Diferentes tipos de compresores HVAC

Vistas:0     Autor:Editor del sitio     Hora de publicación: 2024-01-25      Origen:Sitio


Hay muchos tipos de compresores HVAC (calor, ventilación y aire acondicionado), pero solo puedes elegir uno para tu sistema.Tomar la decisión correcta desde el principio es

Es importante porque una vez que su sistema HVAC esté completamente configurado, es mejor que se ciña al tipo de compresor con el que comenzó.


Incluso si tiene un sistema existente y desea cambiar el compresor, es recomendable que conozca los distintos tipos de compresores de aire antes de tomar una decisión.


Diferentes tipos de compresores de aire acondicionado



En esta publicación, lo ayudaremos a navegar por el mundo de los compresores, destacando los diferentes tipos, sus principios de funcionamiento, ventajas, desventajas e información adicional que puede ayudarlo a tomar una decisión informada.


¿Qué es un compresor de aire acondicionado?


Un compresor de aire acondicionado es el componente más vital del sistema porque facilita el ciclo de enfriamiento al hacer circular el refrigerante a todas las demás partes del sistema.Básicamente, comprime el refrigerante cuando ingresa al sistema de enfriamiento o calefacción para aumentar su temperatura general.Una vez calentado el sistema, el gas sale del compresor hacia el condensador, que es el lugar donde comienza el proceso de enfriamiento.


El compresor es el que más funciona;es el corazón de todo el sistema.De hecho, cuando otras partes del sistema HVAC fallan, el compresor trabaja más para compensar sus funciones, lo que lamentablemente reduce su vida útil.Pero esto no funciona al revés.Cuando el compresor se daña, todo el sistema HVAC deja de funcionar.


Afortunadamente, los compresores fabricados hoy en día son muy fiables y fáciles de mantener.Con un programa de mantenimiento de rutina realizado por un profesional, puede esperar que su compresor funcione de manera eficiente durante más años.


Diferentes tipos de compresores HVAC


Si bien existen diferentes tipos de compresores HVAC, realizan la misma función pero tienen diferentes principios de funcionamiento.Echemos un vistazo a los tipos comunes, destacando las distinciones entre ellos:


Compresor alternativo


Este es el tipo de compresor de aire acondicionado más popular.Fue uno de los primeros compresores inventados;sin embargo, el diseño mejora constantemente a medida que se descubren mejores tecnologías y materiales.


El compresor alternativo es una máquina de desplazamiento positivo con flujo de aire intermitente, lo que significa que se utiliza mejor para aplicaciones que no requieren un flujo de aire continuo.Sin embargo, esto se puede solucionar utilizando un tanque receptor que almacene aire para cuando se necesite un flujo de aire continuo.


Este compresor funciona según el principio de Ley de Boyle, que establece que 'la presión absoluta liberada por una masa dada de un gas ideal es inversamente proporcional al volumen que ocupa si la temperatura y el gas permanecen iguales dentro de un sistema cerrado'.


Este compresor normalmente consta de 3 partes: el pistón, el cigüeñal y el cilindro.


El pistón está conectado al cigüeñal mediante una varilla y, a medida que el cigüeñal realiza un movimiento de rotación, el pistón se empuja hacia adelante y hacia atrás dentro del cilindro.Este movimiento de rotación permite que el refrigerante sea absorbido por el cilindro, comprimido y descargado fuera del cilindro.Durante este proceso, dos subcomponentes, la válvula de succión y la válvula de descarga, ayudan a evitar que el refrigerante se escape del cilindro.


Cuando el compresor aspira aire, el pistón escapa de la válvula de descarga y crea un efecto de vacío, que reduce la presión en el cilindro para que sea menor que la presión de succión.


Durante la carrera de compresión, el pistón regresa a la válvula de descarga, comprimiendo el refrigerante y aumentando la presión en el cilindro.Cuando la presión en el cilindro está por encima de la presión de succión, la válvula de succión se cerrará con fuerza, atrapando el refrigerante dentro del cilindro.


