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8/18/2019 11998459-Refrigeracion

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Función e Importancia de los Accesorios del Sistema de Refrigeración

Sabemos que el ciclo de refrigeración está integrado por componentes, accesorios y controles. Esto es unaforma de diferenciar solo para una mejor comprensión de su operación. Lo importante, es que el sistema derefrigeración pueda funcionar eficientemente, con el menor costo de operación y con la seguridad de que elcompresor no va a sufrir daños.

También se sabe que los componentes del sistema son aquellos, indispensables, para que el sistema derefrigeración funcione, tales son: El evaporador, el condensador, el compresor, y el regulador de flujo quebien puede ser un tubo capilar o una válvula de expansión; con estos cuatro componentes integrados por latubería, y con refrigerante, el sistema funciona y enfría. Un ejemplo típico es el refrigerador doméstico simpleque no tiene más allá de su compresorcito hermético, un evaporador estático de placa doblada, elcondensador estático atrás del refrigerador y el tubo capilar; lo único que lleva sujeto a desgaste ymovimiento, es el compresor, y un termostato que lo acciona y que está fuera del sistema de refrigeración.

Los accesorios como su nombre lo indica, son dispositivos secundarios que servirán para proteger, controlar,supervisar, o mejorar algo en el sistema y se utilizarán sólo aquellos que sean necesarios. Cabe recordarque el sistema más eficiente será el que tenga menor cantidad de accesorios, conexiones y longitud detubería, además de que estas sean de diámetro adecuados.

No es el propósito de este artículo explicar el funcionamiento del ciclo de refrigeración, sino explicar lafunción e importancia de cada uno de los accesorios en el sistema.

Tomando como referencia la figura del ciclo de refrigeración, se observan los accesorios más conocidos, delos cuales no necesariamente debe llevarlos todos sino que llevará los que se requieran únicamente. Larazón de mostrarlos todos, es para identificar su localización en el sistema.


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A continuación se mencionan algunos de los accesorios más típicos del sistema de refrigeración y sufunción, a partir del compresor y en el orden del sentido del flujo.

Mofle de Descarga.Función: minimizar las pulsaciones del flujo ocasionada por el compresor reciprocante, así como la vibracióny ruido para evitar que de rompan soldaduras en las uniones de tubería y se lleguen a dañar algunas partes;también sirve para minimizar el nivel de ruido.Localización: en la tubería de descarga inmediato al compresor. Aplicación pr incipal: para los compresores reciprocantes semi-herméticos. Los compresores herméticostienen su mofle internamente.

Separador de Aceite.Función: Separar el aceite que sale del compresor hacia el sistema conjuntamente con el gas refrigerante ydevolverlo al cárter, particularmente en aquellos casos en que hay la posibilidad de un retorno deficiente deaceite al compresor. La forma primaria y natural como debe ser resuelto el retorno de aceite al compresor, espor el adecuado dimensionamiento y diseño de las tuberías de refrigeración, especialmente la de succión. Aplicaciones: Para sistemas de baja temperatura, para sistemas de temperatura media en que la unidad

condensadora esté por arriba del nivel del evaporador y para aquellos sistemas con tuberías muy largasentre la UC y la UE, o de multi-circuitos como es el caso de supermercados. Para sistemas de aireacondicionado por lo general no es necesario, salvo alguna excepción.Localización: En la tubería de descarga, inmediato a la salida del compresor.

Filtro Deshidratador de Línea de Aceite.Función: Proporcionar filtración y secado del aceite. En el Aceite es donde mayormente se acumula lacontaminación. Es un excelente auxiliar para la descontaminación y protección de los sistemas derefrigeración. Aplicación: Sistemas de refrigeración en paralelo (racks), aunque en realidad es un accesorio que debieranllevar todos los sistemas de refrigeración con compresores herméticos y semi-herméticos que dispongan deuna línea de retorno de aceite al compresor.Localización: En la línea de retorno de aceite entre el separador y el compresor.

Válvula de Retención (o check).Función: Permite el flujo solo en un sentido, indicado por la flecha impresa en la válvula. Aplicación: Depende de cada necesidad. En el caso de la figura, servirá para que cuando la unidadcondensadora esté parada, en un bajo ambiente exterior, el refrigerante que se condensa solo vaya hacia eltanque recibidor y no hacia el separador ya que si tal fuera el caso, habría líquido en el fondo del separadorde aceite y al abrir la valvulita flotadora regresaría líquido al cárter en vez de aceite.Localización: en cualquier parte que se pueda requerir.

Válvulas de servicio angulares.Función: Cortar o permitir el flujo para dar servicio al sistema de refrigeración. Aplicación: Donde sean requeridas.Localización: Mayormente en la entrada y salida del tanque recibidor. Podrían ir también directo a lastuberías de líquido.

Filtro deshidratador de la línea de líquido.Función: Retener la contaminación existente en el sistema de refrigeración. La contaminación es altamentedañina y casi siempre concluye en daños al compresor, además de dañar o afectar el funcionamiento deotras partes del sistema como la VTE. Los contaminantes más agresivos que se retienen son: humedad,ácidos, suciedad, lodos, barnices, rebabas; hay otros contaminantes como ceras que causan obstrucción. Lamayor parte de los contaminantes causan acidez en el refrigerante y esta a su vez es la mayor causa de laquemadura del compresor. Actualmente, con el uso de los refrigerantes HFC y los aceites POE que sonaltamente higroscópicos, se requieren filtros deshidratadotes de muy alta capacidad de Humedad, ácidos ycontaminación sólida.


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Aplicación: Para la línea de líquido. Es importante mencionar que como los contaminantes son diferentes ycausan problemas en diferentes componentes, hay que saber reconocer qué tipo de filtro deshidratadorutilizar para cada necesidad y en que lugar corresponde instalarlo. No es adecuado utilizar un solo

deshidratador para todo.Localización: En la línea de líquido a la salida del tanque recibidor, o del condensador cuando no hayrecibidor.

Indicador de líquido y humedad (o mirilla, o visor).Función: Es la ventana al interior del sistema para reconocer si las condiciones del refrigerante sonadecuadas para la operación del sistema; por una parte nos muestra si el refrigerante está totalmente líquidoantes de entrar a la válvula de expansión (requerimiento indispensable), y si está libre de humedad, Lahumedad crea obstrucciones en la VTE y produce acidez en el refrigerante. No debe haber burbujas en elvisor. Aplicación: En todo sistema de refrigeración. Por economía no se acostumbra en sistemas pequeños(fraccionarios).Localización: En la línea de líquido.

Válvula manual tipo diafragma.Función: Cortar o permitir el flujo manualmente. Por su diseño ofrece alguna caída de presión. Aplicación: En cualquier sistema de refrigeración.Localización: En cualquier parte del sistema donde se requiera. Mayormente se usa en la línea de líquidodespués del deshidratador y el indicador de líquido.

Válvula solenoide.Función: Cortar o permitir el flujo eléctricamente, lo que permite el control automático remoto del flujo derefrigerante. Aplicación: Fundamentalmente en la línea de líquido, tanto para control de operación, como paraprotección contra golpes de líquido, También el la línea de gas caliente para deshielo del evaporador, o paracontrol de capacidad, y en la línea de succión para servicio y/o control en sistemas de refrigeración enparalelo. La forma de selección para la aplicaciones de gas es diferente.Localización: En cualquier lugar del sistema de refrigeración donde se requiera.

Nota: Al igual que es importante la adecuada selección de cualquiera de los accesorios, en el caso de lasválvulas solenoide es muy importante, ya que si la válvula es muy chica para la capacidad requerida,ocasionará una gran caída de presión y por lo tanto pérdida de capacidad del sistema, y si se selecciona muygrande, podría no operar ya que estas requieren una mínima caída de presión de operación para poderpermanecer abiertas; muchas válvulas son devueltas por garantía porque al parecer no funcionan y resultaque están buenas, sólo que fueron mal seleccionadas. También es importante insistir que las válvulassolenoide deben ser seleccionadas por su capacidad en toneladas y el tipo de refrigerante antes que por eldiámetro de la conexión; de otra manera, pudiera ser que la válvula resultara muy chica e hiciera que elsistema pierda capacidad.

Válvula de bola.Función: También es una válvula manual de paso, pero “sin caída de presión”; algunas personas la justifican por ser una válvula de cierre rápido pero este es un beneficio secundario. Al no tener caída depresión, no se afecta negativamente la eficiencia ni el costo de operación del sistema.

Aplicación: En cualquier sistema de refrigeración donde se requiera cuidar al máximo la eficiencia y elcosto de operación del sistema. Muchas personas creen que por su precio esta válvula es más cara, peropierden de vista el gran ahorro en el costo de operación y la alta eficiencia del sistema, que es para siempre.Localización: En cualquier parte del sistema donde sea requerido.

Válvula reguladora de presión de evaporaciónFunción: Regula la presión de evaporación y por lo tanto la temperatura de evaporación, lo que permitelograr la aplicación deseada de enfriamiento en un sistema de refrigeración con evaporadotes múltiples quedeben funcionar a diferentes temperaturas, o para sistemas en paralelo.


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Aplicación: Mayormente para los sistemas de refrigeración en paralelo, ejemplo: supermercados o sistemasde refrigeración industrial.Localización: En la salida de cada evaporador en la línea de succión.

Filtro deshidratador de succión.Función: Protege al compresor. Retiene la contaminación existente en el sistema, antes del compresor paraprotegerlo. La contaminación es altamente dañina y casi siempre concluye en daños al compresor,especialmente la acidez y suciedad. La mayor parte de los contaminantes causan acidez en el refrigerante yesta a su vez es la mayor causa de la quemadura del compresor. Aplicación: Para línea de succión. Es importante mencionar que por norma todo compresor de tipohermético y semi-hermético debe llevar un filtro deshidratador de succión, es como su seguro de vida y por lotanto ahorra mucho dinero. Desafortunadamente, por razón cultural de una economía mal entendida y de unabaja preparación técnica, en la mayoría de los países de Latinoamérica, el filtro de succión no es valorado ymenos instalado, se ve muy caro, pero en el fondo habría que preguntarse que es más caro ¿Eldeshidratador de succión o el compresor?, ¿El deshidratador de succión o el tiempo de paro de un procesoindustrial que depende de la refrigeración?.Localización: En la línea de succión antes del compresor.

