FUNDAMENTOS DE LA COMPRESIÓN GASEOSA

La figura representa el diagrama de presión-volumen para un ciclo completo de un cilindro:

Desde el punto A hasta B el pistón se mueve hacia abajo en el interior del cilindro permitiendo que el vapor caliente, comprimido en un ciclo anterior, se expanda. Conforme se expande el vapor, la presión en el cilindro decrece, la presión del vapor en el tramo de aspiración abre la válvula de aspiración y entra de nuevo más vapor (B a C).

El punto C representa el punto muerto inferior y en esta ocasión el pistón se mueve hacia arriba, decrece el volumen en el cilindro, se empuja el vapor bajo presión y esto aumenta la temperatura. Cuando la presión es suficientemente grande (D) la válvula de descarga es obligada a abrirse y el vapor es forzado a salir hacia el tramo de descarga.

Cuando el pistón se mueve hacia abajo en la carrera de succión se reduce la presión en el cilindro. Cuando la presión del cilindro es menor que la de la línea de gas la diferencia de presión abre la válvula de succión para recibir el refrigerante vaporizado a que fluya al interior del cilindro.

Cuando el pistón alcanza el fin de su carrera de succión e inicia la compresión, aumentando la presión y cerrando la válvula de succión.

Cuando la presión en el cilindro excede la presión existente en la línea de descarga del compresor, se abre la válvula de descarga y el gas comprimido fluye hacia la tubería de descarga y al condensador.

Cuando el pistón inicia su carrera nuevamente de succión, se reduce la presión en el cilindro cerrando las válvulas de descarga, a consecuencia de la presión en el condensador y del tubo de descarga, repitiéndose de esta forma el ciclo.

COMPRESOR DE TORNILLO: ROTOR ÚNICO

• Compresor Helicoidal de rotor único

El compresor helicoidal de rotor único está constituido por un rotor conductor con seis cámaras de trabajo helicoidales de perfil globoidal, que acciona dos ruedas dentadas satélite que tienen once dientes cada una, de perfil idéntico al de las cámaras de trabajo, y situadas a ambos flancos del rotor conductor, la velocidad de las ruedas dentadas es (6/11) de la del rotor principal.

La potencia de compresión se transfiere directamente desde el rotor principal al vapor; las ruedas dentadas no disponen de ningún tipo de energía, salvo rozamiento.

Es necesario que las holguras entre los perfiles en movimiento sean pequeñas, (las óptimas para cada tipo de máquina), con el fin de evitar fugas o filtraciones de vapor desde la cavidad de escape hacia regiones donde las presiones sean más bajas.

El proceso de funcionamiento se puede descomponer en las fases siguientes:

- Aspiración: Con el rotor recluido en una camisa cilíndrica, se tienen todas las cámaras de trabajo en comunicación con la cavidad de aspiración por uno de sus extremos. Un diente de una de las ruedas dentadas engrana con cada cámara, efectuándose la aspiración del vapor conforme se desplaza dentro de la cámara.

- Compresión: Al continuar la rotación, las cámaras una vez se han llenado completamente, se cierran y separan de la cavidad de aspiración mediante un diente perteneciente a la otra rueda dentada, reduciendo progresivamente su volumen, comprimiendo así el vapor.

- Escape: En un instante determinado, las cámaras de trabajo con volúmenes decrecientes y presiones crecientes, se pone en comunicación con la lumbrera de escape, cesando la compresión y produciéndose la expulsión del vapor hasta que el volumen V2 queda reducido a cero.

La velocidad del fluido a la entrada y salida del compresor helicoidal se incrementa según el cuadrado de sus dimensiones, mientras que el flujo de fluido frigorígeno se incrementa con el cubo de sus dimensiones. Si por ejemplo se doblan las dimensiones del compresor, las áreas de entrada y salida se multiplicarían por un factor 4 y el flujo por 8; como las pérdidas de carga son proporcionales al cuadrado de la velocidad, duplicar el tamaño de un compresor helicoidal supone multiplicar por 4 las pérdidas de carga.

