Metepec, Estado de México, a 2 de Septiembre de 2014

Ingeniería Electromecánica.

Refrigeración y aire acondicionado Unidad 1.

Practica No. 1:

Identificación de terminales y arranque de compresores herméticos.

INTEGRANTES DEL EQUIPO B4:

García Hurtado Gerson Alan

Ordoñez Díaz Guillermo Eduardo

Martínez Valdez Juan Daniel

Profesor: Ing. Castro Zamora Ignacio

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TOLUCA

DGESTSNESTSEP

Índice.1.- Introducción

2.- Objetivo General

3.- Marco Teórico

3.1.- Definición de compresor

3.2 Función del compresor

3.3 Ciclo frigorífico de compresión

3.4 Constitución de un compresor

3.5 Compresor alternativo3.5.1 Clasificación de compresores alternativos

3.5.1.1Compresor Hermético 3.5.1.2 Compresor semi hermético3.5.1.3 Compresor abierto

3.6 Conexiones de los compresores

3.7 Capacitor de Arranque en Compresores

3.8 Diagramas Eléctricos de un compresor

3.9 Fallas del compresor

3.10 Detección de la Bobina del Motor del Compresor Abierta o Quemada

3.11 Procedimiento Para Cambiar el Compresor

3.12 Carga de Refrigerante.

3.13 Aceite Lubricante del Compresor

3.14 Catalogo de compresores herméticos

4.- Desarrollo

5.- Recomendaciones

6.- Conclusiones

7.- Bibliografía

1.- Introducción

Se sabe que los equipos de refrigeración, aire acondicionado, deshumidificadores, entre otros emplean el ciclo frigorífico de compresión para producir frío, y prácticamente todos ellos tienen un moto compresor hermético que además de ser la parte más cara del equipo es la que realiza si no todo, gran parte del consumo energético.

Un sistema de refrigeración tiene varios componentes que le permiten funcionar. Uno de los más importantes es el compresor, que controla la regulación de refrigerante en la unidad. Cuando los compresores funcionan, permiten que los alimentos se conserven a temperaturas de refrigeración seguras hasta que estén listos para usarse. Hay varios tipos de compresores que se usan para diferentes tipos de sistemas de refrigeración, desde las unidades caseras hasta los ambientes de producción a gran escala

Al prepararte para solucionar los problemas o probar los circuitos del compresor del refrigerador, la identificación de las terminarles del cableado de encendido y de marcha es de suma importancia. Los fabricantes colocan usualmente códigos de color en el cableado de dichas terminales del compresor en sus productos, pero si un esquema no está disponible puede ser identificado por su ubicación en la terminal del compresor.

2.- Objetivo General

Identificar los devanados (Devanado de arranque, devanado de Trabajo) que componen un compresor, así como también conocer su funcionamiento a la hora de operar el compresor.

Conocer si el compresor debe o no ser arrancado con un capacitor

Conocer e identificar las partes que componen un compresor

3.- Marco Teórico

Los compresores herméticos se diseñan para ser empleados en ciclos de refrigeración por compresión de vapor y se clasifican de acuerdo con la presión correspondiente a la gama de temperaturas de evaporación en la cual el compresor funciona, dentro de la categoría de aplicación de alta, media y baja presión.

Como el trabajo de estos motores cerrados (frecuentes paradas y puestas en marcha) es distinto al normal, no suelen clasificarse por su potencia de régimen permanente, sino por las intensidades de arranque y de plena carga.

 Estos motores pueden trabajar con mayores temperaturas de régimen pero sin llegar a superar la máxima temperatura admitida a las condiciones de diseño. 

“El condensador y evaporador son intercambiadores de calor, y pueden llevar asociado un ventilador para forzar el paso de aire a través de ellos”.

3.1.- Definición de compresor

Consiste en forzar mecánicamente la circulación de un fluido en un circuito cerrado creando zonas de alta y baja presión con el propósito de que el fluido absorba calor en un lugar y lo disipe en el otro.El proceso de refrigeración implica un circuito cerrado, y al refrigerante no se le deja expansionar al aire libre.

Cuando el refrigerante va hacia el evaporador, éste es alimentado por un tanque. La presión en el tanque será alta, hasta que su presión se iguale a la del evaporador. Por esto la circulación del refrigerante cesará y la temperatura tanto en el tanque como en el evaporador se elevará gradualmente hasta alcanzar la temperatura ambiente.

Para mantener una presión menor y con esto una temperatura más baja, es necesario sacar el vapor del evaporador. Esto lo realiza el compresor el cual lo aspira. En términos sencillos, el compresor se puede comparar a una bomba que transporta vapor en el circuito del refrigerante.