Observaciones: Los deshidratadores de succión están dotados de puertos de prueba de presión a laentrada y salida para verificar el comportamiento de la caída de presión a través de este, tanto en elmomento de su instalación, como cuando ya ha reteniendo los contaminantes; esto es con el fin de que elincremento de la caída de presión no sobrepase ciertos límites, ya que de igual manera, al incrementarse lacaída de presión, caerá la capacidad del sistema, se incrementará el consumo de energía y habrá daños alcompresor. Al seleccionar un deshidratador chico, se corre el riesgo de caídas de presión peligrosas desdeorigen. Por otra parte, se recomienda que el deshidratador de succión sea instalado en forma vertical con elflujo descendente, o al menos inclinado.

Acumulador de Succ ión.Función: Protege al compresor contra regresos eventuales de refrigerante líquido. Aplicación: Todo sistemas de baja temperatura, particularmente aquellos con sistema de deshielo por gascaliente. Todo sistema sujeto a posibles regresos de líquido al compresor, por ejemplo, cuando estánsujetos a variaciones de carga térmica.

Localización: En la línea de succión, antes del compresor.

Válvula Reguladora de Presión de Cárter (o de succión ).Función: Protege al compresor contra sobrecargas ocasionadas por alto flujo másico por arriba de lacapacidad del compresor. Regula la presión de entrada para protegerlo contra sobrecargas durante elarranque inicial o después de un deshielo. También cuando la capacidad del motor del compresor eslimitada. Aplicación: Sistemas de refrigeración donde la presión de succión llegue a ser eventualmente muy alta.Una vez que se van normalizando las presiones de trabajo, la válvula va quedando abierta nuevamente.Localización: En la línea de succión justo antes de la entrada del compresor.

Es importante recalcar sobre la adecuada selección de cada uno de los componentes y accesorios delsistema, primero para que el sistema quede debidamente balanceado, y segundo para obtener la máximacapacidad, el menor costo de operación y la seguridad de que el equipo queda protegido contra daños.

Cuando los componentes y accesorios no se seleccionan adecuadamente, se correo el riesgo de que hayacaídas de presión importantes que impactarán necesariamente en pérdida de capacidad, alto costo deoperación y daños al compresor y la VTE.

Por Fernando Parra21 de febrero de 2005.


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Algunas Consideraciones Técnicas de los Aceites Lubricantes en los Sistemas de

Ai re Acondic ionado y Refr igeración.

El objetivo de este artículo es mostrar algunos aspectos técnicos principales de los delos aceites lubricantes requeridos para los sistemas de Aire Acondicionado y Refrigeración.La función principal del aceite, es la de lubricar dos superficies que están en movimiento,una con relación a la otra, reduciendo la fricción entre ellas, para evitar su desgaste. Estose logra interponiendo una película lubricante de aceite entre las superficies enmovimiento, evitando el contacto de sólido con sólido, disminuyendo así el coeficiente defricción entre las dos superficies en rozamiento. Aún cuando las dos superficies enrozamiento parecen a simple vista totalmente lizas y suaves, su examen minucioso almicroscopio revela asperezas con picos y valles. Se deberá añadir el suficiente lubricante

que forme una capa que pueda cubrir esas asperezas, en tal forma que las dos superficiesen movimiento se desplacen flotando en el lubricante.

Fig. 1 Mecanismo de Lubricación de dos Superficies en Rozamiento consu Holgura llena de Aceite

N

O O

A.- Las dos Superficies metálicas en contacto sin movimiento, la Flecha Rodante en reposo y el Cojinete,

la Carga Normal (N) de la Flecha Rodante, igual a la Reacción (R) del Cojinete

B.- Cuando la Flecha con su carga empieza a girar en sentido de las manecillas del reloj, existe unrozamiento metálico , y la flecha tiende a rodar hacia arriba

C.- Debido a que el aceite se adhiere a las dos superficies, la rotación arrastra al aceite entre ellas,haciendo que la flecha y el cojinete se separen, la flecha en rotación actúa como bomba de aceite,

causando una muy alta presión en el área que soporta la carga, creando una película de aceite

ocasionando la completa separación entre la flecha y el cojinete, haciendo que la flecha flote en el aceite,.Esta alta presión mueve la flecha hacia la izquierda tomando una posición excéntrica

N

Flujo del

Aceite

ACEITE COJINETE SUPERFICIE o FLECHA ROTATIVA

A B CR N

O


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De l Fig. La velocidad del aceite que se adhiere a la flecha en rotación, es igual a la

velocidad periférica de esta. Y la velocidad del aceite en la superficie del cojinete es cero.Este gradiente o variación de velocidad es el que nos crea la fuerza de viscosidad, por lotanto entre mayor sea la velocidad de rotación, mayor es la cantidad de aceite que penetraen la sección convergente, también será mayor el espesor de la película de aceite (esto esdebido a la acción de bombeo de la flecha rotatoria)

Una vez que se obtiene una película de lubricación, la fuerza de fricción entre las dossuperficies, es la fuerza necesaria para cortar el lubricante, y es independiente de lanaturaleza de las dos superficies.

La Viscosidad se define como la resistencia de un fluido a fluirLa fórmula matemática que nos relaciona la fuerza de Viscosidad con el coeficiente de

Viscosidad es:F Fuerza de Viscosidad Dinámicaµ Coeficiente Dinámico de Viscosidad

F = µ A v/l A Área de apoyo de las superficiesV Velocidad Relativa entre las dos superficiesl Separación entre las dos superficies

En esta fórmula es necearlo usar un sistema consistente de unidades

Al escoger un lubricante el Coeficiente de Viscosidad es quizás el factor más importante aconsiderar. El valor de la Viscosidad Dinámica dividido entre la Densidad del lubricante es

igual a la Viscosidad Cinemática.

La Viscosidad Cinemática en el sistema internacional de unidades m.k.s. se expresa enm2 / s, pero dado que es una unidad muy grande, se utiliza el mm2/s que es igual a 1 cSt (centiStokes)

La viscosidad Dinámica µ en el sistema c.g.s. se expresa en Poises, sin embargo launidad común hoy día es Segundos Universal Saybolt, abreviado SSU ó SUS. que es eltiempo requerido en segundos para que 60 cm3 de aceite o lubricante fluyan a través delviscosímetro Saybolt universal. El estándar ASTM I) 2161 contiene tablas de conversión deSSU a viscosidad cinemática. .

Una situación importante es que entre las dos superficies friccionantes (la flecha rotatoria yel cojinete, debe existir una alimentación constante de aceite, y para esto la utilización deuna bomba o elemento alimentador de aceite con la presión suficiente que asegure elvolumen o Gasto de aceite requerido.

Cuando un compresor es nuevo, pueden existir asperezas en las superficies rozantes, queprácticamente tengan una dimensión igual al espesor de la película de lubricación, por lo


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tanto se puede esperar ocasionalmente en esos picos o valles, el contacto de metal con

metal. Es por eso necesario un periodo de asentamiento de algunas horas al iniciar.la operación de un compresor.

Existen varias pruebas desarrolladas en laboratorios para evaluar el lubricante, paradeterminar el espesor adecuado de la película de lubricación, así mismo para poderdeterminar su resistencia y la habilidad de soportar y llevar las cargas mecánicas entérminos de la lubricidad del lubricante, es necesario considerar, el coeficiente deviscosidad, la velocidad relativa de las dos superficies, la carga mecánica normal, losacabados superficiales o rugosidad de las superficies rozantes, y las característicastécnicas de los materiales de las superficies rozantes, tales como babbit, hierro defundición, bronces, polvo de metal cobre etc. sinterizado, materiales porosos impregnadosde lubricante, bronce impregnado con teflón (DU Bearing) usado en los bujes de los

compresores Copeland). Algunos aspectos de la lubricación en los compresores no sepueden duplicar en el laboratorio. Por ejemplo el retorno de refrigerante líquido alcompresor, que causa la dilución del aceite, y también el lavado de los cojinetes, bujes,chumaceras, etc. y así la disminución del espesor de la película de lubricación y causandoel rozamiento de metal con metal, ocasionando la falla mecánica.

Los compresores de refrigeración se pueden clasificar, en:De Desplazamiento Continuo Dinámico, tales como el Tipo Centrífugo en el que las aspasdel rotar le transfieren su energía y su cantidad de movimiento al gas refrigerante,transformándose en presión útil. En este tipo de compresor sus partes de compresión norequieren lubricación, sus chumaceras de su flecha, sus sellos, y coples, requierenlubricación. Este tipo de compresor no pasa aceite al sistema

De Desplazamiento Positivo Dinámico tales como el Reciprocante, el Rotativo, el Scroll,etc. en estos la presión se eleva y el volumen del gas dentro de un pequeño espació sereduce. Como irremediablemente este tipo de compresor pasa un poco de aceite alsistema de refrigeración el que es arrastrado por el refrigerante hacia el condensador y alevaporador. En el evaporador debe haber suficiente fluidez y miscibilidad a bajastemperaturas, por lo que es necesario considerar estas características para asegurar suretorno al compresor y una buena conducción térmica. (La fluidez es lo opuesto aviscosidad)

En los sistemas de refrigeración los lubricantes además de lubricar, tienen otras funciones

importantes, entre estas están: La del aceite de sellar el gas entre la succión y la descarga.Actuar como enfriador de las chumaceras, bujes etc., para transferir ese calor generado alcárter del compresor y así al exterior. El aceite también sirve como atenuador del ruido quese genera por las partes mecánicas en movimiento. Por lo general entre mayor sea laviscosidad, mayor es el sellado y la reducción del ruido, pero una menor viscosidad nosayuda a un mejor enfriamiento del compresor.

