Compresores Scroll : Funcionamiento, ventajas y rendimiento volumétrico

Funcionamiento

En los compresores Scroll, las celdas o cámaras de compresión de geometría variable y en forma de hoz, están generadas por dos caracoles o espirales idénticas, una de ellas, la superior, fija (estator), en cuyo centro está situada la lumbrera de escape, y la otra orbitante (rotor), estando montadas ambas frente a frente, en contacto directo una contra la otra, la espiral fija y la móvil cuyas geometrías se mantienen en todo instante desfasadas un ángulo de 180º, entre  un dispositivo antirotación, están encajadas una dentro de la otra de modo que entre sus ejes hay una excentricidad en orden a conseguir un movimiento orbital de radio del eje de la espiral móvil alrededor del de la espiral fija.

Fijándose exclusivamente en el conjunto (árbol motor-rotor) con cada giro de 360º el árbol motor se adhiere a la espiral inscrita en el plato rotor excéntrico, generando los siguientes movimientos:

a) Uno de rotación de 360º alrededor de su eje, (que tendría lugar igualmente si el valor de él fuera nulo)

b) Otro simultáneo de traslación paralela a sí misma alrededor del eje del cigueñal (que no se produciría si el valor fuese nulo).

Si se desea que la espiral describa únicamente éste último movimiento de traslación orbital sin la rotación producida por el hecho de estar solidariamente sujeta al plato, es necesario eliminar mediante un dispositivo antirotación ésta última unión rígida, lo que se consigue montando la espiral móvil sobre un simple cojinete vertical de apoyo, concéntrico con ella.

De esta manera, el giro del árbol motor o cigüeñal arrastra al conjunto del caracol móvil, haciéndole describir alrededor del árbol motor (y por lo tanto alrededor del centro del caracol fijo, punto donde está situada la lumbrera de escape), una órbita de radio sin rotación simultánea.

Ventajas

Los compresores Scroll por su diseño compacto y por su menor número de partes móviles, son más confiables que otros tipos, ya que eliminan las oportunidades de falla que puedan presentarse por ajuste o torques incorrectos.

Los circuitos frigoríficos y de bomba de calor que utiliza el compresor Scroll, alcanzan valores del COP inusualmente altos, posibles únicamente debido al elevado rendimiento volumétrico que tiene este compresor para todas las condiciones de funcionamiento que pueden presentarse (relaciones de compresión diversas).

Las causas de este buen rendimiento volumétrico son:

a)  Inexistencia de espacio muerto perjudicial.

b)  Ausencia de válvulas de admisión y escape así como de segmentos que eliminan posibles retrasos en su apertura.

c)  El contacto, en las espirales como en sus bases y bordes superiores, es perfecto y constante (adaptabilidad axial y radial muy buena).

d)  Mínimo efecto de separación física de las zonas de aspiración (exterior espirales) y descarga (interior espirales)

Otra consecuencia beneficiosa del elevado rendimiento volumétrico que posee este tipo de compresores es su menor tamaño, comparado con el necesario para un alternativo de la misma potencia frigorífica.

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