Treinamento Falhas Scroll Danfoss

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Compressores Scroll Performer Falhas, problemas e soluções elaborado por NEWTO DA SILVA

Detalhes Construtivos Introdução Objetivos : • Fornecer uma visão básica dos compressores Scroll Performer, os principais problemas de aplicação encontrados em campo e como evitá-los.

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Detalhes Construtivos Introdução Atualização : • Esta família de compressores é relativamente nova e se encontra em processo de desenvolvimento contínuo. Algumas informações aquí apresentadas podem estar desatualizadas em um momento futuro ao da criação desta apresentação. Sempre checar se a informação é a mais atualizada!

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Detalhes Construtivos Principio de Funcionamento • Compressão contínua

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Detalhes Construtivos

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Famílias de Compressores Scroll Evolução Família

Modelos

Performer I

SM084 – 090 – 100 – 110 – 120 – 148 – 161 SZ084 – 090 – 100 – 110 – 120 – 148 – 161

Performer II

SM115 – 125 – 160 – 175 – 185 SZ115 – 125 – 160 – 175 – 185

Performer IV

SY240 – 300 – 380 SZ240 – 300 – 380 SH180 – 240 – 300 – 380

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Famílias de Compressores Scroll Diferenças - Conexões Performer I

Performer II

Performer IV

V

R

C

MA 1 MB 2

AA 1 AB 2

solda

rotolock

solda

rotolock

solda

Visor de óleo

roscado

roscado

roscado

roscado

roscado

Equalização óleo

⅜” rosca

⅜” rosca

⅜” rosca

½” rosca

½” rosca

¼” NPT

¼” NPT

¼” NPT

¼” NPT

¼” rosca

¼” rosca

¼” rosca

¼” rosca

Versão Conecções

Dreno de óleo Schrader

¼” rosca

Notas :1- A segunda letra do código “A” indica tensão de 24 V para o módulo de proteção eletrônico. 2- A segunda letra do código “B” indica tensão de 220 V para o módulo de proteção eletrônico.

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Famílias de Compressores Scroll Nomenclatura Família, Refrigerante e Óleo

Capacidade Nominal (BTU/h)/1000

Indice UL

Voltagem

Versão

Índice de Evolução

SM

120

A

3

V

A

SY

185

S

4

R

C

SZ

300

A

9

AA

A

ver slide anterior Família, refrigerante e óleo:

Voltagem:

SM: Scroll, R22, mineral

3: 200-230/3/60

SY: Scroll, R22, POE

2: 380-400/3/50 e 460/3/60

SZ: Scroll, R407c-R134a, POE

6: 230/3/50 7: 500/3/50 e 575/3/60

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9: 380/3/60

Famílias de Compressores Scroll Diferenças – Proteções Elétricas Performer Ia

Performer II

Performer IV

Klixon

Termostato

Sensores PTC + módulo eletrônico

Notas :a- Exceto modelo SM/SZ 161 motor 3, o qual possui termostato interno.

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Famílias de Compressores Scroll Diferenças – Proteções Elétricas Performer Ia

Performer II

Performer IV

Klixon

Termostato

Sensores PTC + módulo eletrônico

Proteção contra sobreaquecimento

sim

sim

sim

Proteção contra sobrecarga

sim

necessita relé de sobrecarga externo

sim

Proteção contra rotor travado

sim

necessita relé de sobrecarga externo

sim

Proteção contra falta de fase

sim

necessita relé de sobrecarga externo

sim

Dispositivo de proteção interna

Notas :a- Exceto modelo SM/SZ 161 motor 3, o qual possui termostato interno.

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Famílias de Compressores Scroll Motor 4 x Motor 9 MOTOR 4 : 460 V / 3f / 60 Hz MOTOR 9 : 380 V / 3f / 60 Hz

NÃO UTILIZAR COMPRESSOR COM MOTOR 4 NO LUGAR DE MOTOR 9!

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Tipos de Montagens com Scrolls Individual

Trio

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Tandem

Considerações de Projeto/Campo Envelope do Compressor – R22

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Considerações de Projeto/Campo Envelope do Compressor – R407c

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Considerações de Projeto/Campo Envelope do Compressor

B A

C E D Problema

Como proteger

A

Temp. descarga elevada.
Óleo fica prejudicado.

Termostato de descarga (DGT)

B

Pressão condensação elevada
Quebra mecânica

Pressostato de alta (KP5)

C

Pressão de evaporação elevada
Corrente elevada

Válvula reguladora de pressão de sucção (KVL)

D

Pressão condensação baixa
Falta pressão para bombear refrigerante no sistema

Vávula reguladora de pressão de condensação (KVR). Controle de condensação (ventilador, variador, etc..)