Bajo el entendimiento que cuando se construye originalmente un sistema cerrado derefrigeración, su lubricante debe de considerarse ser para toda la vida del compresor, por


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lo que se requiere que tenga estabilidad ante la presencia de refrigerantes, de los metales,

del aislamiento de los motores eléctricos, e inclusive de algunos contaminantes. Ellubricante ideal no existe, sus características y especificaciones son un balance derequerimientos. NOTA: Dado que con cierta frecuencia en nuevas instalaciones desistemas de refrigeración se dejan impurezas, humedad, fundentes, suciedad, etc., yademás los compresores se operan fuera de sus especificaciones de su fabricante, elaceite se deteriora con cambios físicos y químicos, por lo que será necesario cambiar elaceite tantas veces este esté alterado de sus características y especificaciones originales.Para ayudar a solucionar este problema y preservar el aceite, se deberá usar los filtrossecadores de succión y de la línea de líquido.

Adicional a la Viscosidad que ya ha sido mencionada, el aceite debe de tenercaracterísticas adicionales, entre otras su contenido de humedad que se puede determinar

mediante la medición de su resistencia dieléctrica (25000.0 Volts mínimo), a un menorvalor de resistencia dieléctrica, mayor contenido de humedad. Otro valor es laTemperatura de Floculación (Floc Temp.). Este valor se determina mezclando un 10 % derefrigerante con 90 % de aceite en un tubo de ensayo de vidrio sellado. Se baja sutemperatura hasta que aparezcan grumos o ceras y estas se precipiten. El valor detemperatura mayor es la temperatura de Floculación. Este valor es importante ya que si suvalor es alto, a bajas temperaturas de evaporación estos grumos o ceras puedendepositarse en el evaporador restándole eficiencia, y la posible retención del aceite,evitando que retorne al compresor, o bloqueo de la válvula de expansión, o taparse lostubos capilares. Puesto que un lubricante se entiende tendrá que fluir a bajas temperaturasde evaporación, y puesto que la viscosidad del aceite cambia con la temperatura, losaceites a bajas temperatura su viscosidad aumenta y no fluyen, llegando prácticamente asolidificarse. Se define entones el Punto de Fluidez la temperatura en que el aceiteempieza a fluir a muy baja temperatura (según el método de prueba ASTM D-97) ,

Índice de Viscosidad La viscosidad de un aceite lubricante disminuye al aumentar sutemperatura, y aumenta al disminuir su temperatura, la relación de la variación deviscosidad con la temperatura nos proporciona el Índice de Viscosidad (procedimiento deacuerdo a ASTM D 2270). Un lubricante con alto índice de viscosidad, muestra un menorcambio en viscosidad dentro de un rango de temperatura dado, y viceversa.

Solubilidad y Miscibilidad. El término solubilidad describe que bajo condicionesdeterminadas, la cantidad específica de una sustancia se disuelve en otra cantidad

específica de otra sustancia. Por ejemplo cantidad “X” de sal o cloruro de sodio es solubleen cantidad “Y” de agua a cierta temperatura. Dos términos se usan para describir lasolubilidad: miscible e inmiscible. Los líquidos que se pueden mezclar para formar unasolución son miscibles. Los que no forman soluciones o que son insolubles entre si, soninmiscibles. Con frecuencia estos términos se valoran en forma relativa diciendo, es muymiscible, moderadamente miscible, ó inmiscibles. La realidad que la miscibilidad de dossustancias depende de su presión, su temperatura, y proporción (volúmenes) de las dossustancias.


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Refrigerantes-Aceites completamente miscibles, cuando son completamente solubles encualquier proporción a cualquier temperatura encontrada dentro de un sistema de

refrigeración ó aire acondicionado. Arriba de la curva de temperatura critica de la solución.el R-12 y el aceite mineral son completamente Miscible en todo el rango de temperaturas yproporciones. Fig. 2,3,4,5.Refringentes - Aceites parcialmente miscibles cuando son mutuamente solubles en ungrado limitado Debajo de la curva critica de temperatura de la solución Ver fig. 2Refrigerantes – Aceites completamente inmiscibles las componentes que no se pueden juntar El agua con el aceite son inmiscibles en todas proporciones, El Amoniaco ylubricantes.

Fig. 2

Miscibil idad del R134a con

PoliOl Ester EAL22CC

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

0 20 40 60 80 100

Por ciento de Aceite por Peso,

en el Refrigerante

T e m p e r a t u r a e n ° C

Curva de

TemperaturaSolución Critica

Miscible

Parcialmente

Miscible

Miscibilidad del R-407C con

PoliOl Ester EAL22CC

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80 100

Por ciento de Aceite por Peso,en el Refrigerante


Curva de TemperaturaSolución Critica

Miscible

ParcialmenteMiscible

Temp CríticaR-407C

Miscibilidad del R-22 con Aceite Mineral Nafténico

Miscibilidad del R-12 con Aceite Mineral Nafténico

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

0 20 40 60 80 100


en el Refrigerante


Curva de Temperatura

Solución Critica

Miscible

Parcialmente

Miscible

En Solución

Separación

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80 100



en el Refrigerante

Miscibi lidad del R-404A con PoliOl Ester EAL22CC

Miscibi lidad del R-502 con Aceite Mineral Nafténico

Temp. Crítica

R-502

Temp. Critica

R-404A

La combinación R-404A

con el POE es Miscible en

prácticamente todo el rango

Temp. de evaporación requerida.

El R-502 es prácticamenteinmiscible en todo el rango de

temp. de evaporación

NOTA: USAR SIEMPRE LA COMBINACION REFRIGERANTE- ACEITE ESPECIFICADOPOR EL FABRICANTE DEL COMPRESORES


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En este artículo no se tratará las fórmulas químicas de los aceites lubricantes ni de su

composición, sin embargo desde un punto de vista general se pueden clasificarprincipalmente como sigue:1.- Aceites lubricantes del tipo mineral 2.- Aceites Sintéticos.1 Existen numerosos compuestos de los aceites del tipo Mineral, los cuales pueden seragrupados como sigue: los Parafínicos, y los Nafténicos (CicloParafínicos), LosParafínicos consisten en cadena rectas de hidrocarburos saturados como el Pentano N, elIsopentano etc. Los Nafténicos son estructuras en anillos también saturados. Ambospueden ser combinados y formar otras estructuras, como ejemplo el ciclo pentanoLos Aromáticos hidrocarburos no saturados, de dos o más anillos con dobles ligadurasalternas como el Benceno. Los No Hidrocarburos que contienen otros átomos, comoazufre, oxigeno etc.

La clasificación común de los aceites como Parafínicos y Nafténicos se refiere a lacantidad moléculas del tipo parafínico o nafténico en el aceite refinado. Los CrudosParafínicos contienen una mayor proporción de cera parafínica, de este modo tienen unmayor índice de viscosidad y punto de fluidez que los crudos Nafténicos

2.- Aceites Sintét icos: La miscibilidad limitada de los aceites Minerales con losrefrigerantes Hidro Cloro Fluoro Carbono HCFC (R-22, R-401A, R-401B R-402A R-402B,R-409A, R-408A etc.)... Y la total inmiscibilidad de los aceites Minerales con los nuevosrefrigerantes libres de cloro Hidro Fluoro Carbono HFC (R-134a, R-407A, R-407B, R-507,R404A, R-407C, R-410A, R410B, etc.). Ha conducido al desarrollo de lubricantes el tipoSintético Hoy día existen los Alkilbenceno adecuados para los HCFC, y los PoliOl Esterspara los HFC:

La utilización de los aceites puede resumirse:

REFRIGERANTES:

Para los HCFC (R-22, R-401A, R-401B R-402A R-402B, R-409A, R-408A etc.)1.-) (AB) Alkilbenceno2.-) (AB) Alkilbenceno (50+%) + (MO) Aceite Mineral3.-) (POE) PoliOlester (50+%) + (MO) Aceite Mineral4.-) (POE) PoliOlester

Para los HFC (R-134a, R-407A, R-407B, R-507, R404A, R-407C, R-410A, R410B, etc.)

1.-) Solo POE PoliOlester ACEITES: (Aprobados por Copeland Corporation)

AB = Alkilbenceno: Zerol 200 TD, Soltex AB200A, Suniso AKB200A; Reniso SP46

POE= PoliOl ester :Copeland Ultra 22 CC, Copeland Ultra 32 CC, Mobil EALMR Artic 22 CC,Uniqema Emkarate RL32CF y el RL32-3MAF


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SOLUCION; ACEITE – REFRIGERANTE

Si nosotros tuviésemos un sistema de refrigeración para congelación de baja temperaturade evaporación, con refrigerante R-404A, o R-134a, ya sea con un compresor Scroll ó unHermético. Si inicialmente cargamos el compresor con aceite mineral o alkilbenceno, y lomantenemos operando un periodo de tiempo, notaremos que el aceite no retorna alcompresor, y eventualmente este se quedará sin aceite. Ahora bien, si en lugar del aceitemineral o el alkilbenceno se usa aceite Poliolester entonces el aceite si fluirá de retorno alcompresor. La diferencia es que el Aceite Mineral y el Alkilbenceno son completamenteinmiscibles con el R-404A, o R-134a. En cambio el Poliolester si es miscible con losrefrigerantes R-404A,y R-134a, y es arrastrado en solución con el refrigerante, yretornando al compresor.

Debido a la solubilidad de los refrigerantes con los aceites (en mayor o menor grado). El

refrigerante algunos refrigerantes como R-22 y el R-502 muestran una limitada o bajasolubilidad con algunos aceites en bajas temperaturas de evaporación, en las que sepresenta una separación del aceite y el refrigerante, por otro lado muestran una altasolubilidad en altas temperaturas de evaporación.Si solamente se consideran tal como son las propiedades de un aceite lubricante, setendría un error, ya que el lubricante – refrigerante dentro del sistema en la realidad secomporta muy diferente.

