EL COMPRESOR

La misión del compresor es la de aspirar el gas que proviene del evaporador y transportarlo al condensador, aumentado su presión y temperatura.

Tipos de compresor según su construcción

Los compresores se puede clasificar dependiendo de la situación del motor eléctrico respecto a la parte mecánica de compresión:

Compresores herméticos:

En los compresores herméticos, tanto el motor eléctrico como la parte mecánica del compresor están dentro de la misma carcasa y por lo tanto son inaccesibles. Van enfocados a pequeños equipos de carga crítica.

Compresores Semi-herméticos

Es igual que el anterior, el motor está situado en el interior de la misma carcasa pero siendo accesible al poderse desmontar. Se pueden reparar cada una de sus partes.

Compresores abiertos

Definimos como compresores abiertos, aquellos en que el motor eléctrico y la parte mecánica de compresión van separados. En la parte del eje del cigüeñal que comunica motor y compresor hay un sello-prensa.

Tipos de compresor según su tecnología.

Los compresores frigoríficos se pueden clasificar según su tecnologia de compresión y tendremos:

• Alternativos
• Rotativos
• Tornillos
• Centrífugos
• Scroll

Hay algunos tipos de compresores que los encontraremos con la construcción del tipo hermético, semihermético y abierto como son los alternativos de pistón y otros solo los encontraremos fabricados de un solo tipo como por ejemplo los Scroll y los Rotativos, que siempre los encontraremos herméticos, o los centrífugos que siempre los encontraremos abiertos. Los de tornillo suelen encontrarse en tipo semihermético o abierto.

Compresor alternativo de pistón

A. Al bajar el pistón creamos una depresión en el interior del cilindro respecto a la línea de aspiración. Entonces se abre la válvula de aspiración y va entrando el gas en la cámara.
B. Al subir el pistón comprimimos el gas refrigerante y abre la válvula de descarga.

No se abren las válvulas hasta que no se vence la presión del exterior, al superar la presión de admisión o de descarga.

• El espacio necesario entre el pistón y el plato de válvulas se llama claro (espacio del punto muerto) y repercute negativamente en el rendimiento del compresor: De esta forma, si tenemos menos claro, tendremos mayor rendimiento.

En este claro siempre se nos queda presión de alta, de manera que el pistón ha de hacer más recorrido en el momento de la admisión.

Un compresor de igual potencia puede dar más o menos rendimiento según esta característica.

Al entrar los gases en el compresor, el cilindro está extremadamente caliente, el gas aumenta su volumen y por lo tanto entra menos gas y disminuimos su capacidad, aparte podríamos carbonizar el aceite dañando así el plato de válvulas.

Hay compresores que en las válvulas incluyen un dispositivo que permite saltarlas en caso de que nos llegue líquido al compresor, evitando su rotura.

Desplazamiento del pistón

Es el volumen teórico que es capaz de aspirar y comprimir el cilindro (o cilindros) del compresor.

Donde:
V = Volumen teórico (M³/minuto)
L = Carrera del pistón.
N = Número de pistones.
rpm = Revoluciones por minuto del motor.

Rendimiento volumétrico

El rendimiento volumétrico es la diferencia entre el volumen real por el desplazamiento.

Los compresores alternativos admiten una variación del volumen desplazado mediante la desconexión de culatas o pistones.
Mediante un sistema activado por electroválvulas, hay compresores que disponen de un sistema para desconectar una culata entera o de un pistón individualmente, para reducir la capacidad del compresor y ajustar el volumen desplazado a las necesidades instantáneas de la instalación.

Para encontrar el volumen de gas desplazado que necesitamos en una instalación, deberemos calcularlo con el Diagrama de Mollier

Llaves de servicio

La mayor parte de los compresores incorporan unas llaves de servicio para seccionar el compresor del resto de la instalación, muy útiles para realizar mantenimiento.

Estas llaves tienen diferentes posiciones para poder abrir el circuito, cerrar el compresor o para comunicar la presión con la toma del manómetro.

Si las apretamos a tope, incomunicamos el compresor con la instalación.
Si la abrimos a tope, comunicamos el compresor con la instalación pero o con la toma de servicio.
Para conectar el manómetro le damos media vuelta a la llave de servicio para comunicar los tres sitios (compresor, circuito y toma de servicio)

Cada vez que abrimos y cerramos la llave de servicio se ha de aflojar el prensa para evitar que en el futuro pierda por ahí.

Relación de compresión

Es la diferencia entre la presión de baja y la de alta. Cuanto mayor sea esta relación, menor rendimiento tiene el compresor.

