Compresor de tornillo para refrigeración

El compresor de tornillo para refrigeración es una máquina de alta eficiencia, diseñada para aumentar la presión de gas refrigerante que sale del evaporador del ciclo de enfriamiento a compresión, y llevarlo al condensador del sistema.

Chiller tornillo ¿Cómo funciona?

• El funcionamiento del compresor de tornillo, se realiza mediante la reducción del volumen del gas refrigerante, producido por la rotación de tornillos helicoidales ranurados, colocados en una carcasa de tolerancia ajustada, equipada con un puerto de entrada y salida.
• Básicamente, entre mayor distancia longitudinal, atraviese el refrigerante por el tornillo, mayor será la reducción del volumen y el aumento de presión del gas.
• El éxito del compresor de tornillo, se enfoca en la menor cantidad de piezas móviles, y las bajas vibraciones que genera.
• Como no hay válvulas de descarga, la presión final generada por el compresor de tornillo, es independiente a la del condensador.
• Los compresores de tornillo para refrigeración son usados usualmente en enfriadoras de agua tipo chiller.

• Los chillers con compresor de tornillo son enfriadoras compactas y livianas disponibles con una capacidad de enfriamiento que va desde 20 toneladas hasta 1,000 toneladas.
• El tornillo de doble rotor, es el compresor más utilizado para instalaciones de refrigeración industrial en todo el mundo, particularmente instalaciones de mayor tamaño.
• El ciclo de compresión comienza, cuando la rosca llena de gas que viene del evaporador del chiler, se cierra desde el puerto de succión.
• A medida que los rotores giran en direcciones opuestas, el gas se introduce en los rotores a través del puerto de entrada, y llena la cavidad de compresión o rosca, ubicada entre el lóbulo macho, y la ranura del rotor hembra.
• El volumen inicial de gas, se denomina volumen de succión. A medida que los tornillos continúan girando, el gas queda atrapado entre las carcasas del compresor y los rotores, y el gas se mueve axial y radialmente. a través de la carcasa del rotor.
• El entrelazamiento adicional de los lóbulos, da como resultado la reducción y compresión del volumen de succión inicial de gas, hasta que el gas se libera a través del puerto de salida.
• La descarga de compresión, está determinada por la ubicación del puerto de salida.
• La Presión final es independiente del ciclo de refrigeración del chiller, y depende solo de la relación de compresión del propio compresor de tornillo.
• La Presión de salida del compresor de tornillo, no necesariamente es igual a la presión del condensador del chiler, puede ser menor, igual o mayor.
• Controlar el valor de V i, o relación de compresión, para que coincida la relación de compresión del compresor de tornillo con el ciclo de refrigeración del chiler, puede ayudar mantener la mejor eficiencia operativa del compresor.
• Cuando la distancia que recorre el refrigerante longitudinalmente es constante, estamos hablando de compresores con una relación de compresión también constante, es decir V i constante.
• Cuando con una válvula corredera, logramos cambiar la distancia longitudinal de compresión, podemos cambiar la relación de compresión propia del compresor, es decir, variamos V i.
• Los compresores de tornillo, con inyección de aceite, tienen un proceso de compresión casi isotérmico, ya que el calor generado por el proceso de compresión es casi disipado por el aceite.
• También, Los compresores de tornillo pueden ser máquinas con relación de compresión fijas.
• Los compresores de tornillo de índice de volumen fijo, ofrecen las ventajas de costos iniciales más bajos, debido a menos solenoides de control, y menos partes móviles.
• La principal desventaja de un compresor de Volumen del tipo fijo, es su incapacidad para cambiar con las condiciones de operación fluctuantes del sistema, lo que resulta en períodos de ineficiencias en el rendimiento.
• Los compresores de tornillo de índice de volumen fijo, tienen un número limitado de incrementos. Algunas clasificaciones típicas de los compresores de tornillo de volumen fijo, tienen los valores de 2.6, 3.6, y 5.0, de relación de volumen.
• A medida que cambia la presión de condensación del sistema, un compresor de tornillo de volumen variable, automáticamente reposiciona el puerto de descarga, reduciendo la posibilidad de sobrecompresión o sub compresión.
• Los compresores de tornillo con índice de volumen variable, son deseables en aplicaciones con una amplia gama de condiciones de succión, o con una gran variación en la presión de descarga.
• La variación de capacidad o de manejo de carga térmica, depende de la cantidad de refrigerante a manejar por el compresor.
• La regulación de capacidad de un compresor de tornillo, se realiza por un mecanismo formado por una corredera deslizante, situada entre los dos tornillos.
• Al moverse la corredera hacia la descarga, aumenta el paso del gas succionado a través de un by pass, que lo retorna hacia la succión, y evita ser comprimido.
• Este método ofrece una buena eficiencia a carga parcial, porque el gas recirculado solo tiene que superar una ligera caída de presión, para desviar de nuevo a la succión, ya que la ranura de recirculación se abre antes de que comience la compresión, evitando una pérdida de energía comprimiendo gas que no se usará.
• Además como la válvula de corredera se mueve, el puerto de descarga radial también se mueve hacia la derecha, es decir ambos puertos se mueven hacia la derecha, pero la distancia entre ambos es constante, manteniendo así aproximadamente la misma relación de volumen, a carga parcial que a carga completa, para una pieza óptima eficiencia de carga.
• También se usan variadores de frecuencia para mejorar aún más la adaptabilidad del compresor de tornillo a potencias de enfriamiento menores a la nominal.
• La capacidad típica del chiller con compresor de tornillo, oscila entre 700KW y 1000KW.
• El chiller con compresor de tornillo, es hasta un 40% más pequeño y ligero que las máquinas centrífugas.
• El compresor de tornillo, tiene una Estructura simple, pocas piezas, pocas piezas de desgaste y larga vida.
• El compresor de tornillo, tiene una operación estable a baja carga, con Regulación continua en el rango de 10% al 100%, alta eficiencia bajo carga parcial y ahorro de energía.
• El precio de sistemas de refrigeración con compresor de tornillo es más alto que otros tipos de equipos, que usan compresor de pistón y scroll.
• El compresor de tornillo, trabaja a menor velocidad que el enfriador de agua centrífugo.
• El sistema que maneja el aceite lubricante en el compresor de tornillo, es complejo y consume mucho aceite.
• En los sistemas de refrigeración con compresor de tornillo, el separador de aceite, debe tener una eficiencia superior al 99 por ciento, y se usa para mejorar la efectividad del ciclo de refrigeración.
• Los compresores de tornillo son silenciosos.
• En comparación con otros tipos de compresores, el consumo total de energía del compresor de tornillo de alta calidad, es relativamente pequeño.