Existen tres tipos básicos de compresores: Reciprocantes, Rotativos y Centrífugos.
Los compresores centrífugos son utilizados ampliamente en grandes sistemas centrales de acondicionamiento de aire y los compresores giratorios se utilizan en el campo de los refrigeradores domésticos. Sin embargo, la mayoría de compresores utilizados en tamaños de menor caballaje para las aplicaciones comerciales, domésticas e industriales son reciprocantes.
Compresores Reciprocantes.
El diseño de este tipo de compresores es similar a un motor de automóvil moderno, con un pistón accionado por un cigüeñal que realiza carreras alternas de succión y compresión en un cilindro provisto con válvulas de succión y descarga. Debido a que el compresor reciprocante es una bomba de desplazamiento positivo, resulta apropiado para volúmenes de desplazamiento reducido, y es muy eficaz a presiones de condensación elevada y en altas relaciones de compresión.
Ventajas:
· Adaptabilidad a diferentes refrigerantes
· Facilidad con que permite el desplazamiento de líquido a través de tuberias dada la alta presión creada por el compresor.
· Durabilidad
· Sencillez de su diseño
· Costo relativamente bajo
Compresores de tipo abierto
Los primeros modelos de compresores de refrigeración fueron de este tipo. Con los pistones y cilindros sellados en el interior de un Cárter y un cigüeñal extendiéndose a través del cuerpo hacia afuera para ser accionado por alguna fuerza externa. Tiene un sello en torno del cigüeñal que evita la pérdida de refrigerante y aceite del compresor.
Desventajas:
· Mayor peso
· Costo superior
· Mayor tamaño
· Vulnerabilidad a fallas de los sellos
· Difícil alineación del cigüeñal
· Ruido excesivo
· Corta vida de las bandas o componentes de acción directa
Este compresor ha sido remplazado por el moto-compresor de tipo semihermético y hermético, y su uso continua disminuyendo a excepción de aplicaciones especializadas como es el acondicionamiento de aire para automóviles.
Moto-compresores semiherméticos
Este tipo de compresores fue iniciado por Copeland y es utilizado ampliamente en los populares modelos Copelametic. El compresor es accionado por un motor eléctrico montado directamente en el cigüeñal del compresor, con todas sus partes, tanto del motor como del compresor, herméticamente selladas en el interior de una cubierta común.
Se eliminan los trastornos del sello, los motores pueden calcularse específicamente para la carga que han de accionar, y el diseño resultante es compacto, económico, eficiente y básicamente no requiere mantenimiento. Las cabezas cubiertas del estator, placas del fondo y cubiertas de Carter son desmontables permitiendo el acceso para sencillas reparaciones en el caso de que se deteriore el compresor.
Moto-compresor hermético.
Este fue desarrollado en un esfuerzo para lograr una disminución de tamaño y costo y es ampliamente utilizado en equipo unitario de escasa potencia. Como en el caso del moto-compresor semihermético, el motor eléctrico se encuentra montado directamente en el cigüeñal del compresor, pero el cuerpo es una carcaza metálica sellada con soldadura. En esti tipo de compresores no pueden llevarse acabo reparaciones interiores puesto que la única manera de abrirlos es cortar la carcaza del compresor.
Velocidad del compresor.
Los primeros modelos de compresores de diseñaron para funcionar a una velocidad relativamente reducida, bastante inferiores a 1000 rpm. Para utilizar los motores eléctricos estándar de cuatro polos se introdujo el funcionamiento de los moto-compresores herméticos y semiherméticos a 1750 rpm (1450 rpm en 50 ciclos).
La creciente demanda de equipo de acondicionamiento de aire mas compacto y menor peso ha forzado el desarrollo de moto-compresores herméticos con motores de dos polos que funcionan a 3500 rpm (2900 rpm en 50 ciclos).
Las aplicaciones especializadas para acondicionamiento de aire en aviones, automóviles y equipo militar, utilizan compresores de mayor velocidad, aunque para la aplicación comercial normal y doméstica el suministro de energía eléctrica existente de 60 ciclos limita generalmente la velocidad de los compresores a la actualmente disponible de 1750 y 3500 rpm.
Las velocidades superiores producen problemas de lubricación y duración. Y estos factores, así como el costo, tamaño y peso deben ser considerados en el diseño y aplicación del compresor.
Funcionamiento Básico
Cuando el pistón se mueve hacia abajo en la carrera de succión se reduce la presión en el cilindro. Y cuando la presión del cilindro es menor que el de la línea de succión del compresor la diferencia de presión motiva la apertura de las válvulas de succión y fuerza al vapor refrigerante a que fluya al interior del cilindro.
Cuando el pistón alcanza el fin de su carrera de succión e inicia la subida ( carrera de compresión), se crea una presión en el cilindro forzando el cierre de la válvulas de succión. La presión en el cilindro continua elevándose a medida que el cilindro se desplaza hacia arriba comprimiendo el vapor atrapado en el cilindro. Una vez que la presión en el cilindro es mayor a la presión existente en la línea de descarga del compresor, las válvulas de descarga se abren y el gas comprimido fluye hacia la tubería de descarga y al condensador.
Cuando el pistón inicia su carrera hacia abajo la reducción de la presión permite que se cierren la válvulas de descarga, dada la elevada presión del condensador y del conducto de descarga, y se repite el ciclo.
