Compresores Scroll: Sinónimo de Eficiencia y de Ahorro Energético

Los Sistemas de Refrigeración y Aire Acondicionado que implementan los compresores  Scroll, están ganando terreno en el ámbito residencial, comercial e industrial, esto se debe a su mayor capacidad de desplazamiento volumétrico, y a su marcada diferencia en el consumo de energía, lo que representa bajos costos de operación durante el proceso de  arranques y puestas en marchas.

El diseño de los compresores scroll, ofrece un mayor perfeccionamiento técnico sobre los compresores convencionales, ya que les permite operar con niveles muy bajos de ruido y vibración, esto se debe a que se conforman de un menor número de partes móviles, lo que los hace más compactos y ligeros en su peso, con una proporción de hasta de un 25% menos en comparación con otros, lo que representa una mejor aceptación en los  sistemas de aire acondicionado, en capacidades de 3-30 toneladas en sistemas simples, logrando capacidades superiores con más de 2 compresores en paralelos. Algunas pruebas efectuadas en laboratorio demuestran que llegan a ser dos veces más silenciosos que los compresores reciprocantes.

Aunque el compresor Scroll, o de espiral fue descrito por primera vez en 1905 por el francés León Creux, sólo las recientes técnicas de mecanización por control numérico han hecho posible la fiabilidad de fabricación imprescindible para este tipo de compresores, cuyo diseño se basa principalmente en la consecución de tolerancias muy estrechas en piezas de forma geométrica complicada, como es el caso de los perfiles en espiral.

Finalidad del compresor scroll en el ciclo de refrigeración

El compresor tiene dos funciones en el ciclo de refrigeración por compresión. En primer lugar succiona el vapor refrigerante y reduce la presión en el evaporador a un punto en el que puede ser mantenida la temperatura de evaporación deseada.

En segundo lugar, el compresor eleva la presión del vapor refrigerante a un nivel lo suficientemente alto, de modo que la temperatura de saturación sea superior a la del medio de enfriamiento disponible para la condensación del vapor refrigerante.

El compresor Scroll se puede considerar como la última generación de los compresores rotativos de paletas, en los cuales éstas últimas han sido sustituidas por un rotor en forma de espiral, excéntrico respecto al cigüeñal, que rueda sobre la superficie del estator, que en lugar de ser circular tiene forma de espiral, concéntrica con el cigüeñal del motor.

El contacto entre ambas superficies espirales se establece, en el estator y el rotor, en todas sus generatrices.

Como se puede comprobar, hay otra diferencia fundamental respecto a los compresores rotativos de paletas, ésta es que la espiral móvil del rotor no gira solidariamente con este último, sino que sólo se traslada con él paralelamente a sí misma.

En los compresores Scroll, el hecho de que los perfiles de las dos espirales sean  envolventes, permite a la espiral móvil rodar sin deslizamiento sobre la espiral fija, cumpliéndose en todo momento la alineación de los centros de las dos espirales y el punto de contacto entre ambas.

Este compresor está hecho por dos espirales (Scroll) una fija y la otra móvil: compresión y descarga, son ciclos suaves y continuos durante la rotación en que ocurre el ciclo.

Aspiración: En la primera órbita, 360º, en la parte exterior de las espirales se forman y llenan totalmente de vapor.

Compresión: En la segunda órbita, 360º, tiene lugar la compresión a medida que dichas celdas disminuyen el volumen del gas refrigerante, acercándolo hacia el centro de la espiral fija, alcanzándose al final de la segunda órbita.

Descarga: En la tercera y última órbita, puestas ambas celdas en comunicación con la lumbrera de escape, tiene lugar la descarga (escape) a través de ella.

Cada uno de los tres pares de celdas, estarán en cada instante en alguna de las fases descritas, lo que origina un proceso en el que la aspiración, compresión y descarga tienen lugar simultáneamente y en secuencia continua, eliminándose por esta razón las pulsaciones casi por completo.

Cuadro 1

Entrada de Refrigerante

Inicia por la interacción de una espiral móvil y un espiral fija, en donde entra el gas por la parte externa a medida que la espiral gira

Compresión de Refrigerante

La entrada del paso de gas se sella por la espiral.

Descarga de refrigerante

Como la espiral continúa girando, el gas es comprimido poco a poco al tiempo que el gas llega al punto central una vez alcanzada la presión de descarga.

Ciclo de compresión

Durante la operación ocurren simultáneamente seis etapas de compresión, resultando continuamente succión y descarga.