Se acostumbra a montar una válvula de retención para este tipo de compresores, evitando así el giro inverso de los rotores cuando se corta la alimentación eléctrica del motor. Esta válvula de retención está intervenida por la presión de aspiración interna del compresor, y de este modo durante el funcionamiento se mantiene abierta sin causar una innecesaria caída de presión en la aspiración del gas.

La capacidad que puede albergar el compresor se puede regular de manera continua desde el 10% hasta el 100% por medio de un sistema de corredera situado debajo de los rotores. Hay otros que tienen un sistema de control para regular el volumen. Esto significa que siempre funciona al máximo de su eficiencia, aún cuando la planta frigorífica esté sometida a variaciones en la presión de funcionamiento.

Regulación del volumen:
- Mediante la regulación manual de la posición de la corredera girando el vástago bajo el eje del motor, se siguen las instrucciones del fabricante.

- Mediante la regulación automática desplazando el tope de la corredera o quedando activada, por medio de la presión de aceite y las dos válvulas solenoides controladas por un transmisor de posición entre ambas piezas (se controla a distancia por control remoto).


Ventajas del compresor helicoidal de rotor único
• Pérdidas por rozamiento mecánico bajas.
• Desgaste despreciable de las partes móviles

Inconvenientes del compresor helicoidal de rotor único
• Aceite lubricante en exceso.
• Aumento de precio por utilizar materiales de fibra de carbono y teflón para evitar desgaste.

COMPRESOR DE TORNILLO: 2 ROTORES

Los compresores helicoidales usados en técnicas frigoríficas pueden ser de dos tipos:

- De dos rotores (Lysholm), que comenzaron a utilizarse en los años 30 y están compuestos de dos husillos roscados (rotores), uno motor y otro conducido.

- De rotor único (Zimmern), que comenzaron a utilizarse en los años 60 y están compuestos por un rotor o husillo roscado único, que engrana con un par de ruedas satélites dentadas idénticas.

• Compresor Helicoidal de dos Rotores

El compresor helicoidal de dos rotores, es un aparato rotativo de desplazamiento positivo, en la que la compresión del vapor se efectúa mediante dos rotores (husillos roscados). El rotor conductor tiene cuatro o cinco dientes helicoidales, y engrana con seis celdas o cámaras de trabajo, igualmente helicoidales, del rotor conducido, alojados ambos dentro del estator.

Para confirmar el cierre hermético de las cámaras de trabajo y la separación de las cavidades de aspiración e impulsión del compresor, la sección transversal de los dientes ha evolucionado desde un perfil circular, hasta perfiles cicloidales, en orden a mejorar el funcionamiento mecánico y dinámica de los rotores.

El perfil del tornillo conductor es convexo, mientras que el del conducido es cóncavo; el rotor conductor, conectado al eje motor, gira más rápido que el conducido. El vapor que penetra por la cavidad de aspiración, situada en uno de los extremos del compresor, llena por completo cada una de las cámaras de trabajo helicoidales del rotor conducido.

Durante el giro de los rotores, las cámaras de trabajo limitadas entre los filetes de los rotores y las superficies internas del estator, dejan de estar en comunicación directa con la cavidad de aspiración y se desplazan junto con el vapor a lo largo de los ejes de rotación.

Cada una de las cámaras de trabajo se comporta como si el cilindro fuese un compresor alternativo, en donde cada diente del rotor hace de pistón, primero cierra y después comprime el volumen inicialmente atrapado V1, 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 nocivo y las válvulas de admisión y escape.

El proceso de funcionamiento se puede descomponer en cuatro partes:
- Aspiración: llenado progresivo de una cámara de trabajo de volumen V1.

- Desplazamiento a presión constante: de forma que al continuar la rotación, la cámara de trabajo que contiene el volumen de vapor V1 se mueve circunferencialmente sin variar el volumen.

- Compresión: en la que cada diente del rotor conductor engrana con el extremo de cada cámara de trabajo en cuestión, decreciendo progresivamente su tamaño hasta que, cuando su valor es V2, se pone en comunicación con la cavidad de escape.

- Escape: en el que al proseguir el giro, el volumen disminuye desde V2 a cero, produciéndose la expulsión del vapor a la presión de salida P2.

