Lựa chọn giữa máy nén khí trục vít và máy nén khí pít-tông: những điều bạn cần biết

Máy nén khí trục vít là lựa chọn phổ biến đáp ứng nhu cầu vận hành liên tục và thể tích khí cao. Chúng được biết đến nhờ vào hiệu suất năng lượng, độ tin cậy và yêu cầu bảo trì thấp hơn so với máy nén khí pít-tông.

Để vận hành liên tục và với thể tích khí lớn hơn, máy nén khí trục vít của Atlas Copco phù hợp hơn. Dòng máy nén khí trục vít có dầu GA được khuyên dùng vì độ tin cậy và hiệu quả năng lượng. Những máy nén này có thể vận hành ở nhiệt độ lên đến 46 độ C và duy trì hiệu suất theo thời gian.

Sau đây là một số khía cạnh cụ thể cần cân nhắc khi chọn máy nén khí trục vít xoay:

Hiệu quả năng lượng

Máy nén khí trục vít thường tiết kiệm năng lượng hơn máy nén khí pít-tông, đặc biệt khi được trang bị Biến tần (VSD). VSDs điều chỉnh tốc độ động cơ phù hợp với yêu cầu không khí, giảm lãng phí năng lượng

Hiệu quả đẳng entropi là thước đo hiệu suất của máy nén khí, với tỷ lệ phần trăm càng cao thì hiệu suất càng tốt. Hiệu quả đẳng entropi cao nhất đối với máy nén khí trục vít xoay khoảng 92%, có thể giúp tiết kiệm năng lượng đáng kể

Giá cả và Tổng chi phí sở hữu (TCO)

Trong khi chi phí ban đầu của máy nén trục vít xoay có thể cao hơn chi phí của máy nén khí pít-tông, TCO thường thấp hơn do tăng hiệu suất và giảm chi phí bảo trì. TCO bao gồm giá mua, mức tiêu thụ năng lượng, bảo trì và mọi chi phí do thời gian ngừng hoạt động

Độ bền và độ tin cậy

Máy nén khí trục vít nổi tiếng về độ tin cậy và độ bền. Chúng có ít bộ phận chuyển động hơn, nghĩa là ít bị mòn và rách hơn và hiệu suất ổn định hơn theo thời gian.

Độ tin cậy này có thể rất quan trọng trong các môi trường công nghiệp đòi hỏi cao, nơi thời gian ngừng hoạt động có thể gây tốn kém.

Độ ồn

Mức tiếng ồn là một điểm cân nhắc quan trọng ở nơi làm việc. Máy nén khí trục vít có xu hướng vận hành êm hơn máy nén khí pít-tông, cho phép đặt máy gần hơn với không gian làm việc mà không gây gián đoạn tiếng ồn đáng kể.

Bảo trì

Việc bảo trì đơn giản hơn đối với máy nén khí trục vít xoay do thiết kế của chúng có ít bộ phận chuyển động hơn. Điều này có thể giúp giảm chi phí bảo trì và giảm nhu cầu bảo dưỡng thường xuyên. Tuy nhiên, điều quan trọng là phải xem có sẵn kỹ thuật viên dịch vụ và phụ tùng thay thế cho nhãn hiệu và kiểu máy đã chọn hay không.

Máy nén khí trục vít là lựa chọn phổ biến đáp ứng nhu cầu vận hành liên tục và thể tích khí cao. Chúng được biết đến nhờ vào hiệu suất năng lượng, độ tin cậy và yêu cầu bảo trì thấp hơn so với máy nén khí pít-tông.

Để vận hành liên tục và với thể tích khí lớn hơn, máy nén khí trục vít của Atlas Copco phù hợp hơn. Dòng máy nén khí trục vít có dầu GA và GA FLX được khuyến nghị để đạt độ tin cậy và hiệu quả năng lượng. Những máy nén này có thể vận hành ở nhiệt độ lên đến 46 độ C và duy trì hiệu suất theo thời gian.

