Научно-популярный винтовой воздушный компрессор: основные принципы, заблуждения при выборе и принципы энергосбережения

Винтовой воздушный компрессор — это «рабочая лошадка» современного завода: он подает сжатый воздух, который приводит в действие пневматические инструменты, приводит в движение автоматизированное оборудование и обеспечивает работу процессов в производстве, строительстве и энергетике. Сделайте правильный выбор и работу, и он будет тихо работать в фоновом режиме в течение многих лет. Если вы сделаете ошибку, вы будете платить за это каждый месяц в виде потраченной впустую электроэнергии и незапланированных простоев. В этом руководстве рассказывается о том, как работает машина, об ошибках, которые чаще всего допускают покупатели, а также о нескольких практических способах сокращения затрат на электроэнергию.

Как винтовой воздушный компрессор производит сжатый воздух

Сердцевиной винтового компрессора является пара взаимодействующих роторов (один охватывающий, другой охватывающий), вращающихся внутри корпуса. При вращении пространство между роторами и корпусом меняет объем в три этапа:

1. Прием. Когда роторы вращаются, на впуске открывается зазор, втягивающий воздух через впускной клапан.

2. Сжатие. Роторы продолжают вращаться, захваченный карман становится меньше, а воздух внутри сжимается до более высокого давления и температуры.

3. Разрядка. Когда воздух достигает заданного давления, выпускной клапан открывается, и сжатый воздух поступает в осушитель и фильтруется, прежде чем попасть на производственную линию.

Поскольку в нем нет поршня, совершающего возвратно-поступательное движение, винтовой компрессор работает более плавно и тихо, чем поршневой аппарат того же размера.

При сравнении машин больше всего имеет значение одно число: удельная мощность — сколько электроэнергии потребляется на единицу подаваемого сжатого воздуха, обычно выражается в кВт на м³/мин. Ниже лучше. Хорошо спроектированная энергосберегающая модель обычно работает при удельной мощности ниже 6,0 кВт/(м³/мин).

Три ошибки выбора, которых следует избегать

Ошибка 1 — покупка большего расхода воздуха, чем нужно. Негабаритность означает, что машина большую часть времени проводит незагруженной, что все равно потребляет электроэнергию. Занижение размера означает, что давление падает, когда спрос достигает пика. Правильный подход — сложить фактическое потребление воздуха вашим оборудованием, а затем добавить запас в 10–15 %.

Ошибка 2 — игнорирование качества воздуха и условий труда. Разным производствам нужен разный воздух. Пищевым и фармацевтическим предприятиям необходимы безмасляные компрессоры, чтобы избежать загрязнения продукта. На жарких и пыльных объектах, таких как шахты, необходимы машины с более высокой степенью защиты (IP54 или выше) и эффективным охлаждением и защитой от пыли.

Ошибка 3 — смотреть только на цену покупки. В течение срока службы компрессора затраты на электроэнергию и техническое обслуживание значительно превосходят первоначальную цену — обычно более 70 % от общей стоимости владения. Обычно стоит заплатить немного больше вперед за более производительную машину с качественными роторами и хорошим двигателем.

Откуда реальная экономия

Выбирайте переменную скорость (VSD) для переменного спроса. Компрессор с фиксированной скоростью работает на полной скорости независимо от того, нужен вам воздух или нет. Компрессор с ЧПУ с постоянным магнитом замедляется, когда спрос падает, и экономия быстро увеличивается — часто 30–40% по сравнению с машиной с фиксированной скоростью при переменной нагрузке.

Это не просто теория. Фабрика игрушек в Мексике использует машину PM VSD мощностью 75 кВт с рефрижераторной сушилкой , ресивером воздуха и прецизионными фильтрами в комплекте, а их производственная линия всасывает воздух порциями, а не постоянно — именно тот вид нагрузки, при котором переменная скорость окупается.

Поддерживайте давление настолько низким, насколько это позволяет ваш технологический процесс. Каждый 1 бар ненужного давления увеличивает потребление энергии примерно на 7–8%. Установите рабочее давление на то значение, которое действительно необходимо вашим инструментам (обычно около 7–8 бар для общепромышленного использования), и устраните утечки воздуха — снижение утечки на 10 % обычно экономит 5–10 % энергии.

Поддерживайте основы. Засоренный воздушный фильтр увеличивает сопротивление впуску и может увеличить потребление энергии более чем на 10%. Старое масло ускоряет износ ротора. Регулярная замена фильтров и масла — самая дешевая мера повышения эффективности, которую вы можете предпринять.

На что следует обратить внимание малому бизнесу в первую очередь

Для небольшой мастерской один интегрированный блок — компрессор, осушитель, ресивер и фильтры в одном корпусе — часто является самым простым способом очистки и сухого воздуха без отдельной очистной комнаты. Торговый партнер на Филиппинах начал с одного блока PM VSD мощностью 22 кВт и одного блока PM VSD мощностью 37 кВт, затем вернулся за еще тремя встроенными компрессорами с постоянными магнитами мощностью 7,5 кВт — повторный заказ поступил потому, что первые машины сделали то, что обещали, на скромном пространстве.

Итог

Винтовой воздушный компрессор — это долгосрочный актив. Выбор правильного размера для работы, разумное давление и своевременное техническое обслуживание принесут больше пользы для ваших счетов за электроэнергию, чем что-либо еще. Если вы определяете размер системы или проверяете существующую, мы будем рады помочь вам разобраться с цифрами.