Por ejemplo en el carter de un compresor, el refrigerante y el aceite se consideran queestán en equilibrio. Si suponemos un aceite nafténico de 32 cSt (150 SSU a 37,7°C (100°F), cuando el compresor está parado a 25 °C, el mismo aceite tendrá una viscosidad de67 cSt (300 SSU). Durante operación es usual que la temperatura se eleve a 55 °C, yahora la viscosidad del lubricante puro será de 17.0 cSt (85 SSU). Si el sistema estáoperando con refrigerante R-22 y la presión en el cárter es 95.0 psig, se tendrá una mezclaAceite - Refrigerante que nos conduzca a una viscosidad aproximada de 16.0 cSt (80SSU) en vez de 67.0 cSt (300 SSU), y decrecerá a 9.7 cSt (58 SSU) cuando el compresoroperé a 55 °C. Con este ejemplo se observa la variación en viscosidad del aceite en elcompresor el cual opera con viscosidad muy diferente a la que se piensa.

Considerando que miscibilidad es un fenómeno de equilibrio entre dos líquidos, lo quesucede en el cárter del compresor cuando se encuentra parado y la temperatura ambientees un poco baja, existe la situación de que se forme la separación del refrigerante y elaceite o se formen dos fases. La capa líquida de refrigerante rica en aceite más densa en

el fondo del cárter, donde se encuentra la succión de la bomba de aceite. Este refrigeranterico en aceite con baja viscosidad es la que lubrica al compresor durante su arranque

En el evaporador que es el lugar mas frío del sistema, es el lugar donde también ocurrela inmiscibilad o separación de fases (ver las curvas de la Fig. 2). Si la temperatura esmenor que la correspondiente a la solución critica, la separación de la mezcla ocurrirá enalgún lugar del evaporador. El refrigerante que entra al evaporador esta en estado líquidocon una pequeña fracción de lubricante. En tanto el refrigerante se vaporiza, la


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concentración del aceite lubricante se eleva en líquido remanente, aumentando la presión

de evaporación del refrigerante, hasta que la separación de las fases ocurra. El lubricanteentonces queda atrapado, causando un evaporador tapado con aceite, ademásreduciéndose la transferencia de calor debido al aislamiento térmico de la capa de aceitedentro de los tubos. Con el refrigerante R-404A, su curva de solución crítica está a unatemperatura baja, y por lo tanto este fenómeno de separación prácticamente no ocurre. Encambio con R-22 la separación del refrigerante y el aceite en el carter del compresorpuede ocurrir debajo de -10 °C, (dependiendo la concentración de la solución). En unambiente de menos de -10 °C un compresor parado por un tiempo, Es seguro que existaR-22 líquido en el fondo del cárter.

# # # # # # #

Ing. Javier Ortega C 8 de Octubre de 2005


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REEMPLAZO DE UN COMPRESOR EN EL CAMPO

General.

Seguridad ante todo.-

Siga las recomendaciones listadas a continuación al prestarservicio a una unidad en el campo:

1. Corte la alimentación de energía al equipo.2. Use anteojos de seguridad, el sistema contiene gas

refrigerante y aceite a alta presión.3. Saque el refrigerante de la unidad tanto por el lado de

alta como por el lado de baja.4. Corte la tubería mediante una herramienta de corte. No

utilice un soplete para este fin.5. Antes de poner en marcha nuevamente la unidad,

verifique que haya una conexión a tierra efectiva.6. Coloque la tapa de la caja de conexiones del

compresor antes de energizar al equipo.7. El no seguir estas recomendaciones puede causar

accidentes que provoquen heridas serias e incluso lamuerte.

Corrija las causas de falla del compresor anterio r.-

Asegúrese de haber identificado la causa de la falla delcompresor anterior y de tomar las acciones correctivascorrespondientes.

Procedimiento correcto para retirar un compresor dañado deun s istema.-

Recuperar el refrigerante tanto del lado de alta como del lado debaja del sistema. Utilice un equipo adecuado y siga elprocedimiento correcto para recuperar todo el refrigerante delsistema. No corte la tubería hasta que todo el refrigerante hayasido removido del sistema. Utilice una herramienta de corte, noutilice un soplete.El compresor retirado, debe ser adecuadamente sellado paraevitar derrames de aceite durante su transporte.Si el compresor dañado va a ser remitido a un taller autorizadoCopeland para su inspección, suelde en ambas conexiones delcompresor unos tubos cortos de cobre de forma que sobresalganaproximadamente 5 cm (2”) del accesorio de conexión delcompresor, aplaste el extremo y selle con soldadura (verilustración).

Prueba de Acidez y Limp ieza del sistema.-

Si se sospecha la existencia de contaminación por acidez,especialmente si el motor del compresor anterior se quemó, debellevarse a cabo una prueba de acidez al aceite residual delsistema. Utilice un kit de acidez Emerson “AA Kit Universal deacidez” o equivalente, para obtener un resultado confiable.

En el caso de un motor quemado y/o acidez en el sistema, la

mayor parte del aceite contaminado será retirado junto con elcompresor dañado. El resto del aceite y el sistema, deben serlimpiados mediante el uso de filtros deshidratadores adecuadosinstalados en las líneas de succión y de líquido.Se recomienda la utilización de filtros deshidratadores especialesque tengan una composición de alúmina, tamiz molecular ycarbón activado, como el BOK para línea de líquido, el ASK paralínea de succión de Emerson, o equivalentes, del tamañoinmediato superior a la capacidad correspondiente, para mayor captación de contaminantes y caída de presión controlada. Encaso de piedras reemplazables, se recomienda el TD-48C (o W-48) de Emerson o equivalente. Se recomienda reemplazar estosfiltros después de 72 horas de operación del nuevo compresor. Siel nivel de acidez y suciedad siguieran siendo altos, repita con elmismo tipo de filtros, pero, si el nivel de suciedad y acidez sevieron significativamente reducidos, debe instalar los filtrosdeshidratadores definitivos: EK para líquido y SFD para succiónde Emerson, o equivalentes, ahora los del tamañocorrespondiente a la capacidad del sistema. Si son del tipopiedras reemplazables, usar el bloque H-48 para R-22, o el UK-48 para sistemas con aceite POE y refrigerantes HFC.

Si el nivel de contaminación inicial de la quemadura hubiese sidomuy severo, habrá que hacer los cambios de deshidratadorescon carbón activado: el primero a las 24 horas de funcionamientodel compresor, el siguiente 48 horas después, y hacernuevamente pruebas de acidez en el aceite para saber si ya sepueden volver a instalar los deshidratadores EK para líquido ySFD para succión; estos, tienen la capacidad para aceite POE,adicionalmente, el EK es de supe-alta fil tración con baja caída de


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presión. Es conveniente asegurarse dos semanas después, deque el sistema haya sido totalmente des-contaminado.

Para mayor información, refiérase a los boletines de Ingeniería de Aplicación: AE24-1105 Principios para la Limpieza de Sistemasde Refrigeración, y AE11-1297 Filtros Secadores.

Remplazando un Scroll por un Scroll.-

Guía para ajustar el ni vel de aceite en el nuevo compresor.

Compresores que no tienen la conexión de ecualización del nivelde aceite.

1. Antes de instalar el nuevo compresor, mida el nivel deaceite que quedó en el compresor dañado.

2. Calcule la diferencia entre la carga original de fábricaque figura en la etiqueta de identificación y el aceiterestante en el compresor dañado. Lo más probable esque esta será la cantidad de aceite remanente en elsistema.

3. Al arrancar el compresor esté pendiente para removerel aceite sobrante por medio de la válvula de accesoschrader en la parte baja del casco del compresor, o encompresores Summit de 7 a 12 HP, por el puerto deservicio que se recomendó instalar en la parte baja dela conexión de succión. Primera purga a los 15 minutosdel arranque y 2ª, a los siguientes 15.

4. Asegure también el adecuado retorno de aceite alcompresor.

Compresores con conexión de ecualización del nivel de aceite.

1. Dado que puede derramarse aceite desde la conexiónde succión ubicada en la parte baja del casco, el tapón

de la conexión de succión debe ser dejado en su lugarhasta que el nuevo compresor quede fijado a suunidad. En lo posible, el compresor debe mantenerseen posición vertical durante su manipuleo. Elcompresor puede inclinarse, pero no debe acostarse.

2. El tapón de la conexión de descarga debe ser retiradoantes de retirar el tapón de la conexión de succión parapermitir que pueda escapar la presión del aire secoque se encuentra dentro del compresor. Retirar lostapones en esta secuencia evita que la niebla de aceiteque se produce al despresurizar, forme una películasobre la pared interna del tubo de succión, lo quedificultaría la soldadura. El tubo de succión de acerocobrizado debe limpiarse antes de la soldadura.

Reemplazo de un compresor BR ó QR por un Scroll Summit

de 7 a 12 HP. -

Seleccione el compresor adecuado de acuerdo a las tablas quese encuentran a continuación:

Selección comparativa de modelos para aplicación en aireacondicionado.

(Tabla.1)

Selección comparativa de modelos para aplicación enrefrigeración.

(Tabla.2)

Procedimiento recomendado.-

1. Corte las conexiones del compresor dañado y procedaa retirarlo. Instale el nuevo Summit en su posición. Lasdimensiones externas así como los orificios de montajeserán diferentes, utilice el mismo compresor paradefinir la ubicación de los mismos o refiérase a la fig.2.Si desea, también hay disponible una base adaptadoraP/N 922-0001-00

2. El compresor Scroll de Copeland puede inclinarse, perono debe acostarse. Tenga cuidado durante sumanipuleo.

3. Debe quitarse primero el tapón de la conexión dedescarga. No quitar el tapón de la conexión de succiónhasta que el compresor esté instalado en posición.

4. Para darle suficiente flexibilidad a las líneas paraabsorber los esfuerzos torsionales en arranques yparadas, recomendamos que la línea de succión corraun mínimo de 30 cm paralela al eje vertical delcompresor, y que la línea de descarga lo haga por unmínimo de 40 cm. Vea el ejemplo de la fig.3.

5. En compresores que no tengan la conexión deecualización del nivel de aceite, recomendamos instalaruna válvula de acceso tipo Schrader en la parte inferior

de la conexión de succión, para drenar un posibleexceso de aceite del sistema durante la operación depuesta en marcha.

