Выбор между винтовым и поршневым воздушным компрессором: что необходимо знать

Винтовые компрессоры часто выбираются в тех случаях, когда планируется непрерывная эксплуатация с подачей больших объемов сжатого воздуха. Такие компрессоры отличаются энергоэффективностью, надежностью и более низкой потребностью в техническом обслуживании, чем поршневые компрессоры.

Винтовые компрессоры «Атлас Копко» отлично подходят для непрерывной работы и производства больших объемов сжатого воздуха. Маслозаполненные винтовые компрессоры серии GA гарантируют высокую надежность и энергоэффективность. Они работают при температуре до 46 градусов Цельсия и не снижают производительность с течением времени.

Ниже мы приводим некоторые факторы, которые необходимо учитывать при выборе роторного винтового компрессора:

Эффективность энергопотребления

Винтовые компрессоры обычно отличаются более низким энергопотреблением, чем поршневые компрессоры, особенно при наличии частотно-регулируемого привода (VSD). Частотно-регулируемые приводы регулируют частоту вращения двигателя в зависимости от расхода сжатого воздуха, снижая тем самым потери энергии

Изоэнтропический КПД — это показатель эффективности компрессора, более высокие значения которого соответствуют более эффективной работе. Максимальный изоэнтропический КПД для винтовых компрессоров составляет около 92 %, что означает значительную экономию электроэнергии.

Цена и совокупная стоимость владения (TCO)

Хотя винтовые компрессоры зачастую дороже поршневых компрессоров, их совокупная стоимость владения может оказаться ниже из-за более низкого энергопотребления и затрат на техническое обслуживание. Совокупная стоимость владения включает в себя стоимость приобретения, затраты на энергоснабжение и техническое обслуживание, а также любые издержки при простоях.

Надежность и долговечность

Винтовые компрессоры известны своей надежностью и долговечностью. В них меньше движущихся деталей, что означает более низкий износ и более стабильную производительность в течение срока службы.

Такая надежность может иметь критическое значение при сложных условиях эксплуатации на промышленных предприятиях, где издержки в случае простоев могут оказаться очень высокими.

Уровень шума

Важным фактором является уровень шума на рабочих местах. Винтовые компрессоры работают тише, чем поршневые, что позволяет размещать их ближе к рабочим местам, не превышая разрешенный уровень шума.

Техническое обслуживание

Особенности конструкции винтовых компрессоров с их небольшим количеством подвижных деталей упрощают их техническое обслуживание. Благодаря этому можно добиться снижения затрат на техническое обслуживание и увеличить интервалы между работами по обслуживанию. Тем не менее, важно учитывать доступность технических специалистов по обслуживанию и возможность поставки запасных частей для выбранного бренда и модели.

Винтовые компрессоры часто выбираются в тех случаях, когда планируется непрерывная эксплуатация с подачей больших объемов сжатого воздуха. Такие компрессоры отличаются энергоэффективностью, надежностью и более низкой потребностью в техническом обслуживании, чем поршневые компрессоры.

Винтовые компрессоры «Атлас Копко» отлично подходят для непрерывной работы и производства больших объемов сжатого воздуха. Маслозаполненные винтовые компрессоры серий GA и GA FLX гарантируют высокую надежность и энергоэффективность. Они работают при температуре до 46 градусов Цельсия и не снижают производительность с течением времени.

Ниже мы приводим некоторые факторы, которые необходимо учитывать при выборе роторного винтового компрессора:

Эффективность энергопотребления

Винтовые компрессоры обычно отличаются более низким энергопотреблением, чем поршневые компрессоры, особенно при наличии частотно-регулируемого привода (VSD). Компрессоры с частотно-регулируемым приводом, например наши компрессоры третьего поколения серии GA VSD, регулируют частоту вращения двигателя в соответствии с расходом сжатого воздуха, снижая тем самым потери энергии. Если начальные инвестиции в компрессоры с частотно-регулируемым приводом оказываются слишком высокими, в качестве альтернативы можно выбрать двухскоростные компрессоры серии GA FLX, также позволяющие снизить энергозатраты.  

