Al compunrar los niveles de vibración, a Unidad condensadora tipo tornillo Produce una vibración significativamente menor que una unidad condensadora alternativa. — normalmente genera velocidades de vibración de 2-4 mm/s RMS , en comparación con 8-15 mm/s RMS comúnmente medido en modelos alternativos bajo condiciones de carga equivalentes. Esta diferencia tiene consecuencias directas para los requisitos de instalación, la longevidad del equipo, el control del ruido y los costos operativos generales. Si la gestión de las vibraciones es una prioridad en sus instalaciones, el diseño tipo tornillo ofrece una ventaja clara y mensurable.

Por qué el diseño del compresor genera diferencias en la vibración

La causa fundamental de las diferencias de vibración radica en el movimiento mecánico de cada tipo de compresor. Una unidad condensadora alternativa utiliza pistones que se mueven hacia adelante y hacia atrás en un ciclo lineal. Este movimiento alternativo crea fuertes fuerzas de impulso periódicas, particularmente en el punto muerto superior y en el punto muerto inferior, que se propagan a través de la carcasa del compresor y hacia la estructura circundante. Estos impulsos se repiten a alta frecuencia y son difíciles de aislar por completo.

Por el contrario, una unidad condensadora de tipo tornillo utiliza un par de rotores helicoidales entrelazados que giran continuamente en una dirección. No hay pistones, ni válvulas que se abren y cierran bajo presión, ni cambios repentinos de dirección. El movimiento giratorio es inherentemente suave y autoequilibrado. Esta es la razón por la que se dice que los compresores de tornillo tienen equilibrio dinámico rotatorio , mientras que los compresores alternativos se caracterizan por fuerzas inerciales desequilibradas .

En unidades que también incorporan una configuración de compresor semihermético, el motor del compresor y el conjunto giratorio están encerrados dentro de una carcasa sellada común, lo que reduce aún más la transmisión de vibración mecánica a la carcasa externa y a las tuberías.

Comparación de niveles de vibración: datos clave

La siguiente tabla resume las características típicas de vibración bajo operación normal a plena carga para ambos tipos de unidades en rangos de capacidad comunes:

Impacto en los requisitos de instalación

Una mayor vibración en las unidades condensadoras alternativas crea un entorno de instalación más exigente. Los ingenieros deben tener en cuenta lo siguiente al especificar una unidad alternativa:

• Soportes antivibración de goma o resorte de alta resistencia debajo del marco para evitar la transmisión al piso
• Conexiones de manguera trenzadas flexibles en líneas de succión, descarga y líquido para absorber la tensión de la tubería
• Mayor distancia de las paredes y equipos adyacentes para evitar la transferencia de resonancia.
• Comprobaciones estructurales en tejados o plataformas elevadas, donde se debe evaluar la carga dinámica.

Para una unidad condensadora de tipo tornillo, las almohadillas antivibración estándar suelen ser suficientes. La menor producción de vibración también hace que las unidades de tipo tornillo sean mucho más adecuadas para su instalación en pisos superiores de edificios comerciales, cerca de espacios ocupados o en entornos donde hay equipos sensibles a las vibraciones cerca, como instalaciones de laboratorio, centros de datos o plantas de procesamiento de alimentos.

Cómo la vibración afecta la confiabilidad a largo plazo

La vibración mecánica excesiva es una de las principales causas de fallas prematuras de los componentes en los sistemas de refrigeración. En una unidad condensadora alternativa, las cargas de impulso repetidas aceleran el desgaste de varios componentes críticos:

• Grietas por fatiga en tuberías — particularmente en juntas soldadas y codos cerca de la descarga del compresor
• Desgaste de válvulas — las válvulas de succión y descarga en los compresores alternativos están sujetas a una tensión mecánica constante
• Fatiga del rodamiento — los cojinetes del cigüeñal y de la biela se degradan más rápido bajo cargas cíclicas
• Aflojamiento del sujetador — las conexiones atornilladas en el marco y los terminales eléctricos pueden soltarse por vibración con el tiempo

En una unidad condensadora de tipo tornillo, la ausencia de masas alternativas significa que estos modos de falla se eliminan en gran medida. Los principales puntos de desgaste son los cojinetes del rotor y los sellos del eje, que en condiciones normales de lubricación tienen un vida útil de 40.000 a 80.000 horas de funcionamiento antes de requerir inspección: aproximadamente el doble del intervalo de revisión típico de unidades alternativas comparables.

Comportamiento de vibración con carga parcial

Las características de vibración cambian con carga parcial y los dos tipos de unidades se comportan de manera diferente. En una unidad condensadora alternativa, la descarga de cilindros, donde ciertos cilindros se desvían para reducir la capacidad, cambia el equilibrio del compresor. Esto en realidad puede aumentar la amplitud relativa de la vibración en algunos pasos de carga parcial, porque se altera la simetría de las fuerzas del pistón.

