Reporte Especial

Reporte de Ingeniería Sobre la

Tecnología del Compresor Climatuff®

2 22-8950-02-ES© American Standard Inc. 1999

Indice

I Introducción a los

Compresores Climatuff ................. 3

II Historia de la Tecnología del

Compresor Reciprocante

Introducción .................................... 4 Funcionamiento de la Compresión Reciprocante .......... 4

Historia de la Válvula/PistónReciprocante ............................... 5

Funcionamiento del ProcesoAcousti-Cool ............................... 6

Recuperación de la Presión delCárter ........................................... 6

Capacidad de Esfuerzo delCompresor .................................. 7Capacidades de Tolerancia del

Diseño/Líquido de la Carcasa 8Diseño/Flujo del

Cigüeñal/Bomba de Aceite ..... 9Corte Seccional Señalando

Componentes ........................ 10

III Historia de la Tecnología del

Compresor Scroll

Introducción .................................. 11 Función de Compresión del

Scroll ......................................... 11 Funcionamiento del Compresor

Scroll ......................................... 12 Trayectoria del Flujo de Gas en

el Scroll ..................................... 12 Conformación del Scroll .............. 13 Conformación Radial y Axial .... 13 Beneficios (Inicio Operación) .. 13 Capacidad de Esfuerzo del

Compresor ................................ 14 Características Adicionales del

Diseño ....................................... 15 Corte Seccional Señalando

Componentes ........................... 16

Tecnología delCompresor Climatuff®

IV Características Compartidas

Dispositivos de Protección:

Esfuerzo Térmico .......................... 17Esfuerzo Eléctrico ........................ 17Esfuerzo Químico ......................... 18Beneficios en Labores de Servicio

(Rotolocks, Asas deLevantamiento, Juegos (Kits)para Pruebas ............................. 18

V Verificación del Sistema

Pruebas de Confiabilidad ............ 19Herencia del Climatuff ................. 19Pruebas y Criterios de Aplicación

del Climatuff ............................. 20

VI Fabricación y Pruebas

Verificación Cualitativa de laLínea de Ensamble ................... 21

Verificación de la Producción de laUnidad Condensadora ............. 22

VII Resumen Sobre el

Compressor Climatuff ............... 23

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Introducción al ReporteEspecial y Antecedentes

Trane, compañía líder mundial enequipo HVAC, fabrica 4 de las 5tecnologías líderes en compresores.Los compresores centrífugos y detornillo de 35 a 1300 toneladas sonfabricados por el Grupo Internacionalde Sistemas Aplicados de Trane. Loscompresores reciprocantes y tiposcroll de 1 a 15 toneladas se fabricanpor el Grupo de Productos Unitarios ypor el Grupo Internacional deSistemas Aplicados.

Trane es Pionera en lasCuatro Tecnologías deCompresores

• En 1938, Trane introdujo la primeramáquina de refrigeración centrífugahermética de la industria. LaTurbovac es precursora de la

Sección I - Introducción a losCompresores Climatuff®

CenTraVac actual. Esta enfriadoraha representado ser una exitosaunidad de refrigeración, sirviendocomo modelo estándar para laindustria para grandes sistemas deaire acondicionado comercial.

• En 1987, Trane presentó una nuevageneración de enfriadoras de aguaconteniendo la más avanzadatecnología de compresión de grantonelaje - el compresor de tornillo ode rotor helicoidal. El compresorde tornillo de Trane con 5 y 7combinaciones de rotor de lóbulodio como resultado las eficienciasmás altas en compresores detornillo dentro de la industria.

• La tecnología del compresorreciprocante posée doble herencia.Para los tamaños comerciales,Trane comenzó a fabricar suspropios compresores en 1950. Enel caso de los compresoresresidenciales, la herencia se

remonta a los años 30 con laaparición del primer compresorhermético. Este proporcionó labase tecnológica para desarrollar elprimer compresor para bomba decalor confiable en el mundo, elClimatuff, el cual se introdujo en1964. Los diseños de amboscompresores han experimentadovarios cambios, siempremantienendo su destacadareputación dentro de la industria.

Los compresores reciprocantes deTrane han sido precursores envarios aspectos: el primer compresorhermético de 30 toneladas, el primercompresor confiable para bomba decalor y el primer compresor exitosode 3 y 5 toneladas de velocidadvariable. Estos son algunos ejemplosdel compromiso de Trane en lainnovación de compresores.

• La tecnología del compresor Scrolles la más reciente área en la queTrane ha efectuado importantescontribuciones. Después de 14años de investigación y pruebas,Trane introdujo en 1988 elcompresor Scroll 3-D®, el primercompresor en la industria diseñadoespecíficamente para el mercadocomercial de aire acondicionado.

• Y en 1998, después de comprobarla tecnología de scroll en eldemandante mercado comercial,Trane ahora introduce el compresorresidencial tipo scroll Climatuff.Este compresor scroll continúa latradición del compresorreciprocante Climatuff, utilizandodiseños y filosofías de pruebasimilares para proporcionarmáxima confiabilidad y durabilidad,eficiencia vanguardista dentro de laindustria, y niveles bajos de ruido.

La tecnología de compresores es unfactor integral del éxito de Trane.Trane entiende las tecnologías decompresores; Trane anticipa lastecnologías de compresores; y Traneintroduce las tecnologías decompresores en sus productos en elmomento adecuado.

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Estos dos diagramas ilustran la importancia del diseño de laválvula para eficientar el flujo de gas y la tolerancia delrefrigerante líquido.

En la carrera descendente, cuando la presión en el cilindro esmenor que la presión de succión, la válvula de succión esdespegada de su asiento permitiendo la penetración delrefrigerante al cilindro. El gas entra eficazmente, con trayectoriacilíndrica, alrededor de la circunferencia de la válvula.

