ES2904704T3 - Dispositivo para detectar una condición de lubricación no óptima en un compresor de un sistema de refrigeración, una unidad de compresor que comprende el dispositivo y un procedimiento para detectar una condición de lubricación no óptima en un compresor de un sistema de refrigeración - Google Patents
Dispositivo para detectar una condición de lubricación no óptima en un compresor de un sistema de refrigeración, una unidad de compresor que comprende el dispositivo y un procedimiento para detectar una condición de lubricación no óptima en un compresor de un sistema de refrigeración Download PDFInfo
- Publication number
- ES2904704T3 ES2904704T3 ES17189571T ES17189571T ES2904704T3 ES 2904704 T3 ES2904704 T3 ES 2904704T3 ES 17189571 T ES17189571 T ES 17189571T ES 17189571 T ES17189571 T ES 17189571T ES 2904704 T3 ES2904704 T3 ES 2904704T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- compressor
- sound vibrations
- refrigeration system
- detecting
- lubrication condition
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 26
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 13
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 9
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 9
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000001010 compromised effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000030808 detection of mechanical stimulus involved in sensory perception of sound Effects 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C28/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
- F04C28/28—Safety arrangements; Monitoring
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
- F04D27/001—Testing thereof; Determination or simulation of flow characteristics; Stall or surge detection, e.g. condition monitoring
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F25B49/005—Arrangement or mounting of control or safety devices of safety devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B43/00—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
- F25B43/02—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat for separating lubricants from the refrigerant
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
- F25B49/022—Compressor control arrangements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/26—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H17/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves, not provided for in the preceding groups
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/08—Controlling based on slip frequency, e.g. adding slip frequency and speed proportional frequency
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
- H04R17/005—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers using a piezoelectric polymer
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2270/00—Control
- F05D2270/01—Purpose of the control system
- F05D2270/10—Purpose of the control system to cope with, or avoid, compressor flow instabilities
- F05D2270/101—Compressor surge or stall
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2500/00—Problems to be solved
- F25B2500/16—Lubrication
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R2201/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones covered by H04R1/00 but not provided for in any of its subgroups
- H04R2201/40—Details of arrangements for obtaining desired directional characteristic by combining a number of identical transducers covered by H04R1/40 but not provided for in any of its subgroups
- H04R2201/401—2D or 3D arrays of transducers
Abstract
Dispositivo (10), para detectar una condición de lubricación no óptima en un compresor (100) de un sistema de refrigeración (1000), que comprende una unidad de transductor (11), adaptada para detectar vibraciones sonoras y emitir una señal eléctrica según la frecuencia de dichas vibraciones sonoras; dicho dispositivo (10) de detección está configurado para ser fijado a una pared externa de un compresor (100) de tal manera que, en uso, dicha unidad de transductor (11) detecta vibraciones sonoras que son emitidas por dicho compresor (100); dicha unidad de transductor (11) está conectada a un dispositivo electrónico de procesamiento de dicha señal eléctrica para señalar si, en uso, dicha frecuencia supera un umbral predefinido que corresponde a una condición de lubricación no óptima del compresor (100); caracterizado por que la unidad de transductor (11) está configurada para detectar vibraciones sonoras que tienen una frecuencia igual o superior a 20 kHz.
Description
DESCRIPCIÓN
Dispositivo para detectar una condición de lubricación no óptima en un compresor de un sistema de refrigeración, una unidad de compresor que comprende el dispositivo y un procedimiento para detectar una condición de lubricación no óptima en un compresor de un sistema de refrigeración
La presente invención se refiere a un dispositivo para detectar una condición de lubricación no óptima en un compresor de un sistema de refrigeración, una unidad de compresor, que comprende el dispositivo, y un procedimiento para detectar una condición de lubricación no óptima en un compresor de un sistema de refrigeración. En particular, la presente invención se refiere a la detección de una condición de lubricación de un compresor de un sistema de refrigeración que está cerca de una lubricación insuficiente para el funcionamiento del sistema, evitando la detección el mal funcionamiento del compresor mediante la detección efectiva de niveles críticos de lubricante de un modo que no es invasivo con respecto al compresor. La Patente WO-A-92/20126, que se corresponde con la Patente EP-A-0536415, da a conocer un dispositivo que tiene las características del preámbulo de la reivindicación 1.
