¿Cómo funciona un compresor tipo Scroll?

El compresor Scroll, sinónimo de eficiencia y ahorro energético. Los sistemas de refrigeración y aire acondicionado que implementan los compresores de tipo Scroll están ganando terreno en el ámbito residencial, comercial e industrial esto se debe a su mayor capacidad de desplazamiento volumétrico, y a su marcada diferencia en el consumo de energía, lo que representa bajo costos de operación durante el proceso de arranques y puestas en marchas. 
Los compresores scroll, ofrece un mayor perfeccionamiento técnico sobre los compresores convencionales (de pistón), ya que les permite operar con niveles muy bajos de ruido y vibración, esto se debe a que se conforman de un menor número de partes móviles, lo que los hace más compactos y ligeros en su peso, con una proporción de hasta de un 25% menos en comparación con los compresores de pistón, lo que representa una mejor aceptación en los  sistemas de aire acondicionado, en capacidades de 3-30 toneladas en sistemas simples, logrando capacidades superiores con más de 2 compresores en paralelos. Algunas pruebas efectuadas en laboratorio demuestran que llegan a ser dos veces más silenciosos que los compresores convencionales.

Compresor tipo Scroll

FINALIDAD DEL COMPRESOR SCROLL EN EL CICLO DE REFRIGERACIÓN
El compresor tiene dos funciones en el ciclo de refrigeración por compresión. En primer lugar succiona el vapor refrigerante y reduce la presión en el evaporador a un punto en el que puede ser mantenida la temperatura de evaporación deseada.
En segundo lugar, el compresor eleva la presión del vapor refrigerante a un nivel lo suficientemente alto, de modo que la temperatura de saturación sea superior a la del medio de enfriamiento disponible para la condensación del vapor refrigerante.

El compresor Scroll se puede considerar como la última generación de los compresores rotativos de paletas, en los cuales éstas últimas han sido sustituidas por un rotor en forma de espiral, excéntrico respecto al cigüeñal, que rueda sobre la superficie del estator, que en lugar de ser circular tiene forma de espiral, concéntrica con el cigüeñal del motor.

El contacto entre ambas superficies espirales se establece, en el estator y el rotor, en todas sus generatrices.
Como se puede comprobar, hay otra diferencia fundamental respecto a los compresores rotativos de paletas, ésta es que la espiral móvil del rotor no gira solidariamente con este último, sino que sólo se traslada con él paralelamente a sí misma.

En los compresores Scroll, el hecho de que los perfiles de las dos espirales sean  envolventes, permite a la espiral móvil rodar sin deslizamiento sobre la espiral fija, cumpliéndose en todo momento la alineación de los centros de las dos espirales y el punto de contacto entre ambas.
Este compresor está hecho por dos espirales (Scroll) una fija y la otra móvil: compresión y descarga, son ciclos suaves y continuos durante la rotación en que ocurre el ciclo.

Aspiración: En la primera órbita, 360º, en la parte exterior de las espirales se forman y llenan totalmente de vapor.

Compresión: En la segunda órbita, 360º, tiene lugar la compresión a medida que dichas celdas disminuyen el volumen del gas refrigerante, acercándolo hacia el centro de la espiral fija, alcanzándose al final de la segunda órbita.

Descarga: En la tercera y última órbita, puestas ambas celdas en comunicación con la lumbrera de escape, tiene lugar la descarga (escape) a través de ella.

Cada uno de los tres pares de celdas, estarán en cada instante en alguna de las fases descritas, lo que origina un proceso en el que la aspiración, compresión y descarga tienen lugar simultáneamente y en secuencia continua, eliminándose por esta razón las pulsaciones casi por completo.
Funcionamiento: En este tipo de compresores, las celdas o cámaras de compresión de geometría variable y en forma de hoz, están generadas por dos caracoles o espirales idénticas, una de ellas, la superior, fija (estator), en cuyo centro está situada la lumbrera de escape, y la otra orbitante (rotor), estando montadas ambas frente a frente, en contacto directo una contra la otra, la espiral fija y la móvil cuyas geometrías se mantienen en todo instante desfasadas un ángulo de 180º, entre  un dispositivo antirotación, están encajadas una dentro de la otra de modo que entre sus ejes hay una excentricidad en orden a conseguir un movimiento orbital de radio del eje de la espiral móvil alrededor del de la espiral fija.

Fijándose exclusivamente en el conjunto (árbol motor-rotor) con cada giro de 360º el árbol motor se adhiere a la espiral inscrita en el plato rotor excéntrico, generando los siguientes movimientos:

a) Uno de rotación de 360º alrededor de su eje, (que tendría lugar igualmente si el valor de el fuera nulo)

b) Otro simultáneo de traslación paralela a sí misma alrededor del eje del cigüeñal (que no se produciría si el valor fuese nulo).

Si se desea que la espiral describa únicamente éste último movimiento de traslación orbital sin la rotación producida por el hecho de estar solidariamente sujeta al plato, es necesario eliminar mediante un dispositivo antirotación ésta última unión rígida, lo que se consigue montando la espiral móvil sobre un simple cojinete vertical de apoyo, concéntrico con ella.

De esta manera, el giro del árbol motor o cigüeñal arrastra al conjunto del caracol móvil, haciéndole describir alrededor del árbol motor (y por lo tanto alrededor del centro del caracol fijo, punto donde está situada la lumbrera de escape), una órbita de radio sin rotación simultánea.
A continuación os dejamos un vídeo demostrativo como resumen.