Por otro lado, cuando la presión en el cilindro aumenta por encima de la presión de descarga, la válvula de descarga se abre con fuerza, dejando espacio para que el aire comprimido salga del cilindro.

Compresor alternativo


Ventajas

● Excelente para operaciones de flujo de aire intermitente

● Muy eficiente en aplicaciones de relación de compresión baja a moderada.

● Menor costo inicial en comparación con otros compresores como el compresor rotativo.

● Tiene una construcción simple, lo que facilita el mantenimiento.

● Se puede utilizar en cualquier entorno, incluidos los limpios y sucios.


Contras

● Produce ruido y vibración significativos durante el funcionamiento.

● No es eficiente para manejar aplicaciones muy exigentes.

● Requiere un tanque receptor para un flujo de aire continuo

● Requiere tiempo de inactividad para enfriar debido al calor causado por la fricción.

● Vida útil más corta



Compresor rotativo


El compresor rotativo es el siguiente tipo de compresor que probablemente encontrará en aires acondicionados y bombas de calor.Es portátil y silencioso, lo que lo convierte en la opción preferida para lugares sin contaminación acústica, como oficinas, viviendas residenciales y edificios hoteleros.A diferencia de los compresores alternativos, los compresores rotativos suministran aire continuo, lo que reduce el costo adicional de comprar e instalar un tanque receptor.


Este compresor a veces se denomina 'compresor de tornillo helicoidal'. Esto se debe a que viene con dos tornillos helicoidales engranados (también conocidos como rotores) que funcionan en direcciones opuestas para comprimir el refrigerante.Los rotores están configurados para tener ranuras, lo que permite que el aire se mueva libremente a través del compresor.


Además, los rotores están engranados y encajados en la cámara del compresor con tolerancias muy estrechas.El espacio entre los rotores está sellado con aceite o materiales especializados, evitando que el aire se escape a través de las superficies de contacto.Cuando los rotores comienzan a girar, el aire pasa a través de las cámaras y queda atrapado en un espacio más pequeño.A medida que los rotores continúan girando, el aire se comprime continuamente.


El compresor rotativo puede ser con inyección de aceite o sin aceite.El primero utiliza aceite para lubricar y enfriar los rotores, lo que ayuda a reducir la fricción y prolonga la vida útil del compresor.Mientras que este último funciona sin aceite en la cámara de compresión.En cambio, utiliza materiales y recubrimientos especializados para garantizar un sellado adecuado y minimizar la fricción.


Compresor rotativo


Ventajas

● Perfecto para funcionamiento con flujo de aire continuo

● Adecuado para entornos que exigen tranquilidad

● No necesita tanque receptor de aire

● Excelente para aplicaciones industriales y de alta exigencia

● Vida útil más larga


Contras

● Mayor costo inicial

● Sólo puede ser reparado por un profesional capacitado y con experiencia.

● Debe usarse en un ambiente limpio.


Compresor de desplazamiento

También conocido como bomba de vacío scroll, este compresor es del tipo de desplazamiento positivo que solo produce aire intermitente.A menudo hay un debate sobre compresor scroll vs reciprocante compresor, especialmente porque ambos solo son adecuados para aplicaciones que requieren un suministro de aire intermitente.


Una de las razones por las que la gente prefiere los compresores scroll es su estructura de diseño simple, ya que cuentan con dos partes entrelazadas en forma de espiral: una espiral fija y una espiral orbital.También resulta beneficioso cuando se necesita un compresor compacto y silencioso.


Los pergaminos fijos y orbitales son idénticos y funcionan juntos.Mientras que la espiral fija está unida a la carcasa del compresor, la espiral orbital está unida al cigüeñal y luego ambos se bloquean entre sí.


