Compresores Scroll
Los
compresor scroll es la más nueva de los varios tipos de compresores usados para
el mercado de masas. Sin embargo, está ganando rápidamente cuota de mercado. La
carcasa de acero es una parte integral del ensamblaje motor-compresor. No se
requiere una suspensión de resorte interna debido a los bajos niveles de
vibraciones producidos por el mecanismo de scroll. El gas de succión
normalmente se usa para enfriar el motor eléctrico. El enfriamiento también se
lleva a cabo con conducción directa desde el motor a la carcasa y luego a la
atmósfera.
El mecanismo
de compresión consiste en dos elementos scroll espiral acoplados opuesto entre
sí. Uno de los scrolls se fija y el otro, impulsado por un cigüeñal, se mueve
en una órbita dentro del scroll fijo sin rotación. El gas refrigerante entra en la apertura
lateral en el diámetro exterior entre los dos scroll. El gas refrigerante entra
cuando el scroll orbitando se mueve, formando dos espacios de gas atrapado
indicado por el área sombreada en el extremo del golpe de succión. El gas luego
se comprime debido a una disminución del volumen de los huecos cuando el scroll
continúa su movimiento orbitante, moviéndose el gas comprimido hacia el centro
de los elementos scroll. Cuando el gas alcanza el centro, se abre un puerto de
descarga que permite al gas comprimido moverse a la cámara de descarga del
compresor y en el sistema.
El
desarrollo de técnicas de mecanización avanzadas ha hecho posible la
fabricación de los compresores scroll. Aunque la adición de mecanismos hace que
el compresor scroll sea algo complicado, hay algunas ventajas técnicas
inherentes.
La descarga
del proceso de succión en el compresor scroll está completamente separada; por
lo tanto, no hay efecto de volumen de holgura en la eficiencia volumétrica y
capacidad del compresor. Como resultado de ello, las eficiencias volumétricas
de los compresores scroll son casi independientes del ratio de presión para una
condición de succión dada.
La
transferencia de calor entre los procesos de descarga y succión también se
reducen en gran medida, por lo tanto se reduce el calor transferido al gas de
succión y se mejora la eficiencia total. El compresor scroll tiene un caudal de
volumen de succión constante independientemente de su ratio de presión de
operación y la eficiencia volumétrica queda alta, entre un 98 % y un 100 %.
Colocando un puerto en el elemento scroll, puede obtenerse acceso a un punto en
el proceso de compresión. Este puerto puede usarse para inyectar vapor o
líquido en el medio de compresión, haciendo posible el ciclo de refrigeración
compuesto para tomar ventaja de un ciclo de economizador que alcance alta eficiencia
y capacidad del sistema.
Los
compresores Scroll típicamente se usan en acondicionadores de aire y equipos de
refrigeración comercial. El rango de tamaños de producción actual en
capacidades de enfriamiento va de 1 a 25 toneladas de refrigeración (3,5 a 88
kW). Como los compresores rotatorios, los compresores scroll son más pequeños
en tamaño que los compresores recíprocos para la misma capacidad. Pueden ser
diseñados para los ratios de alta presión necesarios para las aplicaciones de
bombas de calor.
El
incremento en la cuota de mercado de los compresores scroll se debe a su alta
fiabilidad, bajo ruido, y tres ventajas de rendimiento con respecto a los
compresores recíprocos. Todo esto es debido a la casi constante eficiencia
volumétrica con respecto al ratio de presión.
Ver 5ª PARTE
- En aplicaciones de refrigeración, pueden usarse compresores de desplazamiento más pequeño para proporcionar capacidad refrigerante adecuada a temperaturas de evaporación muy bajas o ratios de presión muy altas. Esto permite al compresor operar eficientemente en un amplio rango de operación con el mismo motor.
- En aplicaciones de bombas de calor, la capacidad de calentamiento en condiciones de calentamiento ambiental bajas y ratios de presión altos es más alta, dando como resultado un factor de rendimiento estacional térmico más alto, una medida del rendimiento de las bombas de calor.
- En aplicaciones de aire acondicionado, el sistema normalmente se dimensiona para asegurar un enfriamiento adecuado a temperaturas ambientales relativamente altas. Cuando operan en condiciones normales o temperaturas ambientales más bajas, la capacidad del compresor scroll no se incrementa rápidamente, dando como resultado menos exceso de capacidad. Por lo tanto, hay una carga reducida en los serpentines, que incrementa la eficiencia del sistema total.
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