Un compresor frigorífico es el centro del ciclo de refrigeración. Funciona como una bomba para controlar la circulación del gas refrigerante, y agrega presión al mismo, calentándolo. El compresor también señala el área del vapor del evaporador para mantener una presión y temperatura más baja antes de enviarlo al condensador.

El ciclo de refrigeración

Una comprensión profunda de la función de un compresor frigorífico no puede existir sin un debate del ciclo de refrigeración, que esencialmente consiste en la transformación de un líquido a gas y viceversa. (Si no estás interesado en los detalles, omite este paso.) Existen cinco pasos principales en un circuito de refrigeración: evaporación, condensación, compresión, expansión y recepción. 1) La evaporación: el líquido refrigerante entra en el evaporador. Éste absorbe el calor cuando se evapora, lo que produce el enfriamiento. El refrigerante del evaporador alimenta a un tanque como un débil o saturado gas sobrecalentado. La presión del tanque se eleva hasta que se iguala a la presión del evaporador. Se detiene el flujo del refrigerante y la temperatura, tanto en el tanque como en el evaporador, elevándose a la temperatura ambiente. 2) La compresión: para mantener las presiones y temperaturas más bajas, se necesita un compresor para eliminar el vapor. Debido a que el circuito de refrigeración está cerrado, se mantiene el equilibrio. Esto significa que si el compresor de vapor elimina rápidamente lo que se forma, la presión caerá con ella a la temperatura en el evaporador. Alternativamente, si la carga sobre el aumento del evaporador y el refrigerante se evapora rápidamente, la temperatura y la presión del elevador se elevará. La energía que requiere un compresor se llama entrada de compresión y se transfiere al vapor de la refrigeración. 3) La condensación: después de dejar el compresor, se mueve el refrigerante al condensador, que emite el calor que transfiere al aire o agua que tiene una temperatura más baja. La cantidad de calor emitido es el calor absorbido por el refrigerante en el evaporador, más el calor creado por la entrada de compresión. El subproducto de esto son los cambios de vapor a líquido, que luego se envían al receptor. 4) Recepción: La presión en el receptor es mayor 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 entre en la válvula de expansión, la temperatura estará justo bajo el punto de ebullición. De pronto se reduce la presión en la válvula de expansión y hace que el líquido a ebullición se evapore. Esta evaporación se lleva a cabo en el evaporador y el circuito está completo. Existen muchas temperaturas diferentes involucradas en la operación de una planta de refrigeración, pero en principio sólo hay dos presiones: la presión de evaporación y la presión de condensación.

Tipos

Los principales tipos de compresores de refrigeración son alternativos, de tornillo, de desplazamiento y centrífuga. Son utilizados en las aplicaciones de refrigeración, bombas de calor, aire acondicionado, en actividades tales como procesamiento de alimentos, pistas de hielo, estadios y fabricación de productos farmacéuticos.

Compresores de tornillo rotativo

Los compresores rotativos de tornillo tienen husillos que comprimen el gas a medida que entra en el evaporador. El compresor de tornillo cuenta con un funcionamiento suave y requisitos mínimos de mantenimiento, ya que generalmente estos compresores sólo necesitan cambios en el aceite, el filtro de aceite y el separador de aire/aceite. Basados en microprocesadores, los controladores también están disponibles para compresores rotativos normales que permiten la rotación al permanecer cargados el 100 por ciento del tiempo. Hay dos tipos de compresores de tornillo rotativo: individuales y dobles.

Compresores alternativos

Un compresor alternativo utiliza un mecanismo de pistón accionado por descargas con resorte de carga y pasadores para elevar la placa de la válvula de succión de su asiento, permitiendo que la unidad pueda ser utilizada en cualquier relación de presiones. Esta acción es similar a un motor de combustión interna en un coche. Este tipo de compresor es eficiente a tiempo completo y carga parcial de trabajo. Otras ventajas incluyen controles simples y la capacidad de controlar la velocidad mediante el uso de correas de transmisión. El compresor de pistón se utiliza en aplicaciones de baja potencia.

Los compresores de desplazamiento

Los compresores de desplazamiento funcionan moviendo un elemento en 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, varios bolsillos se comprimen a la vez. Al mantener un número par de bolsas de gas equilibradas en lados opuestos, la compresión fuerza dentro el equilibrio de desplazamiento y reduce la vibración en el interior del compresor. Este tipo de compresor utiliza el diseño de desplazamiento en lugar de un cilindro fijo o un mecanismo de compresión del pistón o de una sola cara, eliminando el espacio desperdiciado en la cámara de compresión y la necesidad de comprimir el gas otra vez durante el ciclo (recomprensión). Esto reduce el consumo de energía.

Los 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 se envía a un difusor, que convierte una porción de él en aumento de la presión. Esto se hace mediante la ampliación de la región del volumen de flujo para desacelerar la velocidad de flujo del fluido energético. Los difusores pueden utilizar superficies de sustentación, también conocidos como paletas, para mejorar este aspecto. Los compresores centrífugos son adecuados para la compresión de grandes volúmenes de gas a presiones moderadas.