6. Siga el procedimiento de soldadura indicado.


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Procedimiento de Soldadura.-

Las conexiones de acero revestido en cobre (cobreado) de loscompresores Copeland Scroll puede ser soldadas de la mismamanera que cualquier tubo de cobre. Se recomienda un materialde aporte de cobre-fóforo, preferiblemente con un contenido deplata del 5%.Refiérase a la figura 6 para seguir el procedimiento de soldaduradescrito a continuación:

1. Asegúrese que el interior del accesorio de conexión delcompresor y el exterior del tubo a conectar esténlimpios y libres de aceite antes del ensamblaje. Dehallarse una película de aceite sobre la pared internade la conexión, limpie con un solvente adecuado.

2. Antes de proceder a soldar la tubería, convieneeliminar el aire que se encuentra dentro de la unidad,purgando el sistema con un gas inerte como elnitrógeno para evitar la formación de escoria.

3. Utilice un soplete de dos puntas para aplicar calor enla Zona 1. Mientras el tubo alcanza la temperatura desoldado, mueva la llama del soplete a la Zona 2.

4. Caliente la Zona 2 hasta que se consiga latemperatura de soldado, moviendo el soplete a lo largoy alrededor de tubo según sea necesario para calentarel tubo de forma pareja. Agregue el material de aportea la unión mientras mueve el soplete alrededor de lamisma para que el material de aporte se distribuya enforma pareja alrededor de toda la circunferencia.

5. Luego de que el material se haya distribuido alrededorde la unión, mueva el soplete para calentar la Zona 3.Esto arrastrará al material de aporte dentro de la

unión. El tiempo utilizado para calentar la Zona 3 debeser mínimo. Como con cualquier unión de soldadura, elcalentamiento excesivo puede resultar perjudicial al

resultado final.

Componentes eléctricos

Verifique el estado de los contactos del contactor, no intentelimarlos ni lijarlos, en caso de duda reemplace el contactor.Verifique que la corriente a rotor bloqueado que soporta elcontactor (si no está indicada, considere 5 veces la corrientemáxima en categoría AC3) sea mayor o igual a la corriente arotor bloqueado (LRA) del compresor, que se encuentra indicadaen la etiqueta de identificación del mismo.Se requiere un calefactor de cárter, instalado por debajo de laconexión de succión, que debe permanecer energizado cada vezque el compresor esté parado, en todas las aplicaciones donde lacarga de refrigerante del sistema exceda los 7 Kg. (16 Lbs).

Puesta en marcha del nuevo compresor

Proceda a una cuidadosa búsqueda y reparación de fugas.Una vez verificado que el sistema es hermético, proceda a laevacuación del mismo hasta lograr una presión absoluta de 500micrones de mercurio, o al menos, mediante el procedimiento detriple vacío.Es una buena práctica cargar la mayor parte del refrigerantecomo líquido por el lado de alta de la unidad y luego completar lacarga con vapor por el lado de baja.Mantenga la presión de succión por encima de las 25 PSIGcuando se utilice R-22 ó R-407C, y por encima de las 50 PSIGen sistemas con R-410A.No es aceptable para ningún compresor, que se viertarefrigerante líquido de un cilindro o garrafa, directamente al cárterdel compresor.No ponga en marcha el compresor mientras el sistema esté

en vacío, inclusive si sospecha que no hay suficienterefrigerante en el lado de succión, puede quemarse el motoro producirse un arco interno que funda sus conexioneseléctricas o ambas cosas a la vez. Asegúrese de completar lacarga de refrigerante lo más rápido posible por la succión.Es posible suministrar líquido por la succión de maneraregulada solo con el compresor funcionando y solo paracompletar la carga. Válido para compresor Scroll Summit de7 a 12 HP.Una vez que el sistema esté en marcha, haga funcionar elcompresor por un espacio de 15 minutos.Detenga la unidad. Por medio de una manguera acoplada a laconexión de ecualización de aceite, o a la conexión instaladapara tal fin en la parte inferior de la conexión de succión, purgueel excedente de aceite hasta que por la conexión salga solo gas,o que el nivel de aceite cubra entre 1/3 y ½ del visor .Repita estos últimos dos pasos de ser necesario.

Dirección de rotación de los compresores trifásicos.

Los compresores Scroll solo pueden bombear en un sentido derotación determinado. Debe verificarse el sentido de giro correctodel compresor.

Síntomas de la rotación invertida:

− El compresor es notablemente más ruidoso.

− El compresor no comprime, por lo tanto las presiones desucción y descarga no variarán significativamente.


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− El consumo de corriente será muy inferior al esperado (60%aprox.).

− El protector térmico interno se disparará después dealgunos minutos de marcha.

La rotación invertida por cortos períodos, no dañará a uncompresor Scroll de Copeland.

¡Cuidado! ......¡Atención!

Para compresores comerciales Scroll ZR*KC y ZB*KC de 7 a12 HP.

Emerson Climate Technologies implementó una mejoradenominada “ASTP” Protección de Temperatura Scroll Avanzada, que consiste en un dispositivo bimetálico interno, en el

compresor, que se activa por alta temperatura de descarga paraprotección contra recalentamiento.

Si después de la instalación y arranque, el compresor deja decomprimir y/o posteriormente se para, lo más probable es notenga daño, solo se protegió por alta temperatura de descargadebida a una falla ajena al compresor que hay que corregir antesde volver a poner en marcha.

El restablecimiento del compresor, puede llegar a tardar hastados horas dependiendo de cuanto permaneció funcionando conla falla antes de parar.

La Protección ASPT funciona descargando el scroll cuando latemperatura interna llega a alrededor de 300°F (135°C). A estatemperatura, el disco bimetálico se abre y hace que los

elementos del scroll se separen, interrumpiendo la compresión.Las presiones de succión y de descarga se equilibran mientrasque el motor continúa funcionando. Para restablecer, hay queparar el compresor y dejarlo enfriar, tarda. Si no es parado, elmotor continuará en marcha hasta que se dispare el protectortérmico del motor unos 90 minutos después.


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CAPACITORES

EN MOTORES ELÉCTRICOS MONOFÁSICOS Dos conductores cargados eléctricamente separados por un aislador se dice que forman un capacitor.Estas cargas de origen eléctrico son de igual magnitud pero de signos opuestos. Se forma un campoeléctrico “E” entre los dos conductores que es proporcional a la magnitud de la carga, y por lo tanto ladiferencia de potencial (o voltaje) ente los dos conductores es también proporcional a esa carga (Q).

El capacitor más común consiste en dos placas paralelas separadas una distancia muy pequeñacomparada con sus dimensiones lineales, ver Fig. #1. en los diagramas se representaSe define como su Capacitancia “C” en Faradios (en honor a Michael Faraday), a la relación de la cargaeléctrica de las placas en Coulombios a su diferencia de Potencial (voltios). C = Q/V, y se demuestratambién que (en el sistema MKSC)

ε Permitividad Eléctrica C2N -1m -2 C = ε A/d, en donde ó capacidad específica de inducción

A Área de las placas paralelas m2 d Separación de las placas paralelas

(Nota: el Faradio es una unidad sumamente grande por lo que se utiliza el microfaradio µF )También se demuestra que la energía (en Julios) de un capacitor está dada por la relación:

W = CV2/2

Los capacitores tienen muchas diversas aplicaciones en circuitos eléctricos, en el campo de larefrigeración y del aire acondicionado, en los motores de compresores, ventiladores, etc. En los motoresmonofásicos para mejorar su arranque, eficiencia, ruido y factor de potencia, en los trifásicos mejorando,su eficiencia y factor de potencia, reflejándose en una reducción del consumo y costo eléctricoimportantes.En este artículo revisaremos en principio la aplicación de los capacitores en los motores monofásicospara los compresores de refrigeración y aire acondicionado

+++

++++++++

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

CargaEléctrica - Q (Coulombios)

CargaEléctrica + Q

∆V

Diferencia de Potencialó Voltaje - Volts

Líneas deCampo Eléctrico E

Aislante de

ε PermitividadY con ResistenciaDieléctrica _

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _

+++

++++++++

PlacaMetálica

PlacaMetálicaDe Área A (M2)

Fig # 1 Capacitor d e Placas Paralelas

La Capacitancia C enFaradios esta dadaPor la relación

C = ε A/d

d

Separación de lasPlacas d (M)

La Energía de Julios de unCapacitor Cargado está dadapor la relación

W = CV2 / 2


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CAPACITORES PARA EL ARRANQUE DEL MOTOR MONOFÁSICO.

Llamados simplemente “Capacitores de Arranque”, se usa para mejorar el arranque de los motores

monofásicos. El motor monofásico de inducción por su naturaleza solo tiene una fase y un devanadopara su operación, este produce un campo magnético del tipo oscilatorio que no hace posible suinducción al rotor en una forma rotatoria, por lo que no puede hacerlo girar. Por lo tanto es necesariocrear un medio auxiliar para iniciar el movimiento del rotor esto se logra con un devanado auxiliar dearranque Este devanado se caracteriza por tener su alambre magneto una alta resistencia eléctrica y esde diámetro delgado y de muchas vueltas, comparado con el devanado de marcha u operación que esde baja resistencia, y de menor número de vueltas, logrando con esto un desfasamiento eléctrico y físico,ya que las impedancias de los dos devanados es diferente. Estos dos campos magnéticos desfasadosson de origen oscilatorio, que sumados eléctricamente causan un campo de naturaleza rotatorio, quehacen mover el rotor. El Capacitor de Arranque crea un desfasamiento aún mayor que causa que lascaracterísticas de arranque (el par) se mejoren notablemente. Los motores aplicados a compresorespara refrigeración (en los que su relación de compresión es alta) debido al alto par, siempre es requeridoel capacitor de arranque. Para ventiladores (de bajo par de arranque), y en compresores para aireacondicionado, en que la relación de compresión es baja, por lo general el capacitor de arranque no es

requerido (motor con capacitor de marcha permanente, “Permanente Split Capacitor Motor). En motoresde alta eficiencia es necesario desconectar el devanado de arranque y el capacitor de arranque una vezque el motor alcance su velocidad, ya que mantenerlos operando nos causaría perdidas. Su utilizaciónes de forma intermitente, el devanado de arranque y el capacitor se desconectan mediante un Relé depotencial o de corriente, a medida que el rotor aumenta su velocidad crea su propia reacción magnéticade armadura, induciendo en el devanado de arranque y de marcha, el voltaje de corte requerido para elRelé de potencial actúe para desconectar el devanado y el capacitor de arranque. La carga eléctricaalmacenada en el capacitor se descarga a través de los contactos del Relé ocasionado que estos seflameen y se dañen. Para evitar estas situaciones se conecta en paralelo en las terminales del capacitorde arranque una resistencia de 15000 a 18000 Ohms, para que el capacitor se descargue a través deeste, y evitar el daño a los contactos del Relé..