Además, la presente invención tiene el objetivo de optimizar el funcionamiento de un sistema de refrigeración optimizando la cantidad de lubricante en el compresor o compresores presentes en el sistema.
Actualmente, un sistema de refrigeración industrial tradicional está dotado, en general, como mínimo, de un compresor, por ejemplo, de tipo de desplazamiento orbital o compresor de espiral.
Cada compresor tiene la entrada del mismo conectada a una primera rama del sistema de refrigeración, que está situada más abajo de un evaporador, y un suministro conectado a una segunda rama del sistema de refrigeración, que está situada más arriba de una unidad de condensador.
Los compresores de desplazamiento orbital en cuestión tienen estructuralmente un cuerpo envolvente de metal que encierra un elemento de compresión, formado por espirales de compresión que tienen un eje vertical, separando el elemento de compresión, en la carcasa, un compartimiento de aspiración inferior de un compartimiento de suministro superior.
El compartimento inferior sirve para recoger el aceite lubricante, que, en uso, es bombeado hacia los componentes móviles, es decir, hacia los cojinetes y hacia las espirales que realizan el trabajo de compresión.
En uso, después de la compresión, el fluido refrigerante extrae una fracción del lubricante de las espirales del compresor y lo lleva hacia el circuito que pasa por el sistema de refrigeración.
En uso, el lubricante debe discurrir por todo el circuito antes de regresar al compresor.
En particular, cuando la velocidad del fluido refrigerante dentro del circuito es baja debido al tamaño de la tubería y de los componentes del circuito, el lubricante tiende a acumularse en algunas partes del circuito, con el consiguiente no retorno al compresor.
Esto conduce a una menor disponibilidad de lubricante en el compresor con respecto a la cantidad nominal.
Para medir la cantidad de aceite presente en el compresor y evitar daños o roturas del compresor derivados de una lubricación insuficiente de los componentes del mismo, actualmente se aplican dos soluciones.
La primera consiste en predisponer una ventana en el cuerpo envolvente del compresor, para verificar visualmente, o verificar utilizando herramientas de medición óptica, si la cantidad de lubricante es suficiente para el correcto funcionamiento del compresor.
Una segunda solución conocida es incluir una sonda capacitiva que se extiende dentro del cuerpo envolvente para detectar el nivel de aceite en el cuerpo envolvente.
Ambas soluciones tienen el inconveniente de requerir modificaciones en la estructura del compresor y, en particular, la realización de una abertura en el cuerpo envolvente, en la que introducir una ventana de visualización o una sonda capacitiva.
Además, la primera solución descrita anteriormente no permite, en general, un control continuo automático fiable, y está sujeta en gran medida a una variabilidad ligada a la interpretación subjetiva del estado visible dentro del cuerpo envolvente del compresor.
Asimismo, esta evaluación es inexacta, debido al efecto de la habitual presencia de burbujas o espuma en la superficie del lubricante, y debido a una posible inclinación del compresor.
En otras palabras, en la actualidad, la verificación de la cantidad de lubricante presente en el compresor se realiza
mediante herramientas invasivas de la estructura del compresor.
El problema que sustenta la presente invención es simplificar la estructura de los compresores, en los que, durante la utilización, es posible comprobar si la cantidad de lubricante presente es suficiente para un funcionamiento eficiente del compresor y al mismo tiempo optimizar el funcionamiento del sistema de refrigeración en el que está situado el compresor.
El objetivo principal de la presente invención es realizar un dispositivo para detectar una condición de lubricación no óptima en un compresor de un sistema de refrigeración, una unidad de compresor, que comprende el dispositivo, y un procedimiento para detectar una condición de lubricación no óptima en un compresor de un sistema de refrigeración que ofrecen soluciones a este problema mediante la superación de los inconvenientes descritos anteriormente en las soluciones conocidas actualmente.
