Aula compressores 2 s 2015

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Aula compressores 2 s 2015

  1. 1. 1 COMPRESSORES TOPICOS DE AULA : • Classificação : Qto. Câmara de Compressão e hermeticidade • Construção e princípios de operação • Características de desempenho • Capacidade, seleção e operação BIBLIOGRAFIA : ••••ASHRAE Refrigeration / Fundamentals ••••NEVES Fº, L.C. (2000) - "Refrigeração e Alimentos". UNICAMP-FEA / IBF, 392p., Campinas, SP ••••Refrigeração Industrial ( Stoecker & Jabardo) ••••Catálogos Bizter
  2. 2. 2 QUESTÕES PROPOSTAS: • QUAL A PARTICIPAÇÃO DOS COMPRESSORES NO RESFRIAMENTO/CONGELAMENTO DE ALIMENTOS ? • QUAL A RELAÇÃO COM A CAPACIDADE DA APLICAÇÃO? • QUAL A DIFERENÇA DOS COMPRESSORES PARA AS APLICAÇÕES: – RESFRIAMENTO – CONGELAMENTO – ESTOCAGEM ???? REVISÃO: Componentes Básicos do Sistema de Refrigeração Qev DC A B C Linha de Sucção Condensador Compressor Linha de Descarga Qcond Qcomp Reserv. Líq. V.E. Evaporador
  3. 3. 3 CIRCUITO DE REFRIGERAÇÃO DE SIMPLES ESTÁGIO DC ABQ0 QCOMP Comp. V.E. Cond. Evap. Tf Ti h [kcal/kg] ln P ln Pcond ln Pev A D B C ∆∆∆∆hEV ∆∆∆∆hCOMP ∆∆∆∆hCOND Capacidade do Compressor baseada no Ciclo e em seu funcionamento COMPRESSORES OPERAÇÃO : – Aspirar / comprimir vapores – Manter as condições de pressão CAPACIDADE FRIGORÍFICA : – PRINCIPAL FUNÇÃO: CAPACIDADE DO SISTEMA (Bombear refrigerante) – CALOR RETIRADO DO EVAPORADOR ( kcal / h ) – DEPENDE : PSUCÇÃO E PDESCARGA MOTOR : ACIONAMENTO DO COMPRESSOR (elétrico, hidráulico, por combustão, biogás, ... mecânico ... )
  4. 4. 4 Compressor de Ar CLASSIFICAÇÃO de COMPRESSORES: a) QUANTO A HERMETICIDADE: • Aberto • Semi-hermético • Hermético b) QUANTO A CÂMARA DE COMPRESSÃO • Recíproco / Alternativo / pistão • Rotativo / centrífugo • Parafusos
  5. 5. 5 CLASSIFICAÇÃO COMPRESSORES • ABERTO : Instalações Médias e Grandes a) QUANTO A HERMETICIDADE: Localização do Motor (elétrico) Externa • SEMI-HERMÉTICOS : Instalações Médias ( Comerciais ) CLASSIFICAÇÃO COMPRESSORES a) QUANTO A HERMETICIDADE: Localização do Motor (elétrico) Interna e removível
  6. 6. 6 HERMÉTICOS : Instalações Pequenas / Compactas CLASSIFICAÇÃO COMPRESSORES a) QUANTO A HERMETICIDADE: Localização do Motor (elétrico) Externa / Não removível • RECÍPROCO / ALTERNATIVO : Pistão CLASSIFICAÇÃO COMPRESSORES b) QUANTO A CÂMARA DE COMPRESSÃO :
  7. 7. 7 • HELICOIDAL : Lóbulo, Rolo, Parafuso CLASSIFICAÇÃO COMPRESSORES b) QUANTO A CÂMARA DE COMPRESSÃO :
  8. 8. 8 CLASSIFICAÇÃO COMPRESSORES COMPRESSORES PARAFUSOS
  9. 9. 9 • CENTRÍFUGO / ROTATIVO : CLASSIFICAÇÃO COMPRESSORES Turbocor b) QUANTO A CÂMARA DE COMPRESSÃO : Funcionamento Compressor Rotativo - Scroll CLASSIFICAÇÃO COMPRESSORES
  10. 10. 10 COMPRESSORES – Scroll (SELEÇÃO) 60 Hz - (Btu/h) 50 Hz - W Models Nominal tonnage TR R22 R407C R22 R407C S 084 7 83 900 76 900 20 400 19 300 S 090 7.5 89 900 83 300 21 800 20 400 S 100 8 94 700 90 400 23 100 21 600 S 110 9 107 700 102 700 25 900 24 600 S 120 10 125 250 118 900 30 100 28 600 S 161 * 13 161 000 152 800 39 000 37 100 ARI conditions (R407C) Light commercial 7 to 13 TR performance CLASSIFICAÇÃO COMPRESSORES
  11. 11. 11 COMPRESSORES ALTERNATIVOS / RECÍPROCO : COMPRESSORES ALTERNATIVOS / RECÍPROCO : • BASEIA-SE EM MOVIMENTO RECÍPROCO DO PISTÃO • DESLOCAMENTO POSITIVO • POSSUI VÁLVULAS DE ADMISSÃO E DESCARGA • EXEMPLO : – COMPRESSORES COM PISTÕES EM “V” ( REDUZ FORÇA RESULTANTE PELO DESLOCAMENTO DOS PISTÕES) • APLICAÇÕES : – SIMPLES ESTÁGIOS : DENTRO DAS CONDIÇÕES PREVISTAS – DUPLO ESTÁGIOS : COM PISTÕES PARA LINHA DE ALTA E DE BAIXA NO MESMO BLOCO.
