1METODOSDEENFRIAMIENTODEACEITE

GERMAN ROBLEDO

IICongresoInternacionaldeRefrigeracinIndustrial

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GERMANROBLEDOVILTER EMERSON

CLIMATE

Por que Enfriar el Aceite ? zz Todos los compresores de tipo tornillo de tipo Todos los compresores de tipo tornillo de tipo

inudando de aceite usan el aceite para:inudando de aceite usan el aceite para: Lubricacion de partes internasLubricacion de partes internas

Sello de compresion entre elementos y carcasaSello de compresion entre elementos y carcasa

Absorber el calor de compresion o generado por el trabajoAbsorber el calor de compresion o generado por el trabajo

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Absorber el calor de compresion o generado por el trabajo Absorber el calor de compresion o generado por el trabajo de compresion de compresion

En algunos compresores, para dar movimiento a piezas En algunos compresores, para dar movimiento a piezas internas como un piston hidraulico internas como un piston hidraulico

De ser asi, se debe proteger el aceite para mantener todasDe ser asi, se debe proteger el aceite para mantener todasestas propiedades, que al mismo tiempo este protge alestas propiedades, que al mismo tiempo este protge alcompresorcompresor

Que temperatura deberia ser Ideal ??

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2Por que Enfriar el Aceite?

zz El aceite debe ser soluble o compatible con el Refrigerante, para ello, a El aceite debe ser soluble o compatible con el Refrigerante, para ello, a una determinada Temperatura, tiene un punto de fluidez, viscosidad y una determinada Temperatura, tiene un punto de fluidez, viscosidad y solubilidad.solubilidad.

zz Entre el giro del compresor y la temperatura, el aceite adquiere la Entre el giro del compresor y la temperatura, el aceite adquiere la viscosidad adecuada para la lubricacion de los rodamientos y el sello viscosidad adecuada para la lubricacion de los rodamientos y el sello de compresion ( VISCOSIDAD ELASTOHIDRODINAMICA)de compresion ( VISCOSIDAD ELASTOHIDRODINAMICA)

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de compresion.( VISCOSIDAD ELASTOHIDRODINAMICA).de compresion.( VISCOSIDAD ELASTOHIDRODINAMICA).

zz En promedio se desea que el compresor descargue con 20 a 25En promedio se desea que el compresor descargue con 20 a 25F de F de Temperatura de Aceite por encima de la Temperatura de Saturacion de Temperatura de Aceite por encima de la Temperatura de Saturacion de Condensacion para lograr separar el Aceite del Flujo de Gas para que Condensacion para lograr separar el Aceite del Flujo de Gas para que no viaje junto con el gas por el sistema y se quede en el separador de no viaje junto con el gas por el sistema y se quede en el separador de aceite del compresor. Esto es variable dependiendo del tipo de aceite del compresor. Esto es variable dependiendo del tipo de refrigerante si es Amoniaco, Freon, Propano, etc.refrigerante si es Amoniaco, Freon, Propano, etc.

Tipico Separador de Aceite

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Vilter Manufacturing Corporation 2003Vilter Manufacturing Corporation 2003

Por que Enfriar el Aceite ?

La potencia consumida La potencia consumida del compresor es el del compresor es el resultado de absorber el resultado de absorber el cambio de entalpia del cambio de entalpia del gas y del aceitegas y del aceite

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Power = mPower = mGASGAS CpCpGASGAS dTdTGAS GAS + m+ mOILOIL CpCpOILOIL dTdTOILOIL

3Por que Enfriar el Aceite ?

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Formas de Enfriamiento

zz IndirectoIndirecto EnfriarEnfriar el el aceiteaceite en forma en forma externaexterna del del compresorcompresor usandousando

algunalgun mediomedio enfrianteenfriante comocomo aguaagua, , aireaire o el o el mismomismorefrigeranterefrigerante..

Di tDi t

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zz DirectoDirecto PermitePermite el el enfriamientoenfriamiento dentrodentro del del compresorcompresor y y

habitualmentehabitualmente eses en la en la descargadescarga del del compresorcompresor

Los Los IndirectosIndirectos son son masmas costoscostos de Inversion e de Inversion e InstalacionInstalacion, , peropero ahorranahorran masmas H.P. o kW versus los H.P. o kW versus los DirectosDirectos queque penalizanpenalizan CapacidadCapacidad y Motor del y Motor del compresorcompresor y en mal y en mal mantenimientomantenimiento son los son los mayoresmayorescausantescausantes de de averiasaverias de de compresorcompresor..

