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16/11/2015
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CONDICIONES DE PRUEBA EQUIPOS HERMÉTICOS
COMPRESORES SECTOR DOMÉSTICO E. TORRELLA
E. TORRELLA
RNAGO TEMPERATURAS EVAPORACIÓN 3
NORMAS Y CONDICIONES DE ENSAYO 4
En función de la aplicación podemos considerar:
LBP: -35 ÷ -10ºC L/MBP: -35 ÷ -5ºC M/HBP: -5 ÷ 15ºC L/M/HPB: -35 ÷ 15ºC
La temperatura mínima de evaporación identifica la aplicación del compresor; LBP (Low Back Pressure) indica sistemas tales como congeladores con temperaturas inferiores a -20ºC, MBP (Medium Back Pressure) para sistemas tales como enfriadores de alimentos o fuentes de agua tienen temperaturas de evaporación mayores a -20ºC, HBP (High Back Pressure) para sistemas tales como enfriadoras y acondicionadores de aire con temperaturas de evaporación mayores a -5ºC.
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ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) ha venido estableciendo desde el año 1953 las condiciones de ensayo para la evaluación de compresores que se han mantenido hasta nuestros días y es utilizada por la mayoría de los fabricantes de compresores, aunque posteriormente los países europeos decidieran establecer las suyas, conocidas como CECOMAF (Comité Européen de Constructeurs de Matériel Frigorifique, et oganisation soeur Eurovent, regroupant aussi des constructeurs de clim et de conditionnement d'air, travaille à la standardisation, p.e. ISO Y NE ó Normas Europeas, según el B.A.T. (Best Available Techniques ó las mejores técnicas disponibles). La diferencia entre ambas condiciones de ensayo es, que en el caso CECOMAF no hay subenfriamiento de líquido. ANSI/AHRI Standard 540 (formerly ARI Standard 540) 2004. Standard For Performance Rating Of Positive Displacement Refrigerant Compressors And Compressor Units. Este standard no se aplica a refrigeradores o congeladores domésticos, aire acondicionado en automóviles y deshumectadores. UNE 86-202-84 (ISO Internacional Standard Organitation. 917). Diciembre 2000. Ensayos de compresores para fluidos refrigerantes. UNE-EN 12900:2014. Compresores para refrigerantes. Condiciones de evaluación, tolerancias y presentación de los resultados por el fabricante. Fecha Edición2014-10-01. Las Normas UNE EN son la versión oficial en español de las normas europeas (EN: European Norm).
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ASHRAE RP-870
CONDICIONES ASHRAE
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Los valores de ensayo son de -23.3ºC en evaporación, 54.4ºC en condensación, 32.2ºC de temperatura ambiente y temperaturas de aspiración y en la línea de líquido. Estas condiciones no representan las condiciones de funcionamiento reales, por ejemplo la temperatura ambiente puede ser mucho menor a la indicada de 32.2ºC.
ASHRAE
T0 = -6.7ºC TK = 54.4ºC T. ASPIRACIÓN = 35ºC TE EXPANSOR = 46.1ºC SUPERHEATING = 41.7ºC SUBCOOLING = 8.3ºC
T0 = 7.2ºC TK = 54.4ºC T. ASPIRACIÓN = 32.2ºC TE EXPANSOR = 32.2ºC SUPERHEATING = 25ºC SUBCOOLING = 22.2ºC
ASHRAE HBP46
ASHRAE CBP46
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T0 = -23.3ºC TK = 54.4ºC T. ASPIRACIÓN = 32.2ºC TE EXPANSOR = 32.2ºC SUPERHEATING = 55.5ºC SUBCOOLING = 22.2ºC
ASHRAE HBP32
ASHRAE LBP32
LBP = -23.3ºC HMBP = 7.2ºC Tamb = 32ºC
T0 = 7.2ºC TK = 54.4ºC T. ASPIRACIÓN = 35ºC TE EXPANSOR = 46.1ºC SUPERHEATING = 27.8ºC SUBCOOLING = 8.3ºC
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CONDICIONES CECOMAF
CONDICIONES ARI 7
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ARI LBP
T0 = -23.3ºC TK = 48.9ºC T. ASPIRACIÓN = 4.4ºC TE EXPANSOR = 48.9ºC SUPERHEATING = 27.7ºC SUBCOOLING = 0ºC
ARI MBP
ARI HBP
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T0 = -6.7ºC TK = 48.9ºC T. ASPIRACIÓN = 4.4ºC TE EXPANSOR = 48.9ºC SUPERHEATING = 11.1ºC SUBCOOLING = 0ºC T0 = 7.2ºC TK = 54.4ºC T. ASPIRACIÓN = 18.3ºC TE EXPANSOR = 54.4ºC SUPERHEATING = 11.1ºC SUBCOOLING = 0ºC
CECOMAF LBP
= -25ºC M/HBP = 5ºC Tamb = 32ºC
CECOMAF LBP T0 =
-25ºC TK = 55ºC T. ASPIRACIÓN = 32ºC TE EXPANSOR = 55ºC SUPERHEATING = 57ºC SUBCOOLING = 0ºC
CECOMAF HBP T0
= 5ºC = 55ºC T. ASPIRACIÓN = 32ºC TE EXPANSOR = 55ºC SUPERHEATING = 17ºC SUBCOOLING = 0ºC TK
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COMPRESOR. TIOPO DE ENFRIAMIENTO
CONDICIONES EN 12900 9
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EN12900 LPB T0 = -35ºC TK = 40ºC T. ASPIRACIÓN = 32ºC TE EXPANSOR = 20ºC SUPERHEATING = 55ºC SUBCOOLING = 0ºC
Tamb = 32ºC
EN12900 MBP
T0 0 = -10ºC TK = 45ºC T. ASPIRACIÓN = 20ºC TE EXPANSOR = 45ºC SUPERHEATING = 30ºC SUBCOOLING = 0ºC
EN12900 HPB
T0 = 5ºC TK = 50ºC T. ASPIRACIÓN = 20ºC TE EXPANSOR = 50ºC SUPERHEATING = 15ºC SUBCOOLING = 0ºC
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FAN COOLING 11
Enfriamiento estático (S). El compresor no requiere paso de aire forzado por ventilador, es enfriado por convección natural al ambiente para prevenir sobrecalentamiento. Fan Cooling (F). El compresor precisa un mínimo de caudal de aire a 3 m/s para su enfriamiento. Oil Cooling (OC). Tel compresor posee un serpentín interno, sumergido en el aceite, para evitar sobrecalentamientos. El uso de compresores más eficientes elimina esta disposición.