Ventajas del compresor helicoidal de 2 rotores
• Es el compresor más empleado en refrigeración industrial.
• Cuenta con menos mantenimiento.
• Cuenta con menos partes móviles y por tanto susceptibles de problemas.
• Rendimiento energético: El compresor de tornillo tiene un rendimiento superior al alternativo cuando la instalación se encuentra a plena producción.

Inconvenientes del compresor helicoidal de 2 rotores
• Precio: más caro que el compresor alternativo.
• Mano de obra especializada para su mantenimiento

COMPRESOR SCROLL

Se puede considerar como la última generación de los compresores rotativos de paletas, en los cuáles éstas últimas han sido sustituidas por un rotor en forma de espiral, excéntrico respecto al árbol motor, que rueda sobre la superficie del estator, que en lugar de ser circular tiene forma de espiral concéntrica con el eje motor.

La superficie de contacto entre ambas espirales se establece en el estator (en todas sus generatrices) y en el rotor también en todas sus generatrices. Como se puede comprobar, hay otra diferencia fundamental respecto a los compresores rotativos de paletas, y es la de que la espiral móvil del rotor no gira solidariamente con este último, sino que sólo se traslada con él paralelamente a sí misma.

En cuanto al funcionamiento, este tipo de compresores se basa en que las celdas o cámaras de compresión de geometría variable y en forma de hoz, están generadas por dos caracoles o espirales idénticas, una de ellas, la superior que está fija (estator), en cuyo centro está situada la lumbrera de escape, y la otra orbitante (rotor), estando montadas ambas frente a frente, en contacto directo una contra la otra.

La espiral fija y la móvil cuyas geometrías se mantienen en todo instante desfasadas un ángulo de 180º, merced a un dispositivo antirotación, están encajadas una dentro de la otra de modo que entre sus ejes hay una excentricidad, para conseguir un movimiento orbital del eje de la espiral móvil alrededor de la espiral fija.

El funcionamiento se puede descomponer en las tres fases siguientes:
- Aspiración: En la primera órbita (360º), en la parte exterior de las espirales se forman y llenan completamente de vapor a la presión P1 dos celdas.

- Compresión: En la segunda órbita (360º), se produce la compresión a medida que dichas celdas disminuyen de volumen y se acercan hacia el centro de la espiral fija, alcanzándose al final de la segunda órbita, cuando su volumen es V2 y la presión de escape P2.

- Descarga: En la tercera y última órbita, puestas ambas celdas en comunicación con la lumbrera de escape, tiene lugar la descarga (escape) a través de ella.

El campo de utilización está encaminado a los pequeños desplazamientos (aire acondicionado y bomba de calor en viviendas) para potencias frigoríficas comprendidas entre 5 y 100 kW.

Otro agente significativo son las pérdidas mecánicas por rozamiento, la inexistencia de juntas y segmentos en los compresores Scroll, característica común también a los helicoidales, hace que las pérdidas mecánicas por rozamiento en este tipo de compresores, sean más bajas en comparación con las que se producen en los compresores alternativos.

Ventajas del compresor SCROLL
• Buen rendimiento volumétrico.
• Inexistencia de espacio muerto perjudicial.
• Ausencia de válvulas de admisión.
• Adaptabilidad axial y radial muy buena.
• Elevada fiabilidad de funcionamiento
• Excelente nivel sonoro.

Inconvenientes del compresor SCROLL
• Limitación de fabricar compresores Scroll de tamaños pequeños.
• Presión de escape baja.

COMPRESOR CENTRÍFUGO

Los aparatos centrífugos se crearon para obtener grandes capacidades de enfriamiento, y constan principalmente de un compresor centrífugo, que da nombre al conjunto, impulsado por un motor eléctrico, (aún cuando puede utilizarse también una turbina de vapor u otro tipo de motor de gas) un condensador y un evaporador.

El compresor centrífugo se fundamenta esencialmente en una o varias ruedas impulsoras, montadas sobre una flecha (eje) de acero y encerradas en una cubierta de hierro fundido. El número de impulsores (turbinas) que se puede ensamblar depende principalmente de la magnitud de la presión que queremos desarrollar durante el proceso de compresión.

Las ruedas impulsoras rotativas son esencialmente las únicas partes móviles del compresor centrífugo y por tanto la fuente de toda la energía impartida al vapor durante el proceso de compresión.

