¿Cómo funciona un compresor de aire?

Entender cómo funciona un compresor de aire es clave para encontrar el adecuado para ti en función del uso que vayas a darle.

Funcionamiento de un compresor de aire

Un compresor de aire es una máquina que eleva la presión de un gas/vapor utilizando energía mecánica que transforma en energía potencial o energía de presión.

Hay dos tipos principales de compresores de aire:

  • Dinámico: donde la compresión se debe a la velocidad que se puede imprimir al cuerpo (la más conocida es la centrífuga)
  • Volumétrico: donde la compresión se da por movimientos mecánicos (el más común es el tipo de pistón)

compresor de aire

Compresor de aire dinámico

En un compresor de aire dinámico el flujo se comprime utilizando la energía cinética impresa al gas por mecanismos apropiados. El tipo más común de compresor dinámico es el centrífugo.

Compresor centrífugo

La principal característica de los compresores centrífugos es aumentar la presión de salida en relación con el aumento de su velocidad de rotación (que normalmente ya es relevante >10000 rpm) mientras que el flujo de aire permanece constante e independiente de la velocidad. Normalmente son multi-etapa, en el sentido de que hay varios impulsores de diferentes tamaños que en sucesión aumentan la presión del aire en pasos hasta alcanzar el nivel esperado.

Se utilizan principalmente en procesos “sin aceite” y con caudales medio-altos.

Son máquinas muy fiables pero de mantenimiento caro, adecuadas para aplicaciones de presión media. Están muy solicitados, por ejemplo, por las empresas alimentarias, farmacéuticas y químicas.

Compresor de aire volumétrico

El compresor volumétrico, que está mucho más extendido que el dinámico, aspira un volumen de gas independientemente de la presión ascendente y descendente. Tiene una tasa de flujo directamente proporcional a la velocidad de rotación, mientras que la presión se mantiene constante porque depende de la relación de compresión entre el volumen de succión y el de entrega.

Compresor de pistón

El compresor volumétrico más común es el compresor de pistón. Es una máquina compuesta esencialmente por un pistón que fluye dentro de un cilindro que, con la ayuda de válvulas de succión y entrega, regula el flujo de aire, permitiendo la compresión del escape y la subsiguiente fase de succión.

Son muy adecuados para el uso artesanal o la pequeña industria, especialmente para las pequeñas potencias porque su ruido y tamaño no permiten que sean totalmente utilizables en grandes dimensiones.

Son muy fiables y tienen un coste de mantenimiento muy bajo.

En el mercado existen compresores de pistón multietapa adecuados para funcionar con plena eficacia con presiones de funcionamiento medio-altas (>20 bar).

Por último, los compresores de pistón pueden ser del tipo “libre de aceite” para aplicaciones de proceso en la industria alimentaria, química o sanitaria.

Ver compresores de pistón HN Tools

funcionamiento compresor de aire

Compresor de paletas

El compresor de paletas pertenece a la familia de los compresores volumétricos rotativos, es decir, máquinas que mediante elementos rotativos mueven un volumen de aire de mayor a menor que el anterior determinando el aumento de la presión y, por tanto, la descarga posterior. La unidad de compresión consiste en un cilindro (estator), dentro del cual gira un rotor que alberga las cuchillas en ranuras longitudinales especiales; el conjunto se completa con dos tapas.

Las cuchillas se mantienen en contacto con el estator mediante la fuerza centrífuga; no tocan el estator sino que flotan en una película de aceite que evita el deterioro. El eje del rotor se apoya en bujes porque no hay empujes axiales para compensar. La velocidad de rotación del compresor puede variar desde un mínimo de 1000 rpm hasta un máximo de 3000 rpm y depende sustancialmente de las características del motor eléctrico que está directamente conectado al compresor a través de un acoplamiento elástico.

Muy eficiente y fiable, es particularmente adecuado para presiones y flujos de aire medianos y bajos, pero no puede ser “libre de petróleo”.

Compresor de tornillo

El compresor de tornillo es un compresor volumétrico rotativo que consiste en dos rotores paralelos con varios perfiles helicoidales (tornillos) en el exterior que pueden girar uno dentro del otro. Los dos rotores están alojados en un estator que consiste en dos cilindros que se intersectan longitudinalmente, dentro de los cuales los rotores giran con una holgura que no se puede reducir más allá de un cierto límite.

Los ejes del rotor están soportados por cojinetes antifricción, y generalmente un rotor conduce al otro a través del acoplamiento de los mismos perfiles helicoidales. A veces ambos pueden ser impulsados por un par de engranajes externos para reducir la fricción que de otra manera se presenta. Durante la rotación, los perfiles de los tornillos descubren una luz de entrada, situada en un extremo del estator, a través de la cual entra el aire para llenar el volumen entre los perfiles hasta su máxima extensión.

En el lado opuesto los perfiles penetran entre sí, reduciendo el volumen y comprimiendo el aire contenido en ellos hasta que se descubre la luz de suministro.

El compresor de tornillo es muy popular gracias a la tecnología difusora de su construcción. Muchos fabricantes y ensambladores ofrecen este producto en las más diversas variantes: de una sola etapa, de dos etapas para alta presión con y sin aceite para aplicaciones sin aceite. La velocidad de rotación es normalmente mayor que la del motor al que está conectado debido a los engranajes multiplicadores o a la relación de la polea porque hay una correa.

Ver compresores de tornillo HN Tools

El problema del ahorro de energía ha dado lugar a la proliferación de la aplicación de convertidores de frecuencia al compresor que, al variar la velocidad de rotación de los tornillos, varía el caudal asegurando una mejor eficiencia a las cargas parciales.

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