Funcionamiento de la Compresión Reciprocante:

Sección II-Tecnología Reciprocante

Introducción a la Tecnología Reciprocante

El compresor reciprocante Climatuff ® de Trane fue el primer compresor exitosoen el mundo para bomba de calor. Desde su inicio, la filosofía de Climatuff giróen torno a dos principios fundamentales:

1. El compresor debe ser capaz de protegerse por sí solo en todos lossistemas, con mínima dependencia de los controles del sistema.

2. La confiabilidad y durabilidad del compresor deben comprobarse en ellaboratorio y no en el lugar de la obra.

Estas dos filosofías se han mejorado contínuamente, permaneciendo elcompresor reciprocante Climatuff como líder mundial.

En la carrera ascendente, la válvula de succión se cierra impidiendola salida del refrigerante del cilindro. Cuando la presión del cilindroexcede la presión de descarga, la válvula redonda grande dedescarga se levanta completamente desde su asiento permitiendo lasalida eficaz del gas del cilindro. Si hay presencia de líquido, ladinámica de flujos resultantes de las superficies cónicas y laproximidad de la válvula, permitirá la purga del líquido desde elcilindro sin dañar las válvulas. Además de ser eficaces para el flujode gas, las válvulas de Climatuff están diseñadas para tolerar uncierto acumulamiento de líquidos.

El diseño de la válvula es decisivopara la tolerancia al refrigerante líquido.En días templados, el refrigerantelíquido puede acumularse en la línea desucción e inundar el compresor duranteel arranque. Por tal motivo, las válvulasdeben ser capaces de tolerar ciertaacumulación de líquido. El ensamblede válvula del Climatuff ha sidodiseñado para permitir la expulsión derefrigerante líquido del cilindro, sindañar las válvulas.

Todos los compresores reciprocantesClimatuff presentan la línea de

descarga pasando por el cárter delcompresor. Cuando el compresor estáfuncionando, la línea caliente dedescarga vaporiza el refrigerantelíquido en el cárter, separándolo delaceite. En el ciclo de apagado, Traneutiliza el calor del carter en todos loscompresores (excepto en unidades deenfriamiento de baja eficiencia, endonde la cantidad de refrigerante espequeña) para evaporar el refrigerantelíquido y mantener la temperaturadeseada del aceite.

Los compresores reciprocantesClimatuff tienen un promedio de 25%más de volumen dentro de la carcasaque otros compresores. Esto ofrece unmargen de seguridad adicional contrala acumulación de líquidos que puedeocasionarse por sobrecarga derefrigerante o por bajo flujo de aireinterior. Con este diseño de carcasagrande, los compresores Climatuffeliminan la necesidad de acumuladoresde línea de succión en sistemasresidenciales.

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Sección II-Tecnología Reciprocante

El pistón del compresor Climatuff presenta una cabeza esculpida,especialmente diseñada, que proporciona un volumen mínimo deespaciamiento en el cilindro al completarse la carrera de ascensodel pistón. Un pequeño volumen de espaciamiento propicia a suvez una eficiencia volumétrica mayor. La cabeza del pistónesculpida disminuye, además, las tensiones del líquidorefrigerante en condiciones extremas.

Los compresores Climatuff: Para mostrar el volumen deespaciamiento, el ensamble de pistón y válvula se ha montado enplástico y cortado por la mitad. En el punto superior de la carrerade ascenso, el espaciamiento entre el ensamble de pistón yválvula es apenas de unas pocas milésimas de pulgada. Estoconduce a altos rendimientos volumétricos y a altos coeficientesde EER.

La bajo peso del pistón y de la biela del compresor Climatuff®

permiten arranques suaves y eficiencias más altas de operación.Para mayor durabilidad se utiliza una camisa interior de hierrofundido perlítico en el cilindro.

El sistema de la válvula de descarga del compresor Climatuffconsiste de una válvula de anillo flotante y de una válvula demuelle diseñado por computadora. En el recorrido ascendentedel pistón, la válvula de descarga se levantará completamentedesde su asiento, produciendo un espaciamiento de descargaigual en toda la circunferencia de la válvula. Enseguida, laválvula de muelle cerrará la válvula de descarga uniformementeen su asiento.

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Funcionamiento delProceso Acousti-Cool

El refrigerante regresa al compresor através de la entrada de succión denivel superior. A medida que el gasreingresa al compresor, se encuentraa 100 grados más frío que elembobinado del motor. El gas entraen el motor/tapa y fluye a lo largo dela parte superior del motor. El gascontinúa por la parte superior deltubo de succión y entra al cilindro sinmayor sobrecalentamiento.

Cuando la válvula de succión secierra, el flujo de entrada de gas seinterrumpe hasta la siguiente carrerade admisión. Esta parada abruptaprovoca una pulsación de presiónque viaja de retorno por la trayectoriade entrada, a la velocidad de sonido.La pulsación de refrigerante vaporgolpea la parte superior del motor,amortiguando el ruido conformeenfría al embobinado.

Sección II-Tecnología Reciprocante

Entre menos se sobrecaliente elmotor, mayor será la eficiencia delcompresor (EER). El motor/tapa, alestarse enfriando, ejecutan la funciónde un amortiguador de gas desucción. Dado que por el gas deretorno la energía acústica potencialestá siendo absorbidasimultáneamente con el enfriamientodel motor, el proceso recibe elnombre de Acousti-Cool.

Acousti-Cool es el manejo de latemperatura del motor con base eningeniería. El enfriamientocontrolado del motor permite que elcompresor trabaje a temperatura másbaja que otros compresoresherméticos. El enfriamiento delmotor conduce a más larga vida delmotor y a menores costos operativos.

Recuperación de laPresión del Cárter

El compresor reciprocante Climatuff®

utiliza un cárter encerrado queprotege los cojinetes críticos de labiela/cigüeñal al limitar la cantidad derefrigerante líquido y de partículas enel área de rodamientos. El colectorde aceite del cárter se separa delcigüeñal en rotación lo que posibilitael suministro ininterrumpido deaceite.