La acción del impulsor es tal, que tanto la columna estática como la velocidad del vapor, aumentan por la energía que se imparte al mismo.

La fuerza centrífuga aplicada al vapor confinado entre los álabes del impulsor y que gira con los mismos, origina la autocomprensión del vapor en forma similar a la que se presenta con la fuerza de gravedad, que hace que las capas superiores de una columna de gas compriman a las inferiores.

Los compresores centrífugos son turbo-máquinas o máquinas generadoras de flujo continuo, que transmiten la energía mecánica del motor al que van acoplados. Las velocidades rotatorias comunes varían entre 3000 y 8000 rpm, usándose en algunos casos velocidades más altas.

COMPRESOR INVERTER

Es un compresor rotativo de C. A. que por razón de un sistema electrónico, regula las revoluciones del motor a través de la frecuencia y hace que se adapten a las diferentes necesidades de la instalación, modulando el flujo de refrigerante en cada momento.

Si el local a refrigerar está con la máxima carga de calor, el compresor estará rindiendo al 100 % de sus posibilidades, dando por ejemplo 6000 Fg/h; cuando el local está más frío el compresor rendirá menos, dando solamente por ejemplo 3000 Fg/h, esto quiere decir que es un compresor de rendimiento variable, adaptándose a las necesidades ambientales.

La diferencia del sistema de control, para el resto de equipos que utilizan exclusivamente el termostato como dispositivo de control de temperatura, produciéndose lo que se llama sistema (todo o nada), es decir, que el equipo está funcionando al 100 % de sus posibilidades o está parado, no existiendo en este caso opción intermedia.

Con el sistema Inverter se consiguen unas temperaturas similares, y sin variaciones de temperatura apreciables en comparación con el resto de equipos. El principio del funcionamiento se basa en que para regular la capacidad de la instalación, se necesita un control de frecuencia con el fin de poder variar la velocidad de rotación del compresor.

El suministro eléctrico proveniente de la red con la que se alimenta el aparato, se convierte en fuente de energía corriente continua. La fuente de energía de corriente continua se reconvierte en fuente de energía de alterna trifásica con frecuencia variable.

Si la frecuencia aumenta, la velocidad de rotación del compresor sube, lo que a su vez produce un aumento de circulación de refrigerante, consiguiendo un mayor intercambio de calor. Cuando la frecuencia disminuye, la velocidad de rotación del compresor baja, lo que a su vez produce una reducción de la circulación de refrigerante, consiguiéndose un menor intercambio de calor.

Debido a que el funcionamiento de estos sistemas varía con respecto a los empleados en los aparatos convencionales y su participación en el mercado es cada vez mayor, se está confeccionando un tomo que tratará exclusivamente sobre el funcionamiento y detección de averías en este tipo de instalaciones.

COMPRESOR ROTATIVO: Excéntrica o Rodillo

• Compresor de Excéntrica o Rodillo:

El compresor de rodillo emplea como su propio nombre indica un rodillo cilíndrico de acero, que rota sobre una flecha excéntrica acoplada concéntricamente en un rodillo.

Debido a la excentricidad de la flecha, el anillo cilíndrico es excéntrico con el cilindro y toca la pared de éste en el punto de claro mínimo. Si rota la flecha, el rodillo se desliza alrededor de la pared del cilindro, en contacto con la pared y en el mismo sentido de la rotación de la flecha.
Una hoja empujada por un resorte, montada en una ranura de la pared del cilindro, hace contacto fuertemente con el rodillo en todo momento. La hoja se mueve hacia dentro y hacia fuera del entalle del cilindro, siguiendo el rodillo conforme gira éste alrededor de la pared del cilindro.

La forma de comprimir el vapor de refrigerante, sigue los pasos que se muestran en las siguientes figuras.

COMPRESOR ROTATIVO: PALETAS

Los compresores rotativos pueden tener dos mecanismos de acción, con paletas o de excéntrica, también llamados de rodillo. En los compresores de paletas y de rodillo, la compresión se produce por la disminución del volumen resultante entre la carcasa y el elemento rotativo, cuyo eje no coincide con el eje de la carcasa (ejes excéntricos). En estos compresores rotativos no son obligatorias válvulas de admisión, ya que como el gas entra de forma incesante en el compresor la pulsación de gas es mínima.

