Tipos de compresores
Los dos más prominentes son los compresores de pistón y tornillo rotativo.
Los compresores de pistón son los equipos industriales más antiguos y comunes. Son máquinas bastante sencillas (un pistón se usa para comprimir el aire en un cilindro) que suelen utilizarse en operaciones con una demanda limitada e intermitente de aire comprimido. Los compresores de alta presión suelen depender también de la tecnología de pistón.
Su precio de compra más bajo los convierte en una opción atractiva para los aficionados y pequeños talleres. Sin embargo, normalmente no pueden funcionar continuamente durante largos períodos de tiempo y tienen que enfriarse periódicamente. Además, cuentan con muchas piezas móviles, lo que significa que están más sujetos a desgaste y que pueden requerir bastante mantenimiento.
Por eso, muchas empresas con una mayor demanda de aire comprimido suelen recurrir a la compresores de tornillo rotativo.
Como su nombre indica, hay dos tornillos en el corazón de estas máquinas. También se conocen
como rotores macho y hembra, y son accionados por el rotor macho (si se inyectan aceite) o por un engranaje de sincronismo (si están exentos de aceite).
En cualquier caso, los rotores macho y hembra giran en direcciones opuestas. Como resultado, el aire se aspira entre ellos. A medida que avanza su ciclo, la disminución del espacio entre los rotores y su carcasa conduce a la compresión del aire. Este aire comprimido se desplaza a la salida.
En comparación con los compresores de pistón, los compresores de tornillo ofrecen muchas ventajas.
Cuando se trata de invertir en un compresor, es extremadamente importante tener en cuenta el principio del costo total de propiedad: es probable que esto le ahorre mucho dinero en el largo plazo.
Costo total de propiedad… ¿qué significa eso?
Cuando hablamos del costo total de propiedad, nos referimos a todos los costos asociados a un producto. En algunos casos, esto cubre principalmente el precio de compra. Por ejemplo, cuando usted compra un sofá, entonces usted generalmente sólo tiene que pagar por él y no hay otros costos asociados con esa compra (posiblemente aparte de tener que pagar a la gente para moverlo).
Esto es muy diferente con los compresores.
En comparación con los compresores de pistón, los compresores de tornillo ofrecen muchas ventajas. Aunque son un poco más caros al momento de la compra, pueden funcionar continuamente durante muchas horas, son mucho más eficientes, emiten menos ruido (y por lo tanto se pueden instalar en más lugares) y no requieren tanto mantenimiento.
Además de estos dos tipos de compresores, hay muchos otros que se utilizan con menos frecuencia. A continuación ofrecemos una breve descripción general de ellos:
Compresores de diafragma
En estos compresores, el diafragma se acciona mecánica o hidráulicamente. Mientras que los compresores de diafragma mecánicos se utilizan con un flujo pequeño y baja presión, o como bombas de vacío, los compresores de diafragma hidráulicos se utilizan para aplicaciones de alta presión.
Compresores de uña
Al igual que los compresores de tornillo, la tecnología de uña incorpora dos rotores. Giran en direcciones opuestas dentro de una cámara de
compresión. Los rotores, que siempre están sincronizados, se controlan mediante ruedas dentadas. Cuando giran entre sí, extraen aire que luego se comprime antes de ser expulsado por un puerto de salida.
Los compresores de uña se utilizan a menudo cuando se necesita aire especialmente puro, por ejemplo, en el rubro alimentario, sanitario o farmacéutico, cuando el aire entra en contacto con el producto final, o en la industria electrónica.
Compresores scroll
Los compresores scroll también se basan en desplazamiento positivo. El elemento compresor consta de una espiral fija en una carcasa y una espiral móvil excéntrica accionada por un motor.
Las espirales se montan con desplazamientos de fase de 180° para formar bolsas de aire con un volumen que varía gradualmente. Cuando la espiral móvil se mueve, el aire se aspira y queda atrapado en una de las bolsas de aire, donde se comprime gradualmente mientras se desplaza hacia el centro, donde se encuentran la lumbrera de salida y una válvula antirretorno.
