Сравнение поршневых и винтовых компрессоров: рассмотрим отличия технологий воздушных компрессоров

Выбор между винтовым и поршневым воздушным компрессором: что необходимо знать

Вы не знаете, какой компрессор больше подходит вашему предприятию: поршневой или винтовой? Узнайте больше о различиях между поршневыми и винтовыми компрессорами, чтобы принять обоснованное решение.

Когда речь заходит о выборе воздушного компрессора для промышленного предприятия, как правило, рассматриваются два основных типа компрессоров: винтовые и поршневые. Каждый тип имеет свои преимущества и недостатки, поэтому решение имеет большое значение для оптимизации производительности, эффективности и рентабельности. Пришло время разобраться во всех тонкостях и помочь вам принять обоснованное решение, которое будет соответствовать вашим эксплуатационным требованиям.

Что такое промышленный компрессор?

Промышленный компрессор — это устройство, повышающее давление газа путем уменьшения его объема. Компрессоры играют важную роль в разных отраслях промышленности и приводят в движение инструменты, машины и процессы, накапливая потенциальную энергию сжатого воздуха.

Преимущества и недостатки поршневых и винтовых компрессоров:

Поршневые компрессоры:

Преимущества: экономичное решение с простой конструкцией для производства небольшого объема сжатого воздуха при более высоком давлении.
Недостатки: увеличенные затраты на техническое обслуживание из-за большего количества движущихся частей, более низкая эффективность при непрерывной эксплуатации и, возможно, более высокий уровень шума.

Винтовые компрессоры:

Преимущества: подходят для непрерывной эксплуатации, более низкий уровень шума, более эффективное расходование энергии при производстве больших объемов сжатого воздуха.
Недостатки: более высокая начальная стоимость и, возможно, более сложное техническое обслуживание.

Факторы, которые необходимо учитывать при выборе промышленного компрессора

При выборе промышленного компрессора необходимо учесть несколько аспектов, которые влияют на такие важные факторы, как энергоэффективность, уровень шума, техническое обслуживание, резервирование и цена. Компания «Атлас Копко» предлагает широкий ассортимент продукции, позволяющей учесть эти соображения, и гарантирует, что вы найдете компрессор, точно отвечающий вашим потребностям.

Эффективность энергопотребления

Энергоэффективность воздушных компрессоров имеет определяющее значение, поскольку на них приходится значительная часть общих затрат энергии на предприятии. Компрессоры «Атлас Копко» 5-37 VSD^s с частотно-регулируемым приводом представляют собой наиболее энергоэффективное из представленных на рынке решений и в среднем способны обеспечить 60-процентное снижение энергопотребления по сравнению с традиционными моделями с постоянной частотой вращения благодаря встроенному частотно-регулируемому приводу (VSD). Эта технология позволяет регулировать частоту вращения двигателя в соответствии с расходом сжатого воздуха, снижая тем самым энергопотребление и эксплуатационные расходы.

Для тех, кто еще не готов инвестировать в технологию VSD, компания «Атлас Копко» предлагает двухскоростные компрессоры GA 11-30 FLX, которые помогают снизить затраты энергии на 20 % по сравнению с традиционными компрессорами с постоянной частотой вращения. Серия GA FLX обеспечивает двузначную экономию энергии, которой не может добиться ни один традиционный компрессор с постоянной частотой вращения. Разработан и сконструирован для недоступного компрессорам с постоянной частотой вращения снижения энергопотребления на десятки процентов.

Уровень шума

Уровень шума — важный показатель комфорта на рабочем месте, обеспечивающий соответствие нормам охраны труда и техники безопасности. Компрессоры «Атлас Копко» отличаются исключительно низким уровнем шума, в некоторых моделях, в частности, VSD+, не превышающим 62 децибел. Такие компрессоры можно без проблем устанавливать в непосредственной близости от рабочих мест благодаря шумопоглощающему корпусу и инновационной конструкции вентиляторов охлаждения.

Техническое обслуживание

Регулярное техническое обслуживание и ремонт имеют жизненно важное значение для обеспечения долговечности и эффективности вашего компрессора. «Атлас Копко» дает возможность воспользоваться преимуществами национальной сети квалифицированных специалистов по техническому обслуживанию и поставки оригинальных запасных частей, что обеспечит максимальную эффективность вашего оборудования. Регулярное обслуживание с использованием оригинальных деталей поможет предотвратить простои и поддерживать высокий уровень энергоэффективности.

Стоимость

Хотя нельзя недооценивать важность первоначальных капитальных затрат, не меньшее значением имеет совокупная стоимость владения, включающая затраты на электроэнергию, техническое обслуживание и потенциальные издержки в случае простоев.

При разработке компрессоров «Атлас Копко» учитывается необходимость сократить до минимума совокупную стоимость владения, и мы предлагаем разные варианты финансирования для разных бюджетов.

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.

Цена и совокупная стоимость владения (TCO)

Надежность и долговечность

Уровень шума

Техническое обслуживание

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 %.