• Compresor de Paletas:

Para éste tipo de compresor el eje motor es excéntrico respecto al eje del estator y concéntrico respecto al eje del rotor. El rotor gira deslizando sobre el estator, con cinemática plana (radial), en forma excéntrica respecto a la superficie cilíndrica interior del estator, estableciéndose un contacto que en el estator tiene lugar sobre una única generatriz, mientras que en el rotor tiene lugar a lo largo de todas sus generatrices.

El rotor es un cilindro hueco con estrías radiales en las que las palas están sometidas a un movimiento de vaivén, (desplazadores). Al producirse una fuerza centrífuga, las palas (1 ó más) comprimen y ajustan sus extremos libres deslizantes a la superficie interior del estator, al tiempo que los extremos interiores de dichas palas se desplazan respecto al eje de giro.

La admisión del vapor se genera mediante la lumbrera de admisión y el escape a través de la válvula de escape. El vapor rellena el espacio comprendido entre dos palas vecinas y las superficies correspondientes del estator y del rotor (cámara de trabajo), cuyo volumen aumenta durante el giro del rotor hasta adquirir un valor máximo, y después se cierra y transporta a la cavidad de impulsión del compresor, comenzando al mismo tiempo el desalojo del vapor de la cámara de trabajo.

El funcionamiento del compresor de una pala es similar al del compresor de rodillo, siendo equivalente el volumen desplazado, que se puede incrementar añadiendo más palas o aumentando la excentricidad (e).

La situación de la lumbrera de admisión en el estator, para una posición fija de la generatriz de contacto (rotor-estator), se determina de forma que el rendimiento volumétrico no disminuya excesivamente, así se puede conseguir en el compresor un volumen desplazado máximo; todo ello implica que hay que situar la lumbrera de forma que el espacio comprendido entre dos palas consecutivas sea el máximo posible, en el momento en que la segunda pala termine de franquear dicha lumbrera; a continuación este lugar físico en su giro hacia la válvula de escape se contrae, procediendo a la compresión del vapor hasta conseguir la presión de salida, momento en que se genera el escape a través de la válvula correspondiente.

En el compresor monocelular (una pala), la colocación de la lumbrera de admisión tiene que estar lo más cerca posible de la generatriz A de contacto (rotor-estator), siendo el desplazamiento teórico (cámara de trabajo) idéntico al de un compresor de rodillo.

En el compresor bicelular (dos palas), la colocación de la lumbrera de admisión está indicada a casi 90º respecto al escape, siendo el volumen teórico desplazado (cámara de trabajo) proporcional a dos veces el área sombreada, que es la máxima que geométricamente se puede conseguir.

En el compresor multicelular, (cuatro o más palas), la posición de la lumbrera de admisión está a casi 180º respecto al escape, siendo el volumen teórico desplazado proporcional a cuatro veces el área sombreada, que es la máxima que se puede obtener. Podemos observar que el desplazamiento crece con el número de palas (2, 4... veces el área sombreada), llegándose a construir compresores con 6, 8 y hasta 10 palas; con compresores de más de 10 palas no se conciben ganancias sensibles en el volumen desplazado.

El volumen desplazado asciende aumentando la excentricidad e (disminuyendo el diámetro d); este procedimiento genera un aumento de la fuerza centrífuga a la que están sometidas las palas, ocasionando una fricción excesiva entre éstas y el estator, con su consiguiente deterioro y desgaste.

Otro procedimiento consiste en incrementar el número de palas que permite restringir la excentricidad y los efectos perjudiciales de la fuerza centrífuga.

Tiene un buen rendimiento volumétrico, debido a que no existe expansión del vapor entre las presiones de salida y entrada, por lo que a bajas presiones de aspiración pueden funcionar de forma más eficiente que los alternativos. El rendimiento mecánico tiene un valor análogo a los que se presentan en los compresores alternativos.

