Princip fungování šroubového kompresoru

Šroubový kompresor obsahuje hlavní a vedlejší rotor, které se otáčejí opačným směrem. Tento pohyb nasává vzduch, který je stlačen, když se zmenšuje prostor mezi rotory a jejich skříní. Stlačený vzduch je poté vytlačován k výstupu.

Každý šroubový element má pevný vestavěný kompresní poměr, který závisí na délce, rozteči šroubu a tvaru vypouštěcího otvoru. Pro dosažení maximální účinnosti musí být vestavěný kompresní poměr přizpůsobený požadovanému provozním tlaku. 

Otáčky rotorů jsou optimalizovány na určité úrovni, aby se minimalizovaly mechanické ztráty (způsobené teplem vznikajícím při velmi vysokých otáčkách) i objemové ztráty (únik vzduchu při velmi nízkých otáčkách).

K dispozici jsou také varianty s pohonem s pevně stanovenými otáčkami a řízeným pohonem (VSD). Základní rozdíl je následující:

• Kompresory s pevně stanovenými otáčkami mají stálé, pevně dané otáčky
• Technologie řízeného pohonu (VSD neboli Variable Speed Drive) otáčí motorem příslušnými otáčkami podle požadovaného množství vzduchu.

Moderní vysokorychlostní bezmazné šroubové kompresory mají asymetrické profily šroubů. Toto provedení umožňuje výrazně zlepšit energetickou účinnost díky snížení vnitřních netěsností.

Vnější ozubená kola se nejčastěji používají k synchronizaci polohy protiběžných rotorů. Jelikož rotory nejsou vzájemně v kontaktu a nedotýkají se ani skříně kompresoru, není uvnitř kompresní komory vyžadováno žádné mazání. V důsledku toho stlačený vzduch neobsahuje vůbec žádný olej.

Vestavěný kompresní poměr je omezen rozdílem limitující teploty mezi přívodem a vypouštěním. Z toho důvodu bezmazné šroubové kompresory často pracují v několika fázích a mezistupňovém chlazení aby dosáhly vyšších tlaků.

Jedna varianta se někdy těž nazývá kompresor zaplavený olejem. Technický termín ale zní kompresor se vstřikováním oleje.

V olejem mazaných rotačních šroubových kompresorech je olej vstřikován do kompresní komory. Tento olej chladí a promazává element kompresoru, pomáhá odvádět teplo a minimalizuje únik v kompresní komoře.

Elementy šroubového kompresoru se vstřikováním oleje lze vyrábět pro vysoké kompresní poměry. Jeden kompresní stupeň je obvykle dostatečný pro tlak až 14 bar, někdy dokonce 17 bar, i když na úkor snížené energetické účinnosti.

Tato varianta se někdy nazývá též olejový kompresor. Technický termín ale zní kompresor se vstřikem oleje.

Rotační šroubové kompresory se vstřikem oleje vstřikují olej do kompresní komory. Tento olej chladí a maže element kompresoru.

Pomáhá také odebírat teplo z kompresního procesu a přispívá k minimalizaci úniků v kompresní komoře.

Šroubové elementy šroubového kompresoru se vstřikem oleje lze vyrábět pro vysoké kompresní poměry s jedním kompresním stupněm, který je obvykle dostatečný pro tlak až 14 a dokonce i 17 bar, i když na úkor snížené energetické účinnosti.

Kompresory s pevně stanovenými otáčkami jsou velmi účinné, pokud nepřetržitě pracují při 100% kapacitě. Většina výrobních závodů však takovou produktivitu nevyžaduje. Než se motor zcela zastaví, bude dál běžet, aniž by byl produkován vzduch, a tím bude plýtvat energií a penězi.

Taková neúčinnost a plýtvání se vyskytují zejména v provozních zařízeních, která využívají směnný provoz nebo mají během dne výkyvy požadovaného průtoku.

Kompresory VSD zvyšují otáčky motoru s tím, jak se zvyšuje poptávka po vzduchu, kdy poskytují větší průtok/CFM. Pokud se poptávka sníží, motor se automaticky zpomalí a k zajištění odpovídajícího průtoku využije pouze potřebnou energii.

Technologie VSD je obzvláště výhodná ve dnech, kdy je výroba pomalejší, je celodenní přestávka nebo během střídání druhých a třetích směn. Tento typ vzduchového kompresoru šetří elektřinu a peníze ve srovnání s modely s pevně stanovenými otáčkami.

Vzhledem k tomu, že spotřeba energie stlačeného vzduchu představuje více než 80 % nákladů na vzduchový kompresor, je důležité zvolit efektivní zařízení.

Jedním z důvodů velké popularity rotačních kompresorů je jejich všestrannost. Pro každou aplikaci je k dispozici skutečně vhodný rotační kompresor. Společnost Atlas Copco nabízí šroubové kompresory se třemi typy pohonů, z nichž každý má své vlastní výhody.

• Řemenový pohon: Tyto kompresory jsou velmi robustní a snadno se instalují a udržují. Kromě toho mají mezi rotačními šroubovými kompresory nejnižší počáteční investiční náklady. Tato kombinace z nich dělá skvělou volbu pro menší provozy.
• Převodový pohon: Díky převodovému pohonu jsou kompresory tišší. Investice je vyšší než u řemenového pohonu, ale je energeticky účinnější. Pokud tedy kompresor používáte hodně, tato investice se díky úsporám energie časem vyplatí.
• Přímý pohon: Jedná se o optimální technologii rotačních kompresorů. Inovativní přímý pohon nabízí bezkonkurenční efektivitu a výkon. Mezi těmito třemi variantami vytváří tato nejmenší hluk. Rotační šroubové kompresory s přímým pohonem se dodávají v různých typech – od základního provedení pro menší modely až po jednotky s mimořádně účinnými řízenými pohony.

Pokud vaše aplikace zahrnuje vysoká zatížení, která trvají po dlouhou dobu, jako je továrna, průmyslový závod nebo dílna, měli byste zvážit přechod na rotační šroubový vzduchový kompresor.

Výhody šroubového kompresoru v průmyslu:

• Jsou navrženy tak, aby fungovaly nepřetržitě.
• Mohou pracovat při vyšších průtokových kapacitách a současně rozptylovat generované teplo.
• Jsou relativně méně hlučné než pístové kompresory.
• Méně se opotřebovávají.
• Bývají méně náročné na prostor.
• Předčí pístové kompresory z hlediska účinnosti při přibližně 15 kW (20 hp).
• Vypouštějí méně oleje a nečistot do stlačeného vzduchu.