Tipos de compresores: El corazón de la Refrigeración Industrial

Los compresores son el corazón de TODO sistema de refrigeración. Se encarga de aspirar el refrigerante en fase gaseosa de baja presión y comprimirlo para elevar su presión y temperatura, permitiendo así el ciclo de refrigeración.  La confiabilidad y eficiencia del compresor hace la diferencia en el éxito del proyecto

En aplicaciones industriales se utilizan principalmente dos grandes familias: compresores dinámicos y positivos. Cada una se divide en diferentes tipos según su principio de funcionamiento y características de operación.

Compresores para sistemas de Refrigeración Industrial

COMPRESORES DESPLAZAMIENTO POSITIVO

1. Compresores Recíprocos (de pistón)

Los compresores de pistón son los más tradicionales y se basan en el movimiento alternativo de uno o varios pistones dentro de cilindros.

Compresor de Pistón

Al desplazarse el pistón, aspira el gas refrigerante y luego lo comprime disminuyendo el volumen.

Características principales:

• Pueden ser de una o dos etapas de compresión.

• Son lubricados por aceite mineral o sintético.

• Permiten trabajar con presiones relativamente altas.

Ventajas

• Muy alta eficiencia volumétrica.

• Adecuados para bajas temperaturas (congelación).

• Construcción robusta y gran duración.

• Eficientes en energía

• Rápida descarga de capacidad.

Desventajas

• Mayor nivel de ruido y vibración.

• Requieren mayor mantenimiento (válvulas, anillos de pistón, cojinetes).

Aplicaciones típicas:

• Cámaras de conservación de +2C hasta -18C en una etapa

• Túneles de congelación. En dos etapas de compresión

• variación de cargas.

2. Compresores de tornillo (screw)

   
   

Los compresores de tornillo funcionan con dos rotores helicoidales que giran en sentido contrario. El gas es atrapado entre los tornillos y se va comprimiendo a medida que avanza hacia la descarga.

Compresor tornillo

Características principales:

• Normalmente de doble tornillo y también existen de un solo tornillo.

• Baja vibración y bajo nivel de ruido en operación

• Normalmente tienen un sistema de regulación de capacidad (válvula deslizable).

  
  

Ventajas:

• Grandes cargas térmicas  

• Menores requerimientos de mantenimiento.

• Adecuados para operación continua 24/7.

• Mayor rango de presiones en una etapa

Desventajas:

• Mayor inversión

• En cargas parciales reduce la eficiencia

  
  

Aplicaciones típicas:

• Túneles de congelación rápida IQF.

• Almacenes frigoríficos de gran capacidad.

• Plantas industriales de alimentos y bebidas.

3. Compresores Scroll

Están formados por dos espirales: una fija y otra que gira en órbita. Esto genera cámaras de refrigerante que se van reduciendo, provocando la compresión del gas.

Características principales:

• Bajo nivel sonoro.

• Diseño compacto sin válvulas de descarga.

  
  

Ventajas:

• Alta eficiencia en aplicaciones de temperatura media.

• Poco mantenimiento.

• Buena relación costo/beneficio para sistemas de capacidad media.

Desventajas:

• Limitados a capacidades pequeñas y medias hasta 50 HP por compresor, aunque se utilizan varios en paralelo.

• No son adecuados para temperaturas muy bajas.

Aplicaciones típicas:

• Chillers y unidades modulares.

• Procesos industriales con refrigerantes HFC.

4. Compresores de lóbulos (Roots)

Constan de dos rotores con forma de lóbulos que giran atrapando el gas. No existe un cierre hermético, por lo que sólo producen una compresión moderada.

Características principales:

• Funcionamiento simple con pocos componentes móviles.

• Utilizados generalmente como etapa de pre-compresión.

Ventajas:

• Diseño sencillo y fácil mantenimiento.

• Resistencia a partículas y contaminantes.

Desventajas:

• Baja eficiencia en presiones elevadas.

• No recomendados para compresión final.

Aplicaciones típicas:

• Sistemas booster CO₂.

• Refuerzo en aplicaciones de doble etapa.

5. Compresores rotativos de paletas

   
   

Este tipo de compresor consta de un rotor excéntrico y paletas deslizantes que comprimen el gas contra la carcasa.

Características principales:

• Funcionamiento continuo con pocas oscilaciones.

• Adecuados para pequeñas capacidades.

Ventajas:

• Compactos y de bajo costo.

• Simple construcción mecánica.

