Compresores: definición, clasificación y tipos

¿Qué es un compresor y cómo funciona?

Un compresor es un dispositivo de flujo mecánico diseñado para aumentar la presión de un gas reduciendo su volumen. El compresor es el componente principal de los sistemas básicos de refrigeración y suele considerarse el «corazón del sistema de refrigeración». Funciona como una bomba para controlar la circulación del refrigerante. El principio básico del funcionamiento del compresor consiste en aspirar un vapor de refrigerante a baja presión y temperatura desde el evaporador y luego comprimirlo a alta presión y temperatura. Por lo tanto, el parámetro teórico característico de los compresores es la relación de compresión, que es la relación entre la presión del gas a la salida del compresor (lado de descarga, p₂) y la presión a la entrada (lado de aspiración, p₁). El proceso de compresión varía en función de la tecnología, el tipo y el diseño del compresor. Los compresores generan una cierta cantidad de calor durante su funcionamiento, que debe disiparse para evitar que se sobrecaliente y aumentar así la eficacia de su rendimiento. Los compresores de refrigeración están diseñados para comprimir vapores refrigerantes. Su funcionamiento con el refrigerante en fase líquida puede causar daños en el compresor.

Clasificación de los compresores según su sistema de funcionamiento

Compresores de desplazamiento positivo

Los dos tipos principales de compresores de desplazamiento positivo son los alternativos y los rotativos. En estos compresores, el vapor refrigerante se comprime en un espacio cerrado modificando su volumen específico de forma mecánica. El proceso de compresión tiene lugar en una cámara de trabajo cerrada que disminuye durante el ciclo. Los compresores de este grupo pueden utilizar pistones, espirales, tornillos y émbolos rotatorios para transportar un volumen determinado de gas en cada compresión. Una de sus ventajas es que comprimen bien tanto los gases ligeros como los pesados.

Compresores dinámicos

El principio de funcionamiento de los compresores dinámicos consiste en aumentar la energía cinética del vapor refrigerante en el rotor, que luego se transforma para aumentar su presión. El aumento de la presión del gas se produce de forma continua gracias a la interacción de los elementos móviles (rodete) y los estacionarios (paletas) debidamente formados. La clasificación de los compresores dinámicos se basa en las formas del rotor y las distintas direcciones del flujo. Durante el ciclo del compresor, el refrigerante convierte su energía cinética en energía potencial. El vapor refrigerante se acelera en los canales interpaletas del rotor, lo que provoca un aumento de la energía cinética, Que luego se convierte en un aumento de la energía de presión en el difusor. Estos tipos de compresores se caracterizan por una baja compresión con grandes caudales de refrigerante comprimido. Se distingue entre los tipos de una o varias paletas.

Clasificación de los compresores según la construcción de la carcasa

Para evitar pérdidas de refrigerante durante el funcionamiento a largo plazo, los compresores deben estar equipados con juntas muy eficaces, o incluso no tener ninguna junta ni abertura. Para describir cómo está encerrado el compresor y cómo está situado el accionamiento del motor en relación con el gas o vapor comprimido, podemos distinguir tres tipos de compresores:

Compresores abiertos

Los compresores abiertos están equipados con un motor externo que acciona el eje, que pasa por el cuerpo del compresor. De este modo, el accionamiento del motor y el compresor son dos unidades separadas, conectadas por un eje a través de un embrague o una transmisión por correa. La presión interna se mantiene por medio de juntas rotativas alrededor del eje.

La principal ventaja de un compresor abierto es que puede ser accionado por cualquier fuente de energía motriz, lo que permite seleccionar el motor más adecuado para la aplicación, o incluso fuentes de energía no eléctricas, como un motor de combustión interna o turbinas de vapor. La segunda ventaja es que el motor de un compresor abierto puede repararse sin necesidad de abrir ninguna parte del sistema de refrigeración.

Compresores semiherméticos

En los compresores semiherméticos, el compresor y el motor de accionamiento suelen estar alojados en una única carcasa atornillada. Se trata de una gran carcasa de metal fundido con tapas y tornillos sellados. La unión atornillada desmontable permite desmontar la carcasa fácilmente y sustituir los componentes desgastados del motor y el compresor.

Compresores herméticos

En los compresores herméticos (cerrados herméticamente), el compresor y el motor están siempre integrados. El motor está diseñado para funcionar dentro de la carcasa y se enfría con el gas refrigerante que se comprime. Un compresor hermético utiliza una carcasa de acero soldada de una sola pieza que no puede abrirse para reparar o hacer mantenimiento al accionamiento del motor, pero también garantiza que no haya ninguna vía de escape del gas.

La principal ventaja de un compresor hermético es su baja relación g/W, gracias a que su diseño le permite girar a velocidades más altas que los compresores abiertos y semiherméticos. Los compresores herméticos tienen una construcción mucho más sencilla que los semiherméticos y los abiertos. El resultado es un menor índice de fallos, menos ruido y vibraciones, se necesita menos espacio para la instalación y el mantenimiento es más sencillo. Los compresores herméticos también se adaptan perfectamente a la tecnología inverter, especialmente con los motores BLDC. En comparación con los compresores inverter semiherméticos, los herméticos se caracterizan por una mayor eficiencia, un menor consumo de energía y un mayor rango de modulación de la capacidad.