Sau đây là một số khía cạnh cụ thể cần cân nhắc khi chọn máy nén khí trục vít xoay:

Hiệu quả năng lượng

Máy nén khí trục vít thường có hiệu quả năng lượng cao hơn máy nén khí pít-tông, đặc biệt khi được trang bị Biến tần (VSD). Máy nén khí VSD, như thế hệ thứ ba của máy nén khí VSD, GA VSDs, điều chỉnh tốc độ động cơ để đáp ứng nhu cầu khí nén, giảm lãng phí năng lượng. Tuy nhiên, khi chi phí đầu tư ban đầu quá cao đối với các máy nén VSD thông minh này, thì máy nén khí tốc độ kép GA FLX series là lựa chọn thay thế lý tưởng và tiết kiệm năng lượng.  

Hiệu quả đẳng entropi là thước đo hiệu suất của máy nén khí, với tỷ lệ phần trăm càng cao thì hiệu suất càng tốt. Hiệu quả đẳng entropi cao nhất đối với máy nén khí trục vít xoay khoảng 92%, có thể giúp tiết kiệm năng lượng đáng kể

Giá cả và Tổng chi phí sở hữu (TCO)

Trong khi chi phí ban đầu của máy nén trục vít xoay có thể cao hơn chi phí của máy nén khí pít-tông, TCO thường thấp hơn do tăng hiệu suất và giảm chi phí bảo trì. TCO bao gồm giá mua, mức tiêu thụ năng lượng, bảo trì và mọi chi phí do thời gian ngừng hoạt động

Độ bền và độ tin cậy

Máy nén khí trục vít nổi tiếng về độ tin cậy và độ bền. Chúng có ít bộ phận chuyển động hơn, nghĩa là ít bị mòn và rách hơn và hiệu suất ổn định hơn theo thời gian.

Độ tin cậy này có thể rất quan trọng trong các môi trường công nghiệp đòi hỏi cao, nơi thời gian ngừng hoạt động có thể gây tốn kém.

Độ ồn

Mức tiếng ồn là một điểm cân nhắc quan trọng ở nơi làm việc. Máy nén khí trục vít có xu hướng vận hành êm hơn máy nén khí pít-tông, cho phép đặt máy gần hơn với không gian làm việc mà không gây gián đoạn tiếng ồn đáng kể.

Bảo trì

Việc bảo trì đơn giản hơn đối với máy nén khí trục vít xoay do thiết kế của chúng có ít bộ phận chuyển động hơn. Điều này có thể giúp giảm chi phí bảo trì và giảm nhu cầu bảo dưỡng thường xuyên. Tuy nhiên, điều quan trọng là phải xem có sẵn kỹ thuật viên dịch vụ và phụ tùng thay thế cho nhãn hiệu và kiểu máy đã chọn hay không.

Khi so sánh máy nén khí pít-tông và trục vít xoay, điều quan trọng là phải hiểu được sự khác biệt trong vận hành và mức độ phù hợp của chúng với các nhiệm vụ cụ thể. Máy nén khí pít-tông, còn được gọi là máy nén khí chuyển động qua lại, thường được sử dụng cho các ứng dụng yêu cầu luồng khí trong thời gian ngắn và mạnh. Ngược lại, máy nén khí trục vít xoay được thiết kế cho các ứng dụng cần luồng khí ổn định trong thời gian dài.

Khác biệt trong hoạt động

Máy nén khí pít-tông hoạt động bằng cách hút khí vào trong xilanh và nén nó bằng pít-tông tịnh tiến. Thông thường, chúng tốt nhất cho nhu cầu khí nén thấp hơn và có chu kỳ làm việc khoảng 60-70%, nghĩa là cần tắt máy định kỳ để tránh bị quá nhiệt.

Mặt khác, máy nén khí trục vít xoay sử dụng hai rôto có khóa liên động để nén khí và được làm mát bằng chất lỏng, cho phép chu trình hoạt động 100% và hoạt động liên tục mà không có nguy cơ quá nhiệt.

Hiệu quả năng lượng

Máy nén khí trục vít thường tiết kiệm năng lượng hơn máy nén khí pít-tông, cung cấp nhiều khí hơn trên mỗi đơn vị năng lượng đầu vào. Ví dụ: máy nén khí pít-tông thường cung cấp 3-4 feet khối mỗi phút (cfm) mỗi mã lực (hp), trong khi máy nén khí trục vít xoay cung cấp 4-5 cfm mỗi hp. Hiệu suất này đặc biệt có lợi khi chi phí điện cao.