CONSUMO DE POTENCIA DEPENDIENDO DEL TIPO DE ENFRIAMIENTO

z Dependiendo del tipo de enfriamiento seleccionado, se vera un Menor o Mayor consumo de Potencia en el compresor.

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z Tipicamente, los Inyeccion de liquido aumentan el consumo por encima de otros sistemas de enfriamiento.

z Algunos fabricantes no solo ven afectado su consumo de Potencia sino tambien reducida su capacidad (T.R.) de la maquina.

4nyec

cion

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liqui

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ITe

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DEPENDIENDO DEL ENFRIAMIENTO COMO SELECCIONO EL CONDENSADOR

z Dependiendo del fabricante de compresores, el reporte de seleccion indicara el CALOR TOTAL DE RECHAZO ( MBH ) para poder seleccionar el CONDENSADOR.

z Algunos fabricantes indican que a este calor se le

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z Algunos fabricantes indican que a este calor se le debe sumar el calor absorbido por el aceite, otrosfabricantes indican que ya esta incluido. (EficienciaIsoentropica).

z En el caso de Seleccion de Enfriar con agua se muestra el Calor Total para seleccionar el Condensador y el calor absorbido por el aceite parapoder asi seleccionar la torre de enfriamiento

Por A

gua

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Term

osifo

n

5Formas de Enfriamiento

zz Tipos Externos Tipos Externos AguaAgua Glicol u otras substanciasGlicol u otras substancias AireAire

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AireAire Uso del Mismo RefrigeranteUso del Mismo Refrigerante

zz Aplicacion del Enfriamiento Aplicacion del Enfriamiento Enfriar el aceite antes de ser Inyectado al Enfriar el aceite antes de ser Inyectado al

compresor compresor

Formas de Enfriamiento

zz IndirectoIndirectozz Agua o GlicolAgua o Glicol

Uso de Intercambiadores de CalorUso de Intercambiadores de Calor

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Uso de Intercambiadores de CalorUso de Intercambiadores de Calorzz Casco TuboCasco Tubozz Placas y BastidorPlacas y Bastidorzz Placas y CascoPlacas y Cascozz Expiral o RadiadorExpiral o Radiador

Formas de Enfriamiento

zz Indirecto Indirecto Intercambiador ExternoIntercambiador Externo

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6Agua o Glicol o Similares

zz Tipos de Intercambiadores Tipos de Intercambiadores Casco Casco -- Tubo Tubo

zz Cabezas removibles para limpiezaCabezas removibles para limpieza

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Placas Placas zz Bastidor y Placas, Lado refrigerante soldado,Bastidor y Placas, Lado refrigerante soldado,

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Agua-Glicol o Similares

zz Diseo Diseo Aceite fluye fuera del separadorAceite fluye fuera del separador

Una bomba o mecanismo forza el aceite por el enfriador de Una bomba o mecanismo forza el aceite por el enfriador de aceiteaceite

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La temperatura de salida del aceite es normalmente La temperatura de salida del aceite es normalmente controlada por una valvula termica que mezcla aceite frio controlada por una valvula termica que mezcla aceite frio con calientecon caliente

Temp ideal de salida del aceite 110Temp ideal de salida del aceite 110--140140F (120 F (120 F promedio F promedio ).).

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Agua-Glicol-Similares

zz ComponentesComponentes Intercambiador de CalorIntercambiador de Calor

Valvula de Tres vias de mezcla y termicaValvula de Tres vias de mezcla y termica

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Valvula de Tres vias de mezcla y termicaValvula de Tres vias de mezcla y termica Tuberia Tuberia Valvula de AlivioValvula de Alivio

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8Pros & Cons

zz Alto costo del Intercambiador de CalorAlto costo del Intercambiador de Calor

zz En el caso de Agua o Glicol, fuente En el caso de Agua o Glicol, fuente

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g ,g ,adicional para remover el calor al agua o adicional para remover el calor al agua o Glicol, Otro costo de inversion y Glicol, Otro costo de inversion y operacionoperacion

zz En el caso de agua, tratamientos quimicos En el caso de agua, tratamientos quimicos y limpiezay limpieza

Formas de Enfriamiento

zz Indirecto Indirecto

TermosifonTermosifon

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Efecto Termosifonzz Se Se utilizautiliza el el mismomismo refrigeranterefrigerante comocomo mediomedio enfriadorenfriador..

El El refrigeranterefrigerante vieneviene del del mismomismo CondensadorCondensador y y pasapasa porpor el el IntercambiadorIntercambiador de de CalorCalor. .

Se Se usausa el principio de el principio de InundacionInundacion o o GravedadGravedad. . TodoTodo el el enfriadorenfriador estaestainundadoinundado de de refrigeranterefrigerante. .