Oil Cooling (OC). 12
Theoretically water could also be passed through the oil cooler for cooling using a small pump, as there is no direct contact between the inside of the compressor and the oil cooling loop. E. TORRELLA
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LÍMITES DE LA PRESIÓN DE CONDENSACIÓN 13
Los compresores deben operar con las siguientes restricciones:
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R-600a. La presión manométrica no excederá de 7.7 Bar en operación en contínuo y con temperatura ambiente máxima de 43ºC. Los picos de presión no superarán los 9.8 Bar. Mezclas. La presión manométrica no excederá de 14.5 Bar en operación en contínuo y con temperatura ambiente máxima de 43ºC. Los picos de presión no superarán los 18.2 bar. R-134a. La presión manométrica no excederá de 16.1 Bar en operación en contínuo y con temperatura ambiente máxima de 43ºC. Los picos de presión no superarán los 20.53 Bar.
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INTRODUCCIÓN 15
MOTORES ELÉCTRICOS
MOTORES MONOFÁSICOS DE INDUCCIÓN 16
Existe una variedad de motores eléctricos disponibles en aplicaciones domésticas y comerciales. La elección de un motor depende del coste, del tipo de aplicación y de la carga, la eficiencia del motor y el ahorro energético son consideraciones secundarias. Se pasa revista a los diferentes tipos de dispositivos de arranque en motores monofásicos de corriente alterna y baja potencia (motores de inducción). Los motores de inducción utilizan el principio de inducción electromagnética para producir un para motor. El estator y el rotor son los elementos principales. El estator o parte estacionaria del motor, está formada por capas de láminas de acero. El estator tiene un núcleo hueco con ranuras para material conductor a lo largo de su interior conocidas como polos. El rotor, o la porción de rotación del motor, se coloca dentro de núcleo hueco del estator y está separado del estator por un entrehierro. El rotor también se compone de láminas de acero en capas que están conectados al eje del motor. Las ranuras en la superficie exterior del rotor también contienen bobinas de cobre o, en el caso del motor de inducción de jaula de ardilla, barras conductoras de aluminio o cobre que están unidas por anillos en sus extremos longitudinales
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Cuando se energiza un motor de inducción monofásico, un campo magnético es generado que gira a una velocidad que depende del número de polos magnéticos y la frecuencia de entrada eléctrica. El número de polos es controlado por la configuración de los devanados en el estator. El movimiento del campo magnético de estator en relación al rotor induce una corriente en el rotor. La corriente inducida en el rotor produce un campo magnético de polaridad opuesta a la del estator. La interacción de los dos campos magnéticos da lugar a un par motor que hace girar el rotor y el eje del motor. Las pérdidas de eficiencia en el motor incluyen las pérdidas resistivas en el estator o rotor que se disipa en forma de calor. Histéresis y pérdidas por corrientes parásitas en laminaciones de acero del estator se producen debido al tipo y calidad del acero y el espesor de las laminaciones. Las pérdidas de eficiencia también son el resultado de la fricción en los cojinetes y juntas de eje. En general, a medida que aumenta la potencia del motor, la eficiencia del motor a plena carga también aumenta. Esto se debe parcialmente a la dificultad para disipar el calor en motores más pequeños. Motores de alta potencia también operan cerca de su máximo rendimiento para una amplia gama de condiciones de carga. Motores de baja potencia con cargas más ligeras pueden tener amplios rangos de eficiencia, lo que significa que, en virtud de carga del motor puede afectar significativamente el rendimiento. Si el rotor girara a la velocidad síncrona con el campo magnético giratorio del estator, se genera ningún par de torsión. En cambio, el rotor funciona a una velocidad ligeramente más lenta que la velocidad de sincronismo. La diferencia entre la velocidad real y sincrónica se llama deslizamiento. Como un ejemplo, un motor de dos polos alimentado a 60 Hz tendría una velocidad síncrona de 3600 rpm (rpm = 2 x 60 x (f / n); donde f = frecuencia, n = nº de polos ). Debido al deslizamiento, el rotor puede tener una velocidad de funcionamiento del orden de 3.500 rpm. Por lo tanto, los motores de inducción son a menudo llamados motores asíncronos. Estos motores de inducción monofásicos requieren componentes adicionales con el fin de arrancar. Si un motor monofásico sin ningún componente adicional se alimenta, se genera un campo magnético pulsante, en lugar de uno giratorio. El motor lleva, además de la devanado primario, una bobina de cobre envuelto alrededor de los polos del estator o un devanado secundario, a menudo llamado un auxiliar o devanado de arranque, que proporciona un retraso a parte de polos del motor. El campo magnético asimétrico resultante produce el par de arranque, lo que inicia la rotación del rotor en la dirección deseada. Una vez que gira, el par puede ser sostenido por el devanado primario solo.
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MOTORES MONOFÁSICOS DE INDUCCIÓN Régimen de giro 17
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Lo que caracteriza a un motor de un compresor es que se limita a una sola velocidad. Esa es una función del número de polos presentes motor y la frecuencia de la electricidad proporcionada. Para una potencia de 60 Hz, la velocidad es generalmente 1.800 rpm (4 polos), esta es la velocidad síncrona. El motor tiene algún deslizamiento, con lo que la velocidad real podría ser de 1750 rpm (1450 rpm con 50 Hz). La creciente demanda de un peso ligero y compacidad en equipos de aire acondicionado ha sido fundamental en el desarrollo de motocompresores herméticos equipados con motores de 2 polos que funciona a 3500 rpm (2900 rpm a 50 ciclos). Las aplicaciones especializadas tales como aviones, automóviles, o equipos de aire acondicionado militares utilizan compresores de velocidad aún más altos, pero normalmente y con suministro de energía eléctrica de 60 ciclos, el régimen de giro actualmente disponible es de 1.750 y 3.500 rpm.
MOTORES MONOFÁSICOS DE INDUCCIÓN Tipos
Los motores monofásicos de corriente alterna que mueven al compresor se subdividen según:
El par motor
Sistema de arranque
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LST (Low Starting Torque). Bajo para de arranque. Utilizados con tubo capilar. HST (High Starting Torque). Alto para de arranque. Utilizados con capilar ó válvula de expansión. RSIR (PTCSIR) - Resistive Start - Inductive Run. Sin condensador. CSIR - Capacitive Start - Inductive Run. Usa condensador electrolítico en arranque. RSCR (PTCSCR) - Resistive Start - Capacitive Run. Usa condensador permanente. CSR (CSCR) - Capacitive Start & Run. Usa condensador electrolítico en arranque y a la vez un condensador permanente. La bobina de arranque se alimenta durante un período corto y se desconecta después de esa fase.
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COMPONENTES ELÉCTRICOS (ejemplo)
CONEXIONES MOTOR MONOFÁSICO 20
El motor tienen una conexión común “C”. Una conexión a la bobina de arranque “S”. Una conexión a la bobina de trabajo “R”. Una conexión a tierra.
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RELÉS DE ARRANQUE
RSIR Ó SPLIT PHASE - Resistive Start - Inductive Run 21
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Este motor, también conocido como un motor de fase partida “split phase”, se utiliza en pequeños compresores herméticos del orden de 1/3 HP. El motor tiene un bajo par de arranque y se utiliza en los sistemas de tubos capilares auto-igualadores, como refrigeradores domésticos, congeladores, fuentes de agua y deshumidificadores. El devanado auxiliar tiene una resistencia más alta que la del devanado primario. La resistencia más alta proporciona el retardo de tiempo necesario para generar el campo magnético giratorio.