Para hacer frente a esta tarea, un objetivo de la presente invención es realizar un dispositivo para detectar una condición de lubricación no óptima en un compresor de un sistema de refrigeración, una unidad de compresor que comprende el dispositivo y un procedimiento para detectar una condición de lubricación no óptima en un compresor de un sistema de refrigeración que permiten verificar si la cantidad de lubricante en el compresor ha descendido por debajo de un umbral crítico, en un modo menos invasivo que las soluciones conocidas descritas anteriormente. Otro objetivo de la presente invención es realizar un dispositivo para detectar una condición de lubricación no óptima en un compresor de un sistema de refrigeración, una unidad de compresor que comprende el dispositivo y un procedimiento para detectar una condición de lubricación no óptima en un compresor de un sistema de refrigeración, que permiten la detección rápida de una condición de lubricación insuficiente de un compresor, para evitar daños al mismo derivados de una lubricación insuficiente.
Otro objetivo más de la presente invención es dar a conocer un dispositivo para detectar una condición de lubricación no óptima en un compresor de un sistema de refrigeración, una unidad de compresor que comprende el dispositivo y un procedimiento para detectar una condición de lubricación no óptima en un compresor de un sistema de refrigeración, que sean más fiables que las soluciones tradicionales descritas anteriormente, para detectar una condición de lubricación no óptima en un compresor.
Esta tarea, así como estos y otros objetivos que resultarán evidentes más completamente a continuación se consiguen mediante un dispositivo para detectar una condición de lubricación no óptima en un compresor de un sistema de refrigeración, una unidad de compresor que comprende el dispositivo y un procedimiento para detectar una condición de lubricación no óptima en un compresor de un sistema de refrigeración según las reivindicaciones independientes adjuntas 1 (dispositivo de detección) y 6 (procedimiento de detección).
Características detalladas del dispositivo para detectar una condición de lubricación no óptima en un compresor de un sistema de refrigeración, de una unidad de compresor que comprende el dispositivo y de un procedimiento para detectar una condición de lubricación no óptima en un compresor de un sistema de refrigeración, según la invención, se establecen en las reivindicaciones dependientes.
Otras características y ventajas de la invención serán más claramente evidentes a partir de la descripción de una realización preferente, pero no exclusiva, del dispositivo para detectar una condición de lubricación no óptima en un compresor de un sistema de refrigeración, de una unidad de compresor que comprende el dispositivo y de un procedimiento para detectar una condición de lubricación no óptima en un compresor de un sistema de refrigeración según la invención, mostrado a modo de ejemplo no limitativo en las figuras adjuntas de los dibujos, en los que: - la figura 1 es un diagrama simplificado de un compresor, según la invención;
- la figura 2 es un diagrama que muestra los valores de tiempo de una señal detectada por un dispositivo, según la presente invención.
Con particular referencia al dibujo mencionado anteriormente, el numeral de referencia 10 se refiere en su totalidad a un dispositivo para detectar una condición de lubricación no óptima en un compresor o un sistema de refrigeración que, según la presente invención, tiene una particularidad especial en que comprende una unidad de transductor 11 diseñada para detectar vibraciones sonoras y emitir una señal eléctrica de acuerdo con la frecuencia de dichas vibraciones sonoras.
El dispositivo 10 de la presente invención está configurado para ser fijado a una pared externa 30 de un compresor 100 de tal manera que, en uso, dicha unidad de transductor 11 detecta vibraciones sonoras que son emitidas por el compresor 100.
La unidad de transductor 11 puede ser conectada a un dispositivo electrónico para procesar dicha señal eléctrica con el fin de señalar si, en uso, dicha frecuencia excede un umbral predefinido que corresponde a una condición de lubricación no óptima del compresor 100.
La utilización de un dispositivo 10, según la presente invención, permite, de este modo, detectar vibraciones sonoras emitidas por el compresor 100 durante el funcionamiento del mismo, y evaluar si la frecuencia de estas vibraciones varía, en particular si aumenta, tal como se describirá con más detalle a continuación.
De hecho, se ha demostrado que las vibraciones sonoras emitidas por un compresor 100 durante el funcionamiento del mismo son emitidas en parte debido al movimiento lubricado de los componentes del mismo, tal como el elemento de compresión 105, que, en la solución proporcionada a modo de ejemplo, está constituido por espirales de compresión, y los cojinetes 106 que los soportan.