Campo de utilización: en función de la magnitud del volumen de vapor (o gas) desplazado y su elevado rendimiento a bajas presiones de aspiración, les hace útiles en acondicionadores de aire e industrialmente como compresores booster en circuitos de compresión escalonada. Por razones constructivas, raramente trabajan por encima de, 3/5 kg/cm2, no sobrepasando relaciones de compresión mayores de 7.

Ventajas del compresor de paletas
• Máquinas poco ruidosas.
• No necesitan válvula de admisión por lo que el vapor aspirado entra de manera continua.
• No existen espacios muertos perjudiciales.
• Rendimientos volumétricos muy altos.

Inconvenientes del compresor de paletas
• Su fabricación exige una gran precisión.

COMPRESOR ALTERNATIVO CONTINUACIÓN

• Por la estanqueidad del sistema biela-manivela (Cárter cerrado o abierto)

El dispositivo de compresión consta primordialmente de un cilindro (parte fija) y un émbolo (parte móvil) que se desliza interiormente por el primero, es movido por un motor a través de una biela, que produce sobre el émbolo un movimiento alternativo. El émbolo absorbe, comprime, y expulsa el gas a través de las válvulas de admisión y escape.

Los segmentos colocados en el émbolo proporcionan la estanqueidad entre éste y el cilindro, separando la alta presión imperante en el interior del cilindro, de la parte de baja presión imperante en el cárter.
En el caso de compresores pequeños en lugar de segmentos se utilizan pistones con ranuras, que aseguran la estanqueidad por las importantes pérdidas de carga que sufre el gas al atravesarlas. A esta estanqueidad también colabora la película creada por el aceite de lubricación.

El émbolo o pistón es el componente del compresor que reduce el volumen de gas contenido en el cilindro; y el movimiento descrito por el pistón es alternativo, nombre que reciben este tipo de compresores.

El motor que acciona la biela es un motor eléctrico de inducción (monofásico o trifásico), con el rotor en jaula de ardilla, y amortiguado su movimiento a través de muelles. La carcasa inferior es el cárter del motor, admitiendo el aceite necesario para su lubricación. Todo el conjunto queda encerrado en una carcasa metálica formada por dos piezas de acero embutido y soldado por la zona de cierre, por lo que se denominan compresores de tipo hermético.
Al girar el eje del motor un depósito situado en la parte inferior del mismo, recoge el aceite durante el giro, y por efecto de la fuerza centrífuga, lo hace subir hacia arriba a través de una conducción existente en el interior de dicho eje; este aceite sale por la parte superior del eje bañando las diferentes partes del compresor.

El líquido refrigerante, entra en el compresor a través del conducto de aspiración, a una temperatura más o menos fresca ya que los gases provienen del evaporador, y transita las diferentes partes del compresor hasta que entra en la cámara de compresión a través de la válvula de admisión, por lo que hace el efecto de refrigerar el compresor.

Si no se produjese así, en la parte con más temperatura del compresor (parte superior) se alcanzarán temperaturas muy elevadas. Por ello se construyen este tipo de compresores de tal manera que prácticamente todas las partes del compresor están comunicadas con la aspiración. Si ya se ha comprimido el refrigerante, sale de la cámara de compresión a través de la válvula de escape a otra cámara que hace efecto de silenciador de descarga, para insonorizar el compresor y evitar al mismo tiempo cualquier tipo de vibraciones que se pudieran ocasionar en la descarga del refrigerante. Con la cámara silenciadora, se coloca una válvula de seguridad, ya que la presión en el interior de esta cámara, es la presión de alta del circuito.

Es comprometedor inclinar o tumbar la unidad condensadora, donde va alojado el compresor, ya que el aceite podría salirse a través del conducto de aspiración, lo que provocaría el agarrotamiento del mecanismo de transmisión del motor, con su posterior quemado de las bobinas, o la perdida de rendimiento de la máquina, al ser una mezcla de aceite y refrigerante lo que circula por el circuito frigorífico de la misma. En este caso conviene dejar la unidad en su posición normal (12 horas aproximadamente) para que por la gravedad el aceite retorne al cárter del compresor.

Los parámetros que caracterizan a un compresor alternativo son, el número de cilindros, diámetro y carrera de los mismos, velocidad de rotación, relación de compresión y rendimiento volumétrico.