Con el recorrido descendente(expansión), se aumenta la presión enel cárter, suministrándose unapequeña cantidad de refrigerantepara ser inyectada en el aceite. Estoproduce una pequeña capa deespuma de aceite que minimiza latransmisión del sonido. La presióndel cárter desarrollada durante lacarrera descendente se recuperadurante el recorrido ascendente(compresión), lo cual contribuye alaumento de la eficiencia.

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Capacidad de Esfuerzodel Compresor

El compresor Climatuff® utilizapistones y bielas conectoras de

aluminio. La ligereza del aluminioposibilita arranques suaves y alivia elesfuerzo sobre el cigüeñal. Paramayor durabilidad, Trane utiliza unacamisa de cilindro de hierro fundido

perlítico, único en la industria. Paramayor sellado en todos los rangosoperativos de la bomba de calor,Trane utiliza un anillo de compresiónde hierro fundido.

El compresor Climatuff, con armazóny carcasa del motor totalmente dealuminio, disipa el calor de lassuperficies de los rodamientos. Estoreduce el esfuerzo térmico y permiteal compresor funcionar más frío quelos compresores de armazón dehierro fundido. El bajo peso delarmazón reduce el esfuerzo sobre losresortes de montaje. El armazón estádiseñado con una amplia área desucción para minimizar la caída depresión dinámica del gas de succión.El flujo de gas de succión a la válvula,es prácticamente irrestricto.

Esfuerzo Mecánico

Bajo determinadas condiciones defuncionamiento, habrá llegada delíquido al compresor. Esto puedeconducir a un golpeteo del líquido. Sibien no se ha diseñado algún compresorreciprocante que bombée elrefrigerante líquido, Climatuff sí ofreceuna tolerancia superior al golpeteo delíquido.

La válvula es el componente más críticodel compresor. Sufre mayor esfuerzomecánico, térmico y de presión quecualquier otro componente delcompresor. Trane fabrica todas susválvulas bajo especificaciones dediseño extremadamente rigurosas. Enlas bombas de calor, las válvulas seabren y se cierran 57 veces por segundohasta un total de 800 millones de vecespor año. Debido a que los compresoresClimatuff están diseñados paraaplicaciones de bombas de calor, serequiere de un material prácticamenteindestructible para las válvulas.

Las válvulas de descarga y de succiónestán construídas de acero especial tipoSueco. El acero posée unamicroestructura exclusiva con un altocontenido de carbón y un bajísimocontenido de inclusiones no ferrosastales como sulfitos y silicatos. Enconsecuencia, esta válvula esaltamente resistente a la fatiga del metaly no se ve afectada por exceso de calor.

Un armazón, una carcasa del motor, unpistón y biela conectora todos totalmentede aluminio, ayudan a reducir el esfuerzotérmico y permiten al compresor operarmás frío mediante la disipación de calorde las superficies de los rodamientos.

El ensamble resistente de válvula delcompresor Climatuff es el componentemás crítico del compresor. Se muestra ellado de descarga con vista ampliada delos 24 puertos de succión.

Sección II-Tecnología Reciprocante

Muestra de la válvula de descarga delcompresor Climatuff, del lado de lacarrera de admisión.

Las válvulas del compresor Climatuff sefabrican con acero tipo sueco parasoportar el calor extremo y el esfuerzo porla apertura y el cierre de 57 veces porsegundo.

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Sección II-Tecnología Reciprocante

Existen algunas ventajas muy clarasrespecto al diseño de la carcasagrande, ya que actúa comoacumulador, minimizando lastrampas de aceite potenciales, lasfugas del sistema y las caídas depresión de un acumulador porseparado.

La buena lubricación es esencial paraalargar la vida de los rodamientos delcompresor siendo, además, una delas claves para la confiabilidad delcompresor Climatuff®. El cigüeñal delcompresor Climatuff duplica sufunción como bomba de aceitecentrífuga, positiva, no-direccional.Proporciona un suministro constantede aceite a la superficie de losrodamientos durante elfuncionamiento de la bomba.Además, ayuda a evaporar elrefrigerante líquido y enfría el motory los rodamientos.

Al arrancar el sistema, el aceitepodría haberse drenado o habersediluído en las superficies de losrodamientos por la entrada delrefrigerante. Si el sistema estásobrecargado, la reserva de aceite enla parte inferior del cárter podríaflotar por arriba de la abertura de labomba de aceite, debido al líquidorefrigerante más pesado. Todo éstopuede producir la resequedad de losrodamientos y, en consecuencia,manifestarse durante el arranque delcompresor. Para evitar lo anterior,Trane recubre sus rodamientos conestaño para que sirva comolubricante protector hasta que seestablezca el flujo de aceite.

El recubrimiento de estaño puedeobservarse en las bielas conectoras. Dadoque el estaño se funde a 449˚F y elaluminio a una temperaturaconsiderablemente mayor, el estañosuavizará y lubricará los rodamiento hastaverse las superficies de los rodamientossuministradas de aceite.

Diseño de carcasa grande con imán paraatraer e impedir la entrada de partículasmetálicas al sistema reciprocante.

Otra tensión mecánica consiste en laabsorción de energía de inerciadurante el arranque y el apagado.Los compresores Climatuff utilizan unsistema de montaje patentado, dedoble resorte, para absorber estaenergía. Estos resortes de altaresistencia, sin provocar ruido, aíslan

el compresor que está en operacióndentro de la carcasa. El esfuerzo enlas conexiones externas se reducecomo consecuencia de la reducciónen las vibraciones de la carcasa.Como resultado, se propicia la largavida del sistema.

Trane cuenta con un sisitema demontaje patentado de doble resorteque absorbe la energía originadapor el arranque y el paro. Estoreduce el esfuerzo sobre lasconexiones externas y conduce alarga vida del sistema.

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Bomba de Aceite Centrífuga/Cigüeñal del Compresor Climatuff® ...Tecnología de Ingeniería de Pies a Cabeza

1. La abertura de paso de aceite en la parte inferior delcigüeñal recoge el aceite y refrigerante líquido residual deldepósito del compresor. Esta mezcla es jalada por la fuerzacentrífuga en camino ascendente del pasaje del aceite.