También se ha demostrado que las vibraciones sonoras emitidas por un compresor durante el funcionamiento del mismo tienen frecuencias medias que aumentan si se reduce la lubricación de los componentes en movimiento. Por lo tanto, la presente invención se basa en monitorizar las vibraciones sonoras emitidas por un compresor durante el funcionamiento del mismo para detectar si la frecuencia media de las vibraciones aumenta por encima de un umbral de lubricación predefinido que sigue siendo suficiente para el funcionamiento eficiente del compresor pero que, si el grado de lubricación descendiera aún más, la funcionalidad del compresor podría verse comprometida debido al riesgo de rotura o daño de los componentes móviles, que aumenta a medida que disminuye el nivel de lubricación.
Con la utilización de un dispositivo según la presente invención, es posible, por lo tanto, detectar, de una manera no invasiva, en un compresor, una posible condición de insuficiencia de lubricación incipiente, permitiendo una reacción oportuna por parte de un operador, o de manera automática.
Por ejemplo, una aplicación de la presente invención se puede referir a un sistema de refrigeración 1000 que comprende un compresor 100 conectado a un circuito de refrigeración 101 y a un dispositivo 10, según la presente invención, aplicado al compresor 100 que, en el caso preferente, es ventajosamente del tipo de desplazamiento orbital.
Durante el funcionamiento del sistema de refrigeración 1000, el lubricante originalmente predispuesto en el compresor 100 es aspirado hacia el circuito de refrigeración 101 por el fluido portador de calor que circula por la acción del compresor 100.
En el caso preferente, el compresor es activado por un motor ajustable en velocidad mediante control por medio de un inversor.
Cuando el compresor 100 funciona a bajas revoluciones y, en consecuencia, el fluido portador de calor circula lentamente en el circuito de refrigeración 101, el lubricante arrastrado por el fluido portador de calor tiende a acumularse en algunas partes del circuito de refrigeración 101 fuera del compresor 100.
Este hecho determina una reducción de la lubricación disponible dentro del compresor 100 para la lubricación del compresor 100 y, además, puede reducir la eficiencia del sistema de refrigeración, ya que la capacidad de intercambio de calor del lubricante distribuido a través del circuito es mucho menor que la del fluido portador de calor.
La reducción de la cantidad de lubricante en el compresor determina un aumento en la frecuencia de las vibraciones sonoras emitidas por el compresor.
El dispositivo 10 detecta este aumento y emite una señal, al superar la frecuencia media de un umbral de seguridad predefinido.
El sistema de refrigeración 1000 según la invención comprende un dispositivo electrónico de control 101 que está conectado electrónicamente al dispositivo 10 para recibir dicha señal.
Según la presente invención, cuando recibe dicha señal o cuando recibe una señal que indica la superación de dicho valor umbral de seguridad, el dispositivo electrónico 101 activa el compresor 100 para aumentar la velocidad de funcionamiento del mismo y, de este modo, aumentar la velocidad del fluido portador de calor en el interior del circuito de refrigeración 101, con el fin de obtener el retorno al compresor 100 del lubricante dispersado por todo el circuito de refrigeración 101.
El tiempo durante el cual el compresor 100 está activado a alta velocidad de rotación puede ser predefinido, por ejemplo, a 10 segundos, o puede ser variable en función del control retroactivo basándose en la frecuencia media de las vibraciones sonoras detectadas por el dispositivo 10 durante el funcionamiento a dicha alta velocidad de rotación. Esta alta velocidad de rotación se definirá según las condiciones estructurales y funcionales contingentes del sistema de refrigeración 1000, y será tal que determinen una velocidad del fluido portador de calor que circula en el
circuito de refrigeración 101 que sea suficiente para obtener un arrastre eficiente del lubricante presente en el mismo.
Estructuralmente, la unidad de transductor 11 está dotada, ventajosamente, de una superficie de detección 12. El dispositivo 10 comprende, ventajosamente, una placa de interfaz 13, preferentemente de material metálico, a la que se conecta la superficie de detección 12 de la unidad de transductor 11, para detectar vibraciones sonoras transmitidas a través de la placa de interfaz 13 por el compresor 100 durante el funcionamiento del mismo.
