Compresor tornillo doble etapa
Sistema de compresión en doble etapa
En la actualidad se tiene bastante experiencia en sistemas de baja temperatura utilizando sistemas de refrigeración con compresión en dos etapas. En estos sistemas el trabajo se realiza utilizando compresores operando entre la presión de trabajo deseada y otra intermedia, la llamada “baja etapa” o booster y compresores que operan entre la presión intermedia y la presión de condensación, es decir la “etapa de alta”.
El uso de este sistema tiene variadas ventajas desde el punto de vista de la compresión, entre las cuales se destaca que para un mismo requerimiento se puede obtener un mejor rendimiento o COP (Coeficiente de rendimiento), que es la relación entre la energía que se obtiene, en este caso potencia frigorífica y la energía gastada para su obtención: la energía eléctrica. Entre otras ventajas se consideran, un menor trabajo para los compresores y una mejor condición de operación desde el punto de vista mecánico y de mantenimiento; menor potencia eléctrica instalada ya que los motores son considerablemente de menor potencia; mejor aprovechamiento de los compresores ya que se obtienen rendimientos volumétricos y adiabáticos altos.
Compresor doble etapa - Compound screw compressor
El compresor tornillo de doble etapa o compresor compound es la unión entre dos compresores tornillo en un solo cuerpo accionados por un solo motor. Este cuerpo está a su vez conformado por los elementos estándar de compresores de una etapa. Tiene dos juegos de rotores y la transmisión de fuerza entre ellos y una succión y descarga propia para cada etapa.
El compresor tornillo compound tiene una flexibilidad de operación que le permite ser aplicado en diferentes condiciones. Puede ser instalado en sistemas donde se requiera trabajar con temperaturas de evaporación muy bajas y mejorar lo que sería una compresión en una sola etapa y también en sistemas donde existan hasta dos presiones de operación de succión, es decir dos alimentaciones de gas a temperaturas de evaporación distintas que finalmente formarán una sola descarga.
En el diagrama simplificado se observa el recorrido del gas que puede venir desde sólo una succión o desde dos a diferentes presiones. La descarga de la primera etapa se convierte en la succión de la segunda etapa y es aquí donde se puede aprovechar la succión de gas desde otra alimentación a una temperatura de evaporación más alta que la succión principal. En caso de que no existan consumos a presión intermedia se necesitará un enfriador que conseguirá bajar la temperatura de los gases de la descarga de la primera etapa para obtener una temperatura de succión apropiada para la compresión de la segunda etapa.
En términos comparativos el compresor de doble etapa o compound versus un sistema con compresores trabajando en dos etapas es energéticamente similar, pero las mayores diferencias se pueden apreciar en términos de costo de inversión inicial, operatividad y también en el mantenimiento.
Es importante destacar los factores técnicos y económicos que justifican la utilización de este tipo de compresor ya que en comparación con un sistema de simple, es decir realizando la compresión en una sola etapa, el compresor compound resulta más caro si sólo se considera el costo inicial de inversión. En el caso de compararlo con un sistema con compresores trabajando en dos etapas, resulta más atractivo como inversión inicial y también a largo plazo principalmente, por que existe sólo un sistema de lubricación, menor cantidad de materiales como cañerías, estanques y válvulas, un solo sello mecánico, y un control automático más simple especialmente adaptado para la unidad.
Es importante además de la parte económica identificar las ventajas que se obtendrán con un compresor doble etapa que no sólo tienen que ver con la compresión sino también con la concepción misma del proyecto ya que se pueden realizar combinaciones con más compresores de simple etapa trabajando en conjunto para atender los requerimientos y diferentes condiciones en un mismo sistema.
Las unidades compound tienen un espacio en el mercado principalmente en aplicaciones donde se requiere grandes desplazamientos volumétricos a diferentes relaciones de compresión con una mayor eficiencia energética y mecánica. Atendiendo variadas normas y especificaciones las unidades tienen su lugar en mercados principalmente de refrigeración industrial, empresas químicas y petroquímicas. Las unidades son usadas en circuitos de refrigeración con Amoníaco, HFCs, HCFCs, Propano, CO2, sistemas mixtos como NH3/CO2, y en sistemas de compresión de gas natural, gases combustibles e hidrocarburos en general.