2. La superficie caliente del cigüeñal comienza a evaporar elrefrigerante líquido que ha sido recogido con el aceite. Lafuerza centrífuga causada por la rotación del cigüeñalcomienza a separar el aceite del vapor refrigerante. El aceite,al ser más pesado, es despedido hacia afuera del pasaje delaceite, de donde será enviado a la superficie de losrodamientos a través de los puertos del cigüeñal. El vaporrefrigerante continuará ascendiendo por el pasaje del aceite.

3. El pasaje de venteo del gas tiene forma angular en la partesuperior del cigüeñal. La línea central es el punto de ceropresión y, en consecuencia, el aceite no podrá cruzar esta líneadebido a la fuerza centrífuga. Solamente el vapor refrigerantecruzará la línea central saliendo por el puerto superior.

El corte seccional del cigüeñal (extremo superior derecho)muestra la desviación y el pasaje de venteo angular del gas. Elcigüeñal tiene 15 dimensiones críticas y está maquinado ypulido para tolerancias de los rodamientos tan cercanas como0.0001 pulgadas. Esto representa aproximadamente 1/30 delgrosor de un cabello humano.

ACEITE Y REFRIGERANTELíQUIDO RESIDUAL

REFRIGERANTE VAPORIZADO

ACEITEREFRIGERANTE

4

32

1

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• Características Adicionales:

• Bomba de Aceite de Presión Positiva

• Calentador de Cárter en Modelos Seleccionados

Sección II-Tecnología Reciprocante

Montaje sobre Resortes

Internos - el montajesobre resortes doblesreduce la vibración y elruido del motor.El diseño es tan especialque ha sido patentado.

Aceite Especial -

especialmente refinado yformulado para mantenerlubricadas las piezasinternas así como lasuavidad delfuncionamiento.

Válvula Interna de Alivio

de Presión - proteccióncontra alta presión paramás larga vida.

Carcasa de Acero Resistente -

resiste repetidamente lapresión normal de operación.Su sellado evita la salida delaceite y el refrigerante - impidela entrada de contaminantes.

Conexiones Rotolock -

su diseño único permiteel fácil y rápido acceso alas labores de servicio, sifueran requeridas.

Terminal hermética de metal

a vidrio - aísla la terminalprotegiéndola de la carcasade acero y evita fugaseléctricas y de refrigerante/aceite.

Camisa del cilindro de hierro

fundido perlítico (extraduro) -

mayor resistencia al desgastepara más larga vida.

Pistones y Bielas

Conectoras de Aluminio -

su ligereza proporcionaarranques más rápidos ymenor esfuerzo.

Cuerpo de la Bomba de

Aluminio - rápidamentedisipa el calor y opera amenor temperatura.

Acero Especial para Válvulas -

fabricadas con uno de los mejoresaceros del mundo, tan resistente alimpacto que el esfuerzo de laválvula no constituye un problemapara el Climatuff®.

Protección Interna de Sobrecarga -

ofrece protección contra elsobrecalentamiento ocasionadopor (1) presiones bajas delrefrigerante o (2) corrienteseléctricas excesivas resultantes decondiciones de operaciónextremas. Cuenta conauto-restablecimiento, evitando lasllamadas para servicio.

Aislamiento del Embobinado del

Motor - epóxico super-resistenteque mantiene la integridad delembobinado y aislamientoresistente a la erosión por elrefrigerante y el aceite.

Amortiguador Interno - reduce elsonido del compresor y los nivelesde vibración ofreciendo unfuncionamiento más silencioso.

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Sección III-Tecnología del Scroll

Compresores Climatuff scroll en espera de su ensamble en las unidades.

Introducción

El concepto del scroll fueoriginalmente patentado en la últimadécada del siglo IX. Fueron muchoslos años transcurridos paraperfeccionar la tecnología del scrollcon el fin de cumplir con losrigurosos estándares incorporados alClimatuff®.

La calidad del compresor Climatuff deTrane significa que ha sido construídopara satisfacer nuestrasespecificaciones. La nueva tecnologíadel scroll cumple con las cualidadesdel compresor Climatuff, con loscriterios de diseño, las pruebas deconfiabilidad, las pruebas deaplicación y las pruebas deaseguramiento de la producción,todas ellas destacadas en estereporte. Todo lo anterior significa quecomprobamos la confiabilidad y ladurabilidad en los laboratorios y nodurante las aplicaciones de nuestrosclientes. La filosofía de excelencia delcompresor Climatuff de Trane, se vecontinuada con este diseño scroll.

Compresión Scroll

El compresor Climatuff scrollcomprende un enfoque diferenteacerca de la compresión. En lugar deuna cámara fija que utiliza un pistón orodillo para modificar el volumen, elcompresor scroll utiliza una bolsamóvil producida por el movimientoorbital de las dos espirales descritasen el diagrama de la próxima página.

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Trayectoria del Flujo de Gas en el ScrollEl Flujo de Gas Simple e Irrestricto Optimiza la Eficiencia

Entrada de Gas Frío - Baja PresiónLa compresión en el scroll se crea por lainteracción de una espiral orbital y unaespiral estacionaria. El gas entra por laabertura exterior mientras que orbita una delas espirales.

Gas Intermedio Más Caliente -Presión MediaEl pasaje abierto se sella al verse elgas inducido dentro de la espiral.

Descarga de Gases Calientes - Alta PresiónConforme continúa orbitando la espiral, el gas escomprimido dentro de una bolsa cada vez máspequeña. Al llegar el gas al puerto central, se habráalcanzado la presión de descarga.

Todas las Etapas Funcionando conMovimientos SimultáneosEn realidad, durante la operación, los seismovimientos de gas se encuentran en diversasetapas de compresión en todo momento, lo queproduce succión y descarga casi contínuas.

Sección III-Tecnología del Scroll

La compresión y descarga del scroll son suaves y contínuas durante sucompleta rotación de 540 grados.