La bobina del relé de arranque está conectada en serie con el devanado principal. Al arrancar el motor una alta corriente fluye por el devanado de trabajo, el relé responde y activa el devanado de arranque. Una vez que el motor ha alcanzado su velocidad, la corriente a través de la bobina de trabajo cae por debajo de un cierto valor, el relé se libera y el devanado de arranque se desactiva. . Hay tres tipos de relés que se utilizan con este motor:
Un relé de corriente (figura).
Un relé de coeficiente de temperatura positivo (PTC).
un módulo de coeficiente de temperatura positivo (PTC).
Relé de intensidad
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Relé potencial
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RSIR - Resistive Start - Inductive Run 23
Relé PTC
(CSIR) Capacitor Start — Induction Run 24
Otro tipo de arranque se consigue mediante un elemento PTC, que es básicamente una pastilla de material cerámico (resistencia térmica) que aumenta su resistencia cuando se calienta. Este elemento se calienta debido a la corriente que fluye por el devanado auxiliar y aumenta su resistencia, lo que reduce la corriente a través del devanado auxiliar después de un breve período de tiempo.
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El motor CSIR es similar a RSIR excepto que incorpora un condensador de arranque en serie con el devanado de arranque para producir un mayor par de arranque. Se utiliza comúnmente en los sistemas de refrigeración comercial de potencias del orden de ¾ HP. El condensador retrasa el flujo de corriente entre los dos devanados y también ayuda a proporcionar un mayor par de arranque para aplicaciones con una alta carga de inicio. Una vez que el motor alcanza la velocidad, el interruptor que conecta el devanado auxiliar y el condensador al devanado primario se abre y se elimina el devanado auxiliar del circuito.
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CUADRO DE MANDO.CSIR
ESQUEMA CSIR
Podemos distinguir tres grupos:
Controlador; integrado por el interruptor general “S1” y el termostáto “S2”. Módulo de seguridad; formado por los presostátos de alta y baja “F1” y “F2” y la protección de sobreintensidad “F3”. Dispositivo de arranque; que en este caso lo forman el condensador “C1” y el relé “S3”.
(CSR) Capacitor Start and Run 27
Capacitor Start Capacitor Run. CSCR 28
Esta disposición de motor utiliza un condensador de arranque y otro condensador de marcha en paralelo entre sí y en serie con el devanado de arranque del motor. Este motor tiene un alto par de arranque, funciona de manera eficiente, y se utiliza en muchas aplicaciones de refrigeración y aire acondicionado de potencias del orden de 5 HP. Un relé potencial elimina el condensador de arranque del circuito después de que el motor alcanza velocidad. Normalmente no se recomiendan relés de corriente para su uso con estos motores debido al peligro de descarga del condensador de trabajo al condensador de arranque a través del relé de corriente cuando este se cierra. El condensador de marcha está en el circuito de forma continua y está diseñado para un funcionamiento continuo mientras que el condensador de arranque se utiliza sólo momentáneamente cada vez que el motor arranca y está diseñado para un servicio intermitente. Este motor debe utilizar bien:
un protector térmico externo o un protector térmico interno (klixon).
Un CSCR tiene un condensador de trabajo y el devanado de arranque permanentemente conectado en serie, similar a la de un PSC. Estos motores CSCR también tienen un condensador de arranque y el interruptor (similar a la de un CSIR) conectado en serie con el devanado de arranque, para ofrecer un alto par de arranque. La conmutación del bobinado auxiliar puede tener lugar a través de un interruptor centrífugo que trabaja por velocidad. La combinación de las dos configuraciones hace que el CSCR sea más caro que otros motores monofásicos, pero también más eficiente en toda la gama de operación. El condensador de arranque tiene una alta capacidad y ayuda a proporcionar un alto par de arranque, mientras que el condensador de marcha tiene una capacidad inferior y ayuda a suavizar las pulsaciones de par durante el funcionamiento.. Debido a su coste más elevado en comparación con los tipos de motor más simples, los motores CSCR normalmente sólo se utilizan en los sistemas con grandes cargas que requieren alto par de arranque.
Interruptor centrífugo E. TORRELLA
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(PSC) Permanent Split Capacitor 29
Aquí, un condensador de trabajo está en serie con el devanado de arranque. Tanto el condensador la bobina de arranque permanecen en el circuito durante el arranque y después de que motor alcance velocidad. El para de arranque de este motor es suficiente para sistemas con capilar y otros sistema con auto-igualación de presiones. No son necesarios condensador de arranque ni relé. Para tener un mayor para de arranque se puede disponer un kit como el mostrado en la figura, este suplemento incluye un elemento PTC de coeficiente de temperatura positivo Este motor debe utilizar :
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ETIQUETA ENERGÉTICA
un protector térmico externo o un protector térmico interno.
Motores PSC son básicamente motores de los compresores de aire acondicionado y son muy comunes a partir de 5 HP.
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CARGAS FRIGORÍFICO
CONSUMO PORCENTUAL ELECTRODOMÉSTICOS 31
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En comparación con otros electrodomésticos más pequeños, la potencia eléctrica de los frigoríficos no es muy elevada (200 W frente a, por ejemplo, los 2000 W de un secador de pelo o los 800 W de una tostadora). Pero al ser un aparato que está siempre en funcionamiento, salvo las paradas por termostáto, desconexiones ocasionales que se hagan para la limpieza y la eliminación de escarcha o por ausencias prolongadas del hogar, tiene un uso más intensivo y por lo tanto un consumo mucho mayor que éstos.
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TIPOS DE FRIGORÍFICOS DOMÉSTICOS 33
CLASIFICACIÓN POR ESTRELLAS 34
Frigoríficos combinados
Disponen de dos compartimentos independientes, el refrigerador en la parte superior y el congelador en la inferior, cada uno de ellos con regulación de temperatura también independiente. Pueden tener dos compresores o uno sólo válvula de tres vías. Son bastante amplios y de alto rendimiento. Recomendados especialmente para familias de 3 a 5 miembros. Alto precio de adquisición.
Frigoríficos de dos puertas. Congelador superior
Consumo reducido. Bajo coste de adquisición. Bajo rendimiento. Regulación de temperatura entre dos compartimentos poco eficiente. Menos de 4 personas.
Frigoríficos de dos puertas. Congelador inferior
Consumo reducido. Bajo coste de adquisición. Rendimiento medio. Regulación de temperatura entre dos compartimentos poco eficiente. Hasta 5 personas.
Hasta -6ºC
1-2 días
No Frost
Rapidez enfriamiento. Temperaturas homogéneas. Deshidratación de productos. Averías en compartimiento no solucionable in situ. Desescarche periódico.