E

Pressão de evaporação baixa
Pressões abaixo da atmosférica (vácuo) levam a formação de arco elétrico.

Pressostato de baixa (KP1)

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Considerações de Projeto/Campo Envelope do Chiller/Split - Seguranças Usar DGT

Envelope de operação do Chiller/Split

•O envelope do chiller deve permanecer dentro do envelope do compressor. •Ajustar pressostato de alta e de baixa segundo envelope do chiller. •Verificar superaquecimento mínimo e máximo para todos pontos dentro do envelope do chiller/split. •Implementar método de controle da temperatura de condensação. •Verificar necessidade do termostato de descarga (DGT). CAO trainning

Principais Problemas Umidade CONSEQUÊNCIA EFEITOS

UMIDADE

•Cobreamento •Acidez

• • • • •

AÇÃO PREVENTIVA • Vácuo correto • Usar filtro secador adequado • Evitar compressor aberto por muito tempo (principalmente com óleo poliol ester) • Eliminar vazamentos. CAO trainning

Falha na lubrificação Perda de rendimento Travamento Queima do motor Degradação do óleo

Principais Problemas Umidade

CASOS REAIS SPRINGER CARRIER!

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Umidade Procedimento de Vácuo Correto Inicialmente, fazer teste de pressão e eliminar vazamentos. Sempre que possível, isole o compressor do sistema. Conectar a bomba de vácuo tanto pelo lado de baixa quanto o de alta pressão. Use vacuômetros confiáveis e de precisão (Conjunto manifold não serve!) Energize a resistência de cárter durante todo o processo de vácuo.

UMIDADE

Atingir vácuo abaixo de 500 microns (0,67 mBar) Isolar o circuito da bomba; Esperar 30 minutos; Se a pressão subir rapidamente, e não parar, existem vazamentos. Localizar e iniciar o processo. Se a pressão subir e estabilizar acima de 500 microns, existe umidade. Quebre o vácuo com nitrogênio e faça novo vácuo. Se a pressão ficar estabilizada em até 500 microns por 1 hora, o sistema está desidratado e sem vazamentos. O vácuo do circuito estará pronto. Abrir os registros do compressor e se necessário, quebrar vácuo com nitrogênio e repetir a operação. Se o compressor não tiver registros, quebrar o vácuo com nitrogênio e repetir a operação. A leitura de vácuo deve ser feita no sistema e não na bomba de vácuo! CAO trainning

Umidade

Pressão em microns

Procedimento de Vácuo Correto

Vazamento

Umidade

Seco

Tempo em minutos

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UMIDADE

Principais Problemas Migração de Líquido EFEITOS

MIGRAÇÃO DE LÍQUIDO

• • • •

Diluição do Óleo Formação de espuma Inundação do cárter Remoção da película lubrificante

CONSEQUÊNCIA • Travamento do compressor

AÇÃO PREVENTIVA • • • •

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Uso da resistência de cárter Válvula solenóide antes da válvula de expansão Recolhimento após parada do compressor Projeto e montagem correta das tubulações

Principais Problemas Migração de Líquido

CASOS REAIS SPRINGER CARRIER!

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Principais Problemas Migração de Líquido – Fatos •A válvula de expansão termostática pode permitir a passagem de refrigerante entre os lados de alta e de baixa pressão quando o compressor está desligado. •O refrigerante tende a condensar no ponto mais frio do sistema (pode ser o compressor). • O desenho da linha de sucção pode permitir o escoamento de refrigerante líquido para dentro do compressor. • Líquido dentro do compressor parado, leva à conhecida partida inundada, onde podemos ter o travamento do compressor por excesso de refrigerante líquido ou o desgaste progressivo e irreparável pela diluição do óleo. Ocorre espumação do óleo na partida, visível através do visor de nível.

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Migração de Líquido Resistência de Cárter • A temperatura do cárter deve ficar no mínimo 10K acima da temperatura de saturação real. • Se o compressor ficar exposto à baixas temperaturas ambiente e com ventos fortes, é necessário isolar termicamente a resistência. •A resistência deve funcionar sempre que o compressor estiver parado (alimentação independente).

MIGRAÇÃO DE LÍQUIDO CAO trainning

• Antes do start-up inicial a resistência deve ser energizada por no mínimo 12 horas (exceto Starfire!).