  12. 12. 12 COMPRESSORES ALTERNATIVOS / RECÍPROCO : FUNCIONAMENTO DA COMPRESSÃO : – DESLOCAMENTO POSITIVO – DEPENDE : – CAPACIDADE REAL : VÁLVULAS DE ADMISSÃO E DESCARGA : – OPERAÇÃO POR DIFERENCIAL DE PRESSÃO VOLUME MORTO DA CÂMARA DE COMPRESSÃO – ASPIRAÇÃO INCOMPLETA – DESCARGA INCOMPLETA – CARACTERÍSTICAS DOS COMPRESSORES A PISTÃO ( )RPMVfV PISTAOREF ,= • AFRIGORIFICCAPACIDADEMm REFREFSUC _⇒↓⇒↓⇒↓↑ • υ ( )SUCSUCREF PTf ,=υ Review Review
  13. 13. 13 COMPRESSORES ALTERNATIVOS / RECÍPROCO : CÂMARA DE COMPRESSÃO • VOLUME INÚTIL DA CÂMARA DE COMPRESSÃO : • OBS.: Vapor de sucção Vapor de descarga Volume do pistão Vapor de sucção Vapor de descarga INUTILDESCARGACOND MPP ⇒↑⇒↑↑ INUTILSUCCAOEVAPOR VPP ⇒↑⇒↓↓ ( ) COMPRESSORCAPACIDADETPfTTT SUCSUCSUCSUCEVAP _,, ⇒∆∆=⇒≠ υ Review EFICIÊNCIA VOLUMÉTRICA DE COMPRESSORES ALTERNATIVOS • CAPACIDADE FRIGORÍFICA : Calor retirado do evaporador ( kcal / h ): – DEPENDE : PSUCÇÃO E PDESCARGA • DEFINIÇÃO: • PARA AS CONDIÇÕES : TSUC ; PSUC ; PDESC • E VAPORADMISSÃODEPOSSÍVELAVOLUMÉTRICTAXA VAPORADMISSÃODEAVOLUMÉTRICTAXA V ............... ............. =λ TEORICA SUC V V V • • =λ SUCREFSUC mV υ. •• = ( ) 0 00 h TQ m FABRICANTE REF ∆ = • ( ) ( )60............ 4 . 2 CilindrosdeNrRPMPistãodoCurso D V TEORICO π = • Review
  14. 14. 14 CAPACIDADE DO COMPRES. (TABELADO ): λλλλ = f (PSUCÇÃO , PDESCARGA ) ⇒⇒⇒⇒ • ⇓⇓⇓⇓ PSUCÇÃO ⇒⇒⇒⇒ ↓↓↓↓ Q’ • ⇑⇑⇑⇑ PDESCARGA ⇒⇒⇒⇒ ↓↓↓↓ Q’ EFICIÊNCIA DE COMPRESSÃO = EXEMPLO :T0 =-5°°°°C; TCOND=35°°°°C; Q0 = 132.000 kcal/h ; SUC T hV Q υ λ 0 0 .. ∆ = • SUC T hV Q υ λ 0 0 .. ∆ = • EIXO COMPR W W TEORICA SUC V V V • • =λ       =      = SUC DESCCOND V P P f P P f 0 λ 3,83 1,0 0,88 0P P R COND = TEORICA SUC V V V • • =λ EFICIÊNCIA VOLUMÉTRICA DE COMPRESSORES ALTERNATIVOS Review • PARA UM CICLO SATURADO SIMPLES : • ∆∆∆∆h0 = 260,5 kcal / kg ; ννννSUC = 0,347 m3/kg h [kcal/kg} ln P ln Pcond ln Pev A D B C ∆∆∆∆ho [ ]hkg h Q mREF /..7,506 5,260 000.132 0 0 == ∆ = • 88,0=Vλ 0P P R COND = EFICIÊNCIA VOLUMÉTRICA DE COMPRESSORES ALTERNATIVOS Review