Hasta -12ºC
Hasta 3 días
Son frigoríficos que tienen una sola puerta y un compresor. Pueden disponer sólo de compartimento refrigerador ( cooler ) o también presentar un pequeño congelador en la parte superior de 1 ó 2 estrellas (sólo permite tener hielo y helados y conservar alimentos congelados unos pocos días). Los modelos table top o bajo encimera, también de una puerta, son adecuados para las pequeñas necesidades o cuando haya problemas de espacio. Ideales para familias que prefieren comprar a menudo los alimentos frescos.
Hasta -18ºC
Hasta un mes
Frigoríficos de una puerta
Hasta -24ºC
3 o más meses
Frigoríficos americanos (Side by Side)
Los compartimentos del refrigerador y del congelador son verticales y están situados uno junto al otro de forma paralela. Suelen disponer de un mecanismo distribuidor de agua fría o cubitos de hielo.
Modelos de tres puertas
Además del refrigerador y el congelador, hay un tercer compartimento a modo de fresquera, normalmente para mantener las bebidas frías.
Nº estrellas
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Temperatura
Conservación de los alimentos
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INTERPRETACIÓN CLASE ENERGÉTICA
ETIQUETA ENERGÉTICA NEVERAS 35
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Nombre o marca comercial del proveedor. Identificación del modelo del proveedor. Clase de eficiencia energética del modelo. En el caso de que el modelo haya obtenido una etiqueta ecológica de la UE, de conformidad con el Reglamento CE nº 66/2010, podrá incluirse dicha información. La Norma aplicable para este tipo de etiquetas es la ISO 14021 Consumo de energía anual (AEc) en kWh/año, redondeado al número entero más próximo y calculado de conformidad con el Reglamento CE nº1060/2010 punto 3, nº 2, del anexo VIII, se describirá como “Consumo de energía “XYZ” kWh/año, según los resultados obtenidos en la prueba estándar de 24 horas; el consumo de energía depende de las condiciones de uso del aparato y de su localización”. Volumen útil de cada compartimento
E. TORRELLA
XYZ litros de espacio refrigerador YZ litros espacio congelador con la clasificación por estrellas aplicable.
Nivel sonoro YZ en decibélios. Temperatura de diseño de “otros compartimentos” en la acepción de la letra “n” del anexo I; en el caso de los compartimentos de conservación de vinos, se especificará la temperatura de conservación más fría, ya sea preajustada en el compartimento o susceptible de ser fijada y ser mantenida de forma continua, de acuerdo con las instrucciones del fabricante.
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REGLAMENTO (UE) Nº 1060/2010 (28 de Septiembre )
COMPARACIÓN CLASES ENERGÉTICAS 37
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Precio €
Clase
Consumo kWh/año
Consumo Coste 15 15 años años €
Coste final* €
Ahorro €
Menos emisión Ton CO2
Etiquetado energético de los aparatos de refrigeración domésticos (Texto pertinente a efectos del EEE). por el que se complementa la Directiva 2010/30/UE
El presente Reglamento se aplicará a los aparatos de refrigeración domésticos y conectados a la red eléctrica, incluidos los que se vendan para un uso no doméstico o para la refrigeración de productos que no sean alimentos e incluidos los aparatos encastrables. Asimismo, se aplicará a los aparatos de refrigeración domésticos que funcionen conectados a la red eléctrica y que puedan funcionar con baterías El presente Reglamento no se aplicará a:
A+++
1020
150
2250
360
1380
633
1.75
A
660
405
6075
972
1632
381
1
C
575
599
8985
1438
2013
-
-
* Coste final = precio compra + coste energía en 15 años Coste energía =0,16 €/kWh Ayudas Plan Renove: 50 € (a añadir al ahorro)
a) los aparatos de refrigeración que funcionan principalmente mediante fuentes de energía distintas de la electricidad, por ejemplo gas licuado de petróleo (GLP), queroseno y biodiésel; b) los aparatos de refrigeración alimentados por baterías que pueden conectarse a la red eléctrica mediante un transformador CA/CC adquirido por separado; c) los aparatos de refrigeración a medida, fabricados según especificaciones particulares y no equivalentes a otros modelos de refrigeradores; d) los aparatos de refrigeración utilizados en el sector terciario que permiten detectar electrónicamente la extracción de los alimentos refrigerados y en los que esa información puede transmitirse automáticamente a través de una conexión de red a un sistema de control remoto con fines de contabilidad; e) los aparatos cuya función principal no es la conservación de alimentos mediante refrigeración, por ejemplo máquinas de hielo independientes o distribuidores de bebidas frías.
E. TORRELLA
E. TORRELLA
REGLAMENTO (UE) Nº 1060/2010 Métodos de medición
REGLAMENTO (UE) Nº 1060/2010. Anexo VII Tolerancias. Cuadro 1
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La información que se facilite en virtud del artículo 3 (Responsabilidades de los proveedores) se obtendrá mediante procedimientos de medición fiables, exactos y reproducibles, teniendo en cuenta el estado de la técnica generalmente reconocido, conforme al anexo VI.
1) si el aparato está equipado con resistencias anticondensación que pueden ser accionadas por el usuario final, deberán conectarse y, si son regulables, regularse en posición de calentamiento máximo; 2) si el aparato está equipado con dispositivos «a través de la puerta» (por ejemplo, dispensadores de hielo o de agua/bebidas frías) que pueden ser accionados por el usuario final, estos deberán conectarse durante la medición del consumo de energía, pero no se utilizarán; 3) en los aparatos y compartimentos multiuso, la temperatura de conservación durante la medición del consumo de energía será la temperatura nominal del tipo de compartimento más frío declarada para el uso normal continuo de acuerdo con las instrucciones del fabricante; 4) el consumo de energía de un aparato de refrigeración doméstico deberá determinarse en la configuración más fría, según las instrucciones del fabricante para el uso normal continuo de cualquier otro compartimento, con arreglo a la definición del anexo VIII, cuadro 5.
Consumo de energía anual (AEC) en kWh/año, redondeado al número entero más próximo y calculado de conformidad con el punto 3, número 2, del anexo VIII;
Márgenes de tolerancia de la verificación
Volumen bruto nominal
El valor medido no deberá ser menor que el valor nominal (*) en más del 3 % o 1 litro, si este valor es mayor.
Volumen útil nominal
El valor medido no deberá ser menor que el valor nominal en más del 3% o 1 litro, si este valor es mayor. Cuando los volúmenes del compartimento bodega y del compartimento de conservación de alimentos frescos sean regulables uno respecto del otro por el usuario, esta incertidumbre de medición se aplicará cuando el compartimento bodega se ajuste a su mínimo volumen.
Capacidad de congelación
El valor medido no deberá ser menor que el valor nominal en más del 10 %.
Consumo de energía
El valor medido no deberá ser mayor que el valor nominal (E24h) en más del 10 %.
Armarios para la conservación de vinos
El valor medido para la humedad relativa no deberá superar la gama nominal en más de un 10 %.
Emisiones de ruido acústico aéreo
El valor medido debe corresponder al valor nominal.