Изоэнтропический КПД — это показатель эффективности компрессора, более высокие значения которого соответствуют более эффективной работе. Максимальный изоэнтропический КПД для винтовых компрессоров составляет около 92 %, что означает значительную экономию электроэнергии.

Цена и совокупная стоимость владения (TCO)

Хотя винтовые компрессоры зачастую дороже поршневых компрессоров, их совокупная стоимость владения может оказаться ниже из-за более низкого энергопотребления и затрат на техническое обслуживание. Совокупная стоимость владения включает в себя стоимость приобретения, затраты на энергоснабжение и техническое обслуживание, а также любые издержки при простоях.

Надежность и долговечность

Винтовые компрессоры известны своей надежностью и долговечностью. В них меньше движущихся деталей, что означает более низкий износ и более стабильную производительность в течение срока службы.

Такая надежность может иметь критическое значение при сложных условиях эксплуатации на промышленных предприятиях, где издержки в случае простоев могут оказаться очень высокими.

Уровень шума

Важным фактором является уровень шума на рабочих местах. Винтовые компрессоры работают тише, чем поршневые, что позволяет размещать их ближе к рабочим местам, не превышая разрешенный уровень шума.

Техническое обслуживание

Особенности конструкции винтовых компрессоров с их небольшим количеством подвижных деталей упрощают их техническое обслуживание. Благодаря этому можно добиться снижения затрат на техническое обслуживание и увеличить интервалы между работами по обслуживанию. Тем не менее, важно учитывать доступность технических специалистов по обслуживанию и возможность поставки запасных частей для выбранного бренда и модели.

При сравнении поршневых и винтовых компрессоров важно понимать различия в их работе и влияние этих отличий на их пригодность к выполнению определенных задач. Поршневые компрессоры, также известные как компрессоры возвратно-поступательного действия, обычно используются там, где в течение короткого времени необходимо нагнетать большие объемы сжатого воздуха. Винтовые компрессоры, наоборот, больше подходят для непрерывной подачи сжатого воздуха в течение длительного времени.

Различия в работе

Поршневые компрессоры втягивают воздух в цилиндр и сжимают его с помощью поршня совершающего возвратно-поступательные движения. Обычно они используются для подачи небольших объемов воздуха всего подходят для работы с меньшим объемом воздуха при рабочем цикле около 60-70 %, что означает необходимость периодического выключения во избежание перегрева.

Винтовые компрессоры, напротив, используют два соединенных ротора для сжатия воздуха и жидкостное охлаждение, что обеспечивает 100 % рабочий цикл и непрерывную работу без риска перегрева.

Эффективность энергопотребления

Обычно винтовые компрессоры более энергоэффективны, чем поршневые, и обеспечивают подачу большего количества воздуха на единицу потребляемой энергии. Например, расход поршневых компрессоров обычно составляет 3-4 кубических фута в минуту на 1 л. с., а винтовых компрессоров — 4-5 куб. футов/мин на 1 л. с. Такая эффективность особенно выгодна в условиях высоких затрат на электроэнергию.

Качество воздуха

Еще один фактор — качество сжатого воздуха. Поршневые компрессоры работают при более высоких внутренних температурах, что может привести к увеличению содержания влаги в сжатом воздухе. Увеличение влажности может потребовать применения дополнительных компонентов для сушки и очистки. Ротационные винтовые компрессоры работают при низких температурах и часто поставляются со встроенными концевыми охладителями для снижения температуры воздуха, что повышает его качество.

Техническое обслуживание и срок службы

В винтовых компрессорах меньше движущихся деталей, чем в поршневых компрессорах, что означает меньший износ и более низкие требования к техническому обслуживанию. Хотя поршневые компрессоры имеют более простую конструкцию и проще в управлении, они обычно требуют более частого обслуживания из-за большего количества подвижны частей.

Требования к уровню шума и занимаемая площадь

Винтовые компрессоры работают тише и занимают меньше места, чем поршневые, благодаря чему их можно устанавливать в непосредственной близости от рабочих мест.