A medida que la espiral en órbita recibe energía del cigüeñal, se mueve, formando así una bolsa de espacio entre las dos espirales.A medida que la espiral en órbita continúa moviéndose a mayor velocidad, el tamaño de la bolsa se reduce, lo que da como resultado la compresión del aire atrapado en su interior.


Todo este proceso es continuo, suave y produce una menor variación de par, lo que hace que el funcionamiento sea muy silencioso.Por lo tanto, aunque el compresor scroll es un compresor más nuevo, está ganando popularidad rápidamente.


Los compresores scroll suelen ser de dos tipos: compresores scroll radiales y compresores scroll axiales.En el primero, las volutas se mueven hacia afuera desde el centro, creando bolsas de diferentes tamaños para atrapar y comprimir el aire.En este último, las espirales se mueven linealmente, comprimiendo el gas reduciendo el tamaño de las bolsas formadas.



Compresor de desplazamiento


Ventajas

● El compresor Scroll tiene un diseño simple que ayuda a reducir el consumo de energía.

● Mayor eficiencia energética

● No tiene muchas piezas móviles, lo que hace que dure más

● Puede funcionar sin aceite, lo que ayuda a eliminar la contaminación por aceite en el aire comprimido.

● Bajo nivel de ruido y vibración

● Requiere poco o ningún mantenimiento


Contras

● Costos iniciales más altos

● Las reparaciones son más desafiantes y requieren conocimientos y herramientas especializados.

● No apto para condiciones de funcionamiento extremas


Compresor de tornillo

Este es uno de los diferentes tipos de compresores de CA que se utilizan en edificios grandes donde se requiere refrigeración continua.Con el paso de los años, ha ganado popularidad por su confiabilidad, bajo mantenimiento y eficiencia en el manejo de grandes volúmenes de aire.


Un compresor de tornillo viene con dos rotores helicoidales (macho y hembra) que están engranados estrechamente sin tocarse entre sí.Estos rotores son bastante grandes, lo que los hace capaces de mover un gran volumen de aire de un extremo al otro.A medida que los rotores giran, el espacio entre ellos se reduce, lo que hace que el aire se comprima.


Este tipo de compresor de aire acondicionado puede diseñarse para ser inyectado con aceite o sin aceite, lo que lo hace adecuado para una amplia gama de aplicaciones, incluidos sectores donde la contaminación por aceite es un tabú, como la industria farmacéutica.


Ambos rotores deben estar en buen estado para que el compresor funcione de manera eficiente.A medida que giran, el compresor de tornillo aspira aire a través de la entrada.La rotación continua reduce el espacio entre ellos, lo que hace que el aire se comprima dentro de la cámara.Luego, el aire se mueve hacia el centro de los rotores antes de salir del compresor a través del puerto de descarga central ubicado al final de los rotores.


En el caso de los compresores de tornillo con inyección de aceite, se aplica aceite lubricante a la cámara de compresión no sólo para evitar la fricción sino también para sellar y enfriar el aire comprimido.


Compresor de tornillo



Ventajas


● Amplio rango de capacidad.Puede manejar volúmenes de aire tanto pequeños como grandes.

● Mayor eficiencia energética, especialmente cuando se maneja un gran volumen de aire

● Asequible para personas con un presupuesto ajustado

● Proporciona un suministro de aire continuo y suave con menos pulsaciones.

● Perfecto para diversas aplicaciones, incluidos fines comerciales e industriales.


Contras


● Ruido fuerte y vibración

● Complejidad del diseño con muchas piezas complejas

● Mayores requisitos de mantenimiento


Compresor centrífugo


El compresor centrífugo se destaca entre los distintos tipos de compresores HVAC.Es muy beneficioso para sistemas HVAC extragrandes.De hecho, es más perfecto para aplicaciones industriales.


El compresor centrífugo está diseñado para funcionar de manera eficiente a alta velocidad.Por tanto, cuanto mayor sea la velocidad, mejor será la eficiencia del bombeo.Otro elemento diferencial de este compresor es que tiene menos piezas móviles (sin válvulas, pistones ni cilindros).Las únicas piezas de desgaste que requieren cuidado y mantenimiento frecuente son los cojinetes principales.