VI.2. CONDICIONES GENERALES DE ENSAYO Se aplicarán las siguientes condiciones generales de ensayo:
Parámetro medido
(*) «Valor nominal» significa el valor declarado por el fabricante. E. TORRELLA
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REGLAMENTO (UE) Nº 1060/2010. Anexo VIII Categorías de aparatos. Cuadro 2
REGLAMENTO (UE) Nº 1060/2010. Anexo VIII Categorías de aparatos. Cuadro 1 41
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Categoría
Designación
1
Frigorífico con uno o más compartimentos de conservación de alimentos frescos
2
Frigorífico-bodega, bodega y armarios para la conservación de vinos
3
Frigorífico-helador y frigorífico con un compartimento sin estrellas
4
Frigorífico con un compartimento de una estrella
5
Frigorífico con un compartimento de dos estrellas
6
Frigorífico con un compartimento de tres estrellas
7
Frigorífico-congelador
8
Congelador tipo armario
9
Arcón congelador
10
Aparatos de refrigeración multiuso y de otro tipo
Tnominal Tdiseño +12 Tipo
Vinos
+12
+5
0
0
-6
-12
-18
-18
Bodega
Frescos
Helador
0* /Fábrica hielo
1*
2*
3*
4*
Tnominal .Temperatura nominal (para el IEE) (°C)
Los aparatos de refrigeración domésticos que no puedan clasificarse en las categorías 1 a 9 por la temperatura de los compartimentos se incluirán en la categoría 10.
E. TORRELLA
E. TORRELLA
REGLAMENTO (UE) Nº 1060/2010. Anexo VIII Clases climáticas. Cuadro 3
REGLAMENTO (UE) Nº 1060/2010 . Anexo VIII Temperaturas de conservación. Cuadro 4
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Temperaturas de conservación (°C) Clase
Símbolo
Temperatura ambiente media °C
Templada extendida
SN
+ 10 a + 32
Templada
N
+ 16 a + 32
Subtropical
ST
+ 16 a + 38
Tropical
T
+ 16 a + 43
Otro compart.
Compart. conserva. vinos
Compart. bodega
Compart. de conserva. frescos
Compart. helador
Compart. de una estrella
Compart./ sección 2 estrellas
Compart./ armario congela. 3 estrellas
tom
twma
tcm
t1m, t2m, t3m, tma
tcc
t*
t**
t***
>4
5≤ twma ≤20
8≤ tcm ≤+14
0≤t1m, t2m, t3m≤8; tma≤4
–2≤tcc≤3
≤–6
≤–12(a)
≤–18(a)
E. TORRELLA
Notas: tom : temperatura de conservación de otros compartimentos. twma : temperatura de conservación del compartimento de conservación de vinos con una variación de 0,5 K. tcm : temperatura de conservación del compartimento bodega. t1m , t2m, t3m : temperaturas de conservación del compartimento de alimentos frescos. tma : temperatura media de conservación del compartimento de alimentos frescos. tcc : temperatura instantánea de conservación del compartimento helador. t*, t**, t***: temperaturas máximas de los compartimentos de conservación de alimentos congelados. La temperatura de conservación del compartimento de fabricación de hielo y del compartimento de 0 estrellas es inferior a 0 °C. (a) En el caso de los aparatos de refrigeración domésticos con sistema libre de escarcha, durante el ciclo de desescarche, se permite una desviación de la temperatura de 3 K como máximo durante un período de 4 horas, o durante el 20 % de la duración del ciclo de funcionamiento, si este valor es menor. E. TORRELLA
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REGLAMENTO (UE) Nº 1060/2010. Anexo VIII Cálculo del volumen equivalente 45
REGLAMENTO (UE) Nº 1060/2010. Anexo VIII Factores termodinámicos. Cuadro 5 46
El volumen equivalente de un aparato de refrigeración doméstico es la suma de los volúmenes equivalentes de todos los compartimentos. Se calcula en litros y se redondea al número entero más próximo según la fórmula siguiente:
siendo:
n el número de compartimentos,
Vc el volumen útil del compartimento o compartimentos,
Tc la temperatura nominal del compartimento o compartimentos indicada en el cuadro 2,
(25-Tc)/20 el factor termodinámico indicado en el cuadro 5,
Tnominal
(25 – Tc )/20
Tdiseño
(25 – Tc )/20
Compartimento bodega/compartimento de conservación de vinos
+ 12 °C
0,65
Compartimento de conservación de alimentos frescos
+ 5 °C
1,00
0 °C
1,25
0 °C
1,25
Otro compartimento
⎡c=n (25−Tc ) ⎤ Veq = ⎢∑ Vc FFc ⎥ CC * BI 20 ⎣ c =1 ⎦
Compartimento helador Compartimento de fabricación de hielo y compartimento de 0 estrellas Compartimento de una estrella
– 6 °C
1,55
El factor de corrección termodinámico es la diferencia de temperatura entre la temperatura nominal de un compartimento Tc (definida en el cuadro 2) y la temperatura ambiente en condiciones de ensayo normalizadas a + 25°C, expresado en proporción respecto a la misma diferencia en un compartimento de alimentos frescos a + 5°C.
Compartimento de dos estrellas
– 12 °C
1,85
Compartimento de tres estrellas
– 18 °C
2,15
Los factores termodinámicos aplicables a los compartimentos descritos en el anexo I, letras g) a n), figuran en el cuadro 5.
Compartimento congelador de alimentos (compartimento de cuatro estrellas)
– 18 °C
2,15
Compartimento
FFc, CC, y BI, los factores de corrección del volumen indicados en el cuadro 6.
E. TORRELLA
E. TORRELLA
REGLAMENTO (UE) Nº 1060/2010 Factores termodinámicos. Cuadro 5
REGLAMENTO (UE) Nº 1060/2010 . Anexo VIII Valor de los factores de corrección. Cuadro 6
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48
Notas al Cuadro 5: i) Para los compartimentos multiuso, el factor termodinámico se determina a la temperatura nominal que figura en el cuadro 2 del tipo de compartimento más frío que puede ser regulada por el usuario final y mantenida continuamente con arreglo a las instrucciones del fabricante. ii) Para cualquier sección de dos estrellas (dentro de un congelador), el factor termodinámico se determina a Tc = – 12 °C. iii) Para otros compartimentos, el factor termodinámico se determina a la temperatura de diseño más fría que puede ser regulada por el usuario final y mantenida continuamente con arreglo a las instrucciones del fabricante. ES 30.11.2010 Diario Oficial de la Unión Europea L 314/43
E. TORRELLA
Factor de corrección FF (libre de escarcha, frost-free)
Valor
Condiciones
1.2
Para los compartimentos de conservación de alimentos congelados libres de escarcha
1
CC (clase climática)
Para los aparatos de clase T (tropical)
1.1
Para los aparatos de clase ST (subtropical)
1 BI (encastrable, built-in)
En los demás casos
1.2
1.2 1
En los demás casos Para los aparatos encastrables de menos de 58 cm de ancho En los demás casos
Notas: i) FF es el factor de corrección del volumen para compartimentos libres de escarcha. ii) CC es el factor de corrección del volumen para una determinada clase climática. Si un aparato de refrigeración está clasificado en más de una clase climática, se utilizará la clase climática con el factor de corrección más elevado para el cálculo del volumen equivalente. iii) BI es el factor de corrección del volumen para aparatos encastrables.