Funcionamiento del Scroll

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Sección III-Tecnología del Scroll

El volumen de compresión del scroll seforma por la relación orbitante entre lasespirales. Para funcionar adecuadamente,las espirales deben mantener contacto entoda la extensión de la espiral.

Conformación

Gas deAlta Presión

Scroll Fijo

ScrollOrbitante

Conformación

Radial

Conformación

Axial

Gas deBaja

Presión

Conformación del Scroll

De manera similar al resistente yaltamente exitoso compresor scroll3-D® comercial de Trane (presentadoen 1988), el compresor Climatuff®

scroll ofrece un método novedosodenominado “Conformación”, quegarantiza un ajuste perfecto de labolsa de compresión. La espiralorbitante se auto-ajusta. Se desplazaradialmente hacia adentro y haciaafuera siguiendo precisamente lageometría de las espirales; la espiralfija se mueve verticalmente paramantener el contacto óptimo de losbordes guía. Esta capacidad demovimiento doble es la clave paralograr los beneficios completos delcompresor Climatuff scroll.

La Conformación radial delcompresor Climatuff scroll sella lacompresión de forma similar a comolo hace el anillo del pistónreciprocante del compresor Climatuffen su carrera ascendente. Se utilizaun buje innovador sostenido por lafuerza centrífuga para guiar la espiralorbitante hacia la espiral fija,minimizando así la fuga de gas entrelas paredes de las espirales.

La Conformación axial scroll delcompresor Climatuff complementa laConformación radial sellando losbordes guía por la presión controladade las fuerzas en equilibrio, con el finde minimizar los espacios entre losbordes guía de las espirales y la basede acoplamiento del scroll.

Beneficios de la Conformacióndel Climatuff Scroll

Los beneficios de la Conformacióndel Climatuff scroll de Trane son:eficiencia máxima, durabilidadcomprobada, facilidad de arranquedurante una baja de voltaje yoperación silenciosa.

La Conformación del compresorClimatuff aumenta la eficiencia

mediante la compresión contínua delgas refrigerante en cada rotación conun mínimo de fuga. El bajo índice defuga se obtiene por el “robo deeficiencia” con la mínima fricciónresultante de la estrecha tolerancia defabricación de los compresoresClimatuff.

La durabilidad ha sido mejoradaporque la Conformación desempeñaun papel preponderante en lacapacidad del compresor Climatuffscroll para manejar cantidadesrazonables de líquido y decontaminación del sistema. Aldetectar la presencia de refrigerantelíquido o resíduos, los costados y losbordes guía se separan permitiendoel paso de las partículas sin dañar lasespirales del scroll. Loscontaminantes desechados a travésde las espirales se atrapan en losfiltros deshidratadores del sistema.

La Conformación del Climatuff scrollpermite la separación de los costadosy los bordes guía al ciclarse elcompresor a apagado descargando elgas de su estado de alta presión.Esto permite la facilidad de arranque

durante una baja de voltaje. Porconsiguiente, no se requiere dejuegos (kits) de arranque forzado ensistemas no-equilibrados.

La operación silenciosa se obtienegracias a la suave y contínuacompresión, con poca vibración,debido al movimiento orbitante.

La Conformación del Climatuff scrollbrinda los estándares de calidadesperados por Trane y exigidos pornuestros clientes.

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Sección III-Tecnología del Scroll

De forma similar a los compresoresreciprocantes Climatuff, se utiliza unabomba de aceite de presión positivacon el fin de suministrar aceiterápidamente a los rodamientos y alos bordes guía del scroll paraasegurar larga vida y realzar elsellado de la presión. Obsérvese losálabes recolectores de aceite que seencuentran en la base del cigüeñaldel compresor.

Capacidad de Esfuerzodel Compresor

El scroll del Climatuff® incorpora dosrodamientos permanentementelubricados, impregnados de teflón,para asegurar la durabilidad delrodamiento aún cuando el aceite delcolector del cárter haya sidoarrastrado por alguna inundación opor algún arranque “en seco” tras unperíodo extenso de paro. Además,para obtener una excelentelubricación y un retorno de aceite delínea de gran longitud, el Climatuffscroll utiliza aceite mineraltransparente, similar al del compresorreciprocante Climatuff.

Carcasa superior con TOD (Disco deOperación Térmica) y desvío del gas.El TOD es un dispositivosuplementario que protege losbordes guía del scroll y elembobinado del motor contra dañospor alta temperatura/presión.

Cuando la temperatura de descargaexcede los 300˚ F, el dispositivo TODprovoca el flujo de gas caliente através del tubo de desvío por sobre elprotector interno de sobrecarga (IOL).Este dispositivo de seguridad IOLcorta la energía que va hacia elmotor, evitando los posibles dañosprovocados por las temperaturas dedescarga excesivas.

El área de alta presión muestra elSilenciador, la Válvula Interna deAlivio de Presión (IPR) y la PlacaDeflectora de Temperatura.

Los lados de presión alta/baja delClimatuff scroll están separados poruna superficie mínima paramaximizar la eficiencia. El volumenpequeño del lado de alta de la tapasuperior actúa como amortiguadorpara reducir las pulsaciones de gas.

TOD Desvío

de Gas

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Sección III-Tecnología del Scroll

El ensamble de cigüeñal/rotor delscroll Climatuff utiliza contrapesospara reducir las vibraciones y lascargas asociadas a los rodamientos.También se utiliza un deflector deaceite para separar el aceite delcigüeñal y rotor en rotación, con el finde reducir la formación de espuma deaceite para mayor eficiencia ylubricación.

Características Adicionalesde Diseño

El acoplamiento de la órbita conectalos dos scrolls orbitantes,proporcionando una operación suavey silenciosa.

El del Climatuff® scroll está diseñadopara un funcionamientoexcepcionalmente silencioso. Lacompresión contínua del scrollreduce las pulsaciones de gas. Loscontrapesos balanceados del rotorreducen la vibración; los mecanismosde paro eliminan el ruido y lavibración de dichos paros y, comoconsecuencia, también la necesidadde resortes internos.

También se utilizan aisladores de hulepara asegurar que ninguna vibraciónse transmita al sistema.