Volumen Real

Al volumen real del cilindro del compresor le afecta:

• Claro.
• Relación de compresión.
• Calentamiento.

LUBRICACIÓN COMPRESORES ALTERNATIVOS

Los compresores alternativos disponen de un cárter que aloja el fluido (aceite) para la lubricación. Este aceite lubrica las partes móviles y cierra el espacio entre el cilindro y el pistón.

El aceite sólo es útil en el compresor. Fuera de este es más perjudicial que beneficioso. El compresor puede dejar escapar aceite al circuito y circula por la parte baja de la tubería, siendo retornado otra vez al compresor.

Básicamente hay dos sistemas de lubricación del compresor: por barboteo o por bomba de aceite.

En potencias pequeñas, hasta unos 10cv más o menos, se emplea el sistema por barboteo, el cual funciona de la siguiente manera:

• Dentro del nivel de aceite que existe en el compresor se introduce una de las partes móviles del compresor, como puede ser una cazoleta de la biela, un eje del cigüeñal hueco o un recogedor conectado directamente al cigüeñal.
• Esta parte móvil salpica o conduce el aceite hacia otras partes del compresor.

En los compresores más grandes es necesaria una bomba de aceite para inyectarlo a una presión constante a las partes de fricción del compresor.

Para ello se utiliza una bomba formada por dos piñones que es accionada por el mismo eje del cigüeñal.

La bomba aspira el aceite del cárter del compresor, mediante un filtro ubicado en la parte inferior del cárter, y lo conduce a cierta presión por un conducto a todas las partes móviles (cigüeñal, pistones, bielas, rodamientos, etc.) las cuales tienen un orificio por donde sale el aceite.

Todos los compresores con bomba de aceite han de llevar un presostato diferencial de aceite, que puede ser electromecánico o electrónico.

Accionamiento de los compresores

Los compresores del tipo hermético o semihermético son accionados directamente por el eje del motor que es el mismo eje que conforma el cigüeñal.

El accionamiento en los compresores del tipo abierto tenemos que el motor ha de conectarse al cigüeñal mediante un sistema de acoplamiento para transmitir la fuerza. Puede ser directo o mediante poleas.

Accionamiento directo

En este tipo de accionamiento se sujeta en el eje del motor y del compresor un acoplador con los cuales unimos las dos máquinas.

La velocidad el compresor será la misma velocidad que tenga el motor eléctrico.

El acople ha de ser flexible, ya que nos permite cierto grado de desviación, (1-2 mm, 2º de inclinación). Si este fuera rígido nos exigiría mucha exactitud.

Accionamiento por poleas

Este tipo de accionamiento permite adaptar la velocidad del motor a la del compresor. Combinando la medida de la polea del motor con la medida de la polea del compresor, conseguiremos adaptar la velocidad del compresor a la deseada.

Para accionar las poleas se usan las correas que pueden ser planas, la cuales ya están obsoletas, y las trapezoidales.

Al igual que con los acoplamientos elásticos, las poleas del motor y del compresor han de estar correctamente alineadas y colocadas paralelamente. Caso de estar incorrectamente, produciran desgastes prematuros de los diferentes elementos de transmisión.

Correas trapezoidales

Todas las correas tienen el mismo ángulo inferior (40ª) y nunca deben tocar el fondo de la polea, ya que entonces resbalaría. La fuerza de una correa la transmite a través de las paredes laterales de la misma.

Las secciones se indican con dos números, perteneciendo el primero a la base grande del trapecio, y el segundo a su altura expresada en milímetros.

Estas secciones tienen los valores siguientes y se designan por una letra que sirve de referencia:

6 x 4	Y
10 x 6	Z
13 x 8	A
17 x 11	B
22 x 14	C
32 x 19	D
38 x 25	E

Las correas trapezoidales más utilizadas en refrigeración son los modelos Z, A y B. Ocasionalmente encontraremos la C y ráramente los modelos Y, D y E.

En muchas máquinas encontraremos los modelos de correas con dos letras delante que son las SP. El modelo queda como SPA, SPB, SPC, SPZ, etc. Las correas SP tienen la misma medida superior que su homóloga, pero tienen más altura. Esta medida extra les confiere mayor fuerza de agarre.

9,7 x 8	SPZ
12,7 x 10	SPA
16,3 x 13	SPB
22 x 18	SPC

Cada correa tiene un diámetro mínimo de polea para evitar que estas sufran:

		Diámetro de la polea (mm)	Diámetro de la polea (mm)
	Sección de la Correa	Normal	Mínimo
Z	10 x 6	60	50
A	13 x 8	80	70
B	17 x 11	128	108
C	22 x 14	221	204
D	32 x 19	340	310
E	38 x 25	550	500

En el caso de tener que instalar una polea de un diámetro inferior al recomendado, existen unas correas dentadas que debido a su construcción pueden admitir diámetros menores de poleas.