Desventajas:

• Menor vida útil frente a tornillo o pistón.

• Limitados a rangos de presión.

Aplicaciones típicas:

• Pequeñas instalaciones industriales.

• Circuitos auxiliares o servicios secundarios.

Compresores dinámicos

1. Compresores centrífugos

   
   

En este tipo, un rodete giratorio imparte velocidad al refrigerante, aumentando

Compresor Centrífugo

su energía cinética y transformándola en presión a través de un difusor.

Características principales:

• Alta velocidad de giro (>15.000 rpm).

• No utilizan pistones ni tornillos.

Ventajas:

• Gran capacidad de caudal con tamaño compacto.

• Suaves en funcionamiento (baja vibración).

Desventajas:

• Se ven afectados por variaciones bruscas de carga.

• Requieren controladores avanzados y mantenimiento especializado.

Aplicaciones típicas:

• Refrigeración de procesos en plantas petroquímicas.

• Climatización industrial de grandes espacios.

2. Compresores axiales

   
   

Trabajan por fases, donde el gas es impulsado por múltiples álabes, aumentando progresivamente la presión. Se utilizan en aplicaciones con altísimas capacidades.

Características principales:

• Varios estadios en serie.

• Alta eficiencia en rangos estrechos de operación.

Ventajas:

• Muy eficiente a caudales constantes.

• Diseño apropiado para plantas a gran escala.

Desventajas:

• No son adecuados para pequeñas variaciones de carga.

• Altos costos de diseño e instalación.

Aplicaciones típicas:

• Turbocompresores, refrigeración de grandes procesos industriales.

A continuación, compartimos tablas con la información resumida, con el principio de funcionamiento y sus aplicaciones de los compresores anteriormente descritos:

Compresores de Desplazamiento positivo

Tipo	Subtipo	Principio de funcionamiento	Aplicaciones
Recíprocos (pistón)	Simple etapa / Doble etapa	Movimiento alternativo de un pistón que comprime el refrigerante en un cilindro	Cámaras de congelación, plantas de alimentos, sistemas con baja capacidad o grandes saltos de temperatura
Rotativos de tornillo (screw)	Simple tornillo / Doble tornillo	Dos rotores helicoidales giran atrapando y comprimiendo el gas	Plantas de congelación, túneles IQF, grandes sistemas de NH₃, procesos continuos
Scroll	Scroll fija + scroll orbital	Dos espirales: una fija y otra orbital, generan cámaras que disminuyen su volumen	Sistemas medianos, Chillers industriales y comerciales
Lóbulos / Roots	Rotores de lóbulos	Dos rotores giran atrapando el gas, pero sin cierre total (baja compresión)	Pre-compresión o sistemas Booster
Rotativo de paletas	Rotor excéntrico con paletas deslizantes	Las paletas atrapan el gas y lo comprimen contra la pared a medida que rotan	Aplicaciones pequeñas o intermitentes, como booster

Compresores Dinámicos

Tipo	Principio de funcionamiento	Aplicaciones
Centrífugo	Un rodete giratorio acelera el gas y lo convierte en presión al pasar por el difusor	Plantas de aire acondicionado industrial, grandes refrigeradores de procesos, petroquímica
Axial	Varios álabes en serie aumentan gradualmente la presión	Instalaciones de muy alta capacidad, turbocompresores industriales (menos común en refrigeración convencional)

Cada tipo de compresor ofrece ventajas específicas según las condiciones de operación, tipo de refrigerante y exigencias del proceso. Para sistemas de baja temperatura y alta presión, los compresores de pistón siguen siendo la mejor opción. Para aplicaciones continuas de gran caudal, los de tornillo y centrífugos son especialmente recomendados. Por otro lado, los scroll representan una excelente alternativa para soluciones modulares y de mediana potencia.

Industria	Compresor recomendado
Alimentos congelados	Tornillo o Pistón de doble etapa
Plantas lácteas	Pistón o tornillo, depende la capacidad
Bebidas / bebidas carbonatadas	Tornillo
Almacenes frigoríficos	Tornillo (NH₃)
Pequeñas plantas / unidades modulares	Scroll

Para seleccionar el compresor, es necesario evaluar el perfil de carga, la temperatura requerida por el producto, el refrigerante preferido y la facilidad de mantenimiento.

En Alfrio te ayudamos a seleccionar el compresor mas adecuado para tu sistema de refrigeración Industrial.  Contamos con especialistas para asesorarte y acompañarte en cada etapa del proceso.

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