La placa de interfaz 13 está configurada para ser fijada a una superficie exterior 103 de una pared de un cuerpo envolvente 104 de un compresor 100, y está diseñada para transmitir vibraciones sonoras desde dicha pared a dicha superficie de detección 12.
La placa de interfaz 13 tiene un perfil, preferentemente, complementario de la cara externa 103 del compresor 100 al que está destinada a ser acoplada.
Por ejemplo, la placa de interfaz puede tener una cara de trabajo que se extiende a lo largo de una superficie cilíndrica para adherirse a una cara externa cilíndrica 103 del compresor 100.
El dispositivo 10 comprende, ventajosamente, una unidad de procesador, no mostrada, conectada a la unidad de transductor 11 para recibir dicha señal eléctrica y procesarla, con el fin de detectar un aumento en la frecuencia de las vibraciones sonoras emitidas, en uso, por el compresor 100, y señalar si dicha frecuencia aumenta por encima del umbral predefinido que está asociado con una condición de lubricación no óptima del compresor 100.
La unidad de transductor 11, según la invención, está configurada para detectar vibraciones sonoras de frecuencia igual o superior a 20 kHz.
En particular, dicho umbral predefinido corresponde, ventajosamente, a una frecuencia media de las vibraciones sonoras emitidas por el compresor 100, sustancialmente de 38,4 kHz.
La unidad de transductor 11 comprende, como mínimo, un transductor piezoeléctrico. Además, por sencillez de utilización y de aplicación, la placa de interfaz 13 es magnéticamente activa, para poder unirse de manera desmontable a una pared metálica de un compresor 100.
De este modo, se ha observado que la utilización de un dispositivo 10 según la presente invención permite detectar un posible estado de lubricación insuficiente de un compresor de un sistema de refrigeración, sin realizar adaptaciones invasivas sobre la estructura del compresor, ya que el dispositivo 10 es aplicable a una cara externa del compresor.
Además, el dispositivo 10 es fácilmente aplicable a compresores de sistemas de refrigeración ya existentes, evitando, de este modo, adaptaciones estructurales al propio compresor.
Otro objetivo de la presente invención se refiere a un procedimiento para detectar una condición de lubricación no óptima en un compresor de un sistema de refrigeración según la presente invención que comprende:
- detectar una señal indicativa de la frecuencia de las vibraciones sonoras emitidas por un compresor durante su funcionamiento;
- comparar el valor de dicha señal con un valor umbral correspondiente a una condición de lubricación no óptima del compresor.
Dicho procedimiento comprende, ventajosamente, una etapa de aumentar la velocidad de trabajo del compresor para aumentar el retorno al compresor del lubricante dispersado en dicho sistema de refrigeración.
Dicha señal es, más preferentemente, una señal de tensión eléctrica emitida por un transductor piezoeléctrico mecánicamente en contacto con una pared del compresor.
Otra parte de la presente invención está formada por una unidad de compresor 200, que comprende, como mínimo, un compresor 100 dotado de un cuerpo envolvente 104 y un elemento de compresión 105 alojado en el cuerpo envolvente 104 para separar, dentro del cuerpo envolvente 104, un compartimento de aspiración A y un compartimento de suministro B.
El compartimento de aspiración A está configurado para recoger un lubricante para el compresor 100.
Según la presente invención, dicha unidad de compresor 200 tiene la particularidad de que comprende un dispositivo 10 según lo descrito anteriormente, fijado al cuerpo envolvente 104, para la detección de vibraciones sonoras emitidas por el compresor 100 durante el funcionamiento del mismo.
La figura 2 muestra un diagrama que muestra el resultado de una prueba realizada por medio del dispositivo según la presente invención.
En detalle, dicha prueba se ha llevado a cabo en un circuito de refrigeración de prueba que tiene las siguientes características:
- compresor: SCI (Siam Compressor Industry Co. LDT.) ANB42FBDMT con ventana de visualización;
- peso del compresor: 33,4 kg (lubricante incluido);
- fluido portador de calor: R410a;
- lubricante: aceite FV50s;
- cantidad nominal de lubricante: 1,7 kg;
- circuito hidráulico con baipás de gas caliente.