3.2 Función del compresor

Los compresores administran la distribución del refrigerante, absorbiendo energía de las áreas frías y transfiriéndola a áreas más calientes dentro de la unidad. Los compresores alternan el refrigerante de vapor de baja a alta presión, alternando el enfriamiento usando un sistema de dos etapas para mantener los artículos fríos a una temperatura mientras se mantienen los artículos congelados en el área de alta presión. Los compresores se clasifican como abiertos o sellados. Los compresores abiertos se usan para aplicaciones grandes como los que se usan en instalaciones de producción y tienen un motor eléctrico externo. Los compresores sellados herméticamente están encerrados dentro de la unidad, lo que es ideal para los aparatos caseros.

3.3 Ciclo frigorífico de compresión

El método de producción de frío en las máquinas de fluidos condensables está basado en los cambios de estado (líquido-gas y gas-líquido) de una sustancia (fluido refrigerante) en un circuito cerrado. Para ello se aprovecha la cualidad que presentan los fluidos, (proceso Termodinámico). La temperatura necesaria para producir el cambio de estado del fluido Refrigerante, dependerá de la presión a la que los fluidos se encuentren dentro de las condiciones de operación; es decir a baja presión la temperatura es baja, y si se eleva la presión, la temperatura aumenta.El motivo de aprovechar los cambios de estado es porque los calores latentes (cambio de estado) son mayores que los calores sensibles (cambio de temperatura), con la consiguiente disminución de la cantidad de fluido refrigerante y la capacidad de los equipos frigoríficos.

El modo de obtención de frío con este sistema describe un ciclo teórico que podemos resumir de la siguiente manera:

• Se comprime el refrigerante en estado gaseoso mediante un compresor, de modo que se eleva la presión y temperatura del gas.• Se hace circular el fluido (gas) por un condensador, en él se condensa el refrigerante a presión constante (líquido), cediendo calor al medio exterior, normalmente aire o agua.• Se pasa el líquido refrigerante por una etapa de expansión donde pierde

presión y temperatura evaporándose una pequeña fracción del líquido.• El refrigerante con bajas temperaturas y presión se pasa por un evaporador en el que el refrigerante se evapora (gas), absorbiendo calor del medio exterior y logrando así el efecto frigorífico deseado.• Finalmente se vuelve a comprimir el gas, reiniciando el ciclo.

3.4 Constitución de un compresor

3.5 Compresor alternativo

Este compresor es el más económico y antiguo; es una máquina que utiliza mitad del ciclo de giro para succionar el gas refrigerante y la otra mitad del periodo para comprimir, por variación de volumen de la cámara, la descarga es pulsante provocando un alto nivel de ruido y vibración característica.

Es válido hacer una analogía con el funcionamiento de un motor de combustión interna, ya que se el ingreso del aire (mezcla con nafta), Luego la compresión, (descartamos la explosión y expansión) y luego el escape o fuga de fluido a mayor presión.

3.5.1 Clasificación de compresores alternativos

3.5.1.1 Compresor Hermético

Este fue desarrollado para lograr una disminución de tamaño y costo, es ampliamente utilizado en equipo unitario de baja potencia. En este caso, el motor eléctrico se encuentra montado directamente en el cigüeñal del compresor, pero el cuerpo es una carcasa metálica sellada por soldadura. Estos compresores en caso de avería, son reemplazados debido a la inaccesibilidad por el tipo de fabricación. La aplicación de estos compresores va desde pequeñas potencias como heladeras, equipo comerciales, pasando por aires acondicionados domésticos de distintas potencias hasta pequeñas plantas enfriadoras de potencias considerables.

3.5.1.2 Compresor semi hermético

Compresor semihermético, en el que el motor se encuentra fuera del flujo del gas de aspiración. El motor es refrigerado mediante ventiladores externos y flujo de aire definido, gracias a ellos, en la parte de la compresión también se produce un nivel de temperatura relativamente bajo.

Se alcanza un máximo de seguridad incluso si a pesar de la segura protección, el motor se llegará a quemar, se impediría la contaminación, del circuito de frío gracias a un sistema de seguridad que lleva instalado.

3.5.1.3 Compresor abierto

Su principal singularidad es que el motor y compresor van separados. 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, normalmente por transmisión a través de correas a un motor. Tiene un sello en torno del cigüeñal que evita la pérdida de refrigerante y aceite del compresor.

Como desventajas podemos citar su mayor peso, costo superior, mayor tamaño, vulnerabilidad a pérdidas de los sellos, ruido excesivo y corta vida de ciertos elementos.