En todos los Climatuff scroll se vieneutilizando un nuevo método deconexión de alambres eléctricos.Este “enchufe terminal” conectapositivamente con la placa determinales sin utilizar conexionesindividuales de horquilla. Estoasegura el cableado adecuado,asegura la firmeza de las conexiones(no existe sobrecalentamientoasociado) y sella la caja de terminalescontra humedad y corrosión.

Deflectordel Aceite

Contrapeso

Acoplamiento de

la Orbita

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Sección III-Tecnología del Scroll

Disco de Operación

Térmica (TOD)

Bi-Metálico

Deflector de DescargaVolumen de Alta Presión

Conector de

Descarga Rotolock

Caja Redonda

de Terminales

para Enchufe

de Fuerza

Cigüeñal

Sello Flotante para

Conformación Axial

Contrapesos

del Rotor

Acoplamiento Orbitante

Dispositivo de

Paro Positivo

Protección

Interna de

Sobrecarga

Toma de Aceite

(por debajo)

Válvula Interna de

Alivio de Presión

(IPR)

Vista Posterior

Deflector del Aceite

Válvula de Retención

Conector de

Succión

Rotolock

Juego de Espirales (Scroll) de

Orbitación Inferior

Rodamiento

Inferior

Conexiones

Rotolock de la

Descarga

Color Amarillo Señala

Nivel de Aceite

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Sección IV-Características Compartidas

Tensiones TérmicasLos compresores Climatuff® poséen unsistema de protección de aplicaciónespecial que utiliza dos componentesintegrados: el dispositivo interno de

sobrecarga (IOL) y la válvula interna de

alivio de presión (IPR). Debido a quelos compresores Climatuff se utilizantanto en bombas de calor como enunidades de enfriamiento, Trane hadiseñado el sistema de protección paralas altas temperaturas y para losesfuerzos derivados de la operación delas bombas de calor. La aplicación delsistema de protección está diseñadapara permitir la operación bajo

condiciones normales y para evitardaños al compresor bajo condiciones

anormales.

El sistema de protección de loscompresores Climatuff es inviolabledado que ambos componentes selocalizan dentro de la carcasa delcompresor. El IOL está montadodirectamente en el devanado del motorpara poder sensar la temperatura delmotor sin el efecto de enfriamientoprovocado por la entrada de gas olíquido.

El IOL se disparará cancelando laoperación del compresor ante cualquiercombinación de temperatura ycorriente que exceda las tolerancias del

Aplicación especial del sistemade protección del compresorClimatuff. Las válvulas IPRofrecen protección contra altaspresiones. Los protectores desobrecarga protegen contracorriente elevada, alto y bajovoltaje, bajo flujo de gas,pérdida de carga, altosobrecalentamiento y fallaseléctricas del sistema.

El embobinado del motor del compresorClimatuff presenta un sistema de uniónbasado en barníz epóxico que reducedrásticamente la flexión nociva debida alflujo magnético entre los alambres.

Estator conprotector desobrecarga.

El nuevodiseño delarmazón delmotoraumenta elflujo de gashacia eldispositivo deprotección IOL.

devanado del motor, ni aunque latemperatura o la corriente, por sí solas,fueran lo suficientemente altas paradisparar el IOL. Esta aplicación ofreceun alto margen de confiabilidad.

La válvuvla IPR está montada muypróxima al IOL. Si la presión diferencialentre los lados de descarga y succiónexcediera los 400-500 psi, la válvula seabrirá conduciendo el gas caliente dedescarga sobre el IOL. El gas caliente,más la elevación de la corriente delcompresor, ocasionarán la apertura delIOL, apagando el compresor. Con laválvula IPR, la presión alta se vealiviada instantáneamente dentro de lacarcasa del compresor, en donde noexiste posibilidad alguna de sufrirpérdida de refrigerante.

Además, el Climatuff scrollcomplementa la IPR con conformaciónaxial y radial y un TOD para eliminar losesfuerzos por alta presión y paraprotección contra problemas de retornode aceite por presión de succión baja.

Tensiones EléctricasAl estar el compresor en operación,puede producirse un leve movimientodel embobinado del motor creado porel flujo magnético entre los alambres.Esta flexión provoca frotamiento entrelos alambres adyacentes, pudiendoafectar su aislamiento. Los alambresdescubiertos pueden provocar cortosentre devanados que ocasionarán fallasen el motor. Las fuerzas magnéticas yla flexión aumentan con la corriente,siendo excepcionalmente severasdurante el arranque.

La erosión del aislamiento delembobinado del motor se controla através de dos métodos:

1. La flexión del embobinado delmotor se minimiza especificando unsistema de recubrimiento de barnizepóxico que une los alambres y loshaces de alambres.

2. Se logra la resistencia a la abrasiónaplicando una doble capa derecubrimiento basado en “imida” –un material de la era espacial.

Aún siendo tan bueno este sistema deunión, los motores de Trane estándiseñados para soportar una pruebatortuosa de picos electricos durante lacual se aplica al estétor una señal de5800 voltios. No sólo aparecen losdefectos obvios, sino también sedetectan variaciones menores en elgrosor del material aislante delembobinado.

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Sección IV-Características Compartidas

Tensiones Químicas

Los compresores Climatuff® utilizan unaceite refrigerante transparente

altamente refinado con aditivosespeciales para obtener estabilidad entemperaturas altas y bajas yestabilidad en presión alta. El aceitetiene un poder lubricante superior enun amplio rango de temperaturas. Lasolubilidad del refrigerante en estamezcla de aceite transparente esmenor que en aceites pálidosutilizados por otros fabricantes. Labaja solubilidad minimiza la violentaformación de espuma de aceitedurante el arranque. Esto reduce lapérdida de aceite y establece el rápidoflujo de aceite hacia los rodamientos.

La mezcla de aceite transparente especialdel compresor Climatuff es única en laindustria. Mantiene su poder lubricante ysu viscosidad a temperaturas extremas yevita la formación violenta de espuma deaceite durante el arranque.