  15. 15. 15 CAPACIDADE DO COMPRESSOR EM OUTRA CONDIÇÃO DE OPERAÇÃO Q0’ • NOVA CAPACIDADE : Q’ CATÁLOGO DO FABRICANTE: TEVAP , Q0 A TCOND = CTE. • PARA OUTRAS CONDIÇÕES : T’0 ; P’0 ; P’COND • PRETENDE-SE : ......................... • DIVIDINDO-SE : .................. • TENDO : • ENTÃO : ... λ................VERSUS P P R SUC DESC = SUC T hV Q υ λ 0 0 .. ∆ = • ′ ′ ∆′ = ′ • SUC T hV Q υ λ 0 0 .. SUCT SUCT hV hV Q Q υλ υλ ... ... 0 0 0 0 ′ ∆′ ′ ∆ = ′ • • TT VV •• = SUC SUC h h Q Q υλ υλ .. .. 0 0 0 0 ′ ∆′ ′ ∆ = ′ SUC SUC h h Q Q υλ υλ .. .. 0 0 0 0 ′ ∆′ ′ ∆ = ′ COMPRESSORES ALTERNATIVOS / RECÍPROCO COMPRESSORES DO TIPO ABERTO: • MOTOR INDEPENDENTE / EXTERNO • ACIONAMENTO DIRETO OU POR CORREIAS • VANTAGEM: • Fácil manutenção • Fácil remoção ( sem interferir no sistema frigorífico ) • DESVANTAGEM : • Deficiência no Selo de Vedação = Fuga de Refrigerante
  16. 16. 16 Compressores Tipo Recíproco/aberto: SELEÇÃO Compressores Tipo Recíproco/aberto: SELEÇÃO
  17. 17. 17 Compressores Tipo Recíproco/aberto: SELEÇÃO mesmo bloco Compressores Tipo Recíproco/Hermético: • CONJUNTO ( MOTOR / COMPRESSOR ) EM COMPARTIMENTO SELADO • APLICAÇÕES : – DOMÉSTICAS E COMERCIAIS COM REFRIGERANTES CFC E HCFC • VANTAGEM : – SEM PROBLEMAS DE VAZAMENTOS – BAIXO CUSTO – SILENCIOSO – MAIOR EFICIÊNCIA • DESVANTAGENS : – MOTORES COM BAIXA TOLERÂNCIA DE VARIAÇÃO DE TENSÃO – MOTOR INACESSÍVEL – SUCATEAMENTO TOTAL – EXIGÊNCIA DE LIMPEZA TOTAL == FORMAÇÃO DE PRODUTOS CORROSIVOS
  18. 18. 18 Compressor Tipo Recíproco/ Hermético : SELEÇÃO COMPRESSORES TIPO ALTERNATIVO/SEMI-HERMÉTICO • CONJUNTO ( MOTOR / COMPRESSOR ) EM COMPARTIMENTO ESPECIAL • APLICAÇÕES : – COMERCIAIS COM REFRIGERANTES CFC E HCFC • VANTAGENS : – FUNCIONAMENTO HERMÉTICO – PERMITE DESMONTAGEM E ACESSO AO MOTOR
  19. 19. 19 COMPRESSORES DO TIPO ALTERNATIVO/ SEMI-HERMÉTICO: SELEÇÃO COMPRESSORES DO TIPO ALTERNATIVO/ SEMI- HERMÉTICO: SELEÇÃO mesmo bloco
  20. 20. 20 CONTROLE DE CAPACIDADE DE COMPRESSORES ALTERNATIVOS • CONTROLE DE CAPACIDADE : – SELEÇÃO DO EQUIPAMENTO (CONDIÇÃO MÁXIMA), PORÉM UTILIZAÇÃO COM CARGAS VARIÁVEIS – ATUAÇÃO NAS VÁLVULAS DE SUCÇÃO ⇒⇒⇒⇒ DESATIVAÇÃO DO PISTÃO POR INJEÇÃO DE ÓLEO A ALTA PRESSÃO – UTILIZAÇÃO DE DOIS OU MAIS COMPRESSORES ⇒⇒⇒⇒ racks DESATIVAÇÃO DE ACORDO COM CARGA TÉRMICA PARCIAL – VARIADORES DE FREQUÊNCIA (ROTAÇÃO) • ECONOMIA DE ENERGIA : – TODOS COMPRESSORES ⇒⇒⇒⇒ CARGA TÉRMICA TOTAL – MENOS COMPRESSORES ⇒⇒⇒⇒ DE ACORDO COM CARGA TÉRMICA PARCIAL CONTROLE DE CAPACIDADE DE COMPRESSORES ALTERNATIVOS 50 50 50 50 5050 100% 50% 16,7% 33,4% 66,7% 83,4%
