Compresoare scroll DANFOSS / Danemarca

Compresoarele scroll sunt larg răspândite în instalaţiile de aer condiţionat (aplicaţia lor clasică este chillerul). Compresoarele scroll câştigă de asemenea un segment tot mai mare pe piaţă în sectorul pompelor de căldură. Cu toate acestea, compresoarele scroll sunt foarte adecvate şi pentru aplicaţii de refrigerare.

Construcţie şi funcţionare

La compresoarele scroll de la Danfoss, axul de antrenare este dispus vertical. Setul scroll este amplasat deasupra lui. Acest set scroll cuprinde un scroll fix şi unul mobil. Aceste două scroll-uri sunt intercalate între ele, comprimând agentul frigorific prin intermediul unei mişcări orbitale, dinspre partea exterioară a setului scroll către mijloc. Conform acestui principiu, există diferite stadii de comprimare („pungi” de diferite dimensiuni unde are loc comprimarea) în orice punct al procesului de comprimare. Comparativ cu compresoarele cu piston, compresoarele scroll refulează cantităţi de agent frigorific mai mici şi mai frecvent. Aceasta conduce la impulsuri reduse. Pentru instalatori, aceasta înseamnă că nu trebuie folosite aşa frecvent amortizoare pentru atenuarea pulsaţiilor. Instalaţiile cu compresoare scroll sunt supuse unui risc mult mai redus de a suferi probleme legate de zgomot sau defectarea presostatelor, cauzate de pulsaţii. Atunci când compresorul este în funcţiune, unul dintre cele două scroll-uri este presată spre cealălalt, ceea ce duce la formarea unei presiuni medii într-o „pungă” în setul scroll unde nu s-a realizat încă compresia completă. Aceasta face ca cele două scroll-uri să se "cupleze" între ele. Cu toate acestea, sunt necesare maxim 72 ore de funcţionare înainte ca această „etapă de cuplare” să fie completă. În practică, cele două scroll-uri interacţionează flexibil unul cu altul, optimizând automat această interacţiune în cursul procesului. Utilizatorii trebuie deci să observe cum compresoarele MLZ pot avea performanţe ceva mai reduse atunci când sunt puse în funcţiune pentru prima dată. În cursul funcţionării normale, această reducere a performanţei nu este de obicei observabilă dar este foarte semnificativă la efectuarea măsurătorilor de performanţă pe bancuri de probă.

Instalare şi service

Toate compresoarele scroll de la Danfoss sunt răcite 100% cu gaz aspirat. Aceasta înseamnă că se poate monta o manta de atenuare a zgomotului, întrucât compresorul evacuează întreaga căldură în exces prin intermediul agentului frigorific care trece prin el. La aceste compresoare, racordurile pentru circuitul frigorific sunt dispuse unul peste altul, partea de aspiraţie fiind jos (racordul mare) iar partea de refulare deasupra (racordul mic). Ambele racorduri sunt brazate şi integrate direct în compresor. În interiorul „capului compresorului scroll” există un ventil unic sens care împiedică setul de spirale să se rotească în sens invers când compresorul este oprit. Compresoarele scroll sunt instalate pe picioare cu amortizoare din cauciuc. Atunci când veniţi în contact pentru prima oară cu compresoare scroll, trebuie să luaţi în considerare faptul că partea superioară a compresorului, adică 20% din partea superioară a acestuia, este la temperatura de refulare de comprimare (temperatura gazului cald) la acest tip de compresoare. La compresoarele cu piston ermetice situaţia este diferită. În acest caz, toate părţile carcasei (cu excepţia ştuţului de presiune) se află pe partea de aspiraţie şi deci nu au o temperatură ridicată. Temperatura de refulare constituie întotdeauna o problemă la compresoarele scroll. De exemplu, compresoarele scroll „MLZ” nu vor prezenta anomalii referitoare la temperatura de refulare dacă sunt folosite la temperaturile uzuale de vaporizare de -10°C. Aceasta înseamnă că valoarea va depăşi 100°C doar în cazuri excepţionale - neconstituind o problemă pentru compresor, lagăre, setul de spirale şi uleiul agent frigorific. Cu toate acestea, dacă un compresor de acest tip funcţionează pe perioade lungi cu presiunea de aspiraţie. 

Capacitate de lucru cu diverşi agenţi frigorifici

Compresoarele scroll „MLZ” pentru refrigerare sunt aprobate să folosească agenţi frigorifici standard R404A, R507 şi R134a. Dacă se utilizează R404A şi R507, limitele de operare permit temperaturi de vaporizare între -30 °C (cu temperatură de condensare restricţionată) şi +10 °C cu temperatură de condensare până la 60 °C. O reducere a presiunii de condensare (aşa cum este adesea cazul la instalaţiile frigorifice moderne) este posibilă cu vaporizare la temperaturi între -30 şi -10 °C şi chiar până la +10 °C. Numeroase compresoare cu piston nu pot atinge această valoare. Compresoarele „MLZ” cu R134a pot fi exploatate la temperaturi de vaporizare între -15 şi +15 °C. Date fiind temperaturile de condensare de până la 74 °C, „MLZ” este la fel de adecvat pentru exploatarea sezonieră a pompelor de căldură precum şi pentru recuperarea căldurii. R404A oferă o capacitate de răcire volumetrică mai mare decât R134a. Ca rezultat, un compresor cu R404A asigură o capacitate de răcire mai mare la aceeaşi temperatură de vaporizare decât un model identic cu R134a. Aceste diferenţe ale performanţelor de răcire în funcţie de agentul frigorific utilizat pot prezenta şi avantaje comerciale. Un avantaj important constă în faptul că ele permit mai multă flexibilitate pentru client. Dacă, de exemplu, este realizată o instalaţie nouă şi clientul nu este sigur dacă se intenţionează extinderea ei în următorii ani, se recomandă să se instaleze un compresor scroll „MLZ” cu R134a, care poate funcţiona cu diferiţi agenţi frigorifici. Dacă, după cinci ani, trebuie extins magazinul unei staţii de service, de exemplu, va fi posibil atunci să se obţină o capacitate suplimentară fără a înlocui compresorul scroll, ci schimbând agentul frigorific cu R404A. Clientul are de câştigat întrucât agentul frigorific R134a este foarte bun din punct de vedere energetic şi este inferior faţă de R404A (R507) doar în ce priveşte flexibilitatea. Pentru aplicaţii de refrigerare comercială, de exemplu, magazine ale unităţilor de service, compresoarele „MLZ” sunt disponibile deja integrate în grupuri compresor-condensator „Optyma Plus” complet echipate cu variator de turaţie pentru motorul ventilatorului, carcasă rezistentă la intemperii, contactor al compresorului, întreruptor general, un filtru deshidrator şi vizor de lichid. Timpul economisit a instalarea echipamentului pe şantier este unul dintre principalele motive care recomandă utilizarea unor asemenea grupuri compresor - condensator gata de instalare.

