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1. COMPRESORES DE TORNILLO

Los compresores de tornillo pueden funcionar con amoniaco, así como otros fluidos halogenados, pudiendo aplicarse en congelación, refrigeración, climatización e igualmente con bombas de calor. Estos compresores están alcanzando gran difusión en el mercado, disputándole campos de aplicación a los compresores alternativos. Inicialmente empezaron aplicándose para grandes potencias, pero poco a poco se ha ido ampliando su campo de utilización para instalaciones más pequeña. Los puntos interesantes que los compresores de tornillo presentan son: Ausencias de válvulas de aspiración y descarga; poco sensibles, pues, a los golpes de líquido. Bajo nivel sonoro, ya que disponen de un flujo de gas comprimido constante, pocas piezas en movimiento y un movimiento rotativo. Rendimiento volumétrico es elevado. Regulación continúa desde el 10 a 100%. Reducido espacio ocupado. Pueden manejar sin ningún peligro volúmenes de fluido frigorígeno líquido, posibilidad que no tienen los compresores alternativos. Poseen gran fiabilidad, un reducido coste de mantenimiento y un largo intervalo entre revisiones (alrededor de 50 000 horas).

Fig. 1: Compresor de tornillo seccionado Bitzer

1.1 Funcionamiento del compresor de tornillo

El compresor de tornillo está compuesto por dos engranajes helicoidales llamados rotor macho y rotor hembra de igual diámetro exterior montados dentro de un carter de fundición de alta resistencia. El rotor macho posee lóbulos que engranan dentro de los canales o alvéolos del rotor hembra de igual perfil. Los Lóbulos/Canales puede ser: 4/6, 5/7 ó 3/5. Al girar se realiza la compresión de los vapores refrigerantes por la reducción volumétrica que se consigue en el espacio cerrado entre el carter y los huecos entre engranajes. En esta compresión el fluido es arrastrado tanto radial como axialmente. Una característica de este tipo de compresores es que no emplean válvulas de aspiración ni de descarga lo que permite al compresor de tornillo funcionar a altas revoluciones.

Fig. 2: Rotores macho y hembra

Las etapas que el refrigerante lleva a cabo en el proceso de funcionamiento del compresor de tornillo son: Succión: Llenado de la cavidad con el gas de succión. Traslación: El gas queda atrapado entre los tornillos y la carcasa. Compresión: El volumen de esta cavidad se reduce. Descarga: El gas es descargado por el orificio de descarga.

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Los compresores de tornillo no tienen válvulas y por tanto comprimen el gas desde un volumen inicial hasta otro final fijo.

Fig. 3: Etapas en el proceso de funcionamiento de un compresor de tornillo

1.2 Sistema de lubricación de un compresor de tornillo

El sistema de lubricación garantiza la fiabilidad de un compresor. Asegura el engrase óptimo de los componentes que giran, el equilibrado hidráulico en el esfuerzo sobre los cojinetes y la eliminación del empuje axial. La inyección directa del aceite enfriado en el interior de la cámara de compresión permite las ventajas de: Buena lubricación de los rotores, que origina una película de aceite entre ambos que elimina el desgaste. Enfriamiento del gas en el transcurso de la compresión, lo que permite fabricar una máquina con juegos menores. Lubricación de los ejes y cojinetes. Mover la válvula de corredera. La cantidad de aceite en circulación en un compresor de tornillo es muy importante. El caudal de aceite inyectado en el compresor debe separarse completamente del fluido frigorígeno para reintegrarse hacia el compresor. Dicho aceite debe ser filtrado, y enfriado, antes de reintegrarse a la máquina. Para llevar a cabo estos procedimientos se necesitan los siguientes elementos:

Fig. 4: Compresor de tornillo con enfriador de aceite

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un separador de aceite eficaz, un recipiente de aceite separado o integrado, una bomba de aceite, un enfriador de aceite, un filtro de aceite, un sistema de reglaje de la presión de lubricación. La inyección de aceite permite obtener un rendimiento elevado y una larga etapa de funcionamiento de los compresores de tornillo, al absorber una gran cantidad de calor de compresión de la máquina. El calor cedido al aceite se intercambia en un enfriador de aceite. En las instalaciones que disponen de un caudal de agua suficiente (en general, a través de una torre de refrigeración), se utiliza el enfriamiento del aceite por agua. Otra solución consiste en el empleo de un enfriador de aceite alimentado por el fluido frigorígeno.

Fig. 5: Lubricación en un compresor de tornillo sin bomba de aceite

Determinados compresores no poseen bomba de aceite y emplean un sistema de lubricación por inyección de aceite obtenida por la diferencia de presión entre la descarga y los órganos que han de lubrificarse.

1.3 Compresores herméticos y semiherméticos de tornillo

Por lo que respecta a los compresores semiherméticos de tornillo, el motor de accionamiento y el compresor comparten el mismo eje eliminando ruidos en la transmisión y ambos se encuentran alojados en una coraza de hierro fundido con aletas para refrigeración y cerrada con pernos lo que facilita su desmontaje. Los compresores herméticos presentan algunas particularidades y por tanto las vamos a resaltar como el motocompresor Hartford, el cual se trata de un compresor vertical que contiene un 20% menos de piezas que un compresor de pistón, entre las que destaca:

No incorpora bomba de aceite; éste, que se halla depositado en la parte baja del carter, se distribuye para la lubricación y la reducción de potencia, por la presión de condensación (el carter se halla bajo la presión de descarga).

Fig. 6: Partes principales de un compresor de tornillo semihermetico de la firma Bitzer.

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Un separador de aceite interno: la separación del aceite se obtiene bajo el efecto de la fuerza centrífuga y de un deflector especial interno. Enfriamiento del aceite por inyección de fluido frigorígeno al punto óptimo en el transcurso de la compresión. El control del nivel de aceite se efectúa por un flotador magnético. La temperatura del aceite se controla por un sensor de temperatura. La regulación de la potencia frigorífica se lleva cabo a través de un dispositivo mandado por el pistón. El motor se encuentra protegido térmicamente por sensores de temperatura en cada bobina, sistema similar al empleado en los motocompresores herméticos o herméticos accesibles de pistón que estudiaremos mas adelante.

Fig. 42: Compresor de tornillo hermético (HARTFORD)

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