На рынке компрессорного оборудования представлено большое количество моделей компрессоров различных производителей.
Для начального ориентирования покупателя в выборе подходящего компрессора необходимо понять, в чем состоят основные различия между винтовыми и поршневыми компрессорами.
Особенности винтовых и поршневых компрессоров
ВИНТОВЫЕ КОМПРЕССОРЫ:
Имеют более высокий КПД благодаря меньшему коэффициенту трения в винтовом блоке и отсутствию необходимости преобразования вращательного движения двигателя в возвратно-поступательное движение поршней.- Отсутствуют скачки давления, характерные для поршневых компрессоров, благодаря плавному снижению скорости вращения. Это повышает эффективность работы пневматического оборудования и позволяет снизить объем ресивера.
- Меньший расход смазки, и, как следствие, более чистый сжатый воздух с низким содержанием примесей, что является принципиальным для некоторых отраслей (пищевая, медицинская и т.д.)
- Встроенный контроллер (система автоматизации) поддерживает заданные параметры работы без участия оператора, и позволяет объединить несколько компрессоров в сеть, что повышает эффективность расходования ресурсов.
- В процессе сжатия в винтовом компрессоре воздух меньше нагревается, и необходимо меньше ресурсов для его охлаждения.
- В большинстве винтовых компрессоров мощностью до 250 кВт предусмотрена воздушная система охлаждения, что снимает необходимость установки оборудования для оборотного водоснабжения либо утилизации технологической воды из системы водяного охлаждения.
- Винтовые компрессоры имеют меньшие габариты, низкий уровень шума и вибрации, не требуют установки на фундамента. Эти особенности позволяют предприятию отказаться от компрессорных станций.
ПОРШНЕВЫЕ КОМПРЕССОРЫ:
- Просты, надежны и эффективны в использовании, что делает их популярным средством производства сжатого воздуха в бытовых и промышленных условиях. Они составляют успешную конкуренцию винтовым в диапазонах производительности до 1500 л/мин.
- Их конструкция и принцип действия обеспечивают эффективное сжатие атмосферного воздуха. Но следует учитывать, что сжатый воздух из поршневого компрессора поступает не в виде непрерывного потока, а импульсами. Для выравнивания давления воздуха и предотвращения перебоев в работе пневматического оборудования поршневые компрессоры используются с ресиверами.
- Как правило, в поршневых компрессорах предусмотрено автоматическое регулирование производительности для поддержания постоянного уровня давления в трубопроводе. Самым простым способом регулировки является изменение частоты вращения вала компрессора.
Различия между разными видами винтовых и поршневых компрессоров
ВИНТОВЫЕ КОМПРЕССОРЫ РАЗЛИЧАЮТСЯ ПО:
- типу привода:
- ременные (крутящий момент обеспечивает ремень, соединяющий двигатель и основной блок);
- прямые (соединение с помощью муфты является более надежным и энергоэффективным);
- редукторные (зубчатый редуктор позволяет винтовому блоку вращаться со скоростью, не совпадающей со скоростью вращения мотора); - максимальному рабочему давлению:
- низкого (до 3,5 бар);
- среднего (до 15 бар);
- высокого (до 35 бар); - использованию масла:
- маслозаполненные;
- безмасляные; - типу потребляемой энергии:
- автономные (дизельные и бензиновые);
- электрические (220 / 380 В); - фазе:
- однофазные (220 В);
- трехфазные (380 В);
- универсальные (220 / 380 В); - типу запуска:
- ручной;
- электростартер.
