+86-15258555916
[email protected]
برای عملیاتی که هوای فشرده بیش از 60 تا 70 درصد از روز کاری اجرا می شود، الف واحد کمپرسور اسکرو هزینه های انرژی کمتر، عملکرد آرام تر و فواصل خدمات طولانی تر را ارائه می دهد که از قیمت خرید بالاتر آن بیشتر است. برای کاربردهای متناوب، کم حجم یا پرفشار، الف واحد کمپرسور پیستونی یک انتخاب عملی و مقرون به صرفه باقی می ماند.
خطای اساسی که اکثر خریداران مرتکب می شوند این است که این دو فناوری را صرفاً بر اساس قیمت برچسب ارزیابی می کنند. در یک افق عملیاتی 10 ساله، هزینههای انرژی و تعمیر و نگهداری معمولاً بین 5 تا 10 برابر از قیمت خرید فراتر میرود - به این معنی که واحد ارزانتر در محل فروش اغلب واحد گرانتر در طول عمر کاری آن است.
یک چرخشی واحد کمپرسور اسکرو هوا را با استفاده از دو روتور مارپیچ مشبک - یکی نر و دیگری ماده - که در داخل محفظه ماشینکاری دقیقی به نام airend نصب شده اند، فشرده می کند. با چرخش روتورها، هوا در ورودی کشیده می شود، بین لوب های روتور محبوس می شود و با کاهش حجم لوب به سمت درگاه تخلیه، به تدریج فشرده می شود. از آنجایی که فرآیند به جای رفت و برگشت مداوم و چرخشی است، واحد پیچ جریان هوای صاف و بدون پالس را ارائه می دهد.
در مدل های تزریق روغن - که اکثر واحدهای پیچ صنعتی فروخته شده در سطح جهانی را تشکیل می دهند - روغن مستقیماً به محفظه تراکم تزریق می شود. این روغن سه عملکرد را به طور همزمان انجام می دهد: فاصله های دقیقه ای بین روتورها را آب بندی می کند، یاتاقان های روتور را روغن کاری می کند و به عنوان یک هیت سینک عمل می کند که دمای تخلیه را به طور معمول در محدوده 70 تا 100 درجه سانتی گراد در خروجی هواگیر حفظ می کند. سپس روغن از هوای فشرده در یک مخزن جداکننده پایین دست قبل از ورود هوا به سیستم توزیع جدا می شود.
واحدهای پیچ بدون روغن که در صنایع دارویی، غذایی و الکترونیکی استفاده می شوند، از چرخ دنده های زمان بندی برای حفظ فاصله روتور بدون تماس با روغن استفاده می کنند. این واحدها هزینه بسیار بیشتری دارند - معمولاً سه تا پنج برابر قیمت یک مدل تزریق روغن معادل - اما هوای مطابق با استانداردهای محتوای روغن ISO 8573-1 کلاس 0 را بدون فیلتر کردن پایین دست برای حذف روغن ارائه می دهند.
اکثر واحدهای کمپرسور اسکرو استاندارد بین 5 تا 13 بار (72 تا 190 psi) کار می کنند و دارای امتیاز هستند. وظیفه 100٪ مستمر . ظرفیت تحویل هوای رایگان (FAD) از حدود 0.3 متر مکعب در دقیقه برای واحدهای کارگاهی فشرده تا 100 متر مکعب در دقیقه و بیشتر برای قاب های صنعتی بزرگ متغیر است.
متقابل واحد کمپرسور پیستونی بر اساس یک اصل متفاوت عمل می کند. یک میل لنگ موتور محور یک یا چند پیستون را در داخل سیلندرها به جلو و عقب حرکت می دهد. در زمان پایین، دریچه ورودی باز می شود و هوا به داخل سیلندر کشیده می شود. در حرکت بالا، دریچه ورودی بسته می شود، هوا فشرده می شود و دریچه تخلیه باز می شود تا آن را به گیرنده یا سیستم توزیع خارج کند.
واحدهای پیستونی تک مرحله ای هوا را در یک مرحله فشرده می کنند و معمولاً به 7 تا 10 بار می رسند. طرح های دو مرحله ای ابتدا هوا را در یک سیلندر بزرگتر و کم فشار فشرده می کنند، آن را در یک خنک کننده داخلی خنک می کنند، سپس دوباره آن را در یک سیلندر کوچکتر و پرفشار فشرده می کنند - به فشارهای 15 تا 30 بار یا بیشتر می رسد. این باعث میشود که واحد پیستونی دو مرحلهای به گزینه استاندارد برای کاربردهای فشار بالا از جمله دمیدن بطری PET، پر کردن سیلندر گاز، شارژ باتری هیدرولیک و پنلهای هوای تنفسی تبدیل شود.