3.6 Conexiones de los compresores

Los dibujos mostrados a continuación, muestran la posición de las conexiones de los compresores de acuerdo al modelo

3.7 Capacitor de Arranque en Compresores

Los compresores modelos EM’s fueron diseñados para funcionar sin capacitor de arranque. En caso de ser necesario el uso de un capacitor, bastará retirar el puente eléctrico entre las terminales 3 y 4, y conectar en estas terminales las terminales del capacitor de arranque, de acuerdo a la figura mostrada a continuación

3.8 Diagramas Eléctricos de un compresor

3.9 Fallas del compresor

El compresor que se utiliza en refrigeración doméstica es un equipo desechable por lo tanto en el mercado no se encuentran partes para sustituir las partes averiadas. Hay algunos casos como son las empaquetaduras, compresor pegado por falta de uso etc., que se pueden reparar.

Cuando la presión del compresor no es la óptima puede deberse únicamente a que algún empaque interno está en mal estado, siendo así se puede proceder a abrir la unidad, revisar fugas y cambiar el empaque averiado. La falta de presión también se puede deber a la presencia de alguna partícula extraña en las válvulas, en este caso se procede a limpiar muy bien las dos válvulas, si el problema no se resuelve con esto, quiere decir que la falla puede estar en el pistón, la biela, la excéntrica etc. Casos en los cuales no se puede reparar por ausencia de estos repuestos.

Cuando el compresor por falta de uso se ha pegado, antes de abrirlo se puede probar conectándolo a un voltaje de 220 voltios por espacio de algunos segundos únicamente, si el compresor no ha despegado se puede abrir y manualmente despegarlo.

Si la falla es en el motor eléctrico ya sea recalentado o quemado lo mejor es reemplazarlo y no rebobinarlo. Una vez corregido estos defectos o en el caso extremo de tener que cambiar la unidad se debe acoplar y soldar muy bien las uniones un los tubos y proceder a cargar refrigerante.

3.10 Detección de la Bobina del Motor del Compresor Abierta o Quemada

Con el auxilio de un Ohmímetro, mida las resistencias de las bobinas principal y auxiliar. La resistencia puede variar más o menos 8 %. En caso de no contar con un Ohmímetro, auxíliese de una lámpara, para verificar si existe interrupción de las bobinas del motor. Coloque una de las puntas de prueba en la terminal común del compresor y la otra en la terminal de la bobina principal o auxiliar. Si en cualquiera de los casos, la lámpara no se enciende, sustituya el compresor.

3.11 Procedimiento Para Cambiar el Compresor

Antes de iniciar el cambio del compresor, se debe asegurar la disponibilidad de un modelo de compresor con las características idénticas al del sistema original, con fluido refrigerante y filtro deshidratador compatible, además de las herramientas y equipos apropiados. Una de las herramientas importantes en el cambio de un compresor es la bomba de vacío la cual, debe ser de 1.2 CFM (pies cúbicos por minuto) o mayor.

3.12 Carga de Refrigerante.

Nunca use el nuevo compresor como bomba de vacío ya que puede absorber suciedad y humedad de la tubería, lo que comprometerá su funcionamiento y su vida útil. Aplique un vacío de 500 micrones (29.90 pulgadas de mercurio) y nunca con un tiempo menor a los 20 minutos en este nivel. Nunca use alcohol u otros derivados como solventes. Estos productos provocan corrosión en la tubería, en las partes metálicas del compresor y tornan los materiales eléctricos aislantes quebradizos.

Al cargar refrigerante, recuerde que la mayoría de los sistemas de refrigeración domésticas trabajan con poca cantidad de fluido refrigerante (menor a 350 gramos) y utilizan el tubo capilar como elemento de control.

3.13 Aceite Lubricante del Compresor

La cantidad de aceite dentro de cada compresor Bohn Embraco salido de fábrica es más que suficiente para muchos años de operación. Completar el nivel, lo que frecuentemente se hace, es una práctica altamente perjudicial, para el compresor.

Recuerde que al cambiar el aceite de un compresor aproximadamente 60 ml se quedan dentro del compresor y otro tanto en el sistema.

La viscosidad de un aceite para compresores con R-12 es ISO-32 (150 SSU) y para los modelos con R-134a, es ISO-22 (100 SSU). En el caso de compresores con R- 12, la mezcla entre ellos da como resultado la disminución de la vida del compresor y también aumenta de forma

significante el consumo de energía y el nivel de ruido ya que, el exceso de aceite grueso (más viscoso) actúa como un freno.

Para el caso de los compresores con R-134a, el daño es más mayor y más inmediato ya que el aceite éster es altamente higroscópico, el aceite éster absorberá mucha humedad con la mezcla y como ya sabemos el agua es un veneno para cualquier compresor.

3.14 Catalogo de compresores herméticos

4.-Desarrollo

En esta práctica se identificaron las terminales de un compresor, para esto no auxiliamos de un multímetro, así como los componentes que integran al compresor.