Los compresores scroll son eficientes y silenciosos
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A menudo se utilizan para procesos de refrigeración, desde unidades de aire acondicionado residenciales hasta soluciones de refrigeración industrial.
Compresores de paletas
Los compresores de paletas constan de un rotor con paletas radiales y móviles en forma de hoja (normalmente hechas de aleaciones de fundición especiales) que se monta excéntricamente en una carcasa del estator. Cuando gira, las paletas se presionan contra las paredes del estator por la fuerza centrífuga. Se aspira aire cuando aumenta la distancia entre el rotor y el estator. A continuación, se captura en las diferentes bolsas de compresores, que reducen el volumen con la rotación. El aire se descarga cuando las paletas pasan por la lumbrera de salida.
Los compresores de paletas tienen muchas aplicaciones. Se utilizan en todas partes, desde los sectores agrícola y energético, hasta la industria automovilística. Además, los compresores de paletas también tienen aplicaciones farmacéuticas, médicas y odontológicas.
Soplandores “roots”
Los sopladores “roots” son compresores de desplazamiento sin válvulas y sin compresión interna. Al no ser muy eficientes, solo se utilizan para aplicaciones de baja presión.
Un soplador “roots” consta de dos rotores que giran en direcciones opuestas. Una vez que la cámara de compresión entra en contacto con el puerto de salida, el aire comprimido regresa a la carcasa desde el lado de presión. Entonces, a medida que el volumen de la cámara de compresión disminuye con la rotación continua, tiene lugar una compresión adicional.
Aunque los equipos mencionados anteriormente son todos compresores de desplazamiento, también hay diferentes compresores dinámicos.
Compresores centrífugos
Estos compresores se caracterizan por su flujo de descarga radial. En primer lugar, el aire se aspira al centro de un rodete giratorio con hojas radiales. A continuación, las fuerzas centrífugas lo empujan
hacia el perímetro del rodete.
El movimiento radial del aire produce simultáneamente un aumento de la presión y la generación de energía cinética. A continuación, antes de que el aire se dirija al centro del rodete de la siguiente etapa del compresor, pasa a través de un difusor y una voluta. Aquí es donde la energía cinética se convierte en presión.
El eje del impulsor alcanza velocidades extremadamente altas. A 15.000-100.000 rpm, son mucho más altas que las de los compresores mencionados anteriormente.
Compresores axiales
Estos compresores tienen un flujo axial, lo que significa que el aire pasa a lo largo del eje del compresor a través de filas de paletas giratorias y estacionarias. Como resultado, la velocidad del aire aumenta gradualmente a la vez que las hojas fijas convierten la energía cinética en presión. Normalmente se incorpora un tambor de compensación en el compresor para contrarrestar el empuje axial.
Por lo general, los compresores axiales son más pequeños y ligeros que sus compresores
centrífugos equivalentes y funcionan normalmente a velocidades más altas. Se utilizan para caudales constantes y de alto volumen a una presión relativamente moderada, por ejemplo, en sistemas de ventilación. Dada su alta velocidad de rotación,
están perfectamente acoplados a las turbinas de gas para generar electricidad y propulsar aeronaves.
La búsqueda del compresor óptimo comienza determinando el tamaño que debe tener. Esto es tan importante debido a la cantidad de energía que se necesita para comprimir el aire. Si el compresor es demasiado grande, se corre el riesgo de malgastar una gran cantidad de energía (especialmente si elige un modelo de velocidad fija). Y eso añadirá muchos gastos innecesarios a su operación.
Por otro lado, si el compresor es demasiado pequeño, no podrá satisfacer su demanda. Por eso también es importante tener en cuenta cualquier futura expansión. Al tener en cuenta sus futuras necesidades de aire comprimido, puede evitar tener que comprar otro compresor de nuevo demasiado pronto.
Pero, ¿cómo se puede dimensionar correctamente un compresor?
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