E. TORRELLA
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REGLAMENTO (UE) Nº 1060/2010. Anexo VIII Cálculo del índice de eficiencia energética 49
REGLAMENTO (UE) Nº 1060/2010. Anexo VIII Valores M y N. Cuadro 7 50
Para calcular el Índice de Eficiencia Energética (IEE) de un modelo de aparato de refrigeración doméstico, el consumo de energía anual del aparato se compara con su consumo de energía anual normalizado.
EEI = 100
Categoría
1) El Índice de Eficiencia Energética (IEE o EEI en sus siglas en inglés) se calcula de la forma siguiente, redondeándose al primer decimal:
siendo:
AEc SAEc
AEc = el consumo de energía anual del aparato de refrigeración doméstico,
SAEc = el consumo de energía anual normalizado del aparato de refrigeración doméstica.
2) El consumo de energía anual (AEc) se calcula en kWh/año de la forma siguiente y se redondea al segundo decimal:
AEc = E24h *365
siendo: E24h el consumo de energía del aparato de refrigeración doméstico expresado en kWh/24h y redondeado al tercer decimal. 3) El consumo de energía anual normalizado (SAEc) se calcula en kWh/año de la forma siguiente, redondeándose al segundo decimal: siendo:
SAEc = Veq *M + N + CH
Veq el volumen equivalente del aparato de refrigeración doméstico,
CH igual a 50 kWh/año para los aparatos de refrigeración domésticos con un compartimento helador con un volumen útil de al menos 15 litros,
los valores M y N figuran en el cuadro 7 para cada categoría de aparato de refrigeración doméstico.
M
N
1
0.233
245
2
0.233
245
3
0.233
245
4
0.643
191
5
0.450
245
6
0.777
303
7
0.777
303
8
0.539
315
9
0.472
286
10
*
*
(*) Nota: Para los aparatos de refrigeración domésticos de categoría 10, los valores M y N dependen de la temperatura y del número de estrellas del compartimento con la temperatura más baja de conservación que puede ser regulada por el usuario final y mantenida continuamente con arreglo a las instrucciones del fabricante. Cuando solo haya «otro compartimento», según la definición que figura en el cuadro 2 y el anexo I, letra n), se utilizarán los valores M y N de la categoría 1. Los aparatos con compartimentos de tres estrellas o compartimentos congeladores de alimentos se consideran frigoríficos-congeladores.
E. TORRELLA
E. TORRELLA
REGLAMENTO (UE) Nº 1060/2010. ANEXO IX Clases de eficiencia energética
REGLAMENTO (UE) Nº 1060/2010. ANEXO IX Clases de eficiencia energética. Cuadro 1
51
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La clase de eficiencia energética de un aparato de refrigeración doméstico se determinará de conformidad con su Índice de Eficiencia Energética (IEE) establecido en el cuadro 1, a partir del 20 de diciembre de 2011 hasta el 30 de junio de 2014 y en el cuadro 2 desde el 1 de julio de 2014. El Índice de Eficiencia Energética de un aparato de refrigeración doméstico se determinará con arreglo a lo dispuesto en el punto 3 del anexo VIII.
Clase de eficiencia energética
Índice de Eficiencia Energética
A***
IEE < 22
A**
22 ≤ IEE < 33
A+
33 ≤ IEE < 44
A
44 ≤ IEE < 55
B
55 ≤ IEE < 75
C
75 ≤ IEE < 95
D
95 ≤ IEE < 110
E
110 ≤ IEE < 125
F
125 ≤ IEE < 150
G
IEE ≥ 150 a partir del 20 de diciembre de 2011 hasta el 30 de junio de 2014
E. TORRELLA
E. TORRELLA
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REGLAMENTO (UE) Nº 1060/2010. ANEXO IX Clases de eficiencia energética. Cuadro 2 53
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Clase de eficiencia energética
Índice de Eficiencia Energética
A***
IEE < 22
A**
22 ≤ IEE < 33
A+
33 ≤ IEE < 42
A
44 ≤ IEE < 55
B
55 ≤ IEE < 75
C
75 ≤ IEE < 95
D
95 ≤ IEE < 110
E
110 ≤ IEE < 125
F
125 ≤ IEE < 150
G
IEE ≥ 150 desde el 1 de julio de 2014
E. TORRELLA
E. TORRELLA
Cecomaf & Eurovent & Ashrae 55
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E. TORRELLA
Cecomaf, Comité Européen de Constructeurs de Matériel Frigorifique, et oganisation soeur Eurovent, regroupant aussi des constructeurs de clim et de condtionnement d'air, travaille à la standardisation (p.ex. ISO et Normes Européennes) selon B.A.T. (= Best Availalbe Techniques ou les meilleures techniques disponibles). Spécifiquement pour tester des compresseurs, selon Norme Européenne EN 12900, on travaille avec les conditions suivantes: température de condensation: +54,4°C température de liquide: +54,4°C température des gaz aspirés: +32°C température ambiante: +32°C L'organisation américaine similaire, ASHRAE, travaille avec des conditions identiques, sauf pour la température de liquide où +32°C est tenue. Il est évident que ces condtiions, faciles à reproduire en laboratoire, doivent être transposées dans la pratique afin d'obtenir les puissances correctes, entre le Cecomaf et l'Ashrae, se trouve déjà une différence de plus de 20% !
E. TORRELLA
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CONDICIONES EN 12900
TECUMSEH 50 Hz
57
58
EN12900 LPB
T0 = -35ºC
TK = 40ºC
RETURN T = 32ºC
LIQ T = 20ºC
SUPERHEATING = 55ºC
SUBCOOLING = 0ºC
EN12900 HO
T0 = -25ºC
TK = 55ºC
EN12900 MBP
EN12900 MBP HH
RETURN T = 32ºC
LIQ T = 55ºC
SUPERHEATING = 57ºC
SUBCOOLING = 0ºC
EN12900 LPB HH
T0 = -35ºC
TK = 40ºC
RETURN T = 32ºC
LIQ T = 40ºC
SUPERHEATING = 67ºC
SUBCOOLING = 0ºC
T0 0 = -10ºC TK = 45ºC RETURN T = 20ºC LIQ T = 45ºC SUPERHEATING = 30ºC SUBCOOLING = 0ºC T0 = -10ºC TK = 45ºC RETURN T = 32ºC LIQ T = 45ºC SUPERHEATING = 42ºC SUBCOOLING = 0ºC
EN12900 HPB
T0 = 5ºC TK = 50ºC RETURN T = 20ºC LIQ T = 50ºC SUPERHEATING = 15ºC SUBCOOLING = 0ºC
EN12900 HPB HH
T0 = 5ºC TK = 50ºC RETURN T = 32ºC LIQ T = 50ºC SUPERHEATING = 27ºC SUBCOOLING = 0ºC
E. TORRELLA
E. TORRELLA
Resistance Start Induction Run. RSIR
RSIR Ó SPLIT PHASE - Resistive Start - Inductive Run 59
60
The starting torque of a split phase motor is low, the starting current is high, and the efficiency is relatively low. As a result, this type of motor is generally limited to capillary tube systems in small fractional HP sizes.