En estas pruebas, se ha utilizado como unidad de transductor un sensor de ultrasonidos que tiene las siguientes características:
- frecuencia central (a 20 °C): 37,2 kHz ± 500 Hz;
- sensibilidad RMS (de 36,4 a 40,6 kHz): 23,0 mV/g ± 2 dB;
- sensibilidad de temperatura: -10 Hz/°C;
- intervalo de temperatura: de -10 a 80 °C;
- dimensiones: 33 x 22 mm;
- peso: 0,126 kg.
El sensor ha sido posicionado en el cuerpo envolvente del compresor por medio de una placa de interfaz magnética que está curvada, con el fin de adherirse a la forma cilíndrica del cuerpo envolvente.
La distancia del centro de aplicación del sensor desde la superficie de reposo del compresor es de 118 mm.
Las condiciones ambientales de la prueba fueron las siguientes:
- temperatura: 28 °C;
- humedad 70 %.
La presente prueba consistió en 6 mediciones relativas a un caso de un nivel nominal de aceite en el cuerpo envolvente del compresor, representadas en el diagrama de la figura 2 por rombos, y 6 mediciones relativas al caso de ausencia sustancial de aceite en el cuerpo envolvente del compresor, representadas en el diagrama de la figura 2 por cuadrados, a igualdad de las demás condiciones.
Las condiciones de funcionamiento de la prueba fueron las siguientes:
- velocidad del compresor = 99,9 rps;
y para el fluido portador de calor:
- temperatura de evaporación = 2,6 °C;
- temperatura de condensación = 59,8 °C;
- t temperatura de suministro = 81,9 °C;
- sobrecalentamiento = 12 K.
En el diagrama de la figura 2 se muestran bajo las siglas RMS (Root Mean Square) los valores medios cuadráticos de la tensión de salida del sensor piezoeléctrico para cada una de las 12 mediciones, donde el tiempo de detección de la tensión fue de 10 segundos.
En detalle, el valor RMS de la tensión de salida del sensor piezoeléctrico, designado en su totalidad como Vrms, se calculó de la siguiente manera:
El resultado de dicha prueba muestra valores del parámetro Vrms menores en el caso de una adecuada lubricación del compresor, que corresponden a una menor frecuencia media de las vibraciones sonoras emitidas por el compresor y valores Vrms más altos en el caso de una lubricación insuficiente a la que corresponden frecuencias más elevadas de dichas vibraciones sonoras.
se ha mostrado cómo la presente invención consigue los fines y objetivos planteados, permitiendo detectar de manera eficiente, fiable y no invasiva un estado de lubricación no óptimo de un compresor.
Esto también permite optimizar el funcionamiento del sistema, al tiempo que limita la presencia de lubricante en el circuito de refrigeración.
De hecho, el lubricante tiene una menor capacidad de intercambio de calor con respecto al fluido portador de calor y la presencia del mismo en el circuito de refrigeración puede reducir la acción del fluido portador de calor, reduciendo, en consecuencia, la eficiencia del sistema.
En la práctica, los materiales utilizados, así como las formas y dimensiones contingentes, pueden variarse según los requisitos contingentes y el estado de la técnica.
Cuando las características constructivas y las características técnicas mencionadas en las siguientes reivindicaciones van seguidas de signos o numerales de referencia, los signos o numerales de referencia han sido utilizados únicamente con el fin de aumentar la inteligibilidad de las propias reivindicaciones y, en consecuencia, no constituyen en modo alguno una limitación a la interpretación de cada elemento identificado, meramente a modo de ejemplo, por los signos o números de referencia.
Claims (8)
1. Dispositivo (10), para detectar una condición de lubricación no óptima en un compresor (100) de un sistema de refrigeración (1000), que comprende una unidad de transductor (11), adaptada para detectar vibraciones sonoras y emitir una señal eléctrica según la frecuencia de dichas vibraciones sonoras; dicho dispositivo (10) de detección está configurado para ser fijado a una pared externa de un compresor (100) de tal manera que, en uso, dicha unidad de transductor (11) detecta vibraciones sonoras que son emitidas por dicho compresor (100); dicha unidad de transductor (11) está conectada a un dispositivo electrónico de procesamiento de dicha señal eléctrica para señalar si, en uso, dicha frecuencia supera un umbral predefinido que corresponde a una condición de lubricación no óptima del compresor (100); caracterizado por que la unidad de transductor (11) está configurada para detectar vibraciones sonoras que tienen una frecuencia igual o superior a 20 kHz.