Su principio de funcionamiento implica el uso del principio de compresión dinámica, que tiene que ver con convertir energía de una forma a otra para aumentar la presión y la temperatura del refrigerante.El componente principal de este compresor es el impulsor (o un disco con paletas radiales), que hace girar el aire absorbido.


Básicamente, utiliza fuerzas centrífugas para aspirar aire y luego lo hace girar rápidamente usando un impulsor en la cámara de compresión.El aire gana velocidad en la cámara y se comprime a medida que alcanza la velocidad terminal en el borde exterior del impulsor.Después de esto, el aire comprimido pasa al condensador.



Compresor centrífugo


Ventajas

● Muy adecuado para sistemas HVAC extragrandes

● Mayor eficiencia energética

● Tiene menos piezas móviles, lo que significa menores requisitos de mantenimiento.

● Funcionamiento sin aceite

● Proporciona un flujo de aire continuo y suave.


Contras

● Altos costos iniciales

● Diseño muy complejo

● Requiere conocimientos especializados para mantenimiento y reparaciones.


Compresor de pistón

Este es uno de los diferentes tipos de compresores de aire acondicionado que utilizan el mecanismo de operación alternativa.En otras palabras, funciona según el principio del movimiento alternativo.


Un compresor de pistón puede construirse en pistón de una o dos etapas.En el caso del pistón de una sola etapa, el aire se comprime en una sola carrera.Mientras que en el pistón de dos etapas el aire se comprime en dos tiempos.En primer lugar, se comprime a una presión media y luego a una presión más alta.El pistón de doble etapa proporciona una mejor eficiencia y un mayor rendimiento.


Normalmente, los compresores de pistón tienen tres componentes principales que son el cilindro, el pistón y el cigüeñal.El cilindro está hecho de metal, abierto por un extremo pero cerrado por el otro.El pistón es un disco de metal insertado para encajar en el extremo abierto del cilindro.El cigüeñal está conectado al pistón, controlándolo hacia adelante y hacia atrás.


Cuando el cigüeñal tira del pistón hacia adelante, se produce un vacío en el cilindro y absorbe aire a través de una válvula de admisión.Por otro lado, cada vez que se tira del pistón hacia atrás, comprime el aire y luego lo empuja con fuerza a través de una válvula de descarga.Este proceso ocurre uno tras otro, lo que resulta en un flujo de aire intermitente.


Compresor de pistón


Ventajas

● Adecuado para personas con un presupuesto bajo

● Diseño simple y compacto

● No es difícil de mantener

● Puede manejar distintos niveles de demanda


Contras

● No es bueno para aplicaciones que requieren un flujo de aire constante.

● Alto nivel de ruido

● Requiere mantenimiento frecuente

● Alta contaminación por aceite


Compresor de paletas


Este es uno de los tipos de compresores de aire más eficientes.Ofrece alta potencia con gran capacidad de refrigeración, necesaria para aplicaciones con grandes requisitos de refrigeración.El compresor de paletas funciona según el principio de movimiento giratorio, siendo el componente principal un rotor con múltiples paletas montadas excéntricamente dentro de un estator.


A medida que el rotor gira, la fuerza centrífuga empuja las paletas hacia afuera contra la pared del estator, creando cámaras individuales entre las paletas y el estator.Tras la rotación continua de los rotores, el volumen de las cámaras se reduce, lo que provoca la compresión del aire atrapado en su interior.Cuando termina, el aire comprimido se descarga a través de los puertos de salida para enfriar el edificio.


Existen varios tipos de compresores de paletas.Mientras que algunos están diseñados para usar aceite de lubricación para reducir la fricción y el desgaste entre las pocas piezas móviles, otros están diseñados para no tener aceite.Mientras tanto, algunos otros tipos están construidos con paletas guía de entrada variable que ayudan a mejorar la eficiencia ajustando el aire absorbido.