Migração de Líquido Válvula Solenóide Linha de Líquido • A válvula deve fechar quando o compressor parar. • Impede que o líquido no lado do condensador migre para o compressor. O gás que fica aprisionado na linha de sucção pode condensar no cárter do compressor, desta forma, não dispensa o uso de resistência de cárter.

MIGRAÇÃO DE LÍQUIDO CAO trainning

Migração de Líquido Recolhimento de Líquido ou Pump-down • Associação da válvula solenóide da linha de líquido com a lógica de recolhimento. • Ao atingir a temperatura, a válvula solenóide fecha e o compressor continua funcionando, recolhendo o gás entre a solenóide e o compressor, até que o compressor desligue por atuação de um pressostato de baixa.

MIGRAÇÃO DE LÍQUIDO CAO trainning

• Armazena quase toda carga de gás refrigerante no lado do condensador, resultando numa melhor proteção para o compressor.

Migração de Líquido Tubulações – Linha de Sucção Evita escoamento de líquido do evaporador para o compressor por gravidade.

Evaporador acima do nível do compressor CAO trainning

MIGRAÇÃO DE LÍQUIDO

Principais Problemas Alta temperatura de descarga ALTA TEMPERATURA DE DESCARGA

EFEITOS • Degradação do óleo • Carbonização do óleo • Queima da pintura na parte superior do compressor

CONSEQUÊNCIA • Falha na lubrificação • Desgaste prematuro das partes móveis • Travamento do compressor • Queima do motor

AÇÃO PREVENTIVA • • • •

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Superaquecimento adequado de acordo com o envelope Manter condensador limpo e com subresfriamento Ajustar corretamente pressostatos de alta e de baixa Instalar DGT (termostato de descarga) se necessário

Principais Problemas Alta temperatura de descarga

CASOS REAIS SPRINGER CARRIER!

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Principais Problemas Alta temperatura de descarga – Fatos • Quando o compressor trabalha fora do envelope de operação, geralmente devido à uma alta temperatura de condensação e baixa temperatura de evaporação e os pressostatos não desarmam, a temperatura do óleo ultrapassa 130°C e o óleo carboniza e se deteriora. • O óleo deteriorado ou carbonizado não lubrifica o compressor o qual vai travar mais tarde. • O compressor travado pode levar à queima do motor elétrico. • A presença de gases incondensáveis no sistema (nitrogênio, ar, etc.) também resulta no mesmo problema.

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Alta Temperatura de Descarga DGT – Termostato de Descarga • O termostato desliga o compressor caso a temperatura ultrapasse a 130°C. • Só deve ser utilizado nos casos em que o ajuste dos pressostatos de alta e de baixa permitam a operação do compressor fora do envelope. Se o compressor precisar funcionar fora do envelope, esta solução não se aplica.

ALTA TEMPERATURA DE DESCARGA CAO trainning

Principais Problemas Impurezas CONSEQUÊNCIA EFEITOS

IMPUREZAS

• Contaminação do óleo

• • • • • •

Desgaste das partes móveis Perda de rendimento Travamento Queima do motor Falha na lubrificação Trava válvula de descarga

AÇÃO PREVENTIVA • • • •

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Limpeza correta do sistema Soldas sempre feitas com passagem de nitrogênio Uso de filtro secador e/ou de sucção No caso de queimas, usar filtro específico para queima.

Principais Problemas Impurezas

CASOS REAIS SPRINGER CARRIER!

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Principais Problemas Impurezas – Fatos • Soldas feitas sem a passagem de nitrogênio dentro dos tubos, leva à formação de carepa, a qual não é facilmente removida pelo R141b; • Nitrogênio é bem mais barato que R141b. Não há porquê não usar. • O R141b deve ser usado para fazer apenas a limpeza final. • Tubos de cobre devem ter as rebarbas removidas e as pontas lixadas. • Sempre que o sistema for aberto, deve-se trocar o filtro secador. • Após queima de motor, trocar o óleo de todos compressores do circuito, filtro secador e instalar filtro pós-queima na sucção se necessário. A acidez resultante da queima irá queimar outros compressores que estejam interligados em paralelo se nada for feito no sistema. CAO trainning

Principais Problemas Falta de Óleo FALTA DE ÓLEO

EFEITOS

CONSEQUÊNCIA

• Perda de óleo do sistema • Baixa velocidade de retorno de óleo • Grande volume de óleo deslocado para o sistema

• Travamento • Queima do motor • Desgaste prematuro das partes móveis • Ruído • Perda de rendimento

AÇÃO PREVENTIVA • • • •

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Observar tempo mínimo de funcionamento do compressor Observar número máximo de partidas Ajuste correto do pressostato de baixa Completar óleo em caso de linhas longas e sifões.