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UnaUna vezvez pasapasa o o entraentra el el aceiteaceite calientecaliente, el , el intercambiointercambio termicotermico cambia cambia de de estadoestado el el refrigeranterefrigerante de de estadoestado liquidoliquido a a gaseosogaseoso. La . La burbujaburbuja de de gas gas subesube haciahacia la la superficiesuperficie porpor densidaddensidad..

Las Las BurbujasBurbujas son son arratradasarratradas porpor el gas de el gas de descargadescarga queque succionasucciona la la linealinea de de salidasalida del del EnfriadorEnfriador de de AceiteAceite, , EfectoEfecto SIFON.SIFON.

FenomenoFenomeno de dos de dos FasesFases dentrodentro de de tuberiatuberia: : LiquidoLiquido y Gasy Gas

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Efecto Termosifonzz Diseo Diseo

Aceite fluye fuera del separadorAceite fluye fuera del separador

Sea por bombeo mecanico o presion diferencial, pasa por Sea por bombeo mecanico o presion diferencial, pasa por el intercambiador de calorel intercambiador de calor

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Temperatura normalmente controlada por una valvula Temperatura normalmente controlada por una valvula termica de mezclatermica de mezcla

Debe existir una altura minima entre la reserva de Debe existir una altura minima entre la reserva de refrigerante y el enfriador de aceite para que funcione el refrigerante y el enfriador de aceite para que funcione el efecto sifon. La pierna aumentara la presion del liquido sin efecto sifon. La pierna aumentara la presion del liquido sin cambiar Temperatura.cambiar Temperatura.

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Efecto Termosifon

zz ComponentesComponentes Intercambiador Externo Intercambiador Externo

Valvula de Tres vias de mezclaValvula de Tres vias de mezcla

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Valvula de Tres vias de mezcla Valvula de Tres vias de mezcla Tuberia Tuberia Valvula de AlivioValvula de Alivio AlturaAltura

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Pros & Conszz Bajo MantenimientoBajo Mantenimiento

zz SimpleSimple

zz Altos Costos en la inversion o instalacion inicialAltos Costos en la inversion o instalacion inicial

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zz Diseo e Ingenieria en el tamao de la tuberia. Mal Diseo e Ingenieria en el tamao de la tuberia. Mal diseo y no funciona el sistema y alto costo en diseo y no funciona el sistema y alto costo en repararlorepararlo

zz Altura minima requerida obliga a ubicar condensador Altura minima requerida obliga a ubicar condensador en Techos o mayores alturasen Techos o mayores alturas

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Formas de Enfriamiento

zz Directo Directo Inyeccion de Refrigerante LiquidoInyeccion de Refrigerante Liquido

zz Inyeccion de LiquidoInyeccion de Liquidozz VV--PlusPlus

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EFECTO:EFECTO:

Refrigerante Liquido en el mismo proceso de Refrigerante Liquido en el mismo proceso de CompresionCompresion

Directo Principio de operacion

zz Se permite contacto directo del flujo de gasSe permite contacto directo del flujo de gas--aceite de descarga y mezclarse con aceite de descarga y mezclarse con refrigerante en estado liquido para que refrigerante en estado liquido para que absorba el calor de compresion a la salida de absorba el calor de compresion a la salida de

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la descarga o en la ultima fase de la la descarga o en la ultima fase de la descarga.descarga.

Directo - Tipos de Enfriamiento

zz TiposTipos

1)1) Inyeccion de Liquido en la descarga de los compresores.Inyeccion de Liquido en la descarga de los compresores.

2)2) VV--PlusPlus Inyeccion de liquido en la descarga de losInyeccion de liquido en la descarga de los

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2)2) VV--Plus Plus Inyeccion de liquido en la descarga de los Inyeccion de liquido en la descarga de los compresorscompresors

3)3) Cool Compression o Proceso de COMPRESION FRIACool Compression o Proceso de COMPRESION FRIA

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Formas de Enfriamiento

zz Directo Directo Inyeccion de Refrigerante LiquidoInyeccion de Refrigerante Liquido

zz Inyeccion de Liquido convencionalInyeccion de Liquido convencional

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Inyeccion de Liquido

zz Diseo Diseo Boquilla o Inyector rocia refrigerane liquido en la Boquilla o Inyector rocia refrigerane liquido en la

descarga del compresor o rotordescarga del compresor o rotor

Liquido se mezcla con el flujo de gas y aceite que estaLiquido se mezcla con el flujo de gas y aceite que esta