Совокупная стоимость владения

Хотя винтовые компрессоры зачастую дороже поршневых компрессоров, их совокупная стоимость владения может оказаться ниже из-за более низкого энергопотребления и затрат на техническое обслуживание в течение срока службы. Совокупная стоимость владения включает в себя стоимость приобретения, затраты на энергоснабжение и техническое обслуживание, а также любые издержки при простоях.

Эксплуатационные расходы и энергоэффективность

Винтовые компрессоры, как правило, имеют более низкие эксплуатационные расходы и более энергоэффективны в долгосрочной эксплуатации, особенно в случае непрерывного режима работы. Тем не менее, поршневые компрессоры могут обеспечить экономию при небольшой потребности в сжатом воздухе или редких включениях.

Компрессоры «Атлас Копко» серии GA с технологией VSD можно рекомендовать как энергоэффективное оборудование. В частности, модель GA 5-37 VSDˢ позволяет добиться значительного снижения энергопотребления благодаря своей конструкции.

Критическое значение для выбора подходящего компрессора имеет его рабочий цикл. Рабочий цикл — это процентная доля времени, в течение которого компрессор может работать без остановки для остывания. Этот аспект особенно важен при сравнении разных типов компрессоров, например винтовых и поршневых, так как он напрямую влияет на их пригодность для разных областей применения.

Определение и значение

Рабочий цикл рассчитывается делением времени работы компрессора на общее время цикла (время работы плюс время простоя) и выражается в процентах. Например, если компрессор работает 6 минут и не работает 4 минуты в течение 10-минутного цикла, его рабочий цикл равен 60 %. Учитывать рабочий цикл необходимо для того, чтобы предотвратить перегрузку компрессора, которая может привести к перегреву и возможному выходу компрессора из строя.

Винтовые компрессоры

Винтовые компрессоры можно эксплуатировать со 100 % рабочим циклом, благодаря чему они идеально подходят для областей применения, в которых требуется непрерывный поток воздуха. Конструкция этих компрессоров дает им возможность работать без остановки и перегрева: в них предусмотрено охлаждение, например, впрыском масла. Такие конструкции особенно полезны для промышленных установок, требующих подачи сжатого воздуха в течение продолжительного времени, например в производственных процессах, пищевой промышленности и фармацевтике

Поршневые компрессоры

Поршневые компрессоры, в свою очередь, лучше подходят для эксплуатации при более низких значениях рабочего цикла. Для них обычны показатели от 25 до 75 % с остановкой компрессора для охлаждения

Такие компрессоры идеально подходят для выполнения задач, требующих быстрой подачи определенного объема воздуха, а не непрерывной работы. Сферой применения таких устройств могут быть кустарные и малые производства, а также любые случаи нерегулярной потребности в сжатом воздухе.

Правильный выбор компрессора

При выборе воздушного компрессора всегда следует учитывать рабочий цикл и его соответствие потребности в сжатом воздухе в вашем случае. Для непрерывной подачи сжатого воздуха или подачи большого объема сжатого воздуха больше подходит винтовой компрессор со 100 % рабочим циклом. Для периодического использования или меньших объемов сжатого воздуха может быть достаточно поршневого компрессора с более низким показателем рабочего цикла.

Основным различием между винтовыми и поршневыми (возвратно-поступательными) компрессорами является количество подвижных частей. Это различие оказывает существенное влияние на потребность в техническом обслуживании, срок службы и общую надежность.

Винтовые компрессоры: меньше подвижных деталей

В винтовых компрессорах установлено два соединенных ротора, которые сжимают воздух при его прохождении через компрессор. В таких компрессорах меньше подвижных деталей, чем в поршневых компрессорах, что дает им ряд преимуществ:

• Снижение износа: при меньшем количестве движущихся деталей снижается вероятность износа компонентов. Это увеличивает срок службы и может снизить затраты на техническое обслуживание в долгосрочной перспективе
  

• Повышенная надежность: простота конструкции роторов повышает их надежность. Меньшее количество движущихся частей означает, что меньше компонентов может выйти из строя, благодаря чему эти компрессоры отлично подходят для непрерывной работы
  

• Упрощенное техническое обслуживание: хотя такие компрессоры нуждаются в техническом обслуживании, работы по техническому обслуживанию обычно проще и требуются реже, чем в случае поршневых компрессоров. Таким образом, в долгосрочной перспективе затраты на обслуживание снижаются.
  