Los compresores de paletas tienen menos piezas móviles y son más silenciosos que otros compresores, como los compresores alternativos y de pistón.Esto los hace menos propensos a fallar, especialmente porque no tienen partes delicadas que puedan romperse fácilmente.También son ideales para entornos donde el sonido es un problema, como hospitales y oficinas.


Compresor de paletas


Ventajas


● Bajo nivel de ruido y vibración.

● Diseño compacto con menos piezas móviles

● Menos propenso al fracaso

● Funcionamiento continuo sin pulsaciones.

● Mayor eficiencia energética


Contras

● Puede ser costoso

● Ciertos diseños requieren atención profesional especializada.

● Algunos tipos de compresores de paletas sólo son adecuados para aplicaciones específicas.


Compresor abierto

Este es otro compresor común utilizado en bombas de calor al por mayor producción.El compresor abierto es accionado por una fuente de energía externa, un motor eléctrico, un motor o incluso una turbina.Tiene un eje que sobresale a través de la carcasa del compresor.Por lo tanto, se utiliza un sello para evitar que el aire se escape a través de la carcasa.


El compresor abierto se caracteriza popularmente entre los diferentes tipos de compresores HVAC por su diseño simple y funcionamiento sencillo.Normalmente, presenta componentes similares a los del compresor alternativo.El aire se aspira a través de una válvula de entrada, se comprime mediante el movimiento del pistón y se descarga a través de una válvula de salida.



Compresor abierto


Ventajas

● Diseño simple y directo

● Muy rentable

● Fácil de mantener

● Ideal para demandas de flujo de aire intermitentes


Contras

● Menor eficiencia en comparación con tipos avanzados de compresores HVAC, como los compresores rotativos y centrífugos.

● Alto ruido y vibración

● Sólo apto para aplicaciones poco exigentes


Compresor hermético


El compresor hermético tiene el mismo principio de funcionamiento que el compresor abierto, pero su estructura es bastante diferente.Con el compresor hermético, los acoplamientos del eje y el eje externo están diseñados con precisión para estar contenidos correctamente en el compresor.


Normalmente, un compresor hermético funciona de manera eficiente manteniendo un sistema completamente sellado.Todas las piezas de HVAC, incluidos el motor y el compresor, están encerradas en una sola carcasa para evitar fugas de aire.Este diseño permite un funcionamiento continuo y confiable sin necesidad de mantenimiento externo.



Compresor hermético


Ventajas

● Integra el motor y el compresor en una sola unidad.

● La cubierta exterior protege el sistema y garantiza un sellado completo.

● Vibración y ruido minimizados

● Sin mantenimiento

● Algunos tipos de compresores herméticos están diseñados con sistemas de enfriamiento internos para regular la temperatura.


Contras

● El diseño cerrado hace que la reparación sea un gran desafío

● El diseño limita la disponibilidad de opciones de refrigeración externa.

● Altos costos iniciales y de reparación.



Compresor semihermético


El compresor semihermético es una opción confiable recomendada por aire acondicionado y fabricantes de bombas de calor para clientes que tienen dificultades para elegir entre compresores abiertos y herméticos.Logra un equilibrio entre ambos compresores, ya que la carcasa sellada está diseñada para abrirse para reparación o revisión completa.


Normalmente, el compresor semihermético funciona con un grado de sellado, combinando las características de los compresores abiertos y herméticos.Este compresor todo en uno permite un acceso limitado y una posible capacidad de servicio.

Compresor semihermético

Ventajas

● Se puede abrir para mantenimiento o reparaciones.

● El motor y el compresor cerrados permiten una estructura de diseño compacto

● Reducción de ruido y vibración.

● Mejor eficiencia energética en comparación con los compresores herméticos



Contras

● No permite el mismo nivel de reparabilidad que el compresor abierto.

