Combatre la vibració del compressor: per què la velocitat variable de l'inverter elimina les vibracions dels compressors de velocitat fixa
Editorial note: this guide is general information. Product specifications and figures are illustrative category estimates, not verified manufacturer or independent-lab measurements, please verify against primary sources before buying. Find Portable AC is currently an illustrative demo; stock tracking and email alerts are not live.
La vibració, el clic o el cop que sents quan un aire condicionat portàtil o de sala de velocitat fixa arrenca el seu compressor no és un senyal d'avaria — és una conseqüència inherent del disseny del motor. Un motor d'inducció monofàsic que acciona un compressor rotatiu o alternatiu ha de passar de l'aturada a la velocitat de funcionament completa en una fracció de segon, contra el parell de retorn elàstic del circuit de refrigerant pressuritzat, utilitzant un corrent de rotor bloquejat de cinc a vuit vegades el corrent de funcionament en règim estacionari. Aquesta combinació — enorme punta de corrent, pic de parell instantani i resistència de retorn elàstic — crea un xoc mecànic que es propaga a través del cos del compressor, els seus suports de muntatge, les parets del moble i qualsevol superfície que la unitat toqui. Elimina el xoc i eliminaràs el soroll.
Per què vibren els compressors d'aire condicionat de velocitat fixa en arrencar?
Un compressor d'aire condicionat de velocitat fixa és accionat per un motor d'inducció monofàsic (un motor de CA que funciona a una velocitat determinada per la freqüència d'alimentació — 50 Hz a Europa — i que no té control electrònic de velocitat). Quan s'aplica corrent, el motor ha d'accelerar de zero a la seva velocitat síncrona d'aproximadament 2.900 RPM en menys de 300 mil·lisegons. Durant aquesta acceleració el motor consumeix corrent de rotor bloquejat (LRC — el corrent que consumeixen els bobinats del motor quan el rotor està aturat, típicament de cinc a vuit vegades el corrent de funcionament a plena càrrega per als motors d'inducció monofàsics) de 15–40 amperes d'una alimentació de 230 V, depenent de la mida del compressor.
Simultàniament, el mecanisme del compressor rotatiu o alternatiu ha de superar la diferència de pressió entre el costat del condensador d'alta pressió i el costat d'aspiració de baixa pressió del circuit de refrigerant — una diferència que s'acumula durant el cicle d'aturada a mesura que el refrigerant migra i la pressió s'equilibra parcialment, però que rarament arriba a l'equilibri total abans de la següent arrencada. El motor ha de subministrar prou parell per empènyer el mecanisme de compressió més enllà d'aquesta contrapressió mentre encara accelera. L'efecte combinat — punta elèctrica als bobinats, dilatació tèrmica de l'aïllament dels bobinats, xoc mecànic a través del cos del compressor — produeix la vibració característica que els propietaris d'unitats de velocitat fixa descriuen com 'cada arrencada sona com si alguna cosa hagués caigut a dins.'
Quant més sorollosa és l'arrencada d'un compressor de velocitat fixa comparada amb el funcionament en règim estacionari?
| Fase de funcionament | Soroll interior típic (monobloc, 0,5 m de distància) | Durada | Font principal de soroll |
|---|---|---|---|
| Funcionament en règim estacionari — ventilador alt | 48–54 dB(A) | Continu | Flux d'aire del ventilador i brunzit del compressor en règim estacionari |
| Funcionament en règim estacionari — ventilador baix | 42–48 dB(A) | Continu | Brunzit del compressor dominant |
| Transitori d'arrencada del compressor | 58–68 dB(A) de pic | 0,2–0,5 segons | Xoc mecànic a través del moble |
| Aturada del compressor — clic d'equalització de pressió | 52–60 dB(A) de pic | 0,1–0,2 segons | Alliberament de pressió de refrigerant a través de la vàlvula d'expansió |
| Arrencada del compressor inverter (rampa d'acceleració) | 43–47 dB(A) | 3–8 segons de rampa | Augment gradual del ventilador i del compressor — sense xoc |
| Inverter a velocitat mínima (referència) | 30–38 dB(A) | Continu durant el mode de manteniment | Ventilador a baixa velocitat — sense xoc del compressor |
El pic d'arrencada de 58–68 dB(A) representa un augment de 10–20 dB(A) per sobre del funcionament en règim estacionari. Psicoacústicament, un augment de 10 dB(A) es percep com aproximadament el doble de fort — de manera que el transitori d'arrencada del compressor és percebut com dues a quatre vegades més fort que el funcionament en règim estacionari per l'oclient mitjà. En un dormitori de 15 m² a la nit, on el soroll de fons és de 25–30 dB(A), el transitori d'arrencada arriba a un nivell comparable a una conversa parlada que tingués lloc a l'habitació. És breu, però és precisament el tipus d'esdeveniment acústic sobtat més probable de causar el despertar d'un son lleuger.
Com elimina un compressor inverter la vibració d'arrencada?
