Compresores de tornillo
Los
compresores de tornillo están disponibles en dos configuraciones básicas: el
tipo Lysholm con tornillos gemelos, o el tipo de tornillo simple con rotores de
puerta.
El tipo de
compresor de tornillo gemelo es el más común. Utiliza dos rotores helicoidales
entrelazados, uno macho y otro hembra, para alcanzar el proceso de compresión.
El motor macho, que generalmente es el motor de impulsión, generalmente tiene
cuatro lobes, mientras que el motor hembra tiene seis lobes. Los procesos de
succión y descarga están controlados por puertos que se abren y cierran por el
rotor sin el uso de válvulas. El diseño del puerto ayuda a reducir las pérdidas
de caudal y proporciona un ratio de volumen integrado que da un rendimiento
pico al ratio de presión correspondiente.
Las
dificultades que surgen para proporcionar un buen sello entre los rotores y
carcasa usualmente se subsanan usando una gran cantidad de aceite durante el
proceso de compresión. El aceite también sirve como refrigerante durante el
proceso de compresión. Dependiendo del diseño del rotor y de la aplicación, la
cantidad de aceite puede ser sustancial y debe ser separado del caudal de gas
en la mayoría de las aplicaciones, usualmente mediante el uso de separadores de
aceite. Así, la circulación de aceite puede tener un gran efecto en la
eficiencia y el sobrecalentamiento del compresor en aplicaciones de
refrigeración y aire acondicionado. En capacidades más bajas es difícil
mantener un buen sellado. El resultado es un rendimiento más pobre a bajas
capacidades y que tiene limitaciones en las aplicaciones de aire acondicionado
y refrigeración por debajo de 50 toneladas (175 kW).
Durante la
operación, la capacidad del compresor de tornillo gemelo varía para acoplarse a
los requerimientos de carga por una válvula deslizante que extiende el puerto
de succión, demorando el comienzo del proceso de compresión y así reduciendo la
cantidad de gas de entrada disponible para la compresión. Algunos compresores
de tornillo están equipados con válvulas capaces de variar el tamaño del puerto
de descarga y, así, tener la capacidad para variar el ratio de volumen.
El compresor
de tornillo simple utiliza un rotor helicoidal y dos rotores de puerta. Los
dientes del rotor de puerta barren las ranuras de tornillo para alcanzar la
compresión. Esta única interface diferencia el compresor de tornillo simple del
compresor de tornillo gemelo. El tornillo metálico está en contacto con los
rotores de puerta de plástico de tal manera que el proceso de compresión,
aunque requiere enfriamiento, no necesariamente requiere inundación de aceite
para sellado. Así, el compresor de tornillo simple no requiere cantidades
significativas de aceite y enfriamiento que puedan ser llevadas a cabo por la
inyección de un refrigerante líquido.
El rotor
helicoidal de tornillo simple tiene carga equilibrada para los dos espacios de
compresión, y, por lo tanto, no tienen grandes limitaciones de carga de los
rodamientos del compresor de tornillo gemelo. Las cargas de rodamiento más
bajas contribuyen a niveles de ruido más bajos que los compresores de tornillo
gemelos. La variación de la capacidad del tornillo simple requiere dos válvulas
deslizantes, uno para cada espacio de compresión.
Los
compresores de tornillo están hechos como compresores semi-herméticos, y como
compresores de impulsión abiertos. Ambos compresores de tornillo simple y
gemelo pueden ser utilizados para comprimir una variedad de gases. Ambos
diseños son adecuados para gestionar la capacidad variando la velocidad del eje
usando además válvulas deslizantes para demorar el arranque de compresión,
reduciendo por tanto la cantidad de gas de entrada disponible para la
compresión.
Cuando se
usan en aplicaciones de aire acondicionado y refrigeración, los compresores de
tornillo, similar a los compresores scroll, pueden diseñarse de forma que el
vapor o líquido pueda ser inyectado en medio de la compresión, haciendo posible
el ciclo de refrigeración compuesto con el concepto de economizador. Esto se
consigue con un puerto en la carcasa que proporciona acceso a un punto en el
proceso de compresión.
Los
compresores scroll varían en capacidad entre 15 y 400 toneladas de refrigeración
(53 a más de 1400 kW). La mayoría de los compresores de tornillo trabajan en un
rango de 50 a 300 toneladas de refrigeración (175 a 1050 kW). Una ventaja de
los compresores de tornillo con respecto a los compresores recíprocos por
encima de 15 toneladas de refrigeración (53 kW) es el menor número de piezas y
su pequeño tamaño relativo. Los compresores de tornillo son ya competitivos con
los compresores centrífugos de hasta 400 toneladas de refrigeración (1400 kW)
debido a su rendimiento de carga superior parcial. El rendimiento en carga
parcial de los compresores de tornillo es generalmente como un 8 – 10 % más
eficiente que la tecnología centrífugo. Asimismo, los compresores de tornillo
no tienen el problema surge inherente a los compresores centrífugos.
Ver 6ª PARTE
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