S C R

LíneaL! L2

Capacitor de Arranque

Capacitor de Marcha

DevanadoPrincipal

DevanadoDe Arranque

Fig 2 Diagrama Eléctrico de un Motor de Compresor

Con Capacitor de Arranque y Capacitor de Marcha

(CSCR Capacitor Start – Capacitor Run)

Relé dePotencial


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Una vez desconectados el Capacitor de Marcha y el devanado de arranque, el rotor del motor continuaoperando, ya que el mismo crea un campo magnético en cuadratura con el campo del devanadoprincipal, que combinados permiten al motor su operación normal.

El capacitor de marcha por lo general es del tipo electrolítico, para obtener una alta capacitanciarequerida.

CAPACITORES DE MARCHA

El capacitor de marcha es usado en los motores para mejorar su eficiencia, disminuir la corriente deoperación, disminuir el ruido y mejorar el factor de potencia.

El capacitor de marcha a diferencia del de arranque que opera en forma intermitente, es que este operatodo el tiempo. La Capacitancia debe determinada para cada motor y aplicación y obtener el consumomínimo posible de corriente (amperes). Los diagrama de la Fig. 3 y 4 nos muestran la variación decorriente eléctrica total del motor en operación V/S la Capacitancia. La fig 3 es un diagrama vectorial loscírculos son los lugares geométricos de la corriente a través del capacitor y la corriente total del motor.Como se puede observar se tiene una gran variación en el consumo de corriente simplemente variando

la capacitancia. Si en un motor en determinada condición se especifica una capacitor de marcha con unacapacitancia de 40 microfaradios tomará 4.0 amperios Fig. 4, si alguien cambia el capacitor de marchapor uno de 30.0 microfaradios, el compresor consumirá 6.2 amperios, el motor se calentará y sequemará, y además el consumo eléctrico se aumentará Analizando un poco mas la figura 3, se observa que la mínima corriente corresponde a la corriente conun factor de potencia igual a la unidad, esto sucede solamente cuando al resistencia eléctrica delcapacitor es cero que es prácticamente todos los casos. Es importante no alterar el valor de lacapacitancia especificada de los capacitores, y muy en particular del capacitor de marcha, ya que colocarun capacitor con un valor de capacitancia arriba o por debajo de la

L

V/RC

IC

I L

I C R C

IC

I C X

C

V

IT

Lugar Geométrico dela Corriente Total IT

IMin Es la Corriente Mínima total con el Capacitor de marcha adecuado, prácticamente conel Factor de Potencia Unitario.En la selección del Capacitor de Marcha, se busca que funcione con la corriente mínimaCuando RC es Cero o muy pequeña, la corriente mínima ocurre a Factor de Potencia unitario,(que es la situación de Resonancia)

Fig # 3 Lugar Geométrico de la Variación de la Corriente Resultante IT cuando

se varía la Capacitancia del Capaci tor de Marcha

Imin

Lugar Geométrico de

la Corriente IC a travésdel Capacitor, variando la Capacitancia C

V RL

L

RC

C

ICIL

IT


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especificada, ya que ambos casos causan una elevación en el consumo de corriente y con seguridadcausará una quemadura en el motor, ver Fig. 4.

En relación al Voltaje (Volts) especificado en los capacitores, normalmente difiere por mucho del voltajede la línea de alimentación. Como ejemplo supongamos que la alimentación al motor es 220 V, y uncapacitor pudiese ser 420 Volts. Lo que sucede es que el rotor del motor al girar, induce en losdevanados de marcha la Fuerza Contra Electromotriz que se opone al voltaje principal controlando lacorriente y voltaje de operación (Voltaje de Operación = Voltaje de alimentación – Fuerza ContraElectromotriz). Induce un voltaje muy alto en el devanado de arranque, proporcional al número de vueltasdel alambre magneto (que como indicamos anteriormente son muchas), y que en este caso en particularsería aproximadamente del orden de 400 Volts, Es esta razón por la cual los capacitores se especificana un voltaje superior, y que es igual a la suma eléctrica de los voltajes inducidos en los devanados de

arranque y de marcha.Usar un capacitor con el voltaje menor al especificado, ocurren dos situaciones: A.- La de exponer el material del dieléctrico del capacitor a un campo eléctrico que no puede soportar,muy fuerte, sobrepasando su resistencia dieléctrica ocasionando un corto circuito dañándolopermanentemente, con el riesgo de dañar también el motor del compresor.B.- En la fórmula de la energía de un capacitor W = CV 2 / 2, esta energía va y viene en el capacitor(proporcional al voltaje al cuadrado), a factor de potencia unitario (las corrientes reactivas del capacitor yen los devanados son iguales), esta energía se intercambia en el devanado de marcha del motor yviceversa. Al reducir el voltaje especificado se sobrecarga de energía el capacitor, ocasionando que sedañe o se queme.Un capacitor con el voltaje más alto que el especificado solo requeriría un dieléctrico de mayor capacidadespecífica de inducción (ε), que sería mucho más costosoLa capacitancia (Microfaradios) no se afecta al variar el voltaje, la rige la fórmula. C = ε A/d que esfunción del material del dieléctrico y dimensiones del capacitor.

Por Ing. Javier Ortega C28 de Abril de 2005

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CAPACITANCIA EN MICROFARADIOS

C O R R I E N T E

T O T A L A M P

E R E S

FACTOR DE

POTENCIA = 1

Fig. 4 CAPACITOR DE MARCHA


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Más Al lá de las Fallas del Compresor

Se han escrito muchos artículos sobre las causas principales de las fallas mecánicas relacionadas a loscompresores de refrigeración. Desarmando un compresor y analizando sus partes, un técnico puedetípicamente determinar la falla dentro de cinco categorías:

1. Retorno de l íquido – El refrigerante líquido vuelve al compresor mientras éste está enfuncionamiento.

2. Arranque Inundado – El compresor arranca con líquido en el casco o en el cárter.

3. Recalentamiento – La temperatura de la línea de descarga tomada sobre la tubería a 6 pulgadas (15cm.) de

la válvula de servic io de descarga excede los 225°F (107°C)

4. Golpe de líquido – Compresión de líquido.

5.

Pérdida de la Lubricación – La cantidad de aceite que sale del compresor es mayor que la cantidadde aceite

que retorna al compresor.

Saber en cuál de estas categorías entra un compresor con fallas puede ayudar a los técnicos a resolver elproblema antes de instalar otro compresor. Este conocimiento de fallas resulta crucial para detener la cadenade posibles fallas repetitivas.

Los fabricantes de compresores usan este mismo sistema cuando reciben del campo compresores con “fallas

en garantía”. Ellos entonces desarman el compresor e identifican el tipo de falla para asegurar el adecuadorecambio cubierto por la garantía.

Por otra parte, una gran cantidad de compresores devueltos en período de garantía no entran en una de estascategorías. Estos entran en la categoría más temida por los fabricantes: “No se encontró ningún defecto”.

Esta categoría, “No se encontró ningún defecto”, es una situación en donde pierde tanto el fabricante como elcontratista.

Definir algo como “No se encontró ningún defecto”, es tan simple como leer el título, pero entender que estásucediendo es un poco más complejo.

Escenario:

Llega una llamada solicitando servicio porque “el equipo no enfría”. El técnico viaja al sitio y encuentra uncompresor que no funciona. Controla el voltaje en los terminales del compresor y encuentra un voltajecorrecto. El técnico de servicio apaga el suministro de energía principal, vuelve a controlar los terminales delcompresor con su multímetro y no encuentra voltaje presente. A continuación desconecta los cables de fuerzamotriz y controla la resistencia de los bobinados. La lectura del multímetro indica infinito o circuito abierto.

Un técnico con poca experiencia en la industria puede diagnosticar este caso como un bobinado abiertoquemado. Un veterano de la industria puede ver esto como un protector abierto.


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Dos puntos de vista que llevan a dos resultados diferentes: retirar el compresor o no retirarlo.Sólo con el tiempo se podrá saber si se trataba de un disparo del protector del compresor o de un bobinado

abierto. Si se trata de un protector abierto, retirar el compresor implicará enviar al fabricante un compresor queeventualmente será desarmado y diagnosticado como “No se encontró ningún defecto”. Los compresores enlos que “No se encontró ningún defecto”, son simplemente aquellos que el fabricante diagnostica y noencuentra ninguna evidencia de por qué el compresor fue retirado del sistema.Entender cómo funcionan los protectores del compresor puede reducir en gran manera la posibilidad de undiagnóstico equivocado de un disparo del protector en comparación con una falla del motor del compresor.

Existen, en general, dos tipos diferentes de protecciones del motor: Corte de Línea y Servicio Piloto.

Protección de Corte de Línea: Esto es precisamente lo que indica: corta el voltaje de línea abriendo uncontacto térmico ubicado en el centro de la estrella.

El diagnóstico de fallas de la protección del tipo de “ corte de línea” requiere que se corte el suministrode energía y mediante un multímetro se mida la resistencia entre los bornes de conexión del motor . Enel caso de un compresor trifásico, si las tres patas están abiertas entre sí y ninguna de ellas tienecontinuidad a tierra, entonces el técnico podrá suponer correctamente que el centro de la conexión enestrella está abierto. El dispositivo de protección se ha disparado.