Para el cálculo del diámetro de la polea del compresor se ha de respetar la velocidad mínima que indica el fabricante del compresor, ya que sino el aceite no haría su función de sellado del sello-prensa.

La fórmula para el cálculo del diámetro de la polea es:

La tensión de la correa ha de ser un 5% de la longitud libre de la correa. Si no fuera así, llegariamos a forzar el prensaestopas.

Compresor rotativo

Está formado por una excéntrica que va rodando dentro de una cavidad de manera que va aspirando y comprimiendo gas a la vez.

Tiene la misma apariencia que un compresor hermético alternativo pero a diferencia de éste, el rotativo es más pequeño y menos ruidoso. Otra diferencia es que la presión de alta se descarga dentro de la carcasa y por lo tanto está muy caliente.

Los compresores rotativos tienen más rendimiento que los alternativos al carecer de tantas partes móviles.

Se usan casi exclusivamente en aire acondicionado y es necesario que lleven una botella de aspiración para proteger los golpes de líquido.

Compresor Scroll

Este tipo de compresor está formado por dos espirales, una fija y otra móvil de manera que la móvil se va cerrando sobre la fija.
La espiral móvil va aspirando el gas y lo va cerrando contra la otra espiral y lo va comprimiendo. Igual que el compresor rotativo, el scroll va comprimiendo y aspirando contínuamente sin provocar las típicas pulsaciones en la descarga de los alternativos.

Admite pequeños golpes de líquido. Tiene bajo nivel sonoro y de vibraciones. No arrastra casi aceite, tiene bajo par de arranque y tiene modelos para aire acondicionado y modelos para refrigeración.

• El gas aspirado entra en la cabeza del compresor scroll. Imagen Nº1 indicado con flechas.
• En los pasos 2, 3 y 4, el espiral va comprimiendo el gas aspirado hacia el centro del compresor.
• En la imagen 5, el gas refrigerante sale por la descarga del compresor, situada en el centro.

Hay compresores scroll que admiten la variación del volumen de refrigerante desplazado. Son los llamados «Digital» que gracias a un mecanismo accionado por una electroválvula, anula la compresión unos segundos. Conectando y desconectando el cabezal de compresión, se consigue variar el caudal de refrigerante que desplaza el compresor del 10% al 100% y ajustarlo a las necesidades instantáneas de la instalación.
En este caso, si que se observan pulsaciones de refrigerante en la instalación.

Compresor de tornillo

Este tipo de compresores se utiliza a partir de los 300 m³ de aspiración y suelen ser abiertos accionados por motores a partir de los 100 – 500 CV

Las instalaciones para este tipo de compresores son costosas ya que requieren bastantes aparatos auxiliares.

Los compresores de tornillo no tienen carter y el aceite va en la parte de alta. El circuito de aceite se pone en marcha antes que el compresor para que suba la temperatura.
El aceite se inyecta por los rodamientos, prensa y otras partes móviles.

El aceite se cambia cada 3000 horas de funcionamiento. El presostato diferencial de aceite es de acción inmediata. No tiene retardo.

Este tipo de compresor esel que mejor se puede regular (de forma lineal desde el 10% hasta el 100%). Esta regulación se lleva a cabo con un pistón de capacidad que abre o cierra el espacio entre los dos tornillos (corredera). El accionamiento de este pistón se lleva a cabo con el aceite.

Son bastante ruidosos y aceptan retornos de líquido. La temperatura máxima de descarga son 100ºC

Pueden funcionar las 24 horas del dia y el mantenimiento más común es el cambio de rodamientos.

Compresores centrífugos

Diseñado para desplazar grandes volúmenes de gas refrigerante, el refrigerante se aspira por el centro de un rodete y las fuerzas centrífugas lo comprimen al exterior del rodete. Suelen funcionar a muy altas velocidades.

Utilizados básicamente en grandes enfriadoras de climatización los encontraremos incluso con rodamientos electrónicos, sin fricción, con lo que el compresor puede funcionar sin aceite y las ventajas que esto conlleva al evitar la película aislante que forma en evaporadores.

Estos compresores admiten una variación del volumen desplazado desde el 10% hasta el 100% de forma generalmente automática.

Debido a las altas velocidades con que trabajan, su tamaño es pequeño respecto al resto de tecnologías de compresores.