Ventajas del compresor alternativo:

• Precio hasta un 50% más barato que su equivalente en compresor de tornillo.
• Mejor COP a cargas parciales.
• Mantenimiento sencillo y conocido por prácticamente todo el personal mecánico.
• Sigue siendo el compresor que más se emplea en el frío comercial.

Inconvenientes del compresor alternativo:

• Regulación de capacidad por etapas.
• Frecuentes mantenimientos
• Temperaturas de descarga más elevadas lo que implica más consumo de aceite.

COMPRESOR ALTERNATIVO

A continuación se darán a conocer una clasificación de los diferentes tipos de compresores alternativos que podemos encontrar en el mercado, así como sus características y funcionalidades:

• Por la dirección (Horizontales, verticales y radiales)

Los primeros compresores de refrigeración se diseñaron siguiendo el estilo general de los motores de vapor, es decir, con un patrón horizontal de doble efecto. Estos compresores tenían la ventaja de que se colocaban cerca del suelo y eran accesibles, pero requerían una gran cantidad de espacio y un soporte muy pesado, además de disponer de un cilindro de gran diámetro y una carrera larga.

Posteriormente en un intento de remediar las desventajas del primer compresor, se optó por colocarlo de modo que se sostuviera a sobre un par de armazones en A, pero debido al peso en la parte superior se decidió mejorarlo por un compresor vertical, de modo que el cárter del cigüeñal actuaba como base, daba soporte a los cilindros y a los cojinetes principales y actuaba como depósito de aceite.

• Por el número de caras activas (Simple y doble efecto)

DE SIMPLE EFECTO: Cuando un pistón es de simple efecto, trabaja sobre una sola cara del mismo, que está dirigida hacia la cabeza del cilindro. La cantidad de aire desplazado es igual a la carrera por la sección del pistón. (Figura A)

DE DOBLE EFECTO: El pistón de doble efecto trabaja sobre sus dos caras y concreta dos cámaras de compresión en el cilindro. El volumen engendrado es igual a dos veces el producto de la sección del pistón por la carrera. Hay que tener en cuenta el vástago, que ocupa un espacio innegablemente no disponible para el aire y, en consecuencia, los volúmenes creados por las dos caras del pistón no son iguales. (Figura B)

• Por el número de etapas de compresión (Compresión simple o múltiple)

COMPRESOR SIMPLE: Se compone básicamente de un cárter con cigüeñal, pistón y cilindro. Para su refrigeración llevan en la parte exterior, aletas que evacuan el calor por radiación y convección; se utilizan en aplicaciones en donde el caudal está limitado y en condiciones de servicio intermitente, ya que son compresores de pequeñas potencias.

COMPRESOR DE ETAPAS MÚLTIPLES: Se componen de elementos superpuestos de diámetros diferentes, que se desplazan en cilindros concéntricos. El pistón de mayor diámetro puede trabajar a simple o doble efecto, pero los otros pistones no porque lo harán en simple efecto. Esta disposición es enormemente utilizada por los compresores de alta presión. (Figura C)

DE PISTÓN DIFERENCIAL: El pistón diferencial es aquel que trabaja a doble efecto, pero con diámetros diferentes, para conseguir la compresión en dos etapas. Su utilidad viene limitada y dada la posición de los pistones está cayendo en desuso. (Figura D)

Tipos de Compresores

En las instalaciones frigoríficas encontraremos normalmente tres tipos de compresores.

HERMETICOS. Todo el conjunto motor-compresor está internamente en una carcasa soldada sin accesibilidad, normalmente están instalados en equipos de pequeñas potencias, siendo de menor coste y ocupan menor espacio.

SEMIHERMETICOS. El eje del motor es prolongación del cigüeñal del compresor y están en una misma carcasa accesible desde el exterior. Se utilizan en potencias medias y eliminan los problemas de alineamiento entre el motor y el compresor.

ABIERTOS. El cigüeñal es activado por un motor exterior al compresor. Se utilizan para medias y grandes potencias y son los más versátiles y accesibles.

Otra clasificación más profunda dentro de los compresores herméticos podemos distinguir entre alternativos o de pistón, rotativos que a su vez pueden ser paletas o de excéntrica, inverter, scroll, de tornillo y centrífugos.

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