Una unidad condensadora de tipo tornillo utiliza una válvula deslizante o un variador de velocidad para modular la capacidad. Con el control VSD, la velocidad de rotación disminuye proporcionalmente, lo que generalmente Reduce los niveles de vibración a carga parcial. manteniendo una rotación suave y continua. Esto hace que las unidades de tornillo sean más predecibles y estructuralmente benignas en todo el rango operativo: del 25 % al 100 % de carga.

Diseño de condensadores y su interacción con la vibración.

La sección del condensador de la unidad también interactúa con la vibración generada por el compresor. La mayoría de las unidades condensadoras de tipo tornillo para exteriores están equipadas con un condensador enfriado por aire, donde se montan ventiladores axiales de gran diámetro encima o al lado de la sección del serpentín. Debido a que la salida de vibración del compresor de tornillo es baja y constante, la tubería de refrigerante que conecta el compresor al serpentín del condensador enfriado por aire experimenta mucha menos tensión cíclica en comparación con una unidad alternativa.

En unidades alternativas con un condensador enfriado por aire, es una práctica estándar instalar dos o más conexiones flexibles entre la salida de descarga del compresor y el cabezal de entrada del condensador. Sin estos, las fuerzas de impulso de los pistones pueden causar pequeñas grietas por fatiga en las uniones soldadas dentro de 2 a 3 años de funcionamiento continuo, un modo de falla que rara vez se observa en los sistemas de tipo tornillo.

Ruido: una consecuencia directa de la vibración

Las vibraciones y el ruido aéreo están estrechamente relacionados. Las fuerzas de impulso mecánico de una unidad condensadora alternativa se irradian como sonido transmitido por la estructura, que luego se emite como ruido aéreo desde la carcasa, las tuberías y el marco de soporte. Esta es la razón por la que las unidades alternativas tienden a producir un sonido de golpe rítmico y fuerte característicamente a plena carga.

Una unidad condensadora de tipo tornillo produce un tono continuo de mayor frecuencia, a menudo descrito como un gemido constante, que generalmente es más fácil de atenuar utilizando recintos acústicos estándar o paneles de barrera. En instalaciones urbanas o zonas sensibles al ruido, Las unidades de tipo tornillo normalmente requieren menos inversión en tratamiento acústico. para cumplir con las ordenanzas locales sobre ruido que las unidades alternativas de capacidad equivalente.

Por ejemplo, una unidad de condensación alternativa de 100 kW puede requerir un recinto acústico completo y rieles de aislamiento antivibración para cumplir con un límite límite de 65 dB(A) a 5 metros. La misma unidad de condensación tipo tornillo de capacidad puede lograr el cumplimiento con solo almohadillas antivibración y una pantalla de persianas parcial, lo que reduce los costos de tratamiento acústico en un estimado. 30–50% .

Elegir la unidad adecuada para su aplicación

El nivel de vibración debe tratarse como un criterio de selección práctico, no sólo como una especificación técnica. Utilice la siguiente guía:

Elija una unidad condensadora de tipo tornillo cuando:

• La unidad se instalará en pisos superiores, tejados o en edificios con ocupantes sensibles a las vibraciones.
• La capacidad de refrigeración supera los 50 kW y se espera un funcionamiento continuo prolongado (20 horas/día)
• El lugar de instalación está sujeto a las normas locales sobre ruido o vibraciones.
• Minimizar el tiempo de inactividad por mantenimiento y el riesgo de fallas en las tuberías es una prioridad

Una unidad condensadora alternativa aún puede ser apropiada cuando:

• La capacidad de refrigeración es inferior a 20 kW y la unidad funciona en una sala de máquinas aislada en la planta baja.
• Las restricciones presupuestarias hacen atractivo el menor costo inicial de una unidad alternativa
• La aplicación implica un funcionamiento intermitente donde la acumulación de fatiga por vibración es limitada.

La ventaja de vibración de un La unidad condensadora de tipo tornillo sobre una unidad condensadora alternativa es sustancial y está bien documentada. . Con velocidades de vibración típicamente de tres a cinco veces más bajas, las unidades de tipo tornillo ejercen menos tensión en las estructuras, tuberías y componentes, lo que se traduce en costos de instalación más bajos, menos intervenciones de mantenimiento, una vida útil más larga y un cumplimiento más fácil de las normas sobre ruido. Para aplicaciones de refrigeración y aire acondicionado de capacidad media a grande, el perfil de vibración más bajo del diseño tipo tornillo representa un beneficio operativo convincente a largo plazo que justifica la mayor inversión inicial.