2. Dispositivo (10) de detección, según la reivindicación 1, caracterizado por que dicha unidad de transductor (11) está equipada con una superficie de detección (12); dicho dispositivo (10) comprende una placa de interfaz (13) a la que se conecta la superficie de detección (12) de dicha unidad de transductor (11), para detectar vibraciones sonoras transmitidas desde dicha placa de interfaz (13); dicha placa de interfaz (13) está configurada para ser fijada a una superficie exterior (103) de una pared de un cuerpo envolvente (104) de un compresor (100) y está adaptada para transmitir vibraciones sonoras desde dicha pared a dicha superficie de detección (12).
3. Dispositivo (10) de detección, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicha unidad de transductor (11) comprende, como mínimo, un transductor piezoeléctrico.
4. Dispositivo (10) de detección, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicha placa de interfaz (panel, placa) (13) es magnéticamente activa para acoplarse a, y desacoplarse de una pared metálica de un compresor.
5. Dispositivo (10) de detección, según una de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho umbral predefinido corresponde a una frecuencia media de las vibraciones sonoras emitidas por el compresor, sustancialmente de 38,4 kHz.
6. Procedimiento para detectar una condición de lubricación no óptima en un compresor (100) de un sistema de refrigeración (1000), que comprende:
- detectar una señal indicativa de la frecuencia media de las vibraciones sonoras emitidas por un compresor (100) durante su funcionamiento;
- comparar el valor de dicha señal con un valor umbral de seguridad correspondiente a una condición de lubricación no óptima del compresor (100)
- cuando recibe una señal que indica la superación de dicho valor umbral de seguridad, mediante un dispositivo electrónico, activar el compresor (100), con el fin de aumentar la velocidad de funcionamiento del mismo y, por lo tanto, aumentar la velocidad de un fluido portador de calor dentro de un circuito de refrigeración del sistema de refrigeración (1000), con el fin de obtener el retorno al compresor (100) de un lubricante dispersado por todo el circuito de refrigeración.
7. Procedimiento, según la reivindicación 6, caracterizado por que dicha señal es una señal de tensión eléctrica emitida por un transductor piezoeléctrico en contacto mecánico con una pared del compresor (100).
8. Compresor (100) para sistema de refrigeración (1000), que comprende:
- un cuerpo envolvente (104),
- una unidad de compresión (105), alojada en dicho cuerpo envolvente (104) para separar, en dicho cuerpo envolvente (104), un compartimento de aspiración (A) y un compartimento de suministro (B); dicho compartimento de aspiración (A) está configurado para recoger un lubricante para dicho compresor (100);
caracterizado por que comprende un dispositivo (10), según una de las reivindicaciones 1 a 5, fijado a dicho cuerpo envolvente (104), para la detección de vibraciones sonoras emitidas por dicho compresor (100) durante su funcionamiento.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT102016000099499A IT201600099499A1 (it) | 2016-10-04 | 2016-10-04 | Dispositivo per il rilevamento di una condizione di lubrificazione ottimizzabile in un compressore di un impianto frigorifero, gruppo compressore che lo comprende e metodo per il rilevamento di una condizione di lubrificazione ottimizzabile in un compressore di un impianto frigorifero |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2904704T3 true ES2904704T3 (es) | 2022-04-05 |
Family
ID=58606563