  21. 21. 21 COMPRESSORES ALTERNATIVOS • SEPARADOR DE ÓLEO : – EVITAR ARRASTE DE ÓLEO PARA O SISTEMA – SE INEFICIENTE : • REDUZ A CAPACIDADE DOS TROCADORES DE CALOR • AVARIAS NO EVAPORADOR E CONDENSADOR • ADIÇÃO DE ÓLEO NO CARTER • RESFRIAMENTO DOS CABEÇOTES : – AR = COMPRESSOR DE MENOR CAPACIDADE – ÁGUA = COMPRESSOR DE MAIOR CAPACIDADE COMPRESSORES PARAFUSOS
  22. 22. 22 COMPRESSORES PARAFUSOS • CARACTERÍSTICAS BÁSICAS: – FORMATO = PARAFUSO SEM FIM • COMPRESSÃO PROGRESSIVA AXIAL • NÃO POSUI VÁLVULAS DE ADMISSÃO E DESCARGA • ENTRADAS E SAÍDAS FIXAS ( DEFINIDAS PELA VÁLVULA DESLIZANTE) • ACIONAMENTO : – MOTORES DE ALTA VELOCIDADE • INJEÇÃO DE ÓLEO : • EVITA SUPERAQUECIMENTO DO COMPRESSOR; • ASSEGURA O RESFRIAMENTO; • VEDAÇÃO DAS FOLGAS ENTRE ROTORES; • GRANDE NECESSIDADE DE LUBRIFICAÇÃO COMPRESSORES PARAFUSOS
  23. 23. 23 COMPRESSORES PARAFUSOS • CONTROLE DE CAPACIDADE : – VARIAÇÃO DA ROTAÇÃO : 1800 A 4500 RPM • VARIADOR DE FREQUÊNCIA – VÁLVULA NÍVEL ( DESLIZANTE ) : MODULA A CAPACIDADE ATRAVÉS: • DO VOLUME DESLOCADO • RAZÃO VOLUMÉTRICA : • ACIONADA POR PISTÃO DE ÓLEO; • PROPORCIONA CIRCULAÇÃO INTERNA DO VAPOR; • REGULAGEM SUAVE E CONTÍNUA DA CAPACIADADE ( ATÉ 10 %) • MENOR CONSUMO DE ENERGIA FINAL INICIO V V • • • CONTROLE DE CAPACIDADE : COMPRESSORES PARAFUSOS
  24. 24. 24 • CONTROLE DE CAPACIDADE : COMPRESSORES PARAFUSOS • LUBRIFICAÇÃO : CIRCUITO DE ÓLEO COMPRESSORES PARAFUSOS
  25. 25. 25 • LUBRIFICAÇÃO : CIRCUITO DE ÓLEO COMPRESSORES PARAFUSOS • SELEÇÃO : COMPRESSORES PARAFUSOS
  26. 26. 26 • SELEÇÃO : COMPRESSORES PARAFUSOS COMPRESSORES PARAFUSOS
  27. 27. 27 U$ / m3s-1 Multi-Estágios ALTERNATIVO PARAFUSO Capac. Bombeamento [m3/s] Multi-Estágios R=8 a 9 80 TR • INVESTIMENTOS : COMPRESSORES PARAFUSOS COMPARAÇÃO ENTRE : RECÍPROCO E PARAFUSO RECÍPROCO PARAFUSO NÍVEL DE RUÍDO MENOR MAIOR TAMANHO / PESO (CAPC. IGUAL ) MAIOR MENOR QTDE. PEÇAS MOVEIS MAIOR MENOR ALINHAMENTO DO MOTOR COM COMPRESSOR NECESSÁRIO PERFEITO SEPARADOR DE ÓLEO SIM NECES. RESFRIADOR DE ÓLEO -X- NECES. R.P.M. BAIXA : 750 A 1750 RPM ALTA: 2400 A 3600 RPM CONTROLE DE CAPAC. PATAMARES: ( SEM VARIAÇÃO DE RPM) SUAVE / CONTÍNUO RAZÃO DE COMPRESSÃO 8 A 9 < 20
  28. 28. 28 COMPRESSOR PARAFUSOS com resfriamento intermediário (na carcaça) h [kcal/kg] ln P ln Pe D C B ∆∆∆∆ho” ln Pcond ∆∆∆∆hcond” A PI D’ COMPRESSORES CENTRÍFUGOS http://www.youtube.com/watch?v=n_5Klxk5z-Y
  29. 29. 29 COMPRESSORES CENTRÍFUGOS COMPRESSORES CENTRÍFUGOS