ПОРШНЕВЫЕ КОМПРЕССОРЫ РАЗЛИЧАЮТСЯ:
- количеством цилиндров (одно-, двух- и многоцилиндровые);
- видом расположения цилиндров (горизонтальные, вертикальные, W, V-образные, рядные);
- типом действия (одинарный или двойной (работают обе стороны поршня));
- количеством ступеней сжатия воздуха (многоступенчатые, одноступенчатые);
- одинарного действия (бескрейцкопфные) или двойного (крейцкопфные);
- масляные и безмасляные (сухого трения или сухого сжатия);
- видом двигателя (электрический, бензиновый, дизельный);
- типом привода:
- с прямым приводом (обеспечивают экономию электроэнергии, низкий уровень шума, более высокий КПД);
- с ременным приводом (меньшие динамические нагрузки при запуске благодаря проскальзыванию ременной передачи). - уровнем давления на выходе:
- низкого давления (диапазон от 5 до 12 бар);
- среднего (диапазон от 2 до 100 бар);
- высокого (диапазон от 0 до 1000 бар).
Особенности конструкции винтовых и поршневых компрессоров
ВИНТОВЫЕ КОМПРЕССОРЫ:
Компрессоры винтового типа работают в автоматическом режиме с отсроченным включением. Винтовая пара в рабочей камере компрессора, вращаясь, захватывает воздух на входе и проталкивает к выходу, сжимая в пространстве между зубьями.
При достижении максимального рабочего давления компрессор начинает работать на холостом ходу, прогоняя воздух по внутреннему контуру и охлаждая его. Длительность режима холостого хода определяется автоматикой.
При падении давления до уровня, зафиксированного на момент включения, компрессор снова начинает работать в режиме нагнетания. Если к концу установленного времени работы на холостом ходу давление не снизилось, компрессор переходит в режим ожидания, после чего переходит в режим нагнетания.
В процессе сжатия воздуха в винтовом блоке образуется тепло, которое отводится при помощи масла, охлаждаемого вентилятором. Такая система делает возможной практически бесперебойную работу компрессора на максимальной нагрузке в течение долгого времени.
Принципиальное значение в сжатия воздуха имеет профиль винтовой пары. Производители винтовых компрессоров постоянно совершенствуют их конструкцию и патентуют новые инженерные решения.
ПОРШНЕВЫЕ КОМПРЕССОРЫ:
|
Всасывание и нагнетание воздуха обеспечивается при помощи цилиндра, поршня и двух клапанов. Шатун, соединенный с вращающимся коленчатым валом, передает на поршень ограниченные движения по камере сжатия, приводя к увеличению объема воздуха между клапанами и нижней части поршня и его разрежение. Атмосферный воздух, преодолевая сопротивление пружины, открывает всасывающий клапан и попадает по всасывающему патрубку в цилиндр. Возвратным действием поршня воздух сжимается, его давление возрастает, через нагнетательный клапан, также преодолевая сопротивление пружины, он поступает в нагнетательный патрубок. |
|
Одноступенчатый поршневой компрессор оснащается двумя цилиндрами одинакового размера, работающими в противофазе. Их размер тщательно подбирается, чтобы обеспечить равно эффективную работу компрессора на всех ступенях. |
|
В цилиндре первой ступени воздух сжимается до определенного давления, поступает в межступенчатый охладитель (медную трубку) для снижения температуры до определенного уровня, что повышает КПД компрессора, после чего дожимается в цилиндре второй ступени. Подобная схема работы позволяет получить сжатый воздух с максимальным уровнем давления. Такие компрессоры имеют значительные преимущества перед одноступенчатыми:
|
Одноцилиндровые
Двухцилиндровые
Двухступенчатые
Сравнение основных характеристик винтовых и поршневых компрессоров
УРОВЕНЬ ШУМА:
Современные винтовые компрессоры оснащены шумоизоляцией, что позволяет эксплуатировать их непосредственно в производственных помещениях. В то время как уровень шума при работе поршневых компрессоров делает невозможным продолжительное нахождение рядом с ним работников и требует выделения отдельного помещения.
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ:
Одним из главных различий между винтовыми и поршневыми компрессорами является их производительность, которая для них определяется по-разному.
Для поршневых компрессоров указывают теоретическую производительность (на всасывании). Она равна объему, который поршень описывает в единицу времени.