Chất lượng khí

Chất lượng của khí nén cũng là một yếu tố khác cần xem xét. Máy nén khí pít-tông vận hành ở nhiệt độ bên trong cao hơn, có thể dẫn đến tăng độ ẩm trong khí nén. Điều này có thể cần thêm các bộ phận làm khô và làm sạch. Máy nén khí trục vít vận hành ở nhiệt độ thấp hơn và thường đi kèm với bộ làm mát khí tích hợp sẵn để giảm nhiệt độ không khí, giúp chất lượng không khí tốt hơn.

Bảo trì và độ bền

Máy nén khí trục vít có ít bộ phận chuyển động hơn máy nén khí pít-tông, do đó giảm hao mòn và yêu cầu bảo trì. Mặc dù thiết kế máy nén pít-tông đơn giản hơn và có thể dễ bảo trì hơn nhưng thông thường máy cần bảo dưỡng thường xuyên hơn do có nhiều bộ phận chuyển động hơn.

Yêu cầu về tiếng ồn và không gian

Máy nén trục vít vận hành êm hơn và cần ít không gian hơn so với máy nén pít-tông, giúp máy thích hợp để sử dụng gần không gian làm việc hơn.

Tổng chi phí sở hữu

Chi phí ban đầu của máy nén khí trục vít có thể cao hơn, nhưng tổng chi phí sở hữu có thể thấp hơn do tăng hiệu suất và giảm chi phí bảo trì theo thời gian. Điều này bao gồm giá mua, mức tiêu thụ năng lượng, chi phí bảo trì và thời gian ngừng hoạt động.

Chi phí vận hành và hiệu quả năng lượng

Máy nén khí trục vít thường có chi phí vận hành thấp hơn và tiết kiệm năng lượng hơn trong thời gian dài, đặc biệt là trong các tình huống sử dụng liên tục. Tuy nhiên, máy nén pít-tông có thể tiết kiệm cho các ứng dụng nhỏ hơn hoặc ít thường xuyên hơn.

GA series của Atlas Copco với công nghệ VSD được khuyên dùng để đạt hiệu quả năng lượng. Đặc biệt, kiểu máy GA 5-37 VSDˢ có thể tiết kiệm năng lượng đáng kể và có thiết kế giảm thiểu mức tiêu thụ năng lượng.

Chu trình hoạt động của máy nén khí là một yếu tố quan trọng cần lưu ý khi chọn máy nén phù hợp với nhu cầu của bạn. Đây là phần trăm thời gian máy nén có thể vận hành liên tục mà không cần thời gian nghỉ để hạ nhiệt. Khái niệm này đặc biệt quan trọng khi so sánh các loại máy nén khác nhau, chẳng hạn như máy nén khí trục vít xoay và pít-tông, vì nó tác động trực tiếp đến sự phù hợp của máy đối với các ứng dụng khác nhau.

Định nghĩa và tầm quan trọng

Chu trình hoạt động được tính bằng cách chia thời gian vận hành của máy nén cho tổng thời gian chu kỳ (thời gian vận hành cộng với thời gian nghỉ), được biểu thị dưới dạng phần trăm. Ví dụ: nếu máy nén khí chạy trong 6 phút và nghỉ trong 4 phút trong chu kỳ 10 phút, máy nén sẽ có chu kỳ hoạt động 60%. Cần phải hiểu chu trình hoạt động của máy nén để tránh làm quá tải máy nén, có thể dẫn đến tình trạng quá nhiệt và hỏng hóc tiềm ẩn.