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES17189571T Active ES2904704T3 (es) | 2016-10-04 | 2017-09-06 | Dispositivo para detectar una condición de lubricación no óptima en un compresor de un sistema de refrigeración, una unidad de compresor que comprende el dispositivo y un procedimiento para detectar una condición de lubricación no óptima en un compresor de un sistema de refrigeración |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20180094636A1 (es) |
EP (1) | EP3306236B1 (es) |
CN (1) | CN107893764B (es) |
ES (1) | ES2904704T3 (es) |
IT (1) | IT201600099499A1 (es) |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0590661A (ja) * | 1991-04-26 | 1993-04-09 | Fanuc Ltd | ガスレーザ装置用ブロアの軸受異常検出方式 |
US20080260541A1 (en) * | 2005-03-30 | 2008-10-23 | Carrier Corporation | Induction Motor Control |
US8342794B2 (en) * | 2009-05-19 | 2013-01-01 | General Electric Company | Stall and surge detection system and method |
JP5484930B2 (ja) * | 2010-01-25 | 2014-05-07 | 三菱重工業株式会社 | 空気調和機 |
EP2732251B1 (en) * | 2011-07-14 | 2019-03-13 | S.P.M. Instrument AB | A method and a system for analysing the condition of a rotating machine part |
CN202946393U (zh) * | 2012-11-29 | 2013-05-22 | 珠海格力电器股份有限公司 | 压缩机喷油装置、压缩机、压缩机润滑系统和制冷系统 |
IL225374A0 (en) * | 2013-03-21 | 2013-07-31 | Noveto Systems Ltd | Array@Matamari |
WO2015015881A1 (ja) * | 2013-07-29 | 2015-02-05 | 三菱電機株式会社 | ヒートポンプ装置 |
-
2016
- 2016-10-04 IT IT102016000099499A patent/IT201600099499A1/it unknown
-
2017
- 2017-09-05 CN CN201710789518.1A patent/CN107893764B/zh active Active
- 2017-09-06 ES ES17189571T patent/ES2904704T3/es active Active
- 2017-09-06 EP EP17189571.7A patent/EP3306236B1/en active Active
- 2017-10-04 US US15/724,516 patent/US20180094636A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20180094636A1 (en) | 2018-04-05 |
EP3306236B1 (en) | 2022-01-19 |
CN107893764A (zh) | 2018-04-10 |
EP3306236A1 (en) | 2018-04-11 |
IT201600099499A1 (it) | 2018-04-04 |
CN107893764B (zh) | 2021-03-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10180139B2 (en) | Compressor having oil-level sensing system | |
ES2681217T3 (es) | Compresor | |
ES2894642T3 (es) | Sistema de compresión de vapor con compresor lubricado con refrigerante | |
BR0104148A (pt) | Detector de quantidade de óleo, aparelho de refrigeração e condicionador de ar | |
CN105570125B (zh) | 压缩机及其工作油自诊断方法 | |
WO2015025514A1 (ja) | 冷凍装置 | |
ES2904704T3 (es) | Dispositivo para detectar una condición de lubricación no óptima en un compresor de un sistema de refrigeración, una unidad de compresor que comprende el dispositivo y un procedimiento para detectar una condición de lubricación no óptima en un compresor de un sistema de refrigeración | |
US10317121B2 (en) | System and method for dynamically determining refrigerant film thickness and dynamically controlling refrigerant film thickness at rolling-element bearing of an oil free chiller | |
ES2938739T3 (es) | Aparato de refrigeración | |
JP2003097443A (ja) | 圧縮機および冷凍装置 | |
CN107061287B (zh) | 压缩机及热泵系统 | |
KR20190031667A (ko) | 압축기 고장 진단 시스템 및 방법 | |
CN105723089B (zh) | 用于感测压缩机中的油的方法及设备 | |
JP2005299491A (ja) | 密閉型電動圧縮機 | |
JP7204949B2 (ja) | 圧縮機システム、圧縮機および冷凍サイクル装置 | |
CN106197530B (zh) | 测量润滑油稀释度的方法、传感器和检测油位的方法 | |
CZ308987B6 (cs) | Kompresor a zařízení chladicího cyklu | |
JPS58143271A (ja) | 圧縮機の回転速度検出装置 | |
JP6628815B2 (ja) | 冷媒圧縮装置および冷凍装置 | |
JP6919741B1 (ja) | グリス及びグリスが潤滑剤として使用される冷凍サイクル装置 | |
JP2006322377A (ja) | オイルセンサ及び密閉型電動圧縮機 | |
JP7366278B2 (ja) | 圧縮機診断装置 | |
JP6808039B2 (ja) | 冷凍サイクル装置 | |
JP4932401B2 (ja) | 密閉型圧縮機 | |
JP2006194600A (ja) | 密閉型圧縮機 |