برخلاف ماشین های اسکرو، کمپرسورهای پیستونی برای عملکرد متناوب طراحی شده اند. اکثر تولیدکنندگان به آنها امتیاز می دهند چرخه وظیفه 50 تا 75 درصد ، به این معنی که موتور باید حداقل 25 تا 50 درصد از هر ساعت کار استراحت کند تا سیلندرها، سوپاپ ها و رینگ های پیستون خنک شوند. عملکرد پایدار فراتر از چرخه وظیفه نامی، علت اصلی خرابی زودرس سوپاپ است - رایج ترین رویداد تعمیر و نگهداری در واحدهای پیستونی در میدان.
جدول زیر یک واحد پیچ روغن تزریقی معمولی 11 کیلووات (15 اسب بخار) را با یک واحد پیستونی دو مرحله ای معادل - رایج ترین اندازه قاب که در تاسیسات صنعتی کوچک تا متوسط مشاهده می شود، مقایسه می کند:
| پارامتر | واحد کمپرسور اسکرو (11 کیلو وات) | واحد کمپرسور پیستونی (11 کیلووات) |
|---|---|---|
| FAD در 8 بار | ~1.5-1.8 m³/min | ~1.2-1.5 m³/min |
| چرخه وظیفه | 100% | 50-75٪ |
| سطح سر و صدا | 62-72 dBA | 72-90 dBA |
| قیمت خرید معمولی | 5000-12000 یورو | 1500-4000 یورو |
| فاصله تعویض روغن | 2000 تا 4000 ساعت | 250 تا 1000 ساعت |
| لرزش | خیلی کم | قابل توجه است |
| حداکثر فشار (استاندارد) | 13-16 بار | تا 30 بار (2 مرحله ای) |
| قدرت ویژه در 8 بار | 6.5-7.5 کیلو وات بر متر مکعب در دقیقه | 7.5-9.5 کیلو وات بر متر مکعب در دقیقه |
هوای فشرده به طور گسترده ای به عنوان گران ترین ابزار در کارخانه های تولیدی ذکر می شود که معمولاً 20 تا 30 درصد کل مصرف برق . در طول عمر کاری یک کمپرسور، هزینه های انرژی تجمعی از قیمت خرید به میزان 5 تا 10 کاهش می یابد. این باعث می شود که توان ویژه - کیلووات مصرف شده در هر متر مکعب در دقیقه هوای تحویلی - مهمترین عدد در هر تصمیم خرید باشد.
برای ساخت این بتن، یک واحد 11 کیلوواتی در دو شیفت کاری در نظر بگیرید: 6000 ساعت کار در سال با تعرفه برق 0.18 یورو در کیلووات ساعت.
این صرفه جویی 25200 یورویی به راحتی هزینه خرید بالاتر واحد پیچ را جبران می کند - و این محاسبه عملکرد با سرعت ثابت را فرض می کند. واحدهای کمپرسور اسکرو با سرعت متغیر (VSD) مزیت را بیشتر می کنند. با تعدیل سرعت موتور برای مطابقت با تقاضای هوا در زمان واقعی، واحدهای پیچ VSD باعث صرفه جویی در انرژی می شوند 20-35٪ در مقایسه با واحدهای پیچ با سرعت ثابت بر اساس داده های منتشر شده از موسسه هوای فشرده و گاز (CAGI). در کارخانههایی با تقاضای بسیار متغیر - رایج در فرآوری مواد غذایی، مونتاژ خودرو، و ساخت عمومی - دوره بازپرداخت حق بیمه VSD اغلب کمتر از دو سال است.
یک عامل اضافی که نقطه ضعف انرژی واحد پیستون را تقویت می کند: وقتی یک کمپرسور پیستونی فراتر از چرخه کاری نامی خود فشار داده می شود تا نیاز را برآورده کند، جریان کامل موتور را به طور مداوم بدون هیچ فرصتی برای تخلیه می کشد - معادل کارکردن موتور خودرو در خط قرمز در تمام طول روز. سایش دریچه تسریع می شود، دمای تخلیه افزایش می یابد و راندمان حرارتی کاهش می یابد. نتیجه هم مصرف انرژی بالاتر و هم تسریع تخریب مکانیکی است که به طور همزمان اتفاق می افتد.
