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Chiller con Compresor de Pistón

El uso del chiller con compresor de pistón, es cada vez menos frecuente, en plantas de agua helada de alta eficiencia.

Sin embargo aún podemos encontrarnos con estas enfriadoras, sobre todo en equipos de baja capacidad, y en algunas instalaciones de carga térmica media de cierta antigüedad.

FUNCIONAMIENTO DEL CHILLER CON COMPRESOR DE PISTÓN

¿Cómo funciona el compresor reciprocante?

  1. El chiller con compresor de pistón, trabaja con un ciclo de refrigeración a compresión convencional.
  2. El vapor de refrigerante, es comprimido por un pistón que está ubicado dentro de un cilindro.
  3. Una fina capa de aceite, evita que el vapor refrigerante se escape de la cámara de compresión, además de lubricar el sistema, y disminuir el roce.
  4. El pistón, está conectado al cigüeñal mediante la biela.
  5. Como el cigüeñal gira, hace que el pistón se desplace hacia adelante, y hacia atrás dentro del cilindro.
  6. Este movimiento alternativo, se utiliza para atraer vapor de refrigerante al cilindro, comprimirlo y descargarlo al condensador del chiller.
  7. El compresor de pistón, Posee un par de válvulas, una de succión y otra de descarga.
  8. Estas válvulas, se utilizan para atrapar el vapor de refrigerante dentro del cilindro.
  9. Durante la carrera de admisión del compresor, el pistón se aleja de la válvula de descarga, y crea un efecto de vacío, reduciendo la presión dentro del cilindro por debajo de la presión del evaporador del chiller.
  10. Dado que la presión dentro del cilindro, es menor que la presión del refrigerante en el lado de succión del compresor, la válvula de succión se abre a la fuerza, y ​​el vapor de refrigerante se introduce en el cilindro.
  11. Durante la carrera de compresión, el pistón invierte su dirección, y se desplaza hacia la válvula de descarga, comprimiendo el refrigerante, y aumentando la presión dentro del cilindro.
  12. A medida que el pistón, continúa desplazándose hacia la válvula de descarga, el refrigerante se comprime, aumentando la presión dentro del cilindro.
  13. Al superar la presión dentro del cilindro, a la presión del condensador del chiller, la válvula de escape abre, y deja salir el refrigerante comprimido, hacia el condensador.
Chiller con compresor de piston

¿Cómo se regula la capacidad de los chillers de pistón?

Ahora veamos cómo se puede controlar el compresor de pistón, en aplicaciones de refrigeración industrial.

  1. Cuando la carga de enfriamiento del chiller, es menor a la de diseño, o la temperatura del ambiente exterior es baja, entonces en ese momento, se debe regular la capacidad del compresor de pistón.
  2. Al no realizar una acción de control, el compresor de pistón, queda operando a una temperatura más baja de evaporación, lo que puede producir congelamiento del agua, que pasa por el evaporador del chiler.
  3. La temperatura del evaporador, durante condiciones de carga parcial, se reduce a medida que la velocidad a la que el compresor, succiona el vapor refrigerante, excede la tasa de vaporización en el evaporador.
  4. Hay chillers con compresor de pistón, que Cuando la presión del evaporador, cae por debajo de un valor predeterminado, se abre una válvula de derivación de gas caliente ubicada en la zona de descarga del compresor.
  5. La derivación de gas caliente, al lado de succión, es un método eficaz para controlar la capacidad, donde parte del refrigerante de descarga, fluye de regreso al lado de succión del compresor, sin recorrer el circuito, para simular una carga térmica, y completar la carga nominal de diseño del compresor del chiller.
  6. Aunque con este método, la capacidad del compresor se puede regular bastante de cerca, este método adolece de algunas desventajas, como poca o ninguna Reducción del consumo de energía del compresor, con refrigeración reducida.
  7. Esta técnica debe desarrollarse correctamente, porque puede producir sobrecalentamiento excesivo del gas de succión, que resulta en sobrecalentamiento de los compresores.
  8. El sobrecalentamiento del compresor, se puede reducir enviando el gas de derivación caliente a la entrada del evaporador.
  9. Además el gas caliente a la entrada del evaporador, mantiene la velocidad del refrigerante suficientemente alta en este punto, para que el aceite regrese al compresor.
  10. La mayoría de los compresores alternativos grandes, por encima de 10 toneladas o 35 kW, están equipados con descargadores de cilindros.
  11. Los Descargadores, se utilizan para adaptar la capacidad de caudal de refrigerante del compresor, a la requerida por la aplicación.
  12. La regulación se logra, con la progresiva desactivación y activación, del paso de refrigerante, a la cámara de compresión del compresor de pistón.
  13. En respuesta a una carga decreciente, un controlador electrónico envía una corriente eléctrica para activar una solenoide.
  14. Esta válvula solenoide, desvía el vapor refrigerante presurizado de descarga del compresor, a la parte superior para cerrar y cortar el flujo de vapor de refrigerante, a la succión del cilindro.
  15. A pesar de que el pistón, continúa viajando hacia adelante y hacia atrás dentro de este cilindro, ya no realiza compresión, ya que no puede absorber vapor de refrigerante.

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