Máy nén khí trục vít

Máy nén khí trục vít được biết đến về khả năng vận hành với chu trình hoạt động 100%, lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi luồng khí liên tục. Các máy nén này được thiết kế để vận hành liên tục mà không bị quá nhiệt nhờ vào cơ chế làm mát, chẳng hạn như bơm dầu. Khả năng này đặc biệt có lợi cho môi trường công nghiệp cần khí nén trong thời gian dài, chẳng hạn như trong các quy trình sản xuất, chế biến thực phẩm và dược phẩm

Máy nén khí pít-tông

Mặt khác, máy nén khí pít-tông là lựa chọn phù hợp hơn cho các ứng dụng có chu trình hoạt động thấp hơn. Chúng thường có chu kỳ làm việc dao động từ 25% đến 75%, có nghĩa là chúng cần thời gian nghỉ ngơi để nguội giữa các chu kỳ

Những máy nén này lý tưởng cho các nhiệm vụ cần luồng khí trong thời gian ngắn, mạnh chứ không phải vận hành liên tục. Các ứng dụng có thể bao gồm dự án DIY, xưởng nhỏ hoặc bất kỳ tình huống nào mà nhu cầu về không khí bị gián đoạn.

Chọn máy nén khí phù hợp

Khi lựa chọn máy nén khí, điều quan trọng là phải xem xét chu trình hoạt động theo nhu cầu khí cụ thể của bạn. Để có nhu cầu khí liên tục hoặc công suất cao, máy nén khí trục vít xoay có chu trình hoạt động 100% phù hợp hơn. Đối với các yêu cầu sử dụng không liên tục hoặc khối lượng khí thấp hơn, máy nén khí pít-tông có chu trình làm việc thấp hơn có thể là đủ.

Khi so sánh máy nén khí trục vít xoay và pít-tông (chuyển động qua lại), chênh lệch chính nằm ở số bộ phận chuyển động của mỗi loại. Sự khác biệt này ảnh hưởng đáng kể đến các yêu cầu bảo trì, tuổi thọ và độ tin cậy tổng thể.

Máy nén khí trục vít: ít bộ phận chuyển động hơn

Máy nén khí trục vít có đặc điểm là hai rôto khóa liên động nén khí khi khí đi qua máy nén. Những máy nén này có ít bộ phận chuyển động hơn so với máy nén khí pít-tông, mang lại nhiều lợi thế:

• Giảm mòn và rách: Với ít bộ phận chuyển động hơn, sẽ ít có cơ hội để các bộ phận bị mòn hơn. Điều này dẫn đến tuổi thọ thiết bị dài hơn và có thể giảm chi phí bảo trì theo thời gian
  

• Độ tin cậy cao hơn: Thiết kế trục vít xoay đơn giản góp phần mang lại độ tin cậy cho thiết bị. Số linh kiện chuyển động ít hơn đồng nghĩa với việc có ít linh kiện hơn có thể bị hỏng, khiến những máy nén này trở thành lựa chọn đáng tin cậy để vận hành liên tục
  

• Bảo trì đơn giản: Mặc dù vẫn cần bảo trì nhưng tần suất và độ phức tạp khi bảo dưỡng máy nén khí trục vít xoay thường thấp hơn mức của máy nén khí pít-tông. Điều này có thể làm giảm chi phí bảo trì lâu dài.
  

Máy nén khí pít-tông: nhiều bộ phận chuyển động hơn

Máy nén pít-tông vận hành với pít-tông chuyển động qua lại nén khí trong xilanh. Thiết kế này vốn bao gồm nhiều bộ phận chuyển động hơn: pít-tông, thanh nối và van, ảnh hưởng đến hoạt động của chúng theo nhiều cách:

• Tăng mòn và rách: Số bộ phận chuyển động càng lớn hao mòn và rách càng nhiều. Điều này có thể rút ngắn tuổi thọ của máy nén và cần bảo trì và thay thế bộ phận thường xuyên hơn.
  

• Yêu cầu bảo trì cao hơn: Do thiết kế, chúng thường yêu cầu bảo trì thường xuyên hơn để khắc phục tình trạng mòn và rách trên nhiều bộ phận chuyển động. Mặc dù chúng thường dễ bảo trì hơn do thiết kế, nhưng nhu cầu bảo trì tổng thể có thể cao hơn.

• Tiềm năng đạt độ tin cậy cao hơn khi sử dụng không liên tục: Bất chấp những thách thức này, loại máy nén khí này có thể rất đáng tin cậy trong các ứng dụng không yêu cầu vận hành liên tục. Thiết kế của chúng phù hợp với những môi trường nơi máy nén có thể nghỉ và làm mát giữa các lần sử dụng.