E. TORRELLA
The resistance start induction run (RSIR) motor incorporates an auxiliary winding at a 90-degree angle to the primary winding to impart the rotational energy needed to start the motor. An example schematic is provided in Figure 2.2. The auxiliary winding is usually composed of a higher gauge (smaller diameter) wire with a higher resistance than the primary stator winding. The higher resistance provides the time delay needed to generate the rotating magnetic field. Once started, the auxiliary winding is de-energized via a centrifugal switch. RSIR motors are only suitable for applications requiring low starting torque (GRUNDFOS, 2004). Typical applications of RSIR motors include compressor motors for home refrigerators and freezers or dehumidifiers (Tecumseh).
E. TORRELLA
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(CSIR) Capacitor Start — Induction Run
Capacitor Start Induction Run. CSIR 61
62
Un motor de ejecución de inducción inicio condensador (CSIR) también emplea bobinado auxiliar para impartir la energía de rotación necesaria para arrancar el motor. El devanado auxiliar está conectado en serie a un condensador y el interruptor. El condensador retrasa el flujo de corriente entre los dos arrollamientos y también ayuda a proporcionar un mayor par de arranque para aplicaciones con una alta carga de inicio. Una vez que el motor alcanza la velocidad, el interruptor que conecta el devanado auxiliar y el condensador al devanado primario se abre y se elimina el devanado auxiliar desde el circuito (GRUNDFOS, 2004). Motores CSIR se utilizan normalmente en compresores de refrigeración (GRUNDFOS, 2004). A capacitor start induction run (CSIR) motor also employs an auxiliary winding to impart the rotational energy needed to start the motor. The auxiliary winding is connected in series to a capacitor and switch. The capacitor delays the flow of current between the two windings and also helps provide a higher starting torque for applications with a high start load. Once the motor reaches speed, the switch connecting the auxiliary winding and capacitor to the primary winding opens and removes the auxiliary winding from the circuit (GRUNDFOS, 2004). CSIR motors are typically used in refrigeration compressors (GRUNDFOS, 2004).
E. TORRELLA
E. TORRELLA
(CSR) Capacitor Start and Run 63
This motor is similar to the split phase motor in construction except for the method used to obtain the phase displacement necessary for starting. In the split phase motor, the phase displacement is due to a higher resistance in the start winding. In the capacitor start motor, the necessary phase displacement is achieved through the use of a capacitor connected in series with the starting winding. A capacitor start-induction run schematic electric diagram is shown in Figure 46. The starting winding is removed from the circuit after the motor is started by the potential relay or current relay as before. This type motor has a high starting torque, and therefore is suitable for applications where unequal pressures may be encountered on start up. Because of the low power factor of this type motor, its use is usually limited to fractional horsepower applications.
(PSC) Permanent Split Capacitor 64
By connecting a running capacitor in parallel with the starting capacitor (R to S terminals) as shown in Figure 47 the motor is strengthened because the start winding is loaded in phase with the main winding after the start capacitor is disconnected, which permits the starting winding to carry part of the running load. The running capacitor strengthens the motor, improves the power factor, reduces motor current, increases the efficiency, and decreases the temperature of the motor under design conditions. However, the motor must be designed for operation with a run capacitor, and a capacitor start-induction run motor usually is not suitable for conversion to capacitor start-capacitor run operation.
Normally current relays are not recommended for use with capacitor startcapacitor run motors because of the danger of the running capacitor discharging to the start capacitor through the current relay when it closes. The high voltage built up on the running capacitor can cause the current relay contacts to arc, possibly welding the contacts and causing compressor failure. If a current relay is used with a capacitor start-capacitor run motor, a resistor should be installed between the running capacitor and start capacitor to prevent a high current flow to the start capacitor on start-up. This condition does not occur on systems equipped with potential relays since the contacts are normally closed at start-up, and the voltage build-up on both start and run capacitors is similar. The run capacitor is in the circuit continuously and is designed for continuous operation whereas the start capacitor is used only momentarily each time the motor starts and is designed for intermittent duty. Capacitor start-capacitor run motors have high efficiency, high power factor, and high starting torque and are used in single phase motors from fractional HP through 5 HP in size.
E. TORRELLA
For some applications not requiring high starting torque, a motor with only a running capacitor is desirable. Because of the elimination of the start capacitor and relay, this type of motor is economical and efficient, but has low starting torque. Its use is limited to systems on which pressures are equalized prior to start up, and is primarily used in air conditioning and small commercial applications. A permanent split capacitor motor schematic electrical diagram is illustrated in figure 48. It is identical to the capacitor start-capacitor run diagram without the starting capacitor and relay. If increased starting torque is required, a starting capacitor and relay assembly can be added to this motor, making it identical to a capacitor startcapacitor run motor in operation.
E. TORRELLA
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Permanent Split Capacitor. PSC 65
A permanent split capacitor (PSC) motor has a capacitor and auxiliary winding joined in series, but, unlike the CSIR, no switch separates the primary and auxiliary windings. Without the switch, the auxiliary winding remains energized throughout operation. PSCs are the current industry standard for HVAC applications and are gaining popularity in all residential appliances. An example schematic is provided in Figure 2.3. PSCs can be designed to be more efficient at the application’s rated load compared to CSIR motors. Many PSCs used in HVAC applications are designed with “speed taps” that allow the motor to operate at multiple speeds. These taps are connected at various points along the primary and auxiliary windings so that voltage, and hence speed, can be changed in set increments. While speed taps can make the PSC more versatile than other simpler motor types, the added functionality is not typically used for speed control. Rather it is a method for installers to adapt the system to installed conditions by selecting a motor speed that most closely matches the system load (Michael, 2009).
Start-up circuits for single phase compressor motors
The most common is a start-up relay whose winding is connected in series to the main winding. When starting the motor a very high current first flows through the main winding, the start-up relay responds and activates the auxiliary winding via the capacitor. Once the motor has reached its speed, the current through the main winding drops. If the current falls below a certain value, the relay is released and the auxiliary winding is disabled. El más común es un relé de arranque cuyo devanado está conectado en serie con el devanado principal. Al arrancar el motor una muy alta corriente fluye por el devanado de trabajo, el relé responde y activa el devanado de arranque. Una vez que el motor ha alcanzado su velocidad, la corriente a través de la bobina de trabajo cae por debajo de un cierto valor, el relé se libera y el devanado de arranque se desactiva. The switching of the auxiliary winding can also take place via a centrifugal force switch directly dependent on the speed. In some motors the auxiliary winding is permanently activated via an operating capacitor. Here a second start-up capacitor is connected in parallel during startup to increase the torque. Another particularly wear-free method is the use of a PTC element. This heats due to the current flowing in the auxiliary winding and increases its resistance. This reduces the current through the auxiliary winding after a brief period of time.