Lubrifiere

Cantitatea de ulei necesară este livrată odată cu compresoarele. După ce compresorul este instalat şi a funcţionat pentru numită perioadă de timp, se recomandă să verificaţi nivelul de ulei prin intermediul vizorului din partea inferioară a grupului. În mod ideal, nivelul de ulei trebuie să fie la jumătatea vizorului. Cu toate acestea, este acceptabil şi un nivel de ¼ sau ¾. În partea de jos a carcasei, există un racord pentru golirea uleiului, care vă permite să scurgeţi uleiul fără a răsturna compresorul. Pentru aceasta, tot ce trebuie să faceţi este să creaţi o uşoară suprapresiune pe partea de aspiraţie a compresorului şi apoi să scurgeţi uleiul din compresor prin acest racord şi folosind manometrul de service. Compresoarele „MLZ” vin gata umplute cu un „ulei” PVE
(eter polivinilic). Spre deosebire de lubrifianţii POE (poliesterici convenţionali), PVE prezintă avantajul de a nu reacţiona chimic cu apa şi a nu forma acid. Deşi similar cu uleiul POE din punct de vedere higroscopic, proprietatea sa specială face mai uşoară îndepărtarea sau evacuarea umidităţii din instalaţie. Compatibilitatea sa cu R22 este altă caracteristică interesantă. Aceasta permite flexibilitate în cazul solicitărilor pentru export în regiuni cum sunt America Latină, unde R22 este încă agentul frigorific predominant. Pentru a asigura lubrifierea optimă a componentelor interne ale compresorului precum şi buna recirculare a uleiului, compresorul scroll trebuie să nu fie pornit mai des de 12 ori pe oră şi să stea oprit cel puţin un minut după fiecare oprire.

Conexiuni electrice

În cazul în care compresorul este instalat afară sau poate fi expus unor temperaturi ambiante scăzute, trebuie utilizată o rezistenţă de încălzire a carterului. Aceasta trebuie întotdeauna să funcţioneze în contratimp cu compresorul (adică compresorul în funcţiune – încălzirea carterului oprită, compresorul oprit – încălzirea carterului pornită). Compresoarele scroll „MLZ” sunt comercializate de obicei în varianta trifazică de 400 V. Conexiunea electrică este relativ simplă deoarece compresoarele vin cu conexiunile interne făcute prin intermediul unui punct în stea şi nu sunt necesare punţi în cutia de borne. Există trei pini de conexiune la care se pot conecta direct cele 3 faze care vin de la contactorul electric (sau, ideal, de la contactorul motorului din cutia de borne). Este esenţial să se asigure rotirea în sens corect a compresorului scroll. Dacă se produc zgomote mecanice şi diferenţa de presiune între presiunea înaltă şi joasă indicată prin manometrul de service nu este cea uzuală, este foarte probabil ca rotaţia compresorului scroll să fie în sens greşit. Pentru a rezolva această problemă, trebuie să inversaţi două dintre faze la cutia de borne a compresorului. Puteţi verifica dacă sursa de alimentare este în ordine, folosind un tester de tensiune la cutia de borne a compresorului. Contactorii externi (măsuraţi fază la fază) trebuie să prezinte întotdeauna o tensiune de aproximativ 400 V. Pentru protecţie suplimentară faţă de temperaturi şi curenţi în exces, un întreruptor bimetalic este montat în punctul stea al înfăşurărilor. În general, aceasta înseamnă că sistemul de protecţie internă pentru motor este declanşat dacă se constată o „rezistenţă infinit de mare” între toţi cei trei pini, la măsurarea rezistenţei în compresor (după deconectarea în prealabil a sursei de alimentare electrică). Imediat ce compresorul s-a răcit, întreruptorul bimetalic recuplează alimentarea electrică. Dacă motorul electric este funcţional, cele trei rezistenţe măsurate la borne trebuie să fie apropiate între ele. Rezistenţa în ohmi este unitară (nu depăşeşte 9 ohmi), în funcţie de clasa de putere a compresorului. La 50 Hz, turaţia acestor compresoare este de aproximativ 2900 rpm, motorul electric fiind conectat printr-o pereche de poli. La 60 Hz, de exemplu, compresorul va funcţiona la o turaţie mai mare (aproximativ 3480 rpm) decât la 50 Hz, deoarece rotorul compresorului este guvernat de frecvenţa reţelei (1 Hz = 1/s înseamnă că la curentul alternativ de 50 Hz, sensul curentului se modifică de 50 ori pe secundă).

http://www.danfoss.com