Selección de compresores de refrigeración de baja temperatura y coincidencia de temperatura de evaporación en el procesamiento de alimentos congelados
La elección incorrecta de los compresores de refrigeración a baja temperatura es la causa fundamental de los fallos en el 55% de los sistemas de refrigeración de procesamiento de alimentos congelados, especialmente cuando los requisitos de temperatura de evaporación caen por debajo de -30 °C. El funcionamiento estable a temperaturas de evaporación muy bajas requiere una estructura de compresión de dos etapas. Los compresores de una etapa se enfrentan a una relación de presión de más de 8, lo que permitirá que la temperatura de escape supere el límite de seguridad de 120 ° C. Los compresores de refrigeración de tornillo dominan las líneas de producción de alimentos congelados a baja temperatura de alta capacidad. El modelo de tornillo de dos etapas puede funcionar durante 24 horas a temperaturas de evaporación tan bajas como -42 °C, manteniendo una eficiencia volumétrica estable. Los pequeños almacenes frigoríficos utilizan compresores de refrigeración de pistón. La inversión inicial de la unidad de dos etapas de pistón pequeño es baja, pero debido a la fatiga de los componentes móviles alternativos, se debe inspeccionar cada 8000 horas de trabajo. El suministro de piezas de repuesto para compresores de refrigeración es fundamental para la fiabilidad de los sistemas de baja temperatura. El período de entrega de los componentes especiales del compresor de baja temperatura es más largo; El inventario de reserva local puede reducir el tiempo de inactividad de 72 a 12 horas. A medida que la temperatura de evaporación disminuye, el consumo de energía del sistema de refrigeración aumenta drásticamente. Bajo los mismos requisitos de carga de enfriamiento, cada caída de 5 °C en la temperatura de evaporación aumenta el consumo de energía del sistema en aproximadamente un 22%. Para condiciones de trabajo a bajas temperaturas, los ciclos de mantenimiento de los compresores de refrigeración son más cortos. Las unidades criogénicas requieren una inspección intermedia cada 6.000 horas de trabajo para comprobar la presión entre etapas y la brecha del rotor. Para sistemas criogénicos de dos etapas, el rango de presión de trabajo del compresor de refrigeración es más amplio. La presión entre etapas se controla entre 0,25 y 0,4 MPa para equilibrar la relación de compresión entre niveles de baja y alta presión. El cálculo de la capacidad del compresor de refrigeración debe reservar márgenes de seguridad para el procesamiento de alimentos congelados. La práctica de ingeniería recomienda aumentar la capacidad en un 10-15% para hacer frente a las cargas térmicas del producto y la apertura frecuente de las puertas de la cámara frigorífica. El estándar de pruebas para compresores refrigerados ISO 917 cubre la verificación del rendimiento a bajas temperaturas. Los fabricantes de compresores refrigerados están autorizados a realizar pruebas de rendimiento en condiciones simuladas de baja temperatura de evaporación. Los modelos de compresores de refrigeración a baja temperatura requieren una fórmula especial de lubricante. Los compresores refrigerados de la serie de baja temperatura de Hilti utilizan lubricantes resistentes a la cera para evitar la cera a una temperatura de evaporación de -40 °C. Los compresores de refrigeración comerciales generalmente no son adecuados para escenarios de temperaturas ultra bajas. La mayoría de los compresores comerciales están optimizados para el rango de evaporación de 0 °C a -18 °C, pero no funcionan de manera constante por debajo de -25 °C. El nivel de ruido del compresor de refrigeración de la unidad criogénica de dos etapas es ligeramente superior al del modelo de una sola etapa. Debido a la pulsación de doble compresión de gas, el dispositivo de dos etapas produce un alto nivel de ruido de aproximadamente 2-4 dB(A). El separador de aceite del compresor de refrigeración está diseñado para adaptarse a la densidad de gas a baja temperatura. Los gases criogénicos tienen densidades más altas y requieren una cubierta interna optimizada para mantener la capacidad de transporte del aceite por debajo de 3 ppm. El riesgo de reflujo de refrigerante líquido en el circuito de refrigeración a baja temperatura es mucho mayor. El 38% de los fallos de los compresores criogénicos se debieron a fluctuaciones de líquido causadas por la migración de líquidos durante el tiempo de inactividad. Para la sala de máquinas de baja temperatura, es necesario aumentar la potencia del calentador de la caja del cárter del compresor de refrigeración. El calentador del cárter de 150W mantiene la temperatura del aceite por encima de 10 °C, reduciendo la dilución del aceite lubricante en un 47%. Las fugas en el interior del compresor de refrigeración tienen un impacto más grave a baja presión de inhalación. Cuando la temperatura de la evaporación es inferior a -30 °C, una tasa de fuga interna de más del 7% conduce a una pérdida drástica de la eficiencia volumétrica. Para sistemas de baja temperatura, la pérdida de presión de la tubería de succión del compresor de refrigeración debe controlarse estrictamente. Una caída de presión superior a 0,02 MPa reduce la capacidad de enfriamiento real en un 6% y aumenta la relación de compresión. La regulación por conversión de frecuencia de los compresores de refrigeración mejora la eficiencia energética de una parte de la carga en una planta de alimentos congelados. Cuando la demanda de refrigeración se reduce al 50% de la capacidad nominal, las operaciones de VFD pueden reducir el consumo de energía hasta en un 34%. El control de vibraciones básicas de los compresores de refrigeración es fundamental para las unidades de dos etapas. Los desplazamientos de vibración superiores a 0,12 mm aceleran la creación de grietas en la soldadura de la tubería después de 12 meses de funcionamiento continuo. La elección de viscosidad del lubricante del compresor de refrigeración sigue los requisitos de baja temperatura. El lubricante ISO VG100 se utiliza comúnmente en compresores refrigerados a baja temperatura para mantener una película de aceite suficiente a bajas temperaturas de funcionamiento. La configuración de la válvula de seguridad del compresor de refrigeración tiene en cuenta dos niveles de presión. Los recipientes de alta y baja presión tienen válvulas de seguridad separadas que se establecen a 1.1 veces la presión de trabajo máxima permitida.