E. TORRELLA
Start-up circuits for single phase compressor motors
The most common is a start-up relay whose winding is connected in series to the main winding. When starting the motor a very high current first flows through the main winding, the start-up relay responds and activates the auxiliary winding via the capacitor. Once the motor has reached its speed, the current through the main winding drops. If the current falls below a certain value, the relay is released and the auxiliary winding is disabled. The switching of the auxiliary winding can also take place via a centrifugal force switch directly dependent on the speed. In some motors the auxiliary winding is permanently activated via an operating capacitor. Here a second start-up capacitor is connected in parallel during startup to increase the torque. Another particularly wear-free method is the use of a PTC element. This heats due to the current flowing in the auxiliary winding and increases its resistance. This reduces the current through the auxiliary winding after a brief period of time.
Start-up circuits for single phase compressor motors
The most common is a start-up relay whose winding is connected in series to the main winding. When starting the motor a very high current first flows through the main winding, the start-up relay responds and activates the auxiliary winding via the capacitor. Once the motor has reached its speed, the current through the main winding drops. If the current falls below a certain value, the relay is released and the auxiliary winding is disabled. The switching of the auxiliary winding can also take place via a centrifugal force switch directly dependent on the speed. In some motors the auxiliary winding is permanently activated via an operating capacitor. Here a second start-up capacitor is connected in parallel during startup to increase the torque. Another particularly wear-free method is the use of a PTC element. This heats due to the current flowing in the auxiliary winding and increases its resistance. This reduces the current through the auxiliary winding after a brief period of time.
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Compressor Motor Starting Relays 69
Compressor Motor Starting Relays 70
A hermetic motor starting relay is an automatic switching device to disconnect the motor start capacitor and/or start winding after the motor has reached running speed. There are two types of motor starting relays used in refrigeration and air conditioning applications: the current responsive type and the potential (voltage) responsive type. Current Type Relay When power is applied to a compressor motor, the relay solenoid coil attracts the relay armature upward causing bridging contact and stationary contact to engage. This energizes the motor start winding. When the compressor motor attains running speed, the motor main winding current is such that the relay solenoid coil de-energizes allowing the relay contacts to drop open thereby disconnecting motor start winding. The relay must be mounted in true vertical position so armature and bridging contact will drop free when relay solenoid is de-energized. See Figure 3-11. PTC Type Relay PTC type relay is a solid state current sensitive relay. Certain ceramic materials have the unique property of greatly increasing their resistance as they heat up from current passing through them. A PTC solid state starting device is placed in series with the start winding and normally has a very low resistance. Upon startup, as current starts to flow to the start winding, the resistance rapidly rises to a very high value thus reducing the start winding current to a trickle and effectively taking that winding out of operation. See Figure 3-12. Usage is generally limited to domestic refrigeration and freezers. Because it takes 3 to 10 minutes to cool down between operating cycles, it is not feasible for short cycling commercial applications. Potential Type Relay Potential type relays are generally used with large commercial and air conditioning compressors (capacitor start, capacitor run) to 5 HP. Relay contacts are normally closed. The relay coil is wired across the start winding and senses voltage change. Starting winding voltage increases with motor speed. As the voltage increases to the specific pickup value, the armature pulls up, opening the relay contacts, de-energizing the start winding capacitor. After switching, there is still sufficient voltage induced in the start winding to keep the relay coil energized and the relay starting contacts open. When power is shut off to the motor, the voltage drops to zero, the coil is de-energized, and the start contacts reset. See Figure 3-13. When changing a compressor relay, care should be taken to install the replacement in the same position as the original. Table 3-4 lists useful information regarding starting relays.
E. TORRELLA
E. TORRELLA
Summary of Single-Phase AC Induction Motor Characteristics 71
Shaded-Pole Motor 72
E. TORRELLA
Shaded-pole motors have a main winding and an additional copper coil, or shading coil, wrapped around the stator poles. Current induced in the shading coil creates the phase lag needed to produce the rotating magnetic field. These motors provide low starting torques and are one of the least expensive, least efficient single-phase configurations. Shaded-pole motors are most often used in small, fractional horsepower systems. One common application is multi-speed household fans, where speed is controlled through a multi-tap winding that allow the motor to operate at multiple speeds. (Heinecke). Shaded-pole motors are increasingly being replaced by other more advanced motor technologies that are more efficient. In stand-alone residential refrigeration units that use shaded-pole motors to drive evaporator fans or compressors, shaded-pole motors were found to be only 15-30% efficient (Blackburn, 2012). Shaded-pole motors also rotate only in one direction, a disadvantage for systems that need to run in reverse, such as heat pump compressors, and can only be reversed by physically flipping the stator to switch the motor poles.
E. TORRELLA
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NORMA EUROPEA EN 12900 AENOR
Universal Motor 73
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Universal motors are also known as series-wound commutated motors. The windings of the stator are connected in series to the windings in the rotor, typically through a brush-type commutator that reverses the direction of current as the motor rotates to generate constant torque. Universal motors can operate with either AC or direct current (DC) electrical input because the same current that establishes the stator magnetic field also flows through the rotor. As the AC supply alternates, so will the current through the rotor. The universal motor is commonly used in AC applications because it offers certain desirable features more common to DC motors. For example, universal motors can operate at much higher speeds than are typical of AC induction motors, which are limited by line frequency. Universal motors also provide a high starting torque and can have a more compact design than their induction counterparts. They are commonly used in applications requiring demanding high-speed, intermittent operation, such as vacuum cleaners, power tools, or food mixers. These devices often operate between 15,000 and 20,000 rpm, while basic AC induction motors generally cannot operate over 3,500 rpm (ADL, 1999). A disadvantage to using universal motors is the limited lifespan of the brush or commutator. The mechanical commutation can also cause the potential for electromagnetic interference and sparking. Historically, universal motors offered an inexpensive way to achieve high-speed operation for small devices, despite these downsides. However, as high-frequency inverter drives (used with permanent magnet and induction motors) become more readily available, the market is transitioning away from universal motors (Hughes et al. 2013).
E. TORRELLA
UNE-EN 12900:2014 Título español. Compresores para refrigerantes. Condiciones de evaluación, tolerancias y presentación de los resultados por el fabricante. Fecha Edición2014-10-01 Las Normas UNE EN son la versión oficial en español de las normas europeas, La Asociación Española de Normalización y Certificación (Aenor) es una entidad dedicada al desarrollo de la normalización y la certificación en todos los sectores industriales y de servicios. EN: European Norm: Norma europea ISO: Internacional Standar Organitation: Organización Internacional de Normalización.
E. TORRELLA
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