مکانیسم رفت و برگشتی واحد کمپرسور پیستونی شامل اجزای سایش بسیار بیشتری نسبت به پیچ دوار است: حلقههای پیستون، آستر سیلندر، پینهای مچ دست، یاتاقانهای شاتون، مهر و موم میل لنگ، و - از همه مهمتر - دریچههای مکش و تخلیه. هر یک از این قطعات تحت فشار حرارتی و مکانیکی در هر ضربه عمل می کند که در طول زمان به فواصل سرویس کوتاه تر و هزینه های مصرفی بالاتر تبدیل می شود.
در نرخ های معمول خدمات صنعتی، کار اضافی و مواد مصرفی مرتبط با تعمیر و نگهداری کمپرسور پیستونی اغلب اضافه می شود 800-2000 یورو در سال نسبت به یک واحد پیچ معادل - رقمی که در طول یک دهه کارکرد بی سر و صدا ترکیب می شود. برای تأسیساتی که به پیمانکاران خدمات خارجی به جای تکنسین های داخلی متکی هستند، این هزینه حتی بیشتر است.
واحدهای کمپرسور اسکرو بسته بندی شده مدرن همچنین از تعمیر و نگهداری پیشگیرانه تری از طریق کنترلرهای الکترونیکی یکپارچه پشتیبانی می کنند که ساعات کار، روند دمای تخلیه، فشار دیفرانسیل فیلتر و تاریخچه خطا را ثبت می کنند. این قابلیت مشاهده تشخیصی، زمانبندی سرویس مبتنی بر شرایط و هشدار اولیه در مورد خطاهای در حال توسعه را امکانپذیر میکند - قابلیتهایی که واحدهای پیستونی اصلی معمولاً ارائه نمیدهند.
تفاوت آکوستیک بین این دو فناوری کمپرسور به اندازه کافی بزرگ است که تصمیمات نصب را به خودی خود هدایت کند. یک واحد کمپرسور پیستونی معمولی تولید می کند 72-90 dBA در یک متر - از نظر شدت با یک اره برقی یا ترافیک سنگین قابل مقایسه است. بر اساس دستورالعمل اروپایی عوامل فیزیکی (نویز) 2003/10/EC، کارفرمایان موظفند زمانی که کارگران در معرض سطوح صدای روزانه بیش از 80 dBA قرار می گیرند، با محدودیت های سخت در 87 dBA، اقدام کنند. بسیاری از واحدهای پیستونی در اندازههای صنعتی از آستانه عمل فراتر میروند و به محفظههای صوتی، اتاقهای کمپرسور تعیینشده یا محدودیت دسترسی در حین کار نیاز دارند.
واحدهای کمپرسور پیچ بسته بندی شده، که به طور استاندارد در پانل های کاهش دهنده صدا محصور شده اند، معمولاً در 62-72 dBA . انواع بسیار آرام از چندین تولید کننده در محدوده 58-65 dBA موجود است، به اندازه کافی بی صدا برای برقراری یک مکالمه معمولی در کنار دستگاه. این سطح از عملکرد صوتی امکان نصب در مجاورت یا حتی در داخل مناطق تولیدی را بدون عملیات صوتی خاص می دهد - یک مزیت عملی قابل توجه در امکانات محدود.
ارتعاش موضوعی نزدیک به هم است. نیروهای رفت و برگشتی ایجاد شده توسط کمپرسور پیستونی حداقل به پایه های ضد لرزش لاستیکی و برای واحدهای بزرگتر به پدهای اینرسی بتنی اختصاصی یا پایه های جدا شده نیاز دارند. مشخصه تخلیه ضربانی ماشینهای پیستونی نیز موجهای فشار را وارد سیستم توزیع میکند - معمولاً به مخازن گیرنده بزرگتر (اغلب 500 لیتر یا بیشتر برای یک واحد 11 کیلووات) نیاز دارند تا پالسها را به اندازه کافی برای ابزارهای حساس پنوماتیک و شیرهای کنترلی مرطوب کنند.
واحدهای کمپرسور اسکرو جریان هوای صاف و پیوسته را با حداقل لرزش ایجاد می کنند. اکثر واحدهای بسته بندی شده را می توان مستقیماً روی یک کف بتن مسلح استاندارد بدون پایه های ضد لرزش نصب کرد و تحویل مداوم آنها الزامات اندازه گیرنده را کاهش می دهد. عدم وجود ضربان قابل توجه همچنین باعث افزایش طول عمر اتصالات پایین دست، شیلنگ های انعطاف پذیر و ابزار دقیق می شود.
