Un compresor de refrigerador es el centro del ciclo de refrigeración. Funciona como una bomba para controlar la circulación del refrigerante, y agrega presión al refrigerante, calentándolo. El compresor también extrae el vapor del evaporador para mantener una presión más baja y una temperatura más baja antes de enviarlo al condensador.
El ciclo de refrigeración
No puede existir una comprensión profunda del papel de un compresor de refrigeración sin una discusión sobre el ciclo de refrigeración, que consiste esencialmente en la transformación de un líquido en gas y viceversa. (Si no está interesado en los detalles, simplemente omita este paso). Hay cinco pasos principales para un circuito de refrigeración: evaporación, compresión, condensación, recepción y expansión. 1) Evaporación: El refrigerante líquido ingresa al evaporador. Absorbe calor cuando se evapora, lo que produce enfriamiento. El refrigerante del evaporador se alimenta a un tanque como un gas sobrecalentado débil o saturado. La presión en el tanque aumenta hasta igualar la presión en el evaporador. El flujo de refrigerante se detiene y la temperatura tanto en el tanque como en el evaporador sube a la temperatura ambiente. 2) Compresión: para mantener las presiones y temperaturas más bajas necesarias, se necesita un compresor para eliminar el vapor. Debido a que el circuito de refrigeración está cerrado, se mantiene el equilibrio. Eso significa que si el compresor elimina el vapor más rápido de lo que se puede formar, la presión caerá y con ello la temperatura en el evaporador. Alternativamente, si la carga en el evaporador aumenta y el refrigerante se evapora más rápido, la temperatura y la presión en el evaporador aumentarán. La energía que requiere un compresor se denomina entrada de compresión y se transfiere al vapor de refrigeración. 3) Condensación: después de salir del compresor, el refrigerante se traslada al condensador, que emite calor que se transfiere al aire o al agua que tiene una temperatura más baja. La cantidad de calor emitida es el calor absorbido por el refrigerante en el evaporador más el calor creado por la entrada de compresión. El subproducto de esto es que el vapor cambia a un líquido, que luego se envía al receptor. 4) Recepción: la presión en el receptor es más alta que la presión en el evaporador debido a la compresión y, por lo tanto, debe reducirse para que coincida con la presión de evaporación. Esto se logra mediante el uso de una válvula de expansión. 5) Expansión: antes de que el líquido ingrese a la válvula de expansión, la temperatura estará justo por debajo del punto de ebullición. La reducción repentina de la presión en la válvula de expansión hace que el líquido hierva y se evapore. Esta evaporación tiene lugar en el evaporador y el circuito está completo. Hay muchas temperaturas diferentes involucradas en la operación de una planta de refrigeración, pero en principio solo hay dos presiones: presión de evaporación y presión de condensación.
Tipos
Los principales tipos de compresores de refrigeración son reciprocantes, de tornillo, scroll y centrífugos. Se utilizan en aplicaciones de refrigeración, bombas de calor y aire acondicionado, como procesamiento de alimentos, pistas de hielo y arenas, y fabricación de productos farmacéuticos.
Compresores de tornillo rotativo
Los compresores de tornillo rotativo tienen husillos de tornillo que comprimen el gas a medida que ingresa desde el evaporador. El compresor de tornillo presenta un funcionamiento suave y requisitos mínimos de mantenimiento; típicamente estos compresores solo requieren cambios en el aceite, el filtro de aceite y el separador de aire / aceite. Los controladores basados en microprocesador también están disponibles para compresores rotativos estándar, que permiten que el rotativo permanezca cargado el 100 por ciento del tiempo. Hay dos tipos de compresores de tornillo rotativo: individuales y gemelos.
Compresores alternativos
Un compresor alternativo utiliza un mecanismo de descarga accionado por pistón con pasadores accionados por resorte para elevar la placa de la válvula de succión de su asiento, permitiendo que la unidad se use en cualquier relación de presión. Esta acción es similar a un motor de combustión interna en un automóvil. Este tipo de compresor es eficiente tanto en operación de carga completa como parcial. Otras ventajas incluyen controles simples y la capacidad de controlar la velocidad mediante el uso de transmisiones por correa. El compresor alternativo se utiliza en aplicaciones de baja potencia.
Compresores de desplazamiento
Los compresores scroll funcionan moviendo un elemento espiral dentro de otra espiral estacionaria para producir bolsas de gas que, a medida que se hacen más pequeñas, aumentan la presión del gas. Durante la compresión, se comprimen varios bolsillos a la vez. Al mantener un número par de bolsas de gas equilibradas en lados opuestos, las fuerzas de compresión dentro del balance de desplazamiento y reducir la vibración dentro del compresor. Este tipo de compresor utiliza el diseño de desplazamiento en lugar de un cilindro fijo o un pistón o mecanismo de compresión de un solo lado, eliminando el espacio perdido en la cámara de compresión y eliminando la necesidad de comprimir gas una y otra vez durante el ciclo (recompresión). Esto reduce el uso de energía.
Compresores centrífugos
Los compresores centrífugos comprimen el gas refrigerante a través de la fuerza centrífuga creada por los rotores que giran a alta velocidad. Esta energía luego se envía a un difusor, que convierte una parte de ella en una mayor presión. Lo hace al expandir la región del volumen de flujo para disminuir la velocidad de flujo del fluido de trabajo. Los difusores pueden usar perfiles aerodinámicos, también conocidos como paletas, para mejorar esto. Los compresores centrífugos son adecuados para comprimir grandes volúmenes de gas a presiones moderadas.