Un compressor accionat per inverter utilitza un variador de freqüència (VFD — un controlador electrònic que converteix l'alimentació de xarxa de 230 V / 50 Hz en un bus de CC de freqüència variable, permetent que el motor del compressor arrenqui a 5–15 Hz i pugi suaument fins a la seva freqüència de funcionament al llarg de diversos segons). Arrencar a 5 Hz significa que el motor gira inicialment a aproximadament 150 RPM — molt per sota de l'objectiu de plena velocitat de 2.900 RPM — cosa que limita el corrent d'arrencada a aproximadament el 150% del corrent de funcionament en lloc del 500–800% d'una arrencada de velocitat fixa.
La conseqüència mecànica és igualment significativa. A baixa velocitat d'arrencada, el compressor desenvolupa només un parell modest — suficient per superar la contrapressió del refrigerant de manera gradual en lloc de amb un impuls de xoc. El circuit de refrigerant té temps d'ajustar-se a mesura que la pressió augmenta lentament al costat de descàrrega. No hi ha punta de corrent, ni xoc de parell, ni excitació de la ressonància del moble. La rampa d'acceleració de l'inverter de 5 a 50 Hz triga 3–8 segons i és acústicament indistingible d'un augment gradual de la velocitat del ventilador — que és exactament el que sent l'ocupant.
Cop d'ariet del refrigerant: el mode d'avaria rar però sorollós de la velocitat fixa que sona com un compressor gripat
El cop d'ariet del refrigerant (slugging) es produeix quan el refrigerant líquid — que hauria d'estar completament vaporitzat abans d'arribar al compressor — entra a la cambra de compressió en fase líquida i és colpejat pel pistó o el rotor a alta velocitat. Com que els líquids són incompressibles, l'impacte mecànic crea un cop fort distintiu — sovint descrit com un cop metàl·lic o un cop de martell — seguit d'un breu període de soroll reduït a mesura que el compressor perd momentàniament el sincronisme. El cop d'ariet és diferent de la vibració normal d'arrencada i sol ser causat per una sobrecàrrega, un sobreescalfament d'aspiració baix, o una migració de líquid refrigerant cap a l'entrada del compressor durant un període d'aturada llarg. És més comú en unitats de velocitat fixa que en unitats inverter perquè els inverters arrenquen prou lentament perquè qualsevol líquid migrat es vaporitzi abans que comenci el cicle de compressió. Un so recurrent de cop d'ariet justifica una inspecció per part d'un enginyer certificat en gasos fluorats (F-Gas).
Quins passos de manteniment redueixen el soroll de vibració del compressor de velocitat fixa en unitats existents?
- Inspecciona i substitueix les juntes de goma de muntatge del compressor cada tres o quatre anys — els suports antivibratoris de goma es comprimeixen i s'endureixen amb el temps, perdent la seva eficàcia d'aïllament i transmetent més xoc al moble.
- Colla tots els cargols de xapa metàl·lica dels panells del moble, particularment els propers al compartiment del compressor. Els cargols fluixos permeten que els panells vibrin a la freqüència d'excitació del xoc d'arrencada — una comprovació de 5 minuts amb un tornavís pot eliminar la major part de la vibració percebuda sense cap substitució de components.
- Col·loca la unitat sobre una estora antivibratòria densa (neoprè, Shore 40A, 20 mm de gruix) en lloc de directament sobre un terra dur — la vibració transmesa pel terra des del xoc del compressor afegeix un retruny de baixa freqüència al soroll d'arrencada.
- Assegura't que el banc de condensadors (els condensadors que proporcionen el desfasament d'arrencada i de funcionament per al motor d'inducció monofàsic) estigui dins de les especificacions — un condensador degradat augmenta la pulsació del parell d'arrencada i empitjora el xoc d'arrencada. Prova la capacitat amb un multímetre; substitueix-lo si està més d'un 10% per sota del valor nominal.
- Per a unitats de velocitat fixa amb una funció de Protecció d'Arrencada en Calent: confirma que estigui activada. Aquesta funció retarda el reinici del compressor durant 3 minuts després de l'aturada, permetent que la pressió del refrigerant s'equilibri parcialment abans de la següent arrencada — reduint els requisits de parell d'arrencada i el xoc mecànic associat en un 20–30%.
Els propietaris que han passat d'un monobloc de velocitat fixa a un split portàtil inverter descriuen sistemàticament el silenci a l'arrencada com una de les diferències més immediatament perceptibles — no la millora d'eficiència de refrigeració, que triga una temporada a apreciar-se a les factures d'electricitat, sinó l'absència del xoc d'arrencada, que es nota des de la primera nit d'ús.
El silenci d'arrencada del compressor inverter és una de les millores de qualitat de vida més clares que ofereix respecte a les alternatives de velocitat fixa — una millora que és immediatament aparent i que no requereix cap mesurament per apreciar-la. Les unitats split portàtils inverter combinen aquest benefici acústic amb un consum energètic estacional un 20–40% més baix i un control de temperatura més precís, cosa que explica per què s'esgoten sistemàticament primer durant els episodis d'onada de calor europeus.