Поршневые компрессоры: больше подвижных деталей

В поршневых компрессорах работает поршень, совершающий возвратно-поступательные движения и сжимающий воздух в цилиндре. Такая конструкция включает в себя большее количество движущихся деталей, в том числе поршни, шатуны и клапаны, что имеет ряд последствий:

• Повышенный износ: большее количество подвижных деталей приводит к большему износу. Из-за этого срок службы компрессора сокращается, а техническое обслуживание и замена деталей требуются чаще.
  

• Более высокие требования к техническому обслуживанию: компрессоры включают большое количество подвижных деталей, которые изнашиваются и требуют обслуживания и замены. Хотя простота конструкции упрощает обслуживание, общие затраты на сервис могут оказаться выше.

• Более высокая надежность при периодическом использовании: несмотря на описанные проблемы, компрессоры могут быть очень надежными в ситуации, когда не требуется их постоянная работа. Их конструкция хорошо подходит для случаев, когда период между включениями позволяет компрессору остыть.

Для анализа различий в энергопотреблении винтовых и поршневых важно учитывать эффективность обоих типов в долгосрочной перспективе.

Винтовые компрессоры: более эффективное расходование энергии

Винтовые компрессоры обычно более энергоэффективны, чем поршневые компрессоры, особенно при непрерывной работе. Эта эффективность обусловлена несколькими факторами:

• Частотно-регулируемый привод (VSD): винтовые компрессоры с частотно-регулируемым приводом (VSD) регулируют частоту вращения двигателя в соответствии с потребностью в сжатом воздухе, что позволяет избежать лишних трат энергии.
  

• Непрерывный режим работы: винтовые компрессоры рассчитаны на 100 % рабочий цикл и могут работать непрерывно без остановок, что обеспечивает высокую эффективность на протяжении всего срока эксплуатации.
  

• Низкие температуры внутри компрессора: винтовые компрессоры работают при более низких температурах, что снижает затраты энергии на охлаждение и подготовку сжатого воздуха.
  

Поршневые компрессоры: более низкая эффективность при непрерывной работе

Поршневые компрессоры, подходящие для работы с периодическими включениями и выключениями, становятся менее энергоэффективными, когда от них требуется непрерывная работа. Причины:

• Прерывистый режим работы: компрессор разработан для кратковременных включений с перерывами в работе, что может привести к неэффективности при эксплуатации в непрерывном режиме.
  

• Более высокие рабочие температуры: более высокие температуры внутри компрессора могут привести к повышению затрат энергии на охлаждение и обработку сжатого воздуха.
  

Методы снижения энергопотребления

Для снижения энергопотребления рекомендуется:

• Избегать утечек: избегайте возникновения любых утечек в системе сжатого воздуха и поддерживайте давление в системе на минимальном уровне. Каждый бар снижения давления в системе дает сокращение энергозатрат примерно на 7 %.
• Предварительное охлаждение воздуха на входе: снижение температуры всасываемого воздуха позволяет сократить потребление энергии — на 0,65 % при снижении температуры на 1 °C.
  

• Регулярное техническое обслуживание: замена фильтров и техническое обслуживание компрессора в соответствии с рекомендованным графиком помогают сохранить энергоэффективность компрессора.
  

• Оптимизация фильтрации: эффективные фильтры в винтовых компрессорах способствуют общей эффективности системы и экономии энергии.
  

Энергосберегающие решения «Атлас Копко»

Винтовой компрессор GA 5-37 VSDˢ «Атлас Копко» — лучший пример энергоэффективности из представленных на рынке. Он позволяет добиться 60 % экономии энергии по сравнению с моделями с фиксированной скоростью. Своей эффективностью он обязан технологии частотно-регулируемого привода (VSD), которая позволяет автоматически изменять частоту вращения двигателя в соответствии с потребностью в сжатом воздухе, что значительно сокращает потери энергии.