Utilizando el juego de pruebas de acidez,el técnico determina la necesidad deinstalar un deshidratador de línea desucción.

Algunos de los aceites refrigerantespálidos utilizados en la industriatienden a carbonizarse en lasválvulas, a altas temperaturas. Estaacción carbonizadora conduce apérdidas de eficiencia y capacidadque se reflejarán al propietario en elaumento de los recibos por elconsumo de energía eléctrica.Eventualmente la carbonizaciónpuede producir fallas en el compresor

Los compresores Climatuff portanconectores Rotolock confiables. Losregistros de Servicio de Productos Tranemuestran que el índice anual de fugas encampo es menor a .001 por ciento.

Todos los compresores Climatuffincluyen una asa de levantamiento

soldada a la carcasa para facilitar ellevantamiento del compresor. Losingenieros de compresores de Traneoriginalmente desarrollaron un juegode pruebas de acidez de un solo usopara verificar los niveles peligrososde acidez en el sistema. Tomandouna muestra de aceite del puerto desucción de un compresor averiado, eltécnico podrá determinar lanecesidad de instalar una línea desucción deshidratadora.

al no poder la válvula asentarse en subase debido a la acumulación decarbón. El aditivo del aceite Climatuffpara altas temperaturas, ayuda aprevenir la carbonización.

Beneficios Para Servicio

Además de ser sumamente eficientes yconfiables, los compresores Climatufftambién ofrecen beneficios respecto alas labores de servicio.

Todos los compresores Climatuffllevan conectores mecánicos Roto-

Lock altamente confiables. Estosconectores facilitan las labores deservicio y de reemplazo porque norequieren de soldadura ni de cortes.Eliminan los riesgos de seguridadque se presentan al desoldar uncompresor con soplete. Además defacilitar su conexión y sus aspectosde seguridad, las conexionesRotolock minimizan la entrada decontaminantes, tales como pequeñosfragmentos de cobre, restos desoldadura y otros materialesextraños, debido a que no requierensoldadura.

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Sección V-Verificación del Sistema

Herencia del CompresorClimatuff®: PruebasImplacables...

Somos diferentes como consecuenciade nuestros propios expertos encuanto a aplicaciones del compresory a las pruebas de confiabilidad.Verificamos la confiabilidad de loscompresores dentro de sus unidadescorrespondientes reales, antes deefectuar la producción. ¡Verificado enel Laboratorio SEET!

Además de utilizar los principios deaplicación estándar de la industria,desarrollamos nuestras propiaspruebas basadas en nuestraexperiencia en campo y las pruebasde nuestros laboratorios internos.Esto ha conducido a contínuoscambios en las aplicaciones y en losdiseños, y al mejoramiento de loscompresores Climatuff de Trane.

Todos los compresores Climatuffhan sido diseñados para tolerar lasaplicaciones más extremas — desdeCanadá a Florida o a Arizona. Uncompresor confiable diseñado para laaplicación extrema de bombas decalor, debe ser capaz de superar lastemperaturas más altas de operación,las inundaciones de líquidorefrigerante, esfuerzos eléctricosadversos y el esfuerzo de largashoras de operación. Loscompresores Climatuff estándiseñados para tolerar estas rudascondiciones. Todas estascaracterísticas benefician al diseñodel aire acondicionado, ya que Traneutiliza en sus acondicionadores deaire, este mismo rudo compresordiseñado para bombas de calor.

Cada compresor Climatuff, devuelto delcampo, se desensambla y se analiza parapoder identificar las posibles tendenciasde falla con el fin de adoptar la accióncorrectiva apropiada.

Dieciseis semanas en el SEET= equivalen a cincos años deesfuerzo en campo. En estaprueba singular, se miden ycontrolan la calidad yfuncionamiento del sistema.

He aquí una prueba contínua de llegada delíquido en el laboratorio de vida decompresores Trane. La “bola de nieve” hasufrido esta prueba desde 1972. El objetivode la prueba es demostrar la confiabilidaddel compresor Climatuff bajo condicionestales como un bajo flujo de aire interior osobrecarga del sistema.

Prueba de Esfuerzo Mecánicode Altas Presiones 500/100 delScroll.

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Pruebas/Criterio de Aplicaciónes Climatuff

Manejo del Aceite• Pruebas de pérdida de carga en

enfriamiento y calefacción enbajas temperaturas exteriores.

• Designación de pruebas en campode gran longitud y gran elevación.

Protección del Motor• La protección del motor/IOL

incluye rotor bloqueado, disparopor carga máxima, relevador dearranque trabado.

• Confirmación de ciclo de vida delIOL en el “Monitor”.

• Gráfica de temperatura del motoren SEET.

• Criterio de falla del ventilador delcondensador y del evaporador delsistema.

Durabilidad Mecánica• Prueba de vida acelerada de la

simulación de 5 modos incluyendoarranque/paro, carga alta, llegadade líquido, coeficiente de altapresión y desescarche.

• Prueba de vida de la tolerancia decarga.

• Prueba de vibración y caída delequipo durante el embarque.

Aceptabilidad Acústica• Rangos de db del sistema/

compresor/ventilador yaceptación del “panel”.

• Sonidos pasajeros — paro,arranque, desescarche.

• Medición de pulsación del gas dedescarga.

Verificaciones Varias• Capacidad de arranque durante

una baja de voltaje.• Vibración de la tubería provocada

por el compresor.• Pruebas en campo en hogares de

empleados y en localidadesextremas seleccionadas.

Nuevo Laboratorio SEET.

Prueba de encendido/apagado de400/100 diez segundos.

Bola de hielo con gorra “caliente”.

Para el futuro — prueba derefrigerante alternativo a 800/167.

