Las principales razones para el sobrecalentamiento de la temperatura de escape del compresor son las siguientes: alta temperatura del aire de retorno, gran capacidad de calentamiento del motor, alta relación de compresión, alta presión de condensación y selección inadecuada del refrigerante.
1. Temperatura del aire de retorno
La temperatura del aire de retorno es relativa a la temperatura de evaporación. Para evitar el reflujo de líquido, las tuberías de aire de retorno generalmente requieren un sobrecalentamiento de 20 °C. Si la tubería de aire de retorno no está bien aislada, el sobrecalentamiento superará con creces los 20 °C.
Cuanto mayor sea la temperatura del aire de retorno, mayores serán las temperaturas de succión y escape del cilindro. Por cada 1 °C de aumento en la temperatura del aire de retorno, aumentará la temperatura del escape.
2. Calentamiento del motor
En los compresores de enfriamiento de aire de retorno, el vapor de refrigerante es calentado por el motor cuando fluye a través de la cavidad del motor y la temperatura de succión del cilindro aumenta nuevamente.
El calor generado por el motor se ve afectado por la potencia y la eficiencia, mientras que el consumo de energía está estrechamente relacionado con el desplazamiento, la eficiencia volumétrica, las condiciones de trabajo, la resistencia a la fricción, etc.
En los compresores semiherméticos refrigerados por aire de retorno, el aumento de temperatura del refrigerante en la cavidad del motor oscila entre 15 °C y 45 °C. En los compresores refrigerados por aire, el sistema de refrigeración no pasa por los devanados, por lo que no hay problema de calentamiento del motor.
3. La relación de compresión es demasiado alta
La temperatura del escape se ve muy afectada por la relación de compresión. Cuanto mayor sea la relación de compresión, mayor será la temperatura del escape. Reducir la relación de compresión puede reducir significativamente la temperatura del escape al aumentar la presión de succión y disminuir la presión del escape.
La presión de succión se determina por la presión de evaporación y la resistencia de la línea de succión. Aumentar la temperatura de evaporación puede aumentar eficazmente la presión de succión, reducir rápidamente la relación de compresión y, por lo tanto, la temperatura del escape.
La práctica demuestra que reducir la temperatura de escape aumentando la presión de succión es más simple y más efectivo que otros métodos.
La principal causa de una presión de escape excesiva es una presión de condensación demasiado alta. Un área de refrigeración insuficiente del condensador, la acumulación de incrustaciones, un volumen insuficiente de aire o agua de refrigeración, una temperatura demasiado alta del agua o del aire de refrigeración, etc., pueden provocar una presión de condensación excesiva. Es fundamental seleccionar el área de condensación adecuada y mantener un flujo suficiente del refrigerante.
Los compresores de alta temperatura y de aire acondicionado están diseñados para funcionar con una baja relación de compresión. Tras su uso en refrigeración, la relación de compresión aumenta exponencialmente, la temperatura de escape es muy alta y el sistema de refrigeración no puede mantener el ritmo, lo que provoca sobrecalentamiento. Por lo tanto, evite usar el compresor fuera de su rango y hágalo funcionar por debajo de la relación de compresión mínima posible. En algunos sistemas criogénicos, el sobrecalentamiento es la principal causa de fallo del compresor.
4. Antiexpansión y mezcla de gases
Tras el inicio de la carrera de succión, el gas a alta presión atrapado en el espacio libre del cilindro se descomprime. Tras la descompresión, la presión del gas vuelve a la presión de succión, y la energía consumida para comprimir esta parte del gas se pierde durante la descompresión. Cuanto menor sea el espacio libre, menor será el consumo de energía causado por la antiexpansión, por un lado, y mayor será el volumen de succión, por otro, lo que aumenta considerablemente la eficiencia energética del compresor.
Durante el proceso de desexpansión, el gas entra en contacto con las superficies de alta temperatura de la placa de la válvula, la parte superior del pistón y la parte superior del cilindro para absorber calor, por lo que la temperatura del gas no descenderá a la temperatura de succión al final de la desexpansión.
Tras completar la antiexpansión, comienza el proceso de inhalación. Tras entrar el gas en el cilindro, por un lado, se mezcla con el gas antiexpansivo y la temperatura aumenta; por otro, el gas mezclado absorbe calor de la superficie de la pared y se calienta. Por lo tanto, la temperatura del gas al inicio del proceso de compresión es superior a la temperatura de succión. Sin embargo, dado que los procesos de desexpansión y succión son muy cortos, el aumento de temperatura real es muy limitado, generalmente inferior a 5 °C.
La antiexpansión se debe a la holgura del cilindro y es una deficiencia inevitable de los compresores de pistón tradicionales. Si no se puede descargar el gas del orificio de ventilación de la placa de válvulas, se producirá una expansión inversa.
5. Aumento de la temperatura de compresión y tipo de refrigerante
Cada refrigerante posee propiedades termofísicas diferentes, y la temperatura de los gases de escape aumentará de forma distinta tras el mismo proceso de compresión. Por lo tanto, para diferentes temperaturas de refrigeración, se deben seleccionar refrigerantes diferentes.
6. Conclusiones y sugerencias
Cuando el compresor funciona normalmente dentro del rango de uso, no debe haber fenómenos de sobrecalentamiento, como altas temperaturas del motor o del vapor de escape. El sobrecalentamiento del compresor es una señal de falla importante que indica un problema grave en el sistema de refrigeración o un uso y mantenimiento inadecuados del compresor.
Si la causa principal del sobrecalentamiento del compresor reside en el sistema de refrigeración, el problema solo se puede solucionar mejorando el diseño y el mantenimiento del sistema. Reemplazar un compresor nuevo no puede eliminar por completo el problema del sobrecalentamiento.
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Hora de publicación: 13 de marzo de 2024