Khi đánh giá tác động đến tiêu thụ năng lượng giữa máy nén khí trục vít xoay và pít-tông, điều quan trọng là phải xem xét hiệu suất của từng loại máy, đặc biệt là trong bối cảnh sử dụng liên tục.

Máy nén khí trục vít: hiệu quả năng lượng cao hơn

Máy nén khí trục vít thường có hiệu quả năng lượng hơn máy nén khí pít-tông, đặc biệt khi được sử dụng trong thiết lập vận hành liên tục. Hiệu quả này là do một số yếu tố:

• Biến tần (VSD): Máy nén khí trục vít có VSD có thể điều chỉnh tốc độ động cơ sao cho phù hợp với nhu cầu khí nén, làm giảm đáng kể lãng phí năng lượng.
  

• Vận hành liên tục: Được thiết kế cho chu trình hoạt động 100%, máy nén khí trục vít có thể vận hành liên tục mà không cần thời gian nghỉ ngơi, duy trì hiệu suất trong suốt quá trình vận hành.
  

• Nhiệt độ bên trong thấp hơn: Máy nén trục vít vận hành ở nhiệt độ thấp hơn, có thể giảm năng lượng cần thiết cho các quy trình làm mát và xử lý khí.
  

Máy nén khí pít-tông: ít hiệu quả hơn khi sử dụng liên tục

Máy nén khí pít-tông, mặc dù phù hợp với sử dụng gián đoạn, nhưng sẽ ít tiết kiệm năng lượng hơn khi cần chạy liên tục. Điều này là do:

• Chu trình hoạt động ngắt quãng: Được thiết kế cho thời gian chạy ngắn hơn với thời gian nghỉ ngơi, dẫn đến sự thiếu hiệu quả trong quá trình sử dụng liên tục.
  

• Nhiệt độ vận hành cao hơn: Nhiệt độ bên trong cao hơn có thể dẫn đến tăng mức tiêu thụ năng lượng để làm mát và xử lý không khí.
  

Kỹ thuật giảm tiêu thụ năng lượng

Để giảm tiêu thụ năng lượng, chúng tôi khuyên bạn nên:

• Tránh rò rỉ: Tránh rò rỉ trong hệ thống khí nén và giảm áp suất vận hành càng nhiều càng tốt. Đối với mỗi bar áp suất hệ thống giảm xuống, mức tiêu thụ năng lượng sẽ giảm xuống khoảng 7%.
• Lỗ nạp gió làm mát trước: Giảm nhiệt độ hút có thể làm giảm tiêu thụ năng lượng, giảm 0,65% ở mỗi mức giảm nhiệt độ 1°C.
  

• Bảo trì thường xuyên: Thay phin lọc và bảo trì máy nén theo lịch trình khuyến nghị có thể giúp duy trì hiệu suất năng lượng.
  

• Tối ưu hóa lọc: Các linh kiện lọc hiệu quả trong máy nén khí trục vít có thể góp phần vào hiệu suất hệ thống tổng thể và tiết kiệm năng lượng.
  

Các giải pháp tiết kiệm năng lượng của Atlas Copco

Máy nén khí trục vít xoay GA 5-37 VSDˢ của Atlas Copco là ví dụ hàng đầu về hiệu quả năng lượng trên thị trường. Mẫu này có khả năng tiết kiệm năng lượng lên đến 60% so với các mẫu tốc độ cố định. Chìa khóa dẫn đến hiệu suất là công nghệ Biến tần (VSD) cho phép máy nén tự động điều chỉnh tốc độ động cơ sao cho phù hợp với nhu cầu khí, giảm đáng kể lãng phí năng lượng.

GA FLX của Atlas Copco là máy nén không có VSD hiệu quả nhất vì có thể tiết kiệm đến 20% năng lượng so với các kiểu máy có tốc độ cố định truyền thống. 

Các tính năng góp phần tiết kiệm năng lượng

• Biến tần (VSD): Công nghệ VSD là điểm xác nhận tiêu chuẩn của máy nén khí trục vít của Atlas Copco cho phép các máy nén này khớp sát sử dụng năng lượng với nhu cầu khí, dẫn đến tiết kiệm năng lượng đáng kể.

