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.

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

Características principales:

Permiten trabajar con presiones relativamente altas.

Pueden ser de una o dos etapas de compresión.

Son lubricados por aceite mineral o sintético.

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:

Circuitos auxiliares o servicios secundarios.

Pequeñas instalaciones industriales.

Compresores dinámicos

1. Compresores centrífugos

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

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

Compresores Dinámicos

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.

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.