Vaillant Group, con el apoyo de Kistler, trabaja en la caracterización dinámica de sus compresores de refrigeración

Entre junio y noviembre de 2022, en las instalaciones de Vitoria-Gasteiz, Vaillant Group, con el apoyo de Kistler, trabajó en la caracterización dinámica de sus compresores de refrigeración. Los compresores inversores de refrigeración adaptan la velocidad de funcionamiento según los requerimientos del usuario y las condiciones ambientales, de cara a aumentar la eficiencia. En algunas frecuencias, pueden aumentar los niveles de vibración en el sistema de la bomba de calor.

Los compresores de Vaillant Group suelen trabajar a diferentes velocidades, en función de la demanda. Por lo tanto, teniendo en cuenta la configuración del sistema del compresor (temperatura, cantidad de refrigerante, conexiones de tubería, etc.), en algunas frecuencias específicas pueden producirse grandes vibraciones y es muy importante saber cuáles son las magnitudes de fuerza y par que estas vibraciones pueden producir. Teniendo en cuenta las necesidades de la aplicación, Vaillant y Kistler decidieron utilizar el Dinamómetro Multicomponente 9255, que tiene una gran rigidez y alta frecuencia natural gracias a la tecnología de sensores piezoeléctricos, por lo que su alta resolución permite medir los más pequeños cambios dinámicos en fuerzas y pares.
En las imágenes, se puede observar el montaje de la cadena de medición, que estaba compuesta por el dinamómetro 9255, el acelerómetro triaxial IEPE 8766 y la adquisición de datos KiDAQ (se utilizaron 11 canales: 8 del dinamómetro + 3 del acelerómetro).
Por lo general, en cada ensayo se realizaron un total de 12 ensayos con diferentes configuraciones y condiciones y en cuatro fases: Start: esta medición transitoria se detenía una vez que se alcanzaba la velocidad mínima del compresor, Sweep up: medición transitoria desde la velocidad mínima hasta la velocidad máxima del compresor, Ramp down: Se realizaron mediciones estacionarias cada 2 o 5 Hz, desde la velocidad máxima hasta la velocidad mínima, esto permite entender qué frecuencias del sistema son críticas, y finalmente Stop: medición transitoria desde la velocidad mínima hasta 0.

Análisis de las mediciones
Todos los datos recogidos en los ensayos han ayudado a Vaillant a comprender mejor su complejo sistema. Para algunos análisis de vibraciones, es bastante obvio que usar solo acelerómetros no es suficiente y que los sensores de fuerza o un dinamómetro pueden ser algo crucial.
El contenido espectral de fuerzas y pares abarca múltiples armónicos, en algunos casos con gran relevancia, además de la velocidad de rotación fundamental del compresor.

Futuros pasos
Como Centro de I+D+i de alta tecnología, Vaillant Group trata constantemente de mejorar su calidad y capacidades investigadoras, y para ello es fundamental contar con el equipamiento y el equipo de trabajo necesarios que cumplan con los requerimientos de sus ensayos. Kistler seguirá apoyando a Vaillant en los ensayos de fuerza y par. Entre otras, se realizarán las siguientes actividades para los futuros pasos como

• Revisar la sujeción del compresor sobre el dinamómetro de cara a asegurar la máxima rigidez para la transmisión de las fuerzas/momentos.
• Para asegurarse de que la rigidez de la cimentación no afecte demasiado a las mediciones, sería recomendable realizar los ensayos en el sótano del edificio.
• Utilizar otro tipo de compresores para los ensayos, como el compresor scroll.
• Ajustar y optimizar la metodología de simulación actual.
• Mejorar la comprensión del comportamiento vibroacústico del compresor dentro de su estructura.
• Proporcionar información para la comparación directa con la base de datos del compresor medido.