Es de notar en la Figura B que la sobrecarga es efectivamente externa y que el “ Fusite” naranja de tresterminales efectivamente conecta los tres bobinados, completando el circuito del motor. Los bornes deconexión marcadas 1.1, 1.2 y 1.3 son los terminales pr incipales de suministro de energía (terminalesdel motor).

Si se desease un diagnóstico más profundo, cada cable del protector puede ser retirado del “Fusite” Naranja.Desconectar los tres cables permitirá individualizar al protector y al motor para realizar más pruebas. Con elprotector desconectado, los bobinados del compresor pueden ser revisados individualmente. Usando unmultímetro, coloque una punta de prueba en un terminal del motor, y la otra guía en un terminal “Fusite”. Unode los terminales principales debería dar una lectura en “Ohmios” (continuidad) con uno de los terminales“Fusite”.

Figure A. Figure B.

Protector

Centro deEstrella

Protectoren el centrode estrella


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Cambiando la posición de la punta de prueba delmultímetro a a un segundo terminal del motor y aotro terminal “Fusite” debería dar una lectura en“Ohmios” en el multímetro. Controle el tercerterminal y el Fusite de la misma manera. En el casode un compresor trifásico, las tres lecturas en“Ohmios”, no deberían diferir en más de un 7% conlos valores dados por fábrica.

En los compresores monofásicos (Figura C), laprotección térmica abrirá la conexión común ode línea.

Si entre el terminal de arranque y el de línea, elmultímetro indica abierto, y entre los terminaes de marcha y línea también, pero hay continuidad entre losterminales de arranque y marcha, estamos frente a un caso donde se puede suponer que el protector se hadisparado. Esto puede verificarse midiendo directamente entre los terminales del protector cuando este seaaccesible.

Servicio Piloto: Típicamente abre el circuito de comando desconectando la bobina del contactor.

Conexión delcable Comun

TerminalComun

ProtectorFigure C.

Figura D. Figura E.

TérmicoInterno

Circuito de

Carga Pilotado

Protector

Caja deTerminales Protecció de SobreCarga


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Para un circuito de comando monofásico se puede también utilizar un multímetro para detectar fallas en undispositivo de protección del tipo de servicio piloto. La Figura D representa un circuito de servicio piloto. Noteque el circuito de comando de bajo voltaje está representado en color celeste.

Verifique que los fusibles de vidrio de la línea de alimentación del circuito de comando estén en buenascondiciones. Verifique el voltaje de los dos terminales del circuito de comando (Puntos Verdes) con respectoal terminal de tierra. Si ambos terminales del circuito de comando no presentan ningún voltaje, revise los otroscontroles del lazo de seguridad en el circuito de comando del sistema. Si algún otro control de seguridadestuviese abierto dentro del circuito de comando, el voltaje caería. Revise todos los otros controles deseguridad buscando condiciones de disparo.

Si sólo una de esas conexiones (Puntos Verdes) del circuito de comando muestra voltaje, entonces eltermostato interno, el fusible de vidrio de la línea de alimentación o, al menos uno de los sensores del protectorestán abiertos.

Ahora revise el voltaje entre los terminales del termostato interno (Puntos Amarillos) y tierra. Si el medidorindica voltaje con respecto a tierra en ambos terminales del sensor, entonces el termostato está cerrado. Si el

voltaje con respecto a tierra solo se encuentra presente en uno de esosterminales, entonces el termostato está abierto. La misma secuencia puedeaplicarse a cada uno de los terminales del protector. Los Puntos Azules indican a los terminales de conexión de fuerza del motor.

Algunos circuitos de Servicio Piloto tienen un módulo electrónico de control(Figura F.)

Existen típicamente tres juegos de conexiones en este tipo de circuito. Unaes la conexión al circuito de comando o lazo de seguridad del sistema (M1,M2), la segunda es a los sensores del protector del motor (Sensores) y latercera es la conexión de alimentación de energía del módulo (T1, T2).

En la detección de fallas en este tipo de dispositivos, en primer lugar revise si se encuentra energía en losterminales de alimentación del módulo (terminales T1, T2). Tenga en cuenta que se requiere energía y queésta debe llegar a los terminales del módulo por más de dos minutos para que este pueda operar.

El puenteo de cualquier control de seguridad es muy peligroso, por favor tome las medidas necesarias paratener una seguridad adecuada. Desconecte la alimentación de fuerza motriz a la máquina.

Luego de verificar la presencia de energía en el módulo, haga un puente entre M1 y M2. Ahora trate dearrancar nuevamente el compresor. Si el compresor no arranca con el módulo puenteado, el problema no estáni en el módulo ni en los sensores. Observe los otros controles de seguridad del circuito de comando. Si elcompresor arranca con el puente del módulo en su lugar, se ha identificado el problema y éste puede estar enel módulo o en los sensores. Probar un módulo en el campo puede resultar difícil, aunque se puede revisarperfectamente la precisión de los sensores.

Figura F.

Sensores


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Luego de desconectar todo suministro de energía a la unidad, retire los conductores de conexión de lossensores y verifique si la resistencia de los mismos cumple con las especificaciones dadas por el fabricante del

compresor. Los sensores de protección están instalados de fábrica dentro del bobinados del motor y nopueden ser recambiados. Si los valores de resistencia de los sensores corresponden a los valores indicados ala temperatura del motor, entonces puede suponerse que el módulo es el problema y el recambio del móduloes lo adecuado.

Los sensores térmicos de un sistema de protección de corte de línea pueden ser internos o externos. Uncircuito de servicio piloto depende solamente de que se abra el contactor, una vez que se haya cortado elvoltaje de comando a la bobina del contactor. Si el contactor sigue conectado por cualquier motivo, eldispositivo de protección no puede cumplir con su función y se producirá una falla en el motor del compresor.

Al margen del tipo de circuito de protección que tenga su compresor, el tiempo en que el compresor quedeapagado, permitirá que el dispositivo de protección activado térmicamente se reajuste (reset) y que elcompresor vuelva a arrancar. Tenga en cuenta que el dispositivo de protección de sobrecarga es para proteger

al motor del compresor y no para ser usado como un termostato u otro dispositivo de control del sistema.


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MOTORES ELÉCTRICOSEN AIRE ACONDICIONADO Y REFRIGERACIÓN y CALEFACCIÓN

Cuando hablamos de un sistema de aire acondicionado ó refrigeración, por lo general setiende a darle importancia a la capacidad de refrigeración (ton, Btu/h, Kcal./h, Watts, etc),así como a las características técnicas del condensador, del evaporador, Válvula de deExpansión, Tuberías, etc. Es importante considerar la otra parte del sistema deenfriamiento, que es la parte eléctrica, que es con la que alimentaremos de energía alsistema para poderlo operar, es la que nos va a costar, y que se debe tener en suficientecantidad y condiciones para satisfacer la demanda de energía requerida por el sistema deenfriamiento. La parte eléctrica se puede dividir, el sistema Eléctrico de Poder, el sistemaEléctrico de Control, el Sistema Eléctrico de Protección.Entre los sistemas de refrigeración, el método más común es el sistema de Compresión deVapor, sus elementos necesarios para tomar o manejar el calor son simples, y se pueden

representar básicamente en el diagrama de flujo de energía de la Fig. 1.

Desde el punto de vista económico, el mejor sistema de refrigeración es aquel queremueve la mayor cantidad de calor QC del refrigerador, con la mínima cantidad de trabajomecánico ó energía del compresor WSe define como Coeficiente de Funcionamiento (en Inglés, Coefficient of PerformanceCOP), de un Moto-Compresor en un sistema de refrigeración, a la relación QC / W ( dadas QCy W en las mismas unidades de energía, Btu, Kcal., Watt-hora, Joules), por lo tanto lasunidades del COP son por unidad (p/u).

COP = Refrigeración (Watts) / Potencia de Entrada (Watts) (p/u)

Motor del

Compresor

Evaporador Condensador

Qc = Energía de Entrada Q H = Energía de Salida ó

ó Calor del Evaporador W = Energía dada al Sistema Calor de rechazo al

de Refrigeración, en este Medio Ambiente

caso Energía Eléctrica al Motor

Q H = QC + W

Fig 1 Diagrama de Flujo de Energías en un Sistema de Refrigeración


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Si este valor es mayor, el sistema es más eficiente, y su costo de operación es menor.Como la Potencia es igual a la relación de la Energía sobre el tiempo, en las relaciones

anteriores se puede tomar la Potencia (Btu/h, Kcal./h, ó Watts).Cuando la Potencia de enfriamiento esta dada en el sistema Británico de unidades. Suunidad es el Btu/h, y cuando la Potencia de entrada al motor está dada en Watts. Entoncesse define la Relación de eficiencias de Energías EER, como:

EER = Refrigeración (en Btu/h) / Potencia Eléctrica de entrada al Moto-Compresor (enWatts).

Las unidades del valor del EER son Btu/h-W, y nos indica, el enfriamiento del evaporadoren Btu/h, por cada Watt de consumo eléctrico del Moto-Compresor. El valor del COP óEER no es un valor constante, depende de las condiciones temperatura presión de lasucción y descarga del compresor, así como de su eficiencia (sus Pérdidas) mecánica y

eléctrica, su Factor de Potencia. Es muy importante cuando se comparen técnicamentedos Moto-Compresores, las condiciones de presión y temperatura de succión y dedescarga sean exactamente las mismas En aplicaciones de Aire Acondicionado o altatemp. de evaporación, valores del orden de 9 Btu/h-W o mayores son comunes. Paramedia temperatura de evaporación son del orden de 6 Btu/h-W. Y para baja temperaturade evaporación son del orden de 3. . Entre mayor sea el valor del EER en un Moto-Compresor, evidentemente es más eficiente, y cuesta menos su operación.

POTENCIA DE UN MOTOR ELÉCTRICO.

