Compresor de tornillo ¿Cómo funciona exactamente?

Los compresores de tornillo son equipos de desplazamiento positivo. Este principio de funcionamiento se basa en la disminución del volumen del aire, incrementando la presión al interior hasta que llega a un punto en el cual el aire es liberado. Aunque ambas son de desplazamiento positivo, la tecnología de tornillo es más avanzada que su antecesor, el compresor alternativo o de pistón.

 

La principal diferencia entre el compresor de tornillo y el compresor de pistón está en la forma de comprimir. En el caso del compresor de tornillo es continua a lo largo del rotor. La forma en la que comprime este compresor produce un flujo de aire continuo. Por el contrario, el compresor de pistón lo hace en dos fases (aspiración y compresión).  La forma comprimir el aire en el pistón genera alteraciones en el flujo.

 

Proceso de compresión de aire en un compresor de tornillo:

1. Aspiración:

Este proceso se lleva a cabo cuando el fluido ingresa a través de la entrada de aspiración. Esta fase acaba una vez que el fluido ha ocupado toda la longitud del rotor.

2. Compresión:

Esta etapa se da cuando el fluido es menor que su volumen debido al engranaje final de los rotores. Como resultado, se produce un aumento de su presión.

3. Descarga:

Este es el  último proceso que se lleva a cabo. El fluido es descargado continuamente hasta que el espacio entre los lóbulos de los rotores ya no se puede observar. En español, “desaparece”.

 

Los 3 Tipos de compresores de tornillo.

 

Existen 3 tipos de compresores de tornillo:

 

1. Compresor de tornillo lubricado con aceite:

En algunos compresores de tornillo se inyecta líquido en la cámara de compresión y a veces también en los rodamientos. La función de este líquido es enfriar y lubricar las piezas móviles del elemento, enfriar internamente el aire comprimido producido y minimizar las fugas de retorno a la aspiración.

1. Compresor de tornillo exento:

Los primeros compresores de tornillo tenían un perfil simétrico y no usaban ningún tipo de líquido de refrigeración en la cámara de compresión. En un primer momento se les bautizó como tornillos exentos de aceite o secos. No obstante, los compresores de tornillo exentos de aceite modernos tienen perfiles asimétricos, una característica que mejora sensiblemente la eficiencia energética y contribuye a reducir las fugas internas.

1. Compresor de tornillo de velocidad variable:

Cuando hablamos de compresores de velocidad variable o VSD, nos referimos a compresores en los que la velocidad del motor se ajusta automáticamente según la demanda de aire comprimido. Los de velocidad fija, en cambio, se limitan a dos estados: apagado o a máxima velocidad. Estas son algunas de las principales características de los VSD frente a los compresores tradicionales:

 

Piezas de un compresor de tornillo: 

1. Filtro
2. Válvula
3. Motor de accionamiento
4. Rotor de válvula.
5. Recipiente de separación de aire y aceite.
6. Filtro separador con propiedades coalescentes.
7. Intercambiadores de calor.
8. Válvula de retención.
9. Sistema de filtrado.
10. Refrigerador.
11. Válvula termostática.

 ¿Cómo funciona un compresor de tornillo? 

El conjunto formado por los (4) rotores y el (3) motor de accionamiento forman la base del compresor. El aire es aspirado por el compresor a través de la válvula (2) y el filtro (1), entrando en el tornillo de compresión (4 y 3). Una vez en su interior, el aire circula a través de los dos tornillos y es comprimido sobre el recipiente de separación aire y aceite (5).

Para mejorar la eficiencia de esa separación, el aire comprimido sale a través de un filtro separador con propiedades coalescentes (6). Este está encargado de suprimir el aceite en la corriente de aire. Como consecuencia, el aire no se puede entregar al sistema según sale del tornillo debido a su alta temperatura (ya que en el proceso se sobrecaliente), que puede oscilar alrededor de los 100 ºC. Por dicha razón, los compresores de tornillo van equipados con unos intercambiadores de calor (7).

Con estos intercambiadores, la temperatura del aire comprimido baja para ser usado de manera segura. Antes de llegar el aire comprimido al intercambiador (7), pasa por la válvula de retención y mínima presión(8). Esta válvula se encarga de mantener la presión interna del circuito de aire a los valores mínimos especificados por el fabricante y, por el otro lado, evita que el aire retroceda a través de los rotores.

 

La lubricación de los compresores de tornillo se realiza con un aceite especialmente formulado para este trabajo, el cual es conducido por un circuito cerrado que incluye un sistema de filtrado (9) para eliminar las impurezas en el aire, y un refrigerador (10) para reducir su temperatura. Una vez limpio y a la temperatura adecuada, el aceite es inyectado nuevamente en el tornillo.

 

Pero el aceite de estos compresores no debe estar frío ni excesivamente caliente. Por ese motivo, dentro del circuito de lubricación, una válvula termostática (11) determina si el aceite fluye hacia el refrigerador o retorna directamente al tornillo, en función de la temperatura.

 

Y bingo, así funciona un compresor de tornillo.