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Liquido se mezcla con el flujo de gas y aceite que esta Liquido se mezcla con el flujo de gas y aceite que esta siendo descargadosiendo descargado

El Refrigerante se evapora o se convierte en gas al El Refrigerante se evapora o se convierte en gas al enfriar el flujoenfriar el flujo

Sensor de Temperatura para controlar la valvula de Sensor de Temperatura para controlar la valvula de Expansion y asi mantener controlada la temperatura de Expansion y asi mantener controlada la temperatura de DescargaDescarga

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Inyeccion de Liquido en BOOSTERS

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Inyeccion de Liquidozz ComponentesComponentes

Linea de Liquido proveniente del Recibidor o Recipiente, con accesorios Linea de Liquido proveniente del Recibidor o Recipiente, con accesorios de valvula de corte, filtro, visor, solenoide y valvula de Expanision de valvula de corte, filtro, visor, solenoide y valvula de Expanision

Sensor de Temperatura y Valvula de Expansion sea de Regulacion Sensor de Temperatura y Valvula de Expansion sea de Regulacion Termoestatica, Electronica o MotorizadaTermoestatica, Electronica o Motorizada

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Boquilla en la descarga del compresorBoquilla en la descarga del compresor

Entre el compresor y la Valvulas de Expansion debe existir algunas Entre el compresor y la Valvulas de Expansion debe existir algunas veces una Presion Diferencial de 50 psigDiff para que la valvula pueda veces una Presion Diferencial de 50 psigDiff para que la valvula pueda inyectar liquido dentro del compresor.inyectar liquido dentro del compresor.

Hoy por Hoy se compensa mejor todo con uso de VALVULAS Hoy por Hoy se compensa mejor todo con uso de VALVULAS MOTORIZADAS y no TERMOESTATICAS.MOTORIZADAS y no TERMOESTATICAS.

Inyeccion de Liquido en ALTA ETAPA

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Pros & Conszz Bajo Costo de inversion e instalacion Bajo Costo de inversion e instalacion

zz Sistema complejo de accesorios y de mantenimiento y calibracionSistema complejo de accesorios y de mantenimiento y calibracion

zz Se requiere de Valvula de Expansion Precisa para el tamao y aplicacionSe requiere de Valvula de Expansion Precisa para el tamao y aplicacion

zz Se debe tener control preciso de temperaturaSe debe tener control preciso de temperatura

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zz Temperaturas Ideales 120Temperaturas Ideales 120--135135F de descarga = aceite = separador de F de descarga = aceite = separador de aceiteaceite

zz Mal calibrada o en mal estado, inunda el separador de Aceite con Mal calibrada o en mal estado, inunda el separador de Aceite con Refrigerante Liquido desequilibrando la proporcion de lubricacion y Refrigerante Liquido desequilibrando la proporcion de lubricacion y causando dao y fallas en los rotores y rodamientos del compresor.causando dao y fallas en los rotores y rodamientos del compresor.

zz Recompresion del refrigerante que se vuelve gas penalizando capacidad Recompresion del refrigerante que se vuelve gas penalizando capacidad y Motor al compresory Motor al compresor

Formas de Enfriamiento

zz Directo Directo Inyeccion de Refrigerante LiquidoInyeccion de Refrigerante Liquido

zz VV--PlusPlus

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V-Plus

zz Diseo Diseo Sensor de Temperatura controla la velocidad de la Sensor de Temperatura controla la velocidad de la

Bomba Bomba

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Liquido entra en la descarga o tubo de descarga Liquido entra en la descarga o tubo de descarga del separador del separador

Refrigerante se mezcla con el flujo de descarga y Refrigerante se mezcla con el flujo de descarga y se evapora se evapora

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V-Plus

zz ComponentesComponentes Bomba con Motor tipo DC y variador de Bomba con Motor tipo DC y variador de

velocidadvelocidad

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velocidad velocidad

Sensor de TemperaturaSensor de Temperatura

Boquilla en la tuberia de descarga del separadorBoquilla en la tuberia de descarga del separador

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Pros & Cons

zz Control Preciso de TemperaturaControl Preciso de Temperatura

zz No penaliza Capacidad o Motor como su sistema hermano No penaliza Capacidad o Motor como su sistema hermano Inyeccion de Liquido Inyeccion de Liquido LXLX

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zz Uso de bomba y costos de operacion y mantenimientoUso de bomba y costos de operacion y mantenimiento

zz Mala operacion si existe Flash Gas o Burbuja en la linea de Mala operacion si existe Flash Gas o Burbuja en la linea de suministro de refrigerante Liquidosuministro de refrigerante Liquido

zz Ideal para Barcos donde se obliga a usar o Agua de mar o Ideal para Barcos donde se obliga a usar o Agua de mar o Inyeccion de Liquido o plantas donde no se puede Efecto Inyeccion de Liquido o plantas donde no se puede Efecto Termosifon y no se desea la Penalizacion del Sistema Termosifon y no se desea la Penalizacion del Sistema Convencional de Inyeccion de Liquido.Convencional de Inyeccion de Liquido.

