyecta en una ranura cerrada en
el ciclo de compresión, con el resultado de una eficiencia incrementada.
El tornillo
simple es controlado con una válvula deslizante en la envolvente del compresor
que cambia la localización donde el refrigerante se introduce en la zona de
compresión. Esto causa una reducción en el volumen del canal y de aquí el
volumen de gas comprimido varía (desplazamiento del compresor variable). Estos
compresores son completamente modulantes. El tornillo simple tiene una válvula
deslizante a cada lado que puede ser operada independientemente.
· Tornillo gemelo. El tornillo gemelo es el más
común de los compresores de tornillo múltiples. El tornillo gemelo es la
designación más común para el compresor de tornillo rotatorio. Este tornillo
consiste en dos rotores acanalados helicoidalmente, un macho y una hembra.
· Controles con variadores de frecuencia variable.
En los últimos años se han introducido enfriadoras de tornillo con controles de
variadores de frecuencia variable.
Centrífugos
Los compresores centrífugos son
dispositivos de compresión dinámicos (en oposición a los de desplazamiento
positivo) que en un momento angular de intercambio de base continua entre
elementos mecánicos rotatorios y un fluido fluyendo en régimen estacionario.
Como muchas bombas centrífugas, las enfriadoras centrífugas tienen un impulsor
que rota a alta velocidad. Las moléculas de refrigerante entran en el impulsor
rotatorio en la dirección axial y son descargados radialmente a una mayor
velocidad. La presión dinámica del refrigerante obtenido por la velocidad más
alta se convierte a presión estática a través del proceso de difusión que
ocurre en la descarga estacionaria o porción del difusor del compresor justo en
el exterior del impulsor.
Un compresor centrífugo puede ser
de etapa simple (teniendo sólo un impulsor o puede ser multietapa (teniendo dos
o más impulsores). En un compresor centrífugo multietapa, el gas de descarga
del primer impulsor es dirigido a la succión del segundo impulsor, y así para
cada etapa proporcionada. Como el compresor rotatorio, los centrífugos de
etapas múltiples pueden incorporar economizadores, que toman gas vaporizado de
la línea de líquido a presiones intermedias y la alimentan en la succión en
varias etapas de compresión. El resultado es un incremento significativo en la
eficiencia energética.
Como los compresores recíprocos,
los compresores centrífugos pueden ser abiertos o herméticos. Los compresores
centrífugos tienen los motores localizados en el exterior de envolventes, penetrando el eje a la envolvente a través de
un sello. Los compresores centrífugos herméticos tienen el motor y compresor
completamente contenido dentro de la misma carcasa, con el motor en contacto
directo con el refrigerante.
La capacidad de los compresores
centrífugos puede ser controlada por los tres métodos. El más común es usar
álabes de guía de entrada o álabes de prerotación. Los álabes ajustables se
localizan en la succión del compresor en el eje del impulsor y los remolinos
entrando refrigerante en la dirección de la rotación. Esto cambia las
características del flujo volumétrico del impulsor, proporcionando la base para
la descarga. Un segundo método de control es variar la velocidad del impulsor
en conjunción con los álabes guía de entrada. De forma similar a ventiladores o
bombas, reduciendo la velocidad del impulsor se producen características de
energía en carga parcial extremadamente buenas. El impulsor debe producir un
diferencial de presión adecuado para mover el refrigerante desde el lado de
baja presión (evaporador) al lado de alta presión (condensador). Esta elevación
determina la velocidad mínima del impulsor. Al disminuir la elevación, esto es,
acercarse la diferencia de temperatura del refrigerante entre el evaporador y
el condensador, el impulsor puede rotar más lento. Cuando el impulsor está a la
velocidad más lenta posible, se obtiene una reducción mayor de la capacidad
usando los álabes guías del interior. Con variadores de frecuencia variable y
planificación del reset de temperatura del agua agresiva, los compresores
centrífugos pueden producir el rendimiento en carga parcial más eficiente en
energía de cualquier compresor. Los compresores centrífugos con variadores de
velocidad variable usan los variadores de frecuencia tanto en los álabes de
entrada para control ya que la velocidad para proporcionar la altura requerida
puede todavía resultar en unas tasas de caudal de refrigerante excesivo. Los
álabes de entrada se usan para reducir el caudal de refrigerante debido a que
reduciendo la velocidad intentando proporcionar el caudal de refrigerante sólo
puede colocar un compresor centrífugo en sobrecorriente. Para operación
eficiente, los controles deben medirse dinámicamente. Esto es particularmente
importante con plantas de caudal variable sólo primario.
Un tercer método para controlar la capacidad de las enfriadoras centrífugas es un bypass de gas caliente (HGBP). Como otros tipos de compresores, HGBP pueden ser usados para descargar una máquina a carga cero dirigiendo el gas caliente desde la descarga del compresor en la succión. No hay ahorro con carga parcial con HGBP. Se usa solamente como último recurso cuando se requiere muy baja limpieza y el ciclaje de la máquina on/off no produciría resultados aceptables.
Un tercer método para controlar la capacidad de las enfriadoras centrífugas es un bypass de gas caliente (HGBP). Como otros tipos de compresores, HGBP pueden ser usados para descargar una máquina a carga cero dirigiendo el gas caliente desde la descarga del compresor en la succión. No hay ahorro con carga parcial con HGBP. Se usa solamente como último recurso cuando se requiere muy baja limpieza y el ciclaje de la máquina on/off no produciría resultados aceptables.
5ª PARTE
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