Se acostumbra comúnmente decir erróneamente “Caballo de Fuerza”, y debe decirse“Caballo de Potencia” y se abrevia HP (Horse-Power). Los motores eléctricos y mecánicosse especifican de acuerdo a sus Caballos de Potencia (HP). Un HP es igual a 745.7 Watts.Cuando una máquina motriz se dice que es de una potencia de “X” HP, nos referimos aque en su flecha con ciertas condiciones es capaz de entregar esa potencia, o sea supotencia de salida es de “X” HP. La unidad de Potencia en Watts (ó en Kwatt = 1000Watts), es usada por lo general para indicar la potencia de entrada al motor. En losmotores abiertos o con flecha visible de uso general, su potencia mecánica que entrega enla flecha (HP) se puede medir con perfecta exactitud, deben ser un valor preciso de lapotencia entregada en la flecha, así mismo su potencia eléctrica de entrada en Watts. Elfabricante de este tipo de motores abiertos puede y debe garantizar la Potencia mecánicaen HP, que su motor es capaz de entregar continuamente en ciertas condiciones.(Voltaje,frecuencia, Par, RPM, Temp. ambiente, etc.) La diferencia de la Potencia de Entrada

menos la Potencia de Salida, son la suma de las Pérdidas Eléctricas y Mecánicas delMotor. Los motores de alta eficiencia, son los que tienen bajas perdidas eléctricas ymecánicas. En los motores usados en los compresores Herméticos y Semiherméticos ladeterminación de la potencia mecánica en la flecha en HP a la entrada del compresor esimposible, o en otras palabras la potencia que demanda el compresor no se puede medir.La forma en la que la potencia en HP Caballos de Potencia se calcularía, sería mediantela estimación de las pérdidas eléctricas y mecánicas, restándolas a la potencia deentrada, y así llegar al valor de los HP del Moto-Compresor, por lo tanto HP en los Moto-Compresores Herméticos y Semiherméticos es un valor poco preciso, solamente nos dauna idea del tamaño estimado del motor Sin embargo existen normas para asignar los HP,Tablas N.E:C. (National Electric Code) 430-148 y 430-150... Por esto es importante que al


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comparar dos sistemas de refrigeración, ó dos Moto-Compresores, no se pueden ni sedeben comparar en base a sus HP, ya que para un fabricante tiene un compresor de i/4

HP ligero, y otro 1/4 HP pesado, otro tiene un compresor de 30 HP, y para otro fabricantees de 35 HP. En sistemas de Aire Acondicionado, y Refrigeración, se deben medir laPotencia de enfriamiento (QC) en Btu/h, Watts, Kcal./h etc. y la Potencia Eléctrica deentrada al motor (W) de compresor en Watts. Y desde luego estos valores serán a unasola condición predeterminada de Temperatura y Presión del refrigerante en la Descarga yla Succión del compresor. Los HP en refrigeración es un valor de referencia, que nosindica más o menos el tamaño físico del moto-compresor.

Tipos de Motores Eléctricos

Los motores Eléctricos en refrigeración se pueden clasificar de acuerdo a su uso: A.- Para accionar los compresores:

Compresores Abiertos (con flecha visible) conectados mecánicamente por medio debandas y poleas, o directamente mediante un acoplamiento

Compresores Herméticos, Semiherméticos, Scroll .conectados en sus flechasinternamenteB.- Para accionar ventiladores:

Para los condensadoresPara los evaporadoresPara manejadoras de airePara extracción e introducción de aire

C.- Para accionar BombasSistemas de de aceite (compresores Tornillo)Para mover el agua fría (en Chillers)Para agua en maquinas de fabricación de hielo.-

En este artículo se estudiará en principio dos tipos de motores de corriente alterna (a-c)más comunes en refrigeración, los Trifásicos y los Monofásicos, ambos son deInducción, aplicados a los compresores Herméticos y Semiherméticos, Un Moto-Compresor para refrigeración, Hermético o un Semihermético, es una combinación demotor y compresor que se encuentran encerrados dentro de la misma carcasa. Sudiferencia es que el Semihermético se puede desarmar sin destruirse, y el Hermético sedestruye. Para fines prácticos ambos son compresores Herméticos (inclusive .elcompresor Scroll).

Motor Trifásico de Inducción.- Principio de Operación Su principio de operación es como sigue, ver Fig 2 Consta de de un embobinado trifásico,perfectamente balaceado (ó idénticos), por el cual circula una corriente alterna, cada unade las fases produce un campo magnético oscilatorio. Los ejes de los tres campos estándesfasados eléctricamente y físicamente 120°. Y cuya dirección es constante.Observando la Fig. 4 la suma de los tres vectores nos produce un campo magnético demagnitud constante cuya dirección varía con el tiempo, cuyo eje gira a la velocidad desincronismo, dicho campo magnético resultante tiene una magnitud de 1.5 veces lamagnitud máxima de cualquiera de los tres campos componentes.


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El campo magnético Principal BR induce una corriente en las barras de la Jaula de Ardilladel rotor, la cual a su vez produce un campo magnético BR de reacción opuesto al campomagnético principal, produciendo una Fuerza Contra Electromotriz oponiéndose al voltaje

de alimentación del estator del motor, regulando así el valor de la corriente (Amp.) total delmotor. Emerson prácticamente cubre todas las necesidades de aplicación de los motorestrifásicos. Motores Emerson de alta eficiencia para compresores Herméticos,Semiherméticos y Scroll, para las aplicaciones con los diferentes refrigerantes para Aire

Motor Trifásico de Compresor Hermético

Conectado en Estrella “ Y”

L1

L3

L2

N

X L

R

R

a

b c

F a s e 1

F a s e

2

F a s e 3 R

X L

XL

Voltaje entre Líneas VLL1 L2;. L1 L3; L2 L3.

Voltaje entre Fases (VP )L1 N;. L3 N; L2 N

R = Resistencia Eléctricapor fase en Ohms

XL= Reactancia Totalpor Fase = ReactanciaPropia del Estator +Reactancia MutuaEstator-Rotor en Ohms

IL = Corriente de Líneaen Amp.

IL

Fig. 2 Dibujo de Operación de un Motor Trifásicoy su Diagrama Eléctrico

Dirección delCampo MagnéticoOscilatorio Fase1

Angulo dePotencia

Dirección delCampo MagnéticoOscilatorio Fase 3

Dirección delCampo MagnéticoOscilatorio Fase 2

Dirección de las tresCorrientes AlternasEn los devanados del Estator

Rotor Jaula de Ardilla

Campo Magnético BPRotatorio Resultante,que Arrastra al Rotor

Dirección de Rotación

Capo Magnéticodel Rotor, BR.


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Acondicionado y todos los rangos de temperatura de la Refrigeración Comercial, desde 1/2HP hasta 60 HP, 1750 rpm (Sinc1800 rpm), con todas las combinaciones de voltajes, y con

arranque a corriente reducida (en su caso), Todos, con un Alto Par de arranque, yprotecciones térmicas correspondientes, y de alta eficiencia Premium.Para Motores con flecha visible para la Industria de la Refrigeración, Aire Acondicionado yCalefacción , Emerson produce los motores trifásicos de alta eficiencia y eficienciaPremium, para aplicaciones en ventiladores para unidades condensadoras, Manejadorasde Aire, Fan and Coils, Evaporadores, en Ventiladores par enfriamiento, Son motores quepueden ser totalmente cerrados, con base resilente, intemperie, ambientes de polvo,aprueba de Goteo etc. altas temperaturas ambientales de operación (para condensadoresa 60 °C ambiente, de 1/3 a 2 HP), ,de aplicaciones en propósitos generales desde 1/4 HPhasta 30 HP, y con mayores potencias, etc.

Motor MonofásicoSi un motor eléctrico, su embobinado es de un solo devanado, o de una sola fase, y esexcitado con corriente alterna, produce un solo campo oscilatorio, y por lo tanto su rotor nose movería. Para moverse requiere campos magnéticos desplazados espacialmente entresi, y excitados con corrientes desfasadas, para crear un campo giratorio.El rotor es del tipo de jaula de ardilla, al excitarse la bobina M con corriente alterna, suflujo magnético produce en el rotor por efectos de transformación una Fuerza Electromotrizy a su vez una corriente en la jaula de ardilla y un flujo magnético oscilante ΦP convirtiendo al rotor en una bobina con su flujo en la misma dirección de M.Si al rotor se le da un impulso inicial, corta al flujo de la bobina M, induciendo en susconductores una Fuerza Electromotriz debida a la rotación, la cual hace circular unacorriente que produce un flujo magnético ΦI perpendicular al flujo original de de M, ΦP .

Estos dos flujos en cuadratura producen un campo giratorio, el cual hace que el rotorcontinúe con su propia rotación.

IM

Flujo

Oscilatorio

ΦP

IM

C A60 Hertz

C A60 Hertz

Flujo Oscilatorio ΦPDebido a la Corriente IM del

Devanado Principal, ó

Corriente del Estator

Flujo Oscilatorio ΦICreado por la

Corriente Inducida IRGenerada por rotación

del Rotor al cortar ΦP

IR

ΦI

ΦP

Se demuestra que la suma de dos Vectores OscilatoriosDesfasados Espacialmente, nos da como Resultanteun Vector Rotativo, que es el que continúa arrastrandoal Rotor haciéndolo girar

Fig. 3 Principio de OperaciónDe un Motor Monofásico

M


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Por lo anterior se concluye que estos motores por si solos no tienen par de arranque, y quees necesario proveerlos de un medio para su arranque, para ello usualmente se tienen:

A.- Motores con Polos Sombreados Al pasar el flujo principal Φ por la espira en corto circuito induce en ella una Tensión quehace circular una corriente que a su vez produce un flujo Φ1 que se encuentra atrasado yse opone al flujo principal, creando como resultado que el flujo principal se desplace en laforma indicada en la Fig. 4, este desplazamiento da el impulso inicial al rotor, necesariopara moverlo. Este tipo de motores se pueden diseñar también para dos velocidades omás. Debido a su bajo par de arranque, y

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