Durante cada revolución del cigüeñal se produce una carrera de succión y otra de compresión de cada pistón. De modo que en los moto-compresores de 1750 rpm tienen lugar a 1750 ciclos completos de succión y compresión en cada cilindro durante cada minuto. En los compresores de 3500 rpm se tiene 3500 ciclos completos en cada minuto.
Válvulas en el compresor
La mayoría de las válvulas del compresor reciprocante son del tipo de lengueta y deben posicionarse adecuadamente para evitar fugas. El mas pequeño fragmento de materia extraña o corrosión bajo la válvula producirá fugas y deberá tenerse el máximo cuidado para proteger el compresor contra contaminación.
Desplazamiento del compresor
El Desplazamiento de un compresor reciprocante es el volumen desplazado por los pistones. La medida de desplazamiento depende del fabricante, por ejemplo: Copeland lo publica en metros cúbicos por hora y pies cúbicos por hora pero algunos fabricantes lo publican en pulgadas cubicas por revolución o en pies cúbicos por minuto.
Centrifugal compressors are widely used in large central systems and air conditioning compressors are used in the rotating field of domestic refrigerators. However, most of compressors used in sizes less horsepower for commercial applications, domestic and industrial are reciprocating.
Reciprocating Compressors.
The design of this type of compressors is similar to a modern automobile engine with a piston driven by a crankshaft runs performed alternating suction and compression in a cylinder provided with suction and discharge valves. Because the compressor is a reciprocating positive displacement pump is appropriate for small displacement volume, and is very effective at high condensing pressures and at high compression ratios.
Advantages:
· Adaptability to different refrigerants
· Ease with which allows the movement of liquid through the pipe due to the high pressure created by the compressor.
· Durability
· Simplicity of design
· Relatively low cost
Open Type Compressors
The first models of refrigeration compressors were of this type. With the pistons and cylinders sealed on the inside of a sump and a crankshaft extending through the body to be driven outwards by some external force. Has a seal around crankshaft that prevents loss of refrigerant and oil from the compressor.
Disadvantages:
· More weight
· Higher cost
· Increased size
· Vulnerability to failure of the seals
· Difficult alignment of the crankshaft
· Excessive noise
· Short life of the bands or components of direct action
This compressor has been replaced by the motor-compressor semi-hermetic and hermetic type, and its use continues to decline except for specialized applications such as car air conditioning.
Semi-hermetic motor compressor
This type of compressor was started by Copeland and is widely used in popular models Copelametic. The compressor is driven by an electric motor mounted directly on the crankshaft of the compressor, with all its parts, both the engine and the compressor, hermetically sealed inside a common housing.
Disorders are eliminated seal, the motors can be calculated specifically for the burden they have to operate, and the resulting design is compact, economical, efficient and basically maintenance free. Stator covered heads, bottom plates and are removable covers Carter allowing easy access for repair in case of deterioration in the compressor.
Moto-hermetic compressor.
It was developed in an effort to achieve a reduction in size and cost and is widely used in low power equipment unit. As in the case of semi-hermetic motor-compressor, the electric motor is mounted directly on the crankshaft of the compressor, but the body is a metal housing sealed with solder. In esti type compressors can not be carried out interior repairs since the only way is to cut open the casing of the compressor.
Compressor speed.
The first models of compressors designed to operate at relatively low speeds, well below 1000 rpm. To use the electric motors standard four-pole introduced the operation of the hermetic motor compressor and semi-hermetic at 1750 rpm (1450 rpm at 50 cycles).
The growing demand for air conditioning equipment more compact and lighter weight has forced the development of motor-hermetic compressors with two-pole motor operating at 3500 rpm (2900 rpm at 50 cycles).
Specialized applications for air conditioning in aircraft, automobiles and military equipment, use of higher speed compressors, although commercial application for normal domestic electricity supply 60 cycles existing generally limits the speed of the compressor to the currently available 1750 and 3500 rpm.
Higher speeds produce lubrication problems and duration. And these factors, as well as cost, size and weight must be considered in the design and implementation of the compressor.
Basic Operation
When the piston moves down in the suction stroke the pressure is reduced in the cylinder. And when the cylinder pressure is lower than the compressor suction line pressure difference drives the opening of the suction valves and forces the refrigerant vapor to flow into the cylinder.
When the piston reaches the end of his career and starts sucking up (compression stroke) creates a pressure in the cylinder forcing the closure of the suction valves. The pressure in the cylinder continues to rise as the cylinder moves upwards compressing the vapor trapped in the cylinder. Once the cylinder pressure is greater than the pressure in the discharge line of the compressor, the discharge valves are opened and the compressed gas flows into the discharge pipe and the condenser.
When the piston begins its downward stroke the pressure reduction allows to close the discharge valve, given the high condenser pressure and the discharge conduit, and the cycle repeats.
During each revolution of the crankshaft occurs a suction stroke and a compression of each piston. So that the motor-compressors of 1750 to 1750 rpm occur complete cycles of suction and compression in each cylinder during each minute. At 3500 rpm compressors have 3500 full cycles per minute.
Valves in the compressor
Most of the reciprocating compressor valves are of the tongue and must be properly positioned to prevent leakage. The smallest fragment of foreign material or corrosion under the valve result in leaks and extreme care should be taken to protect the compressor against contamination.
Compressor displacement
Displacement of a reciprocating compressor is the volume displaced by the pistons. The extent of displacement depends on the manufacturer, for example, Copeland is published in cubic meters per hour and cubic feet per hour but some manufacturers published in cubic inches per revolution or cubic feet per minute.
No hay comentarios:
Publicar un comentario