• Độ lẫn dầu thấp: Máy bôi trơn bằng dầu của Atlas Copco có độ lẫn dầu thấp (chỉ 3 ppm), đảm bảo ít tốn năng lượng hơn trong các quy trình tách dầu.
  

• Thiết kế gọn nhẹ: Diện tích chiếm dụng nhỏ của các máy nén này, đặc biệt là các phiên bản "full feature" có máy sấy tác nhân lạnh tích hợp, giảm không gian lắp đặt và năng lượng cần thiết để vận hành.
  

• Hệ thống truyền động và động cơ tiên tiến: Sử dụng hệ thống biến tần và truyền động nam châm vĩnh cửu bên trong ở một số máy nén Atlas Copco có thể giúp tiết kiệm năng lượng đến 50% so với các thiết kế tốc độ cố định thông thường.

Khi lựa chọn máy nén khí, mức tiếng ồn và chất lượng không khí là những điểm cân nhắc quan trọng, đặc biệt là đối với môi trường trong nhà. Máy nén khí trục vít của Atlas Copco được chế tạo để giải quyết những lo ngại này một cách hiệu quả.

Mức tiếng ồn

Máy nén khí trục vít xoay của Atlas Copco được thiết kế để vận hành êm, phù hợp để sử dụng trong nhà nơi có lo ngại về tiếng ồn. Ví dụ: máy nén VSD+ của Atlas Copco có thể vận hành ở mức tiếng ồn thấp nhất 62 decibel, nhỏ tiếng hơn một cuộc trò chuyện thông thường.

Mức tiếng ồn thấp này đạt được thông qua một số tính năng thiết kế:

• Công nghệ VSD+ cải tiến: Máy nén VSD+ được trang bị vỏ kín hoàn toàn hoặc một phần có khả năng hấp thụ âm thanh, giảm mức tiếng ồn xuống dưới 60 dB và có thể được đặt bên cạnh dây chuyền sản xuất mà không làm phiền người vận hành.
  

• Giảm tiếng ồn cơ học: Không có khớp nối hoặc bánh răng giữa động cơ và cụm trục vít trong các máy nén này góp phần vào hoạt động êm ái.

Chất lượng khí

Máy nén khí Atlas Copco không chỉ chạy êm mà còn đảm bảo chất lượng khí cao, điều quan trọng đối với nhiều ứng dụng. Dòng máy nén khí trục vít có dầu GA cung cấp nhiều phiên bản đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng khí khác nhau, bao gồm phiên bản truyền động tốc độ cố định, tốc độ kép và biến tần

Các tính năng chính góp phần vào chất lượng không khí bao gồm:

• Phun dầu: Máy nén khí trục vít có dầu yêu cầu dầu cho nhiều chức năng, bao gồm làm mát, bôi trơn và phân tán tiếng ồn, góp phần vào chất lượng không khí tổng thể
  

• Thiết bị xử lý không khí tiên tiến: Atlas Copco cung cấp các công nghệ xử lý không khí tiên tiến, chẳng hạn như sấy lạnh cho nhu cầu điểm đọng sương thấp và sấy khô hạt hấp phụ cho cả điểm đọng sương thấp hơn, đảm bảo không khí đáp ứng các cấp độ tinh khiết cụ thể.
  

Lợi ích cho môi trường trong nhà

Sự kết hợp giữa mức tiếng ồn thấp và chất lượng khí cao khiến máy nén khí trục vít của Atlas Copco đặc biệt có lợi cho môi trường trong nhà. Chúng có thể được đặt gần hơn với không gian làm việc mà không gây gián đoạn tiếng ồn hay ảnh hưởng đến độ tinh khiết của không khí, điều thiết yếu cho các ứng dụng trong các cơ sở y tế, phòng thí nghiệm và ngành chế biến thực phẩm.

Mức tiếng ồn cụ thể

Atlas Copco cung cấp thông tin chi tiết về các mức tiếng ồn của máy nén, cho phép khách hàng đưa ra quyết định sáng suốt dựa trên các yêu cầu cụ thể của họ. Ví dụ: dòng G/GX là lựa chọn thay thế êm hơn cho máy nén khí pít-tông, giảm đến 13% mức tiếng ồn.