Принцип работы винтового компрессора

Винтовой компрессор работает с ведущим и ведомым ротором, которые вращаются в противоположном направлении. При этом происходит забор сжатого воздуха по мере уменьшения пространства между роторами и их корпусом. Затем сжатый воздух вытесняется в выпускное отверстие.

Каждый винтовой элемент характеризуется фиксированным коэффициентом сжатия, который зависит от его длины и шага винта и формы выпускного отверстия. Для достижения максимальной эффективности коэффициент сжатия должен быть адаптирован к требуемому рабочему давлению. 

Частота вращения роторов оптимизирована на определенном уровне для минимизации механических потерь (из-за высокой температуры при очень высокой частоте вращения) и объемных потерь (потери воздуха из-за очень низкой частоты вращения).

Существуют также варианты с приводом с постоянной и переменной частотой вращения (VSD). Основное отличие состоит в следующем:

• Компрессоры с постоянной частотой вращения работают с одной частотой вращения.
• Технология частотно-регулируемого привода (VSD) обеспечивает вращение двигателя в соответствии с требуемым количеством воздуха

Современные высокоскоростные безмасляные винтовые компрессоры имеют асимметричные винтовые профили. Такая конфигурация значительно повышает энергоэффективность благодаря снижению объема внутренней утечки.

Шестерни чаще всего используются для синхронизации положения вращающихся в противоположных направлениях роторов. Поскольку роторы не соприкасаются друг с другом, а также с корпусом компрессора, не требуется смазывание внутри камеры сжатия. Следовательно, сжатый воздух не содержит масла.

Коэффициент сжатия ограничен предельной разностью температур между впускным и выпускным отверстиями. Именно поэтому безмасляные винтовые компрессоры часто проектируют с несколькими ступенями и промежуточным охлаждением для достижения более высокого давления.

Один из типов компрессоров известен как масляный или маслозаполненный компрессор. Тем не менее его техническое название — «маслосмазываемый».

Маслозаполненные винтовые компрессоры впрыскивают масло в камеру сжатия. Это масло охлаждает и смазывает компрессорный элемент, помогая отводить тепло и способствуя минимизации утечек в камере сжатия.

Маслозаполненные винтовые компрессорные элементы могут иметь высокий коэффициент сжатия. Одной ступени сжатия обычно достаточно для нагнетания давления до 14 и даже 17 бар, хотя для этого и приходится жертвовать энергоэффективностью.

Компрессоры с постоянной частотой вращения очень эффективны при постоянной работе со 100%-й нагрузкой, но для большинства предприятий такой уровень производительности не требуется. Компрессоры будут продолжать работать до полной остановки двигателя, хотя воздух не будет вырабатываться, что приведет к потере энергии и дополнительным расходам.

Такая неэффективная работа и потери часто встречаются на предприятиях, которые работают в несколько смен или характеризуются большими колебаниями расхода в течение дня.

Компрессоры с частотно-регулируемым приводом увеличивают скорость вращения двигателя по мере увеличения потребности в воздухе, тем самым обеспечивая больший расход/CFM. Если потребность снижается, двигатель автоматически замедляется и использует только необходимую энергию для обеспечения соответствующего расхода.

Особенно полезной технология VSD оказывается в рабочие дни с меньшей загрузкой, во время перерывов в работе, а также во вторую и третью смены. Такой тип воздушных компрессоров позволяет снизить потребление электроэнергии и расходы по сравнению с моделями с постоянной частотой вращения.

Поскольку на потребление электроэнергии сжатым воздухом приходится более 80% расходов на воздушный компрессор, важно выбрать эффективное оборудование.

Одной из причин высокой популярности ротационных компрессоров является их универсальность. Существует подходящий ротационный компрессор для любой области применения. Компания Atlas Copco предлагает винтовые компрессоры с тремя типами приводов, каждый из которых имеет свои преимущества.

• Ременный привод: эти компрессоры отличаются высокой надежностью, просты в установке и обслуживании. Кроме того, для них характерны самые низкие начальные инвестиции среди ротационных винтовых компрессоров. Это сочетание делает их отличным выбором для небольших операций.
• Шестеренчатый привод: шестеренчатый привод делает компрессоры тише. Требуются более высокие инвестиции, чем для ременного привода, но энергоэффективность также выше. Таким образом, если вы часто используете компрессор, эти инвестиции будут окупаться с течением времени благодаря экономии энергии.
• Прямой привод: это оптимальное решение для ротационных компрессоров. Инновационный прямой привод обеспечивает непревзойденную эффективность и производительность. Из трех этих типов они создают наименьший шум. Доступны различные типы ротационных винтовых компрессоров с прямым приводом поставляются в различных типах – от базовой конструкции для небольших моделей до сверхэффективных частотно-регулируемых приводов.

Если вы работаете в тяжелых условиях в течение длительного времени, например на заводе, промышленном предприятии или в мастерской, вам следует рассмотреть возможность модернизации до винтового воздушного компрессора.

Преимущества винтового компрессора в промышленности:

• Они рассчитаны на круглосуточную работу
• Они могут работать с более высокой пропускной способностью, рассеивая выделяемое тепло
• Они относительно менее шумны, чем поршневые компрессоры
• Они меньше изнашиваются
• Они обычно занимают меньше места
• Они превосходят поршневые компрессоры по эффективности примерно при 15 кВт (20 л. с.)
• Они выпускают меньше масла и загрязняющих веществ с помощью сжатого воздуха