Sección V-Verificación del Sistema

Todos los componentes críticos sesometen a tres niveles de pruebas:como un componente, como elcompresor y como un “sistema”. Parael aseguramiento de la calidad,Climatuff® se prueba y se vuelve aprobar en el exclusivo Centro dePruebas del Sistema en AmbientesExtremos (SEET) de Trane. En estainstalación multimillonaria, Tranepermite a los ingenieros medir ycontrolar la calidad y desempeño delsistema en un período de pruebastortuosas de dieciseis semanas, con locual se simulan cinco años de esfuerzoen campo. Después de cada período depruebas, cada unidad se desensambla,y su compresor es cortado y analizado.Los ingenieros examinan los indicios deesfuerzo y desgaste inusual. Ningúnfabricante en la industria va a tales

extremos para asegurar la calidad delcompresor y del sistema.

Además de esta prueba en SEET, otraspartes del proceso de NormasCualitativas del compresor Climatuffincluyen:

Aplicación enedificios altosSt. Pierre,Naples, Fl.

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La VerificaciónCualitativa de la Líneade Ensamble deReciprocantes y ScrollContinúa para Mantenerlos Estándares delCompresor Climatuff®...

Arranque Durante una Baja de Voltaje. Montaje del ensamble del scroll.

Verificación de Calidad de 100%.

Circuito de evacuación.

Aceite y Prueba. Estación de Prueba de Ruptura.

Prueba de operación y de acústica al finalde la línea.

Robot soldando tapa superior en el scroll.

Sección VI-Fabricación y Pruebas

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Sección VI-Fabricación y Pruebas

Pruebas en laProducción deUnidadesCondensadoras

Prueba de Fuga conHelio – detectará lamás pequeña fuga.

Los estándares del compresorClimatuff® incluyen el acoplar elcompresor adecuado con el productoexterior adecuado...

...¡ La tradición de Climatuff

continúa!

Línea de ensamblede nuevaproducción.

Bombas de Vacío – Obtención de Vacíohasta un nivel de “no húmedad”.

Prueba de Verificación Final.Tanque de Inmersión de Serpentines:

Detectamos cualquier fuga antes queusted...a un índice de .001 fugas en losserpentines!

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Sección VII-Resumen Sobre elCompresor Climatuff®

Resultados yConclusiones Sobre losCompresores

Los compresores Climatuff® de Tranefiguran entre los diseños másdestacados del mundo merced a lafilosofía del Climatuff. Nuestroscompresores están diseñados pararequerir de un mínimo de protección delsistema; es decir, para “valerse de formaindependiente”. Esto es fácil de decirpero difícil de alcanzar. Se requiere deun profundo entendimiento del sistema—¡el Modo de Vida de Trane!

Básicamente requiere de un diseñoinnovador del compresor – un aspectopreponderante de Trane! Requiere deefectuar pruebas de esfuerzo aceleradopara predeterminar en el laboratorio laconfiabilidad del compresor - unaspecto preponderante de Trane!Requiere de efectuar pruebassingulares simulando el proceso, tantodel ensamble del compresor, como dela fabricación de la unidad, paraasegurar que se ha alcanzado la calidadde diseño de construcción en cadaunidad/compresor - un aspectopreponderante de Trane!

El motor y los sistemas de protecciónde Climatuff (tanto en compresoresreciprocantes como de tipo scroll) estándiseñados para proteger el compresorbajo condiciones de operaciónadversas.

• El sistema adhesivo a base de barnizepóxico del compresor Climatuffevita la flexión del embobinado delmotor y actúa como aislanteeléctrico. El aislamiento de losalambres basado en “Imide” estambién altamente resistente a lasaltas temperaturas, a loscomponentes químicos y a laabrasión.

• El IOL (protector interno desobrecarga) del compresor

Climatuff protege contra altacorriente, alto y bajo voltaje, bajoflujo de gas, pérdida de carga, altosobrecalentamiento y fallaseléctricas del sistema.

• La válvula de alivio de proteccióninterna del compresor Climatuffofrece protección contra altaspresiones.

Los compresores Climatuff estándiseñados para tolerar el refrigerantelíquido. Los compresores reciprocantesClimatuff utilizan una carcasa grande,una línea de descarga en el aceite, unaentrada de succión alta y elembobinado del motor, para minimizarel refrigerante líquido en el cilindro.Las válvulas de anillo completamentesoportadas demuestran gran toleranciaa los líquidos.

El compresor Climatuff scroll utiliza laconformación que permite laseparación de los espirales y deja pasarel líquido sin causar daños.

Ambos compresores Climatuff utilizanel cigüeñal como bomba de aceiteintegrada. La bomba de aceite depresión positiva del Climatuff scroll seutiliza para suministrar rápidamente elaceite a los rodamientos y a los bordesguía del scroll con el fin de asegurarlarga vida y realzar el sellado de lapresión.

El cigüeñal del compresor reciprocanteClimatuff se duplica como bomba deaceite centrífuga, positiva yadireccional, que abastececonstantemente de aceite a losrodamientos cuando el compresor estáen operación.

La mezcla singular de aceitetransparente del compresor Climatuffmantiene la lubricidad y viscosidad encondiciones extremas y previene laviolenta formación de espuma de aceiteen el arranque.

Las conexiones rotolock del compresorClimatuff proporcionan la base para lasconexiones, elimina los riesgos de ladesoldadura y minimizan loscontaminantes.

Debido a la confiabilidad de loscompresores Climatuff, Trane fue elprimer fabricante en ofrecer unagarantía de 10 años en el compresor,como parte de sus acondicionadores deaire y bombas de calor, series XL 1200.Diseñados para larga vida, fabricados alas especificaciones precisas yprobados hasta las condiciones másextremas, los compresores Climatuffmarcan el estándar de confiabilidad ycalidad dentro de la industria – el Modode Vida Trane!

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No. de Catálogo Pub. No. 22-8950-02-ES

Fecha Junio 1999

Almacenaje La Crosse

En virtud de que The Trane Company mantiene una política de mejoramiento contínuo de susproductos, se reserva el derecho de cambiar sus diseños y especificaciones sin previo aviso.

The Trane Company

North American Group3600 Pammel Creek RoadLa Crosse, WI 54601-7599 USAwww.trane.com

An American Standard Company