Formas de Enfriamiento

zz Directo Directo Refrigerante Liquido en el mismo proceso de Refrigerante Liquido en el mismo proceso de

Compresion Compresion COOL COMPRESSION o COOL COMPRESSION o COMPRESION FRIACOMPRESION FRIA

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COMPRESION FRIACOMPRESION FRIA

Cool Compressionzz Separador de aceite con Amoniaco en Estado Liquido dentro Separador de aceite con Amoniaco en Estado Liquido dentro

del Separadordel Separador

zz Solo para aplicaciones de AmoniacoSolo para aplicaciones de Amoniaco

zz Se basa en hacer el proceso de compresion en forma Fria o Se basa en hacer el proceso de compresion en forma Fria o h l l l i ti d l ih l l l i ti d l i

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rechazar el calor al mismo tiempo que sucede la compresion.rechazar el calor al mismo tiempo que sucede la compresion.

zz Se descarga a TEMPERATURAS DE SATURACION y NO Se descarga a TEMPERATURAS DE SATURACION y NO SOBRECALENTADAS !!!!!!!!!!!!!SOBRECALENTADAS !!!!!!!!!!!!!

z Saturated Conditions70F to 100F Discharge Gas Temperatures(averages 2F higher than saturated temp)

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Cool Compression o Compresion Fria

zz Una mezla rica de aceite y amoniaco se inyecta al Una mezla rica de aceite y amoniaco se inyecta al compresor.compresor.

zz Dentro del separador, se tiene una capa de aceite y Dentro del separador, se tiene una capa de aceite y una capa de amoniaco formando la mezcla rica Eluna capa de amoniaco formando la mezcla rica El

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una capa de amoniaco, formando la mezcla rica. El una capa de amoniaco, formando la mezcla rica. El liquido forma un manto protector del aceite.liquido forma un manto protector del aceite.

zz La capa de amoniaco esta encima de la capa de La capa de amoniaco esta encima de la capa de aceite.aceite.

zz La molecula que se comprime esta formada por La molecula que se comprime esta formada por aceite y amoniaco.aceite y amoniaco.

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Cool Compression o Compresion Fria

zz Ambos se mezclan en el transcurso de la compresion y son Ambos se mezclan en el transcurso de la compresion y son descargados en el flujo de gas.descargados en el flujo de gas.

zz En el separador, la moleculas de aceiteEn el separador, la moleculas de aceite--amoniaco caen con el amoniaco caen con el calor absorbido de compresion y evaporan liquido en la capa calor absorbido de compresion y evaporan liquido en la capa o manto protector.o manto protector.

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zz El manto o capa de liquido sobre el aceite, protege el aceite El manto o capa de liquido sobre el aceite, protege el aceite de calentarse y que viaje con el flujo de descarga.de calentarse y que viaje con el flujo de descarga.

zz El nivel perdido es substituido inmediatamente por medio de El nivel perdido es substituido inmediatamente por medio de una inyeccion de liquido.una inyeccion de liquido.

Pros &Conszz BajoBajo costocosto de Inversion y de de Inversion y de InstalacionInstalacion

zz IDEAL IDEAL dondedonde no se no se puedepuede EfectoEfecto TermosifonTermosifon y al y al mismomismotiempotiempo no se no se quierequiere le le penalizacionpenalizacion del del sistemasistema convencionalconvencionalde de InyeccionInyeccion de de LiquidoLiquido..

zz Es un Es un sistemasistema intermediointermedio en en EficienciaEficiencia entre entre InyeccionInyeccion de de LiquidoLiquido queque eses bajobajo y entre y entre EfectoEfecto TermosifonTermosifon, , queque eses alto y alto y en un en un muchosmuchos casoscasos mejoresmejores queque sistemasistema de de termosifontermosifon..

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jj qq

zz No No supervisadosupervisado o o sistemassistemas de alto de alto rangorango de de inestabilidadinestabilidad, , puedepuede desbalanceardesbalancear el el sistemasistema, , lograndologrando perderperder la la cargacarga de de aceiteaceite y y tenertener queque reponerlareponerla..

Cuando exista falla de compresores por rodamientos comienze a investigar su sistema de lubricacion

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