Компрессор GA FLX компании «Атлас Копко» — это самый эффективный компрессор без частотно-регулируемого привода, который позволяет экономить до 20 % энергии по сравнению с традиционными моделями с постоянной частотой вращения. 

Функции, способствующие эффективности энергопотребления

• Частотно-регулируемый привод (VSD): технология VSD — это визитная карточка винтовых компрессоров «Атлас Копко», позволяющая адаптировать расход энергии к изменениям потребности в сжатом воздухе и таким образом значительно его снизить.

• Низкий уровень выноса масла: маслосмазываемые машины «Атлас Копко» отличаются низким уровнем выноса масла (всего 3 части на миллион), что позволяет сократить затраты энергии на процессы отделения масла.
  

• Компактная конструкция: небольшая занимаемая площадь этих компрессоров, особенно в "полнофункциональных" модификациях со встроенными рефрижераторными осушителями, позволяет снизить общее энергопотребление, необходимое для работы.
  

• Усовершенствованные системы двигателей и приводов: использование в некоторых компрессорах «Атлас Копко» внутренних систем приводов с постоянным магнитом и инвертором позволяет экономить до 50 % электроэнергии по сравнению с традиционными конструкциями с постоянной частотой вращения.

При выборе воздушных компрессоров, особенно для эксплуатации внутри помещений, важно учитывать уровень шума и качество воздуха. Винтовые компрессоры «Атлас Копко» разработаны для эффективного решения таких задач.

Уровни шума

Винтовые компрессоры «Атлас Копко» разработаны для тихой работы, благодаря чему их можно устанавливать в помещениях, где высокий уровень шума недопустим. Например, уровень шума при работе компрессоров VSD+ компании «Атлас Копко» составляет всего 62 децибела, что тише обычной беседы.

Такой низкий уровень шума достигается благодаря нескольким конструктивным особенностям:

• Инновационная технология VSD+: компрессоры VSD+ полностью или частично закрыты звукопоглощающим корпусом, благодаря чему уровень шума падает ниже 60 дБ, и могут устанавливаться рядом с производственными линиями, не мешая операторам.
  

• Снижение механического шума: отсутствие муфты или редуктора между двигателем и ротором способствует их тихой работе.

Качество воздуха

Компрессоры «Атлас Копко» отличаются не только низким уровнем шума, но и высоким качеством сжатого воздуха, что очень важно для многих областей применения. Линейка маслозаполненных винтовых компрессоров GA включает разные варианты конструкции, соответствующие разным стандартам качества воздуха, включая версии с постоянной частотой вращения, а также с двухскоростными и частотно-регулируемыми приводами

Основные характеристики, способствующие повышению качества воздуха:

• Впрыск масла: маслозаполненные винтовые компрессоры требуют подачи масла для выполнения нескольких функций, включая охлаждение, смазку и поглощение шума, что способствует повышению общего качества воздуха
  

• Усовершенствованная система подготовки сжатого воздуха: компания «Атлас Копко» предлагает передовые технологии обработки воздуха, в частности, холодоосушение для снижения точки росы и обработка в адсорбционном осушителе, которая позволяет добиться еще более низкой точки росы для производства сжатого воздуха заданных классов чистоты.
  

Преимущества для использования внутри помещений

Сочетание низкого уровня шума и высокого качества воздуха делает винтовые компрессоры «Атлас Копко» особенно удобными для использования в помещениях. Они могут быть размещены ближе к рабочим местам, не повышая уровень шума и не снижая чистоту воздуха, что важно для применения в медицинских учреждениях, лабораториях и на предприятиях пищевой промышленности.

Специфические уровни шума

«Атлас Копко» предоставляет подробную информацию об уровне шума компрессоров, помогая клиентам принимать обоснованные решения на основе стоящих перед ними конкретных задач. Например, компрессоры серии G/GX предлагают более тихую альтернативу поршневым компрессорам, а также снижение уровня шума, достигающее 13 %.