Для винтовых компрессоров указывают объемную производительность, объем воздуха выражается в нормальных кубических литрах (или метрах) в единицу времени с указанием условий всасывания (температура окружающего воздуха и рабочее давление).
|
Пример: Сравним два компрессора одинаковой производительности (1000 л/мин) с электродвигателем мощностью 7,5 кВт. Данная производительность для винтового компрессора равняется 1000 нл/мин, для поршневого составляет 1000 л/мин на всасывании. При том удельная производительность винтового компрессора составляет примерно 133 (л/мин)/кВт, а поршневого компрессора примерно 100 (л/мин)/кВт (в зависимости от конструкции), что на 20-30% ниже. Очевидно, что у винтовых компрессоров ниже энергетические затраты на производство единицы объема сжатого воздуха и выше КПД. |
РЕМОНТ И ОБСЛУЖИВАНИЕ:
Расходы по электрическому подключению и монтажу винтовых и поршневых компрессоров сопоставимы и не слишком отличаются.
Периодичность техобслуживания компрессоров этих видов производится 1-4 раза в год, в зависимости от интенсивности и условий эксплуатации.
В техническое обслуживание в обоих случаях, в основном, входит замена компрессорного масла, масляных фильтров, а также замена воздушных фильтров, которые можно производить силами потребителя.
У винтовых компрессоров дополнительно необходимо 1-2 раза в год производить замену масляно-воздушного сепаратора (элемента, который отделяет из сжатого воздуха компрессорное масло).
Капитальный ремонт винтового компрессора (замена сальников уплотнения и подшипников ведущего и ведомого вала винтового блока) может обходиться дороже, чем ремонт поршневого (замена колец, клапанов, цилиндров), но, с другой стороны, поршневые компрессоры требуют более частого ремонта и замены изношенных деталей.
Общая наработка по времени до ремонта у винтовых компрессоров в 3-5 раз выше , чем у поршневых компрессоров.
ПРЕИМУЩЕСТВА ВИНТОВЫХ КОМПРЕССОРОВ:
- реальная производительность в 2 раза выше, чем у поршневых компрессоров;
- меньшее потребление электроэнергии;
- возможность эксплуатации в режиме 24/7;
- ресурс работы выше в 3-5 раза;
- низкий уровень шума, возможна эксплуатация непосредственно в производственном помещении;
- низкий унос масла (2-3 мг/м3);
- простота технического обслуживания;
- компрессоры большой производительности отличаются небольшими габаритами, не требуют водяного охлаждения и установки на фундамент.
ПРЕИМУЩЕСТВА ПОРШНЕВЫХ КОМПРЕССОРОВ:
— низкая стоимость.
Стоит выбрать поршневой компрессор, если на производстве:
- нет необходимости в компрессоре большой производительности ( потребление до 1500 литров в минуту);
- потребности в объемах сжатого воздуха часто меняются и они не продолжительны;
- сложные условия работы (грязь, пыль, повышенная влажность, перепады температуры);
- требуется сжатие агрессивных газов;
- при нагнетании высокого уровня давления (до 40 атмосфер).
НЕДОСТАТКИ ВИНТОВЫХ КОМПРЕССОРОВ:
- сложная конструкция, высокая цена компрессора;
- необходимость отвода горячего воздуха после выхода из системы охлаждения и затраты на соответствующее оснащение системы вентиляции;
- винтовые агрегаты не предназначены для работы с агрессивными газами, а также в пыльных помещениях;
- требуется постоянный контроль работы системы маслоотделения.
НЕДОСТАТКИ ПОРШНЕВЫХ КОМПРЕССОРОВ:
- менее экономичны по сравнению с винтовыми;
- повышенный расход масла;
- невозможность непрерывной длительной работы из-за перегрева;
- высокий уровень шума;
- частые поломки и износ деталей;
- низкий срок эксплуатации (3-5 лет).
Подводя итог можно отметить, что при выборе компрессорного оборудования нужно тщательно взвесить все производственные особенности, потребности в сжатом воздухе и рассчитать экономическую эффективность.
Для подбора компрессора и сопутствующего оборудования обращайтесь к специалистам компании Анкор.