  30. 30. 30 COMPRESSORES CENTRÍFUGOS COMPRESSORES CENTRÍFUGOS
  31. 31. 31 COMPRESSORES CENTRÍFUGOS COMPRESSORES CENTRÍFUGOS
  32. 32. 32 COMPRESSORES CENTRÍFUGOS Chillers Turbotosi MS090 - Condensação a Água COMPRESSORES CENTRÍFUGOS
  33. 33. 33 COMPRESSORES CENTRÍFUGOS Comparação das Eficiências Energéticas [ kW / TR ]
  34. 34. 34 TT-300 vs. Leading Screw Compressor Energy Efficiency Performance RETROFIT • Two compressors weighing a total of 6,400 lbs were replaced with a single Turbocor weighing 265 lbs easily using only one of two equipment pads. Sinclair Building - Pasadena
  35. 35. 35 COMPRESSORES CENTRÍFUGOS
  36. 36. 36 CHILLERS CENTRÍFUGOS
  37. 37. 37 COMPRESSORES CENTRÍFUGOS • QUESTÕES PROPOSTAS: Qual a participação dos compressores no resfriamento/congelamento de alimentos ? Qual a relação com a capacidade da aplicação? Qual a diferença dos compressores para as aplicações: – Resfriamento – Congelamento – Estocagem ????
  38. 38. 38 Sitios de Consultas : • EQUIPAMENTOS – alfalaval.com – alpina.com.br – allenge.com.br – apema.com.br – arneg.com.br – bitzer.com.br – danfoss.com – eberle.com.br – evacon.com.br frigostrella.com.br – heatcraftbrasil.com.br – husmann.com.br – mebrafe.com.br – mycom.com.br – phe.com.br – randon.com.br – recrusul.com.br – seikan.com.br – semcobac.com.br – termodin.com.br – uniklima.com.br – weg.com.br – westfalia.com.br – yorkbr.com • AR CONDICIONADO • gree.com.br • hitachisa.com.br • springer.com.br • trane.com.br • troxbrasil.com.br • yorkbrasil.com.br • • ISOLAMENTO / CÂMARAS • armacell.com • danica.com.br • kitfrigor.com.br • mbp.com.br • recrusul.com.br • saorafael.com.br • • CONTROLES • carel.com • danfoss.com • everycontrol.com.br • fullgauge.com.br • johnsoncontrols.com • parker.com.br • radiofrigor.com.br • tracom.com.br • ESTOCAGEM / LOGÍSTICA • bertolini.com.br • columbia.com.br • expressolimeira.com.br • imam.com.br • logistar.com.br • michelon.com.br • localfrio.com.br • NORMAS/LEGISLAÇÃO • abnt.org.br • agricultura.gov.br • anvisa.gov. br • aneel.gov.br • cepel.br • eletrobrás.gov.br/procel • inmetro.gov.br • ASSOCIAÇÕES • abea.com.br • abia.org.br • abiaf.org.br • abilux.com.br • abimaq.org.br • abinee.org.br • abrava.com.br • fiesp.org.br • ibraf.org.br • idec.org.br

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