Diseño del compresor y accesorios
Diseño del compresor y clasificación de la potencia
Hay que considerar precisamente la potencia necesaria cuando se diseña la batería de compresores en paralelo:
- Consumo necesario a carga máxima (condiciones de diseño)
- Consumo necesario a carga mínima (funcionamiento durante la noche, funcionamiento fuera de las horas de apertura, p. ej. en supermercados, necesidad frigorífica reducida y temperatura de condensación baja con bajas temperaturas al exterior, etc.)
- Número de evaporadores operados simultáneamente
Dado que cada evaporador tiene un efecto distinto sobre la carga total, eventualmente hay que ponderar las cargas individuales en función de su contribución a la carga total durante un determinado tiempo de funcionamiento. Con una regulación inteligente, sin embargo, es posible distribuir las cargas de modo que la necesidad frigorífica no cambie drásticamente.
La mejor precisión de regulación se obtiene si la batería puede suministrar la necesidad frigorífica variando continuamente la potencia frigorífica entre mínimo y máximo. Un rango de regulación escaso y considerables cambios de carga y potencia causan una instabilidad del sistema completo. Los compresores con velocidad de giro regulada o regulación mecánica de potencia de graduación fina (p. ej. CRII) son útiles para una regulación estable del proceso siempre que el rango de regulación de por lo menos un compresor pueda asegurar las interrupciones de la potencia causadas durante el arranque y la parada de otros compresores.
VsC: Compresor con velocidad de giro variable
FsC: Compresor con velocidad de giro fija
CF: Precisión de regulación en %
Para obtener más información acerca de la selección óptima de compresores y su regulación de potencia, véase "ASERCOM Guidelines for the design of multiple compressor racks using frequency inverters" (guía para el diseño de baterías de compresores utilizando variadores de frecuencia) (capítulo 2).
Instalaciones frigoríficas de varias etapas
Una regulación de potencia es imprescindible para instalaciones frigoríficas modernas, en particular, para refrigerantes con altos volúmenes de aspiración y potencias frigoríficas volumétricas. Los objetivos son los siguientes:
- Cubrir también cargas mínimas bajas, preferiblemente sin conexión/desconexión
- Una alta precisión de regulación (CF) con mínimos cambios de potencia por etapa
- Reducción de costes, p. ej. por medio de una mayor potencia con un número inferior de compresores
- Poca diversidad de compresores utilizados
- Seguridad de funcionamiento
A veces los requerimientos opuestos producen etapas de carga con muchos ciclos de conexión/desconexión y condiciones de funcionamiento inestables (fluctuantes) causados por la baja precisión de regulación. Esto puede causar un rendimiento reducido, operación en mojado, circuito de regulación inestable, condiciones de funcionamiento desfavorables para los compresores, mala regulación de temperatura e inferior calidad del producto.
Adicionalmente al ejemplo arriba mencionado de una instalación frigorífica de una etapa puede ser útil calcular la precisión de regulación de una instalación frigorífica de varias etapas (refrigeración normal y a baja temperatura) según el método siguiente: Tiene en cuenta la tendencia del sector que cada vez se utilizan menos compresores en cada grupo de aspiración o etapa de temperatura, y debe combinar los requerimientos opuestos: Alta precisión de regulación, inclusión de medios de carga mínimos y evaluación de la instalación completa. Esto se alcanza evaluando la etapa de baja refrigeración (LT) y la carga mínima de la etapa de refrigeración normal (MT) por separado.
QVsC máx: Potencia frigorífica del compresor con velocidad de giro regulada a máxima velocidad de giro
QVsC mín: Potencia frigorífica del compresor con velocidad de giro regulada a mínima velocidad de giro
QFsC: Mínima potencia frigorífica del compresor con velocidad de giro fija (si fuera necesario, considerando la regulación de potencia)
nom: potencia nominal bajo condiciones de diseño
mín: carga mínima bajo condiciones de diseño
En el primer paso (fórmula 1 y 3) se calculan los factores de regulación para la etapa de refrigeración normal (MT) y la etapa de refrigeración a baja temperatura (LT) (véase la descripción en la guía de ASERCOM.
Adicionalmente, en la fórmula 2, se calcula la capacidad de cubrir la carga mínima de la etapa de refrigeración normal. Para ello se asumen condiciones estándar sin carga de refrigeración a baja temperatura (es decir, únicamente refrigeración normal; el compresor de la etapa de refrigeración a baja temperatura está - matemáticamente - desconectado).
En el último paso (fórmula 4) se calcula CFsistema como suma de las CF individuales.
La evaluación final distingue 5 categorías de precisión de regulación CF:
Precisión de regulación CF | Evaluación |
|---|---|
CF ≥ 3 | excelente |
3 > CF ≥ 2,5 | bien |
2,5 > CF ≥ 1,95 | aceptable |
1,95 > CF ≥ 1,55 | desfavorable |
CF < 1,55 | inaceptable |
Este cálculo de la CF también se puede utilizar si ningún compresor tiene regulación de potencia. En este caso, el término correspondiente tiene valor cero, reduciendo considerablemente la precisión de regulación CFsistema total.
Compresores en tándem
El compresor en tándem es la versión más simple de una batería de compresores en paralelo. Gracias a la cámara de aspiración conjunta de gran volumen se garantiza normalmente una distribución homogénea del aceite. Para un óptimo suministro de aceite y una larga duración de vida, sin embargo, debería preverse generalmente un mando con cambio automático de la carga base que también garantiza una vida útil mínima adecuada de los dos compresores. Un funcionamiento de corto tiempo aumenta la expulsión de aceite y reduce la vida útil.
Una adaptación de potencia detallada es posible activando y desactivando los dos compresores en combinación con reguladores de potencia (parada del cilindro – CRII). Una alternativa es la regulación de la velocidad en un lado de compresor (solo). En este caso, también, se recomienda la conmutación de la carga base, en la que el variador de frecuencia debería asignarse alternadamente al compresor de carga base mediante conmutación eléctrica.
Refrigeración adicional
En baterías, los compresores y condensadores frecuentemente están instalados separados entre sí. Dependiendo de las condiciones puede ser necesaria una refrigeración adicional (véanse los límites de aplicación):
- de aire (ventilador adicional)
- y/o inyección de refrigerante regulada electrónicamente (RI)
- o agua (tapas de cilindros refrigerados por agua en compresores 4JE .. 4FE , 6JE .. 6FE).
Cuando se para un compresor también hay que desactivar su refrigeración adicional. Para el ventilador se hace mediante un acoplamiento simple de contactor de compresor y ventilador. Cuando se utiliza un módulo de compresor electrónico CM-RC, el ventilador adicional se controla en función de la temperatura del gas de descarga según sea necesario. Una válvula solenoide que cierra el flujo de agua cuando está parado el compresor debe estar conectada anterior a la tapa de cilindros refrigerada por agua. Una refrigeración adicional permanentemente activada aumenta el riesgo de una condensación de refrigerante en la tapa de cilindros y reduce el efecto de la resistencia de aceite. Puede causar una fuerte acumulación de refrigerante en el aceite.