Para esto primero identificamos las partes del compresor así, con esto supimos cuál era la admisión y la descarga del gas refrigerante.

Ya identificadas las partes, procedimos a medir la resistencia de los devanados del motor compresor, haciendo las mediciones con un multímetro.

Los datos arrojados fueron los siguientes:

Entre el cable de color rojo y el cable de color negro nos dio una resistencia de 3.6 ohm.

Entre el cable de color blanco y el cable de color negro, nos dio una resistencia de 18 ohm.

Entre el cable de color rojo y el cable de color blanco, no dio una resistencia de 22 ohm.

Con estos datos concluimos que el cable de color negro es el punto común (PC) del motor del compresor.

El cable de color color rojo, es el punto de trabajo (PT), pues en este nos daba menor resistencia que el cable de color blanco. El cable electromágento de este devanado es de mayor diámetro respecto al cable del devanado de arranque.

Por lo tanto el cable de color blanco, es el punto de arranque (PA), pues este nos daba mayor resistencia que el cable de color rojo. El cable electromágneto de este devanado es de menor diámetro respecto al cable del devanado de trabajo.

Por lo tanto:

PT vs PC=3.6 ohm

PA vs PC=18ohm

PA vs PT=22Ohm

Entonces

PT<PA O BT<BA

También se sabe:

Menor diámetro del cable da mayor resistencia u oposición del flujo.

Mayor diámetro del cable da menor resistencia u oposición del flujo.

Después de identificar las terminales del compresor, intentamos hacer funcionar el compresor de la siguiente manera.

Verificamos que la fuente de energía, estuviera energizada, es decir medimos el voltaje con un multímetro asegurando que tuviera ∞127 volts (Corriente alterna)

Al verificar la alimentación no aseguramos que si teníamos energía así que nos dispusimos a conectar, un interruptor de fusibles, teniendo en cuenta que los fusibles no estuvieran quemados.

Después que verificáramos la alimentación procedimos a conectar, empezando por la terminal de punto común al Neutro de la fuente.

Después la línea o fase de la alimentación debe permanecer conectada por un tiempo corto al devanado de arranque o terminal de arranque, pues este tiene mayor

oposición al flujo de la corriente. Al pasar este tiempo, se debe conectar a la terminal de Trabajo y así el compresor trabajara de manera efectiva y adecuada.

Si no trabaja el compresor puede deberse a 2 situaciones:

Nuestra conexión está mal o no tenemos energía eléctrica. El compresor es de una potencia mayor a medio caballo,

así que puede necesitar un capacitador para su arranque.

Con esto se dio fin a la práctica dejándonos grandes conocimientos de la operación e identificación de los compresores.

Potencia del Capacitor

compresor¾ Si

½ Si

¼ No

1/6 No

1/8 No

5.- Recomendaciones.

Si un compresor está experimentando un arranque dificultoso, puede haber un problema de continuidad en los devanados.

Cuando el compresor no funciona correctamente, el gas no se comprime y su temperatura no cae cuando llega a la válvula de expansión

Para asegurar una larga vida útil de compresor deben evitarse las condiciones de funcionamiento fuera de diseño que conducen a una descomposición térmica de los materiales utilizados en el compresor.Algunos materiales utilizados que afectan la vida útil de compresor son los siguientes: Gas Refrigerante, tipo de aceite y los materiales para el aislamiento del motor.

Se debe tener cuidado al revisar la mediciones de las resistencias de los devanados del compresor, si se tiene una lectura de resistencia infinita en un devanado, quiere decir que un devanado está en abierto, lo que indica que el compresor deberá ser remplazado.

6.- Conclusiones

Esta práctica nos sirvió a identificar y operar un compresor, así como también conocer el funcionamiento del mismo.

Para operar un compresor se necesita conocer e identificar las terminales, pues estas son muy importantes para que el compresor realice sus funciones.

Algunos compresores necesitan la ayuda de un capacitor para arrancar, pues demandan mucha potencia, este capacitor debe ir conectado en el devanado de arranque, así el compresor empezara a funcionar y realizar sus actividades de succión y descarga del gas refrigerante.

7.- Bibliografía

REFRIGERACION INDUSTRIAL W. Stoecker: “Industrial Refrigeration Handbook”

REFRIGERACIÓN COMERCIAL PARA TÉCNICOS DE AIRE ACONDICIONADO, By Dick Wirz

http://www.ehowenespanol.com/revisar-resistencia-bobinados-compresor-como_78442/

http://www.mundohvacr.com.mx/ mundo/ 2007/11/el-compresor-parte-fundamental-en-los-sistemas-de-refrigeracion/

Anexo

Catalogo compresores

Refrigeración componentes