Compresores de desplazamiento Compresores scroll Tipos de compresores Compresores de aire Compressed Air Wiki
To understand the different types and technologies of compressors, we first need to understand the two basic principles of compressing air. These are dynamic and displacement compression. In this article, we talk about the scroll compressor. This is a type of displacement compressor with wide applications in air-conditioning and refrigeration systems, heat pumps, and cars.
Un compresor scroll, también conocido como compresor de espiral, es un tipo de compresor de desplazamiento positivo que comprime internamente aire o gas. Los compresores scroll pueden lubricarse con aceite o estar exentos de aceite, y estos últimos son los más adecuados para aplicaciones en las que se necesita un aire limpio y seco de calidad, sin ningún tipo de contaminación de aceite en la cámara de compresión.
¿Cómo funciona un compresor scroll? Un compresor scroll consta de dos elementos en forma de espiral unidos con pernos: una espiral fija y una espiral móvil accionadas por un motor. Las espirales oscilan en un movimiento continuo sin que se produzca el contacto entre los metales, mientras que el aire se comprime en volúmenes cada vez más pequeños en bolsas de aire con forma de media luna. Profundicemos un poco más para entender el mecanismo de la compresión por desplazamiento de los compresores scroll.
La espiral móvil se acciona mediante un cigüeñal de carrera corta y se desplaza excéntricamente alrededor del centro de la espiral fija. El movimiento de la espiral móvil genera una succión que aspira el aire desde la abertura de entrada situada en la parte superior de la carcasa del elemento. El aire o el gas que se captura en las bolsas de aire entre las dos espirales se comprime gradualmente mientras se desplaza hacia el centro de la carcasa, donde están el puerto de salida y una válvula antirretorno. El gas comprimido y presurizado se descarga desde el puerto de salida del centro del conjunto. La válvula antirretorno evita el retorno del gas o del refrigerante.
La rotación de 180° o el desfase proporciona la estabilidad radial del elemento scroll. Debido a que la cámara de compresión es cada vez más pequeña a medida que se comprime el aire o el gas en el compresor, este tipo de compresión se suele denominar compresión interna. Durante este proceso, las fugas se reducen al mínimo porque la diferencia de presión en las bolsas de aire es inferior a la diferencia de presión entre la entrada y la salida. Similar a la compresión interna que se produce en un compresor de tornillo, la cantidad de compresión interna viene determinada por el diseño del puerto de descarga. Gracias al diseño exclusivo de su puerto de descarga, un compresor scroll puede comprimir más aire o gas con un consumo de energía relativamente más bajo. En comparación con otros compresores, el compresor scroll alcanza el mayor nivel de eficacia en volumen porque no emplea pistones para comprimir el gas.
La emisión sonora del compresor scroll también es significativamente inferior a la de las demás tecnologías de compresión existentes. El ciclo de compresión completo dura 2,5 vueltas, incluidas las fases de succión, compresión y revolución de descarga, que tienen lugar simultáneamente y que generan un caudal constante de aire sin pulsaciones. El compresor scroll ofrece un funcionamiento fluido y sin vibraciones gracias a su elemento scroll, que apenas tiene variaciones de par en comparación con un compresor de pistón. El diseño sencillo del compresor scroll con una sola pieza móvil (y, por lo tanto, sin fricción) hace que sea muy fiable y silencioso en comparación con los compresores de pistón equivalentes o con los tradicionales compresores de tornillo rotativo.
Scroll compressors use two spiral-shaped scrolls to compress air. One scroll remains fixed, while the other moves in an orbiting motion around the center of the stationary scroll. As the scrolls rotate, the orbiting scroll draws air through the inlet, compressing and pushing it towards the center. Finally, the compressed air is released through the outlet.
These machines consist of two spiral-shaped scroll elements that are bolted together. They include a stationary scroll and an orbiting scroll driven by a motor. The scrolls oscillate in a continuous motion without any metal-to-metal contact while the air is compressed into increasingly smaller volumes in crescent-shaped air pockets.
Let’s dive a bit deeper to understand the mechanism of displacement compression in scroll air compressors. The orbiting scroll is driven by a short-stroke crankshaft and runs eccentrically around the center of the fixed scroll. The movement of the orbiting scroll creates suction, which draws the air in from the inlet opening. This is located at the top of the element housing.
Air or gas that is captured in air pockets between the two scrolls is gradually compressed while moving toward the center of the housing. The outlet port and non-return valve are found here. Compressed and pressurized gas is discharged from the outlet port at the center of the assembly. The non-return valve, or check valve, prevents the backflow of gas or refrigerant.
The 180° rotation or phase displacement provides the radial stability of the scroll element. Since the compression chamber becomes increasingly smaller while air or gas is compressed, this is usually called internal compression. During this process, leakage is minimized. This is because the pressure difference in the air pockets is lower than the pressure difference between the inlet and outlet.
Similar to internal compression in a screw compressor, the amount of internal compression is determined by the discharge port. Due to the unique design of the discharge port, the scroll air compressor can compress more air or gas while using minimal power.
Compared to other compressors, these machines attain the highest efficiency level by volume. This is because there are no pistons to compress the gas.
The noise emission of a scroll air compressor is significantly lower than other compressors. The complete compression cycle takes 2.5 turns, including the suction, compression, and discharge revolution phases. These occur simultaneously while providing a constant flow of pulsation-free air.
The scroll air compressor offers smooth and vibration-free operations thanks to its scroll element. It hardly has any torque variation compared to a piston compressor. The simple design of the scroll air compressor contains only one moving part. This makes it highly reliable and quieter than equivalent piston and rotary screw compressors.
Choosing a scroll air compressor ultimately depends on the size, flow, and quality requirements of your application. Before choosing any type of compressor, it is important to figure out the correct size and technology for your needs. You'll also want to determine if you need an oil-free or lubricated compressor. This will be based on your air quality requirements.
For higher capacity and flow, it is possible to choose units with two or four scroll compressor elements in one housing. It may be more economical to go for a single large compressor than to use several machines.
As pointed out in this article, the scroll air compressor offers many advantages. This is due to its simplified and efficient design.
✔ With fewer components than reciprocating compressors, they ensure a high level of operational reliability.
✔ In addition, these machines require minimal maintenance.
Many leading industrial applications can utilize scroll compressors. This is due to how they meet the basic requirements of a general-purpose compressor. As mentioned above, scroll compressors are widely used in the food, refrigeration, air-conditioning, and transportation industries. That being said, oil-injected screw compressors may be more efficient in large industrial applications with larger volume demands.
We hope this guide provides a good overview of whether or not a scroll compressor makes sense for your needs. If you'd like more information, feel free to get in touch. Our team is happy to point you in the right direction.
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