● Más caro



¿Qué tipo de compresor es el mejor para HVAC?

Decidir cuál es el mejor entre los diferentes tipos de compresores HVAC depende en gran medida del proceso de producción, las características y los beneficios.El mejor tipo de compresor para bomba de calor y aire acondicionado está diseñado con materias primas de calidad y procesos de producción avanzados, con estricto cumplimiento de los estándares de la industria.Es aconsejable que compre en confianza. fabricantes de bombas de calor en China como SPRSUN, que utiliza un compresor DC Inverter de Panasonic y un motor de ventilador DC Inverter para fabricar HVAC.


SPRSUN produce varios tipos de sistemas HVAC, incluidos Bomba de calor aire-agua R290, que está configurado profesionalmente para cumplir con estrictos requisitos de respeto al medio ambiente, eficiencia, estabilidad y silencio.Los sistemas HVAC también están equipados con ventiladores sin escobillas y medidas de aislamiento acústico para reducir el ruido y las vibraciones, lo que los hace adecuados para todos los entornos.


Cómo elegir los tipos de compresor para el sistema HVAC

Elegir el tipo correcto de compresor para su sistema HVAC influye en su eficiencia y rendimiento general.Aquí hay algunos puntos vitales que le ayudarán a elegir correctamente:


● Comprenda los requisitos de su sistema: evalúe los requisitos específicos de su sistema HVAC y compárelos con la capacidad de los compresores disponibles.Los factores a considerar incluyen la capacidad de enfriamiento, las variaciones de carga y las condiciones de operación.


● Tamaño: Asegúrese del tamaño del compresor.Es mejor que verifique su sistema HVAC para determinar el tamaño exacto del compresor que encajará. Los compresores de tamaño demasiado grande o insuficiente pueden provocar ineficiencias y un mayor consumo de energía.


● Aplicación: Al analizar los diferentes tipos de compresores HVAC anteriores, destacamos que algunos son ideales para aplicaciones poco exigentes, mientras que otros son más adecuados para fines muy exigentes.Por lo tanto, elija un compresor que se adapte a su aplicación, ya sea residencial, comercial o industrial.


● Eficiencia energética: Los mejores compresores tienen altos índices de eficiencia energética (EER) y índices de eficiencia energética estacional (SEER).Estos tipos de compresores HVAC ofrecen un mejor rendimiento.


● Mantenimiento: Considere la dificultad de mantener y reparar el compresor.Los tipos de compresores de aire, como los compresores scroll, de pistón y abiertos, son fáciles de mantener, pero otros, como los compresores de tornillo y centrífugos, son difíciles de mantener y reparar.


● Nivel de Ruido: Verifique el nivel de ruido y vibración que generan los compresores cuando trabajan.Se debe prestar más atención a esto si se pretende utilizar el compresor en un entorno que exige un decoro óptimo.


● Costos: compare los costos iniciales con los posibles ahorros de energía y costos de mantenimiento a largo plazo.Los compresores energéticamente eficientes son los mejores.Aunque pueden tener costos iniciales más altos, ayudan a ahorrar dinero con el tiempo.


Conclusión

Se han logrado grandes avances para satisfacer las distintas necesidades de los clientes con respecto al compresor HVAC más adecuado.El resultado es la disponibilidad de diferentes tipos de compresores HVAC, lo que permite a los usuarios encontrar una opción que satisfaga sus necesidades.El principio de funcionamiento, los pros y los contras de cada compresor tienen su singularidad, lo que facilita la toma de una decisión de compra informada.


En última instancia, la decisión sobre cuál es el mejor entre los distintos tipos de compresores de aire depende de qué tan claro tenga lo que desea, así como de los requisitos que esté dispuesto a aceptar.


Referencia:

https://en.wikipedia.org/wiki/Rotary-screw_compressor

https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/rotary-compressors

https://www.britannica.com/science/Boyles-law



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