Principais Problemas Falta de óleo

CASOS REAIS SPRINGER CARRIER!

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Principais Problemas Falta de Óleo – Fatos • Em circuitos em paralelo, a equalização de óleo só funciona se a linha de equalização de óleo estiver nivelada e perfeita. Se ela estiver inclinada ou torta, não funciona. • Partidas seguidas e de curta duração mandam muito óleo para as linhas e este demora a voltar. O compressor pode travar enquanto o óleo não retorna. • Os visores de óleo existem para que sempre seja feita a verificação do nível. O nível deve ficar dentro dos limites estabelecidos para o modelo do compressor em qualquer condição operacional. • Normalmente linhas de split maiores que 20 metros necessitam complemento de óleo. • Utilizar sempre o tipo de óleo indicado para o modelo do compressor. CAO trainning

Principais Problemas Rotação Invertida EFEITOS

ROTAÇÃO INVERTIDA

• Não refrigera o motor • Não comprime refrigerante

CONSEQUÊNCIA • Desarme do compressor • Queima do motor • Ausência de compressão

AÇÃO PREVENTIVA • Instalar reset manual para casos de desarme do compressor

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Principais Problemas Rotação Invertida

CASOS REAIS SPRINGER CARRIER!

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Principais Problemas Rotação invertida • A refrigeração do motor elétrico do compressor é feita pelo próprio gás refrigerante. Se a rotação ficar invertida, não ocorrerá refrigeração do motor elétrico. Sua temperatura irá se elevar e o protetor irá desarmar o compressor. • Se este desarme não estiver ligado a um sistema de reset manual, o compressor irá ligar e desligar repetidamente, até que o motor venha a queimar.

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Principais Problemas Baixa pressão de sucção BAIXA PRESSÃO DE SUCÇÃO

EFEITOS • Operação fora do envelope

CONSEQUÊNCIA • Formação de arco elétrico dentro do compressor • Queima do motor • Instabilidade no scroll

AÇÃO PREVENTIVA • Ajuste correto do pressostato de baixa • Não usar o compressor como bomba de vácuo

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Principais Problemas Baixa pressão de sucção

CASOS REAIS SPRINGER CARRIER!

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Principais Problemas Baixa pressão de sucção – Fatos • As possíveis causas que podem levar o compressor a funcionar com baixa pressão de sucção são:      

Válvula de expansão mal ajustada e/ou bulbo mal posicionado. Vazamento de refrigerante ou carga de gás incompleta Evaporador sujo ou congelado Filtro secador bloqueado Temperatura de condensação muito baixa Válvula de expansão incorreta.

• Independente da causa, o pressostato compressor sob tais circunstâncias.

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de

baixa

deveria

desligar

o

Principais Problemas Retorno de líquido EFEITOS

RETORNO DE LÍQUIDO

• • • •

Diluição do Óleo Formação de espuma Inundação do cárter Remoção da película lubrificante

CONSEQUÊNCIA • Travamento do compressor • Quebra dos scrolls

AÇÃO PREVENTIVA • Garantir superaquecimento adequado em todas condições de carga térmica • Uso de acumulador de sucção

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Principais Problemas Retorno de líquido

CASOS REAIS SPRINGER CARRIER!

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Retorno de Líquido Superaquecimento • Superaquecimento mínimo de 5K em qualquer ponto de operação do chiller; • Superaquecimento máximo conforme envelope do compressor; • Evaporador com capacidade de gerar superaquecimento; • Posicionamento e isolamento correto do bulbo da válvula;

RETORNO DE LÍQUIDO CAO trainning

Retorno de Líquido Acumulador de Sucção • Acumula eventual líquido proveniente da linha de sucção; • Promove o retorno de líquido + óleo em “doses homeopáticas” ao compressor; • Deve ser dimensionado para armazenar pelo menos 50% da carga de refrigerante do circuito;

RETORNO DE LÍQUIDO CAO trainning

• Pode incorporar a função de intercambiador, utilizando a linha de líquido para ajudar a evaporar refrigerante no estado líquido.

Principais Problemas Retorno de Líquido Superaquecimento • Aquecimento adicional do gás saturado, para garantir que não exista líquido indo para o compressor, uma vez que líquido não é comprimível. • O retorno de líquido pode quebrar imediatamente o compressor, ou ainda diluir o óleo e assim, causar desgastes progressivos e irreversíveis ao compressor, ou seja, quebrará no fututo. • Superaquecimento mínimo: 5K (sucção do compressor) • Superaquecimento máximo: conforme envelope.

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FIM CAO trainning