Diferentes Tipos de Compresores de Aire Acondicionado
Según fabricación, tecnología o funcionamiento existen
varios tipos de compresores utilizados para unidades de aire acondicionado y
refrigeración, aquí un breve resumen de los mismos.
Tipo de compresores según su fabricación
Compresor Hermético
El compresor hermético generalmente suele ser utilizado en
instalaciones pequeñas y de baja potencia ya que tienen un menor coste y
utilizan un menor espacio dentro de la unidad, este tipo de compresor es
refrigerado directamente por el propio refrigerante y no requieren de
transmisiones entre el motor y el propio compresor.
Por contra, cuando un
compresor hermético se avería, la reparación de este resulta más cara al no
poder acceder al interior de este de manera fácil, generalmente este tipo de
compresor es sustituido y no reparado.
Compresor Semi-hermético
Es utilizado
habitualmente en instalaciones de media potencia, estos tienen el motor y el
compresor instalados dentro de un recipiente a presión y accesibles para su
reparación en caso de avería. Estos se pueden subdividir en dos clases, los
enfriados por aire que suelen ser de baja potencia y los enfriados por
aspiración.
Tipos de compresores de aire acondicionado según su funcionamiento / Tecnología
Compresor alternativo de pistón
Estos se basan en la transformación de un movimiento
rotativo en otro alternativo similar a los motores de un coche pero en sentido
inverso, están formados por una cámara de compresión en forma de cilindro y un
pistón que se desplaza interiormente por dicho cilindro.
El pistón está unido a través de una biela de transmisión a
un motor accionador. Al girar el motor, la biela describe un movimiento de
vaivén, succionando el gas de entrada a través de la válvula de admisión cuando
retrocede el pistón, comprimiendo el gas cuando avanza el pistón y expulsando
el gas a través de la válvula de escape cuando el pistón llega al final de su
recorrido.
Los segmentos colocados en el émbolo aseguran la estanquidad
entre éste y el cilindro, separando la alta presión (interior del cilindro) de
la baja presión (cárter).
En los compresores pequeños en lugar de segmentos se
utilizan pistones con ranuras, que aseguran la estanquidad por las importantes
pérdidas de carga que sufre el gas al atravesarlas y por la película creada por
el aceite de lubricación.
Compresor rotativo de pistón rodante
En general, los compresores de aire acondicionado rotativos
poseen acoplamiento directo del motor y no tienen válvulas de admisión,
circulando el gas siempre en el mismo sentido.
Admiten elevadas relaciones de
compresión ya que el abundante aceite del mismo ayuda a lubricar y además ayuda
a eliminar el calor producido por el propio compresor.
Estos están sujetos a
mucha menos vibración mecánica que los compresores alternativos.
En los compresores de pistón rodante, el eje motor y el eje
del estator son concéntricos, mientras que el eje del rotor es excéntrico. Al
deslizar el rotor sobre el estator se establece entre ellos un contacto, que en
el estator tiene lugar a lo largo de todas y cada una de sus generatrices,
mientras que en el rotor solo a lo largo de una, la correspondiente a la máxima
distancia al eje motor.
Compresor rotativo de tornillo
El compresor de tornillo utiliza un doble conjunto de
rotores (macho y hembra). El rotor macho tiene usualmente 4 lóbulos que
engranan dentro de los 6 alvéolos del rotor hembra (disposición 4 + 6),
hallándose este rotor accionado por el primero y siendo los sentidos de giro
opuestos. Otras variantes especiales son por ejemplo las 5+7.
El gas, debido al giro queda prisionero entre los espacios
de los rotores, siendo transportado de un extremo al otro del engranaje donde
se hallan la admisión y el escape.
Cada una de las cámaras de trabajo se comporta como si el
cilindro fuese un compresor alternativo, donde cada diente del rotor conductor
hace las veces de pistón, que primero cierra y después comprime el volumen
inicialmente atrapado, por lo que un compresor helicoidal no es sino un
compresor alternativo de seis cilindros helicoidales, en el que se han
eliminado el cigüeñal, el espacio residual y las válvulas de admisión y escape.
El gas es comprimido de un modo continuo por los rotores
hasta que los lóbulos están engranados totalmente. Esto elimina la indeseable
condición existente en los compresores alternativos, donde el gas en el volumen
de holgura entre el pistón y la parte superior del cilindro se reexpande por el
interior del cilindro, dando lugar a una reducción del rendimiento volumétrico
y a un incremento en el consumo de potencia.
Una característica esencial en los compresores de aire
acondicionado de tornillo es la ausencia de toda válvula tanto de descarga como
de aspiración. Por el contrario, requieren de un alto grado de calidad en las
tolerancias, lo cual supone elevados costes de fabricación. La relación de
compresión interna está determinada por la forma de los orificios de aspiración
y descarga.
El compresor Scroll utiliza dos piezas en forma de espiral,
una fija (la superior) y la otra móvil (inferior) accionada por el eje del
motor.
El centro de rotación de la espiral móvil está decalada en relación con
el de la espira fija y superior con una excentricidad “e” llamada “radio orbital”
que permite la compresión volumétrica de los vapores aspirados.
La espiral inferior no describe un movimiento rotativo, sino
que se trata de un movimiento giratorio de traslación. Entre ambas piezas
(espiral fija y móvil) van creando desde la boca de admisión y de manera
continua una cámara de compresión de volumen decreciente por lo que la presión
va aumentando.
Al final del recorrido del gas y cuando el volumen de la cámara
de compresión es mínima, éste es expulsado por la salida de expulsión. En la
descarga existe una válvula de retención que evita el retorno de gas a alta
presión hacia la parte de baja presión a la parada de la máquina.
Compresor centrífugo o turbocompresor
compresor centrífugo utiliza la fuerza centrífuga provocada
por la gran velocidad periférica en que el fluido sale de los álabes del rotor,
velocidad que al pasar seguidamente a través de un difusor con la consiguiente
caída de velocidad, obtiene como contrapartida un aumento de la presión.
Las
velocidades normales del motor utilizado en los compresores alternativos,
espiral y de tornillos son de unas 3.000 rpm. Para algunos compresores
centrífugos de una sola etapa, con caja de engranajes, se utilizan velocidades
de 30.000 rpm.
Por tanto, son máquinas de alta velocidad capaces de manejar
volúmenes muy grandes de gas refrigerante con bajas relaciones de compresión.
La caja de engranajes tiene dos engranajes: el engranaje motor, más grande, y
el engranaje accionado, que se mueve más rápido.
Si la presión de descarga aumenta demasiado o la presión de
vaporización baja demasiado, el compresor no puede resistir la diferencia de
presión y deja de bombear.
El motor y el compresor siguen girando, pero el
refrigerante deja de moverse desde el lado de baja presión al de alta presión
del sistema.
El compresor y el motor no se verán dañados salvo que se dejen en
este estado de sobre-presión mucho tiempo.
Los fluidos frigorígenos utilizados son casi siempre los de
tipo halogenado, aunque en las industrias petrolíferas y químicas se utilizan
muy frecuentemente, en los compresores centrífugos, metano, propano, etileno y
propileno.
Su gama de potencia frigorífica se extiende de 350 kW a
12.000 kW y las temperaturas de vaporización pueden variar de +10 C a -160 C.
Se utilizan para climatización como enfriadoras de agua.
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