تقریبا 94 درصد انرژی الکتریکی مصرف شده توسط یک واحد کمپرسور اسکرو با هوا خنک می شود به گرما تبدیل می شود - گرمایی که در اکثر تاسیسات به سادگی از طریق فن خنک کننده به اتمسفر تخلیه می شود. با یک سیستم بازیابی انرژی، بخش قابل توجهی از این گرما را می توان برای گرمایش فضا، پیش گرمایش آب گرم خانگی یا تهویه آب فرآیند استفاده کرد.
یک واحد پیچ 30 کیلوواتی که 4000 ساعت در سال کار می کند تقریباً می تواند بازیابی شود 100000 تا 110000 کیلووات ساعت انرژی حرارتی قابل استفاده سالانه . با هزینه جایگزینی گاز 0.10 یورو در کیلووات ساعت، این ارزش بازیابی شده 10000 تا 11000 یورو در سال است. در نرخ های جایگزینی برق بالاتر، این رقم بیشتر افزایش می یابد. برای عملیات با بارهای گرمایشی قابل توجه - گرمایش انبار، گرم کردن آب فرآیند یا کاربردهای خشک کردن - بازیابی گرما اغلب کوتاه ترین دوره بازپرداخت هر سرمایه گذاری بازده انرژی در سیستم هوای فشرده را ارائه می دهد.
کمپرسورهای پیستونی نیز گرما تولید میکنند، اما ماهیت توزیع شده خروجی حرارتی - در سرتاسر پرههای سیلندر، میل لنگ و خنککننده - باعث میشود بازیابی حرارت ساختاری از نظر مکانیکی پیچیده و عملاً ناکارآمد باشد. اکثر تاسیسات به سادگی گرمای کمپرسور پیستون را به اتمسفر می فرستند و مقدار بالقوه را محقق نمی کنند.
علیرغم مزایای واحد اسکرو در خدمات صنعتی مداوم، واحد کمپرسور پیستونی در چندین دسته کاربردی دارای زمین واقعی و قابل دفاع است:
جدول تصمیم زیر به جای تجویز یک پاسخ واحد، رایج ترین شرایط عملیاتی را با مناسب ترین فناوری ترسیم می کند:
| شرایط عملیاتی | فناوری توصیه شده |
|---|---|
| چرخه وظیفه above 60% of shift | واحد کمپرسور اسکرو |
| چرخه وظیفه below 40% of shift | واحد کمپرسور پیستونی |
| فشار مورد نیاز بالای 16 بار | واحد کمپرسور پیستونی دو مرحله ای |
| فضای کاری حساس به نویز یا مشترک | واحد کمپرسور اسکرو |
| بودجه سرمایه زیر 3000 یورو | واحد کمپرسور پیستونی |
| هوای بدون روغن مورد نیاز، بودجه محدود | واحد کمپرسور پیستونی بدون روغن |
| هوای بدون روغن مورد نیاز، کار مداوم | واحد کمپرسور پیچ بدون روغن |
| بازیابی گرما یک هدف پروژه است | واحد کمپرسور اسکرو |
| پروفایل تقاضای بسیار متغیر | واحد کمپرسور اسکرو VSD |
| الزامات موبایل یا موتور محور | واحد کمپرسور پیستونی قابل حمل |
انتخاب بین پیچ و پیستون تنها نیمی از تصمیم خرید است. اندازه نادرست - در هر جهت - هزینه هایی را ایجاد می کند که برای کل عمر کاری واحد باقی می ماند.
واحدهای کمپرسور پیچ و پیستونی هوای فشرده آماده را مستقیماً از خروجی تحویل نمیدهند. هر دو به یک قطار تصفیه پایین دست نیاز دارند که ترکیب آن به کلاس کیفیت هوای مورد نیاز برای استفاده نهایی بستگی دارد:
یکی از تفاوتهای عملی کیفیت هوا که شایان ذکر است: واحدهای کمپرسور پیستونی فرسوده یا قدیمیتر نسبت به واحدهای پیچی که به خوبی نگهداری میشوند، تمایل بیشتری به حمل آئروسل و بخار روغن به سیستم پاییندست دارند، به دلیل انتشار گازهای خروجی رینگ پیستون و هواکش میل لنگ که از جداکننده هوا-روغن عبور میکند. این می تواند عمر عنصر فیلتر ادغام را به میزان قابل توجهی کاهش دهد و فرکانس و هزینه سرویس فیلتر در قطار تصفیه را افزایش دهد.