Piedras angulares: “Haciendo frío” Parte III

Varias empresas introdujeron compresores de refrigeración a principios de la década de 1880. En 1891, la revista Industrial Refrigeration contenía anuncios de no menos de 30 fabricantes estadounidenses de máquinas de fabricación de hielo y refrigeración para satisfacer la creciente demanda de fabricación de hielo y refrigeración mecánica en cervecerías, empacadoras de carne, fábricas de productos lácteos, hoteles, restaurantes, barcos de vapor y muchos otros negocios.

A finales de la década de 1890, aumentó la demanda de compresores de refrigeración de menor tamaño, con componentes más ligeros y que funcionaban a mayor velocidad, para sistemas de refrigeración de capacidad moderada destinados a hoteles, restaurantes, hospitales y diversas plantas industriales. Dado que la energía de vapor no siempre estaba disponible, se introdujeron otros tipos de accionamiento. El primer compresor de Frick, un importante fabricante, con motor eléctrico de corriente continua de conexión directa, se construyó a principios del siglo XX. Estas máquinas adaptables allanaron el camino para la amplia aceptación de la refrigeración mecánica.

Frick, que había sido pionera en grandes compresores verticales de refrigeración, también introdujo compresores horizontales de carrera larga en 1911, Fig. 1, que siguieron en uso hasta la década de 1950.

Compresores de refrigeración horizontales de carrera larga Frick, c.1913.

Los compresores encapsulados amplían enormemente el uso de la refrigeración.

A medida que el compresor de tipo abierto se fabricaba en tamaños cada vez más pequeños, los bastidores en A que soportaban los cilindros se integraron finalmente en una sola pieza. A partir de este diseño, se desarrolló posteriormente el compresor cerrado . Construidas por primera vez en 1915, estas máquinas, un ejemplo de las cuales se muestra en la figura 2, estuvieron disponibles en una variedad de tamaños a tiempo para satisfacer las acuciantes necesidades de campamentos, fábricas de alimentos y pólvora, hospitales y barcos durante la Primera Guerra Mundial. El diseño cerrado conservaba muchas de las características deseables de las máquinas de baja velocidad, pero las máquinas cerradas con lubricación automática funcionaban de forma segura sin necesidad de supervisión constante. Esto allanó el camino para los sistemas con control automático en 1922. Se desarrollaron líneas de compresores alternativos de mayor velocidad accionados por motor eléctrico, con hasta nueve cilindros, como se muestra en el compresor de aire acondicionado Frick accionado por motor eléctrico de la figura 3.

Compresores centrífugos para refrigeración de procesos

Compresor cerrado Frick accionado eléctricamente.

A medida que aumentaban las necesidades de refrigeración de procesos, especialmente en aplicaciones criogénicas, de gas y de procesamiento químico, los compresores centrífugos satisficieron rápidamente esta necesidad. El primer uso de compresores centrífugos en grandes aplicaciones industriales de refrigeración y enfriamiento de procesos se remonta a antes de la Segunda Guerra Mundial, y para la década de 1950, varias empresas ya fabricaban grandes máquinas centrífugas para este sector. La figura 4 muestra un compresor centrífugo de alrededor de 1960 en una aplicación de refrigeración de propileno.

La electricidad da lugar a un sistema práctico de aire acondicionado.

La climatización pasiva se remonta al Egipto prehistórico. Las técnicas pasivas se mantuvieron extendidas hasta el siglo XX, cuando comenzaron a ser sustituidas por la climatización mecánica desarrollada a partir de la refrigeración industrial y la maquinaria para la fabricación de hielo. El médico John Gorrie utilizó su compresor y su tecnología para fabricar hielo, patentada en 1850, para enfriar el aire de sus pacientes en su hospital de Apalachicola, Florida. Aspiraba a utilizar su máquina de hielo para regular la temperatura de los edificios y vislumbraba un sistema de climatización centralizado capaz de enfriar ciudades enteras. Desafortunadamente, el fallecimiento de su principal inversor impidió que su visión se hiciera realidad.

No fue hasta que la electricidad se generalizó que fue posible el desarrollo de unidades de aire acondicionado más económicas y eficaces. William H. Carrier construyó en 1901 lo que se considera la primera unidad moderna de aire acondicionado eléctrico. Esta permitía controlar tanto la temperatura como la humedad de un gran edificio. El aire acondicionado de grandes edificios e instalaciones industriales se hizo cada vez más común mediante compresores accionados por motores eléctricos, como el que se muestra en la figura 3.

Compresor de aire acondicionado Frick accionado por motor eléctrico.

En 1914 se instaló el primer aire acondicionado doméstico, en 1931 apareció el primer aire acondicionado individual para habitaciones y a finales de la década de 1930 ya se ofrecía aire acondicionado en los automóviles. El auge del aire acondicionado abrió un mercado completamente nuevo para los compresores pequeños y medianos .

Los compresores de tornillo rotativo sustituyen a las máquinas reciprocantes.

En la década de 1950, Svenska Rotor Maskiner AB (SRM), de Estocolmo, Suecia, desarrolló y licenció compresores de tornillo que tuvieron un gran éxito al sustituir a las máquinas de pistón en aplicaciones de compresión de aire. Mediante investigación adicional, SRM desarrolló compresores de tornillo de mayor presión, optimizados para ciclos de refrigeración. El primero de ellos se entregó en 1962 y, en tan solo cinco años, se habían fabricado más de 1000 compresores de tornillo para refrigeración. A finales de la década de 1960, los compresores de tornillo comenzaron a desplazar a la mayoría de los compresores de pistón en aplicaciones de refrigeración y aire acondicionado, y pronto dominarían el sector.

Compresor centrífugo Ingersoll-Rand en una aplicación de refrigeración de propileno, c.1960.

Compresores de espiral desarrollados para aire acondicionado residencial y automotriz

El rápido crecimiento de la climatización residencial y automotriz en la década de 1970 generó una fuerte demanda de compresores compactos, eficientes y de bajo costo que pudieran producirse de forma competitiva en grandes volúmenes. Esta demanda se satisfizo a principios de la década de 1980, cuando se aplicaron los primeros compresores scroll prácticos a la climatización automotriz y de habitaciones en Japón. En 1987, tras diez años de desarrollo, Copeland Corporation, con sede en Sidney, Ohio (posteriormente parte de Emerson), presentó su primer compresor scroll. Su éxito propició el lanzamiento de una gama de compresores scroll para aplicaciones que abarcaban desde la climatización residencial y comercial ligera hasta la refrigeración para las industrias alimentaria, sanitaria y de contenedores marítimos. A principios de la década de 2000, los compresores scroll eran